РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ,
МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТІВ ТА АНАЛІЗІВ
2.1. Характеристика сировини та допоміжних реагентів
У роботі використано сировину та реактиви з такими фактичними показниками. 1. Ріпакова олія рафінована недезодорована (ГОСТ 8988-77 Масло рапсовое. Технические условия). Рідина прозора світло-жовтого кольору з КЧ 1,5 мг КОН/г; ЙЧ 110 г І2/100 г; ТС 475 К, густиною d420 0,928 г/см3, з масовою часткою речовин, що не омилюються, 1,02 %; масовою часткою вологи та летючих речовин 0,008 %. Жирнокислотний склад РО, % мас.: C16:0 - 3,287 %, C18:0 -1,55 %, С18:1 n9 -
57,6 %, С18:2 n9, 12 - 18,7 %, С18:3 n9-15 - 8,53 %, C20:0 - 0,89 %, С20:1 n9-4,3 %, C22:0- 0,466 % (рис. А.1). 2. Етилендіамін (H2NCH2CH2NH2). Прозора рідина з амінним запахом з ТТ 283,9 К; Тк 390 К (при 1013 кПа); d420 0,8966 г/см3, nD20 1,4571, ММ 60,1; утворює з водою азеотропну суміш (81,6 % мас. ЕДА, ТК 383 К); змішується з водою і більшістю органічних розчинників, не розчинний у вуглеводнях. 3. Промислові моноацилгліцерини марки МГД. Тверда речовина білого кольору з ТТ 340 К, масовою часткою активної речовини і Гл - 98,8 % і 0,3 %, відповідно. Жирнокислотний склад МАГ, % мас.: С14:0 - 0,588 %, С16:0 - 40,76 %, С17:0 - 0,355 %, С18:1 n14 - 0,363 %, С18:0 - 55,89 %, С20:0 - 0,616 % (рис. А.2). 4. Гліцерин (С3Н8О3) (ГОСТ 6824-76). Прозора, солодка на смак, гігроскопічна рідина з nD20 1,47399; d420 1,2481 г/см3 (при 293 К); ММ 92, змішується з водою та спиртами. 5. Метанол (СН3ОН) (ГОСТ 2222-70). Прозора рідина з d420 0,792 г/см3; ТК 338 К; nD15 1,3312, вологи ? 0,05 %, розчинний у воді. 6. Ізопропіловий спирт (С3Н8О) (ТУ 6-09-402-75). Прозора рідина зі слабким характерним запахом з ТК 355,3 К, d420 0,7861 г/см3, nD20 1,3772, ММ 60,1, розчинність у воді повна. 7. Соляна кислота 0,1 Н водний розчин (НCl) (ТУ 6-09-5451). Прозора рідина без запаху. 8. Етанол (С2Н5ОН) (ГОСТ 11547-80). Прозора рідина з d420 0,789 г/см3; ТК 351,4 К; nD15 1,3614, вологи не більш 0,5 %, розчинний у воді. 9. Хлороформ марки "х.ч.", "ч.д.а.". 10. Вуглець чотирьоххлористий марки "ч.д.а.". 11. Ацетон марки "х.ч.", "ч.д.а.". 12. Гексан марки "ч.д.а.". 13. Толуол марки "ч.д.а.". 14. Парафін "ч.". 15. Перйодна кислота "х.ч.". 16. Пальмітинова кислота "ч.". 17. п-толуолсульфокислота, техн.. 18. Оцтова кислота "х.ч.". 19. Гідроксид калію "ч.д.а.". 20. Гідроксид натрію "ч.д.а.". 21. Тіосульфат натрію 0,05 Н водний розчин. Прозора рідина без запаху. 22. Крахмал водорозчинний 1 % водний розчин. 23. Йодид калію марки "cz.d.a.". 24. Хлорид натрію марки "х.ч.". 25. Хлорид кальцію "ч.д.а." 26. Метилат натрію "ч.д.а.". 27. Сульфат натрію "ч.д.а.". 28. Камфора, техн.
2.2. Методики проведення кінетичних досліджень і синтезів
2.2.1. Методика проведення кінетичних досліджень
Реакцію амідування ЕДА вивчено в реакторі типу ідеального змішування із використанням установки, до складу якої входять тригорла колба, терморегулятор, контактний термометр, мішалка, лабораторний автотрансформатор, інфрачервоний підігрівач, які кріпляться на штативі.
У тригорлу колбу об'ємом 100 мл завантажують 20-30 г АГ і підігрівають їх при постійному перемішуванні до температури досліду, після чого у колбу додають амін, масу якого mА розраховано за формулою (2.1):
mА = mАГ ·ММА ?q/ММАГ, (2.1)
де mАГ - наважка АГ, г.;
ММА, ММАГ - ММ аміну, АГ, г/моль, відповідно;
q - МВ АГ:амін.
Момент з'єднання реагентів вважають початком відліку часу реакції, для дос-
лідження якої через певні проміжки часу відбирають зразки РМ, які потім аналізують.
2.2.2. Синтез індивідуальних сполук
Синтез ТПГ: У колбу об`ємом 1 л, з насадкою Діна-Старка та зворотнім холодильником, завантажують 168 г пальмітинової кислоти, 19,5 г Гл, 50 мл толуолу,
0,5 г каталізатору - п-толуолсульфокислоти і кип'ятять реакційну суміш до повного відділення води (11 мл). Отриманий сирий ТПГ перекристалізовують тричі із етанолу з виходом 80 %. Порівнянням експериментальних фізико-хімічних показників із теоретичними (Тт експ. 338 К, Тт теор. 339,1 К [98], ЕФЧексп. 214 мг KOH/г, ЕФЧтеор. 208 мг KOH/г, ММексп. 809 г/моль, ММтеор. 807,34 г/моль [99], КЧ 1,7 мг KOH/г), методом ТШХ (рис. 3.1), а також мас-спектрометричним (рис. А.3) і газохроматографічними (рис. А.4) методами доказано, що синтезована речовина - ТПГ.
Синтез пальмітоїламіноетиленаміду: У тригорлу колбу об'ємом 1 л, з'єднану із зворотнім холодильником, завантажують 4 моль ЕДА (240,4 г) і 1 моль пальмітинової кислоти (256,4 г) згідно [48]. Потім колбу підігрівають до температури 373 К і витримують при цій температурі впродовж 5 год. ЕДА, що не прореагував, відганяють за допомогою прямого холодильника Лібіха, після чого колбу охолоджують до кімнатної температури. Для видалення залишку ЕДА отриману суміш промивають декілька разів водою, а емульсію, яка при цьому утворюється, розділюють при температурі 373 К у сушильній шафі впродовж 1-2 год. Після чого верхній шар реакційної суміші збирають і перекристалізовують тричі з етанолу. Нерозчинний у етанолі етилен біс-пальмітамід (ЕБП) відфільтровують і збирають, а фільтрат дистилюють з виділенням етанолу. Залишок від фільтрату після дистиляції збирають і далі висушують на повітрі при кімнатній температурі впродовж 2 діб. Отриманий висушений світло-жовтого кольору продукт додатково перекристалізовують у гексані, потім фільтрують і висушують на повітрі при кімнатній температурі впродовж 2 діб. Отримано безбарвний продукт з ТТ 399 К, АЧ 120,1 мг НСl/г, ММ 298 г/моль.
Синтез ЕБП: ЕБП отримано як побічний продукт реакції синтезу пальмітоїламіноетиленаміду взаємодією пальмітинової кислоти та ЕДА. Отримано продукт з
ТТ 410 К, АЧ 2,2 мг НСl/г., ММ 536 г/моль.
2.3. Методики аналізу реакційних сумішей
2.3.1. Визначення концентрації ?-моноацилгліцеринів та гліцерину методом
перйодатного окислення в одержаних продуктах і реакційних масах
Принцип кількісного визначенн