ВПЛИВ КАТАЛІЗАТОРІВ НА РЕАКЦІЇ МІЖ ТРИ- І ДІЕТАНОЛАМІНАМИ ТА ЕТИЛОЛЕАТОМ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2022.04.10Ключові слова:
триетаноламін, діетаноламін, етилолеат, каталіз, трансестерифікація, амінолізАнотація
Алканоламіди та естераміни є вихідними матеріалами для одержання поверхнево-активних речовин, миючих та косметичних засобів, фармацевтичних препаратів, барвників. Досліджено закономірності взаємодії етилолеату та суміші три- та діетаноламінів (вміст діетаноламіну – 21 мас.%) у присутності каталізаторів Бренстеда та Льюїса. Як каталізатори застосовували катіоніт КУ-2-8, аніоніт АВ-17-8 та гідроксид калію, оксалат нікелю, катіоніт КУ-2-8 з іммобілізованими іонами Ni2+ та цей іоніт, додатково оброблений 0,1 М розчином лугу протягом 1 год, а також п-толуенсульфонат олова (ІІ). Для зміщення рівноваги реакції трансестерифікації процес вели в нестаціонарних умовах з відгонкою з реакційної суміші утвореного етанолу. Встановлено що досліджені каталізатори за незначним винятком характеризуються відносно низькою швидкістю перетворення реагентів. Показано, що ефективність дії катіоніту КУ-2-8 в Н-формі дуже залежить від температури та, більшою мірою, від мольного співвідношення етилолеату і три- та діетаноламінів. Дослідження впливу співвідношення реагентів дало змогу зробити припущення, що процеси масообміну суттєво позначаються на показниках реакції між етилолеатом і етаноламінами. Показано, що за однакових умов близьку до катіоніту КУ-2-8 каталітичну активність виявляють аніоніт АВ-17-8 та п-толуенсульфонат олова (ІІ). Модифікація катіоніту КУ-2-8 іммобілізацією іонів нікелю дещо покращує його каталітичні властивості, а подальша обробка одержаного каталізатора розчином лугу навіть дещо зменшує конверсію етилолеату. Встановлено, що найвищу активність як каталізатор реакції між етилолеатом та три- і діетаноламінами виявляє оксалат нікелю. Такий ефект можна пояснити високими електроноакцепторними властивостям оксалат-аніону, який зменшує електронну густину на катіоні Ni2+. Як наслідок у присутності цього каталізатора конверсія естеру становить 21,9 %. Отримані результати дали змогу зробити висновок про потенційну перспективність застосування катіоніту КУ-2-8 у Н-формі та оксалату нікелю як каталізаторів реакції між етилолеатом і три- та діетаноламінами.
Посилання
Dinesh K., Amjad A. Direct synthesis of fatty acid alkanolamides and fatty acid alkyl esters from high free fatty acid containing triglycerides as lubricity improvers using heterogeneous catalyst. Fuel, 2015, Vol. 159, pp. 845-853, doi: 10.1016/j.fuel.2015.07.046.
Wang X., Wang T., Wang X. An Improved Method for Synthesis of N-stearoyl and N-palmitoylethanolamine. J. Am. Oil. Chem. Soc., 2012, Vol. 89, pp. 1305-1313, doi: 10.1007/s11746в-012-2017-y.
Chintareddy V. R., Ho H., Sadow A. D., Verkade J. G. Polymer-mounted N3=P(MeNCH2CH2)3N: a green, effificient and recyclable catalyst for room-temperature transesterififications and amidations of unactivated esters. Tetrahedron Lett., 2011, Vol. 52, pp. 6523–6529, doi: 10.1016/j.tetlet.2011.09.102.
Freedman B., Butterfield R. O., Pryde E. H. Transesterification Kinetics of Soybean Oil. J. Am. Oil Chem. Soc., 1986, Vol. 63, pp. 1375, doi: 10.1007/BF02679606.
Ohshima Y., Imoto H., Fujiu A. Process for the production of high purity alkanolamide (Verfahren zur Herstellung von hochreinem Alkanolamid). Patent German No DE19648513. 1997.
Wang X., Chen Y., Jin Q., Huang J., Wang X. Synthesis of Linoleoyl Ethanolamide. J. Oleo Sci., 2013, Vol. 62, no. 6, pp. 427-433, doi: 10.5650/jos.62.427.
Tkacheva A., Dosmagambetova I., Chapellier Y. Pharmaceuticals and Surfactants from Alga-Derived Feedstock: Amidation of Fatty Acids and Their Derivatives with Amino Alcohols. ChemSusChem., 2015, Vol. 8, no. 16, pp. 2670–2680, doi: 10.1002/cssc.201500526.
Mäki-Arvelaa P., Zhu J., Kumar N., Eränen K., Aho A., Linden J., Salonen J., Peurla M., Mazur A., Matveev V., Murzin D. Yu., Solvent-free “green” amidation of stearic acid for synthesis of biologically active alkylamides over iron supported heterogeneous catalysts. Appl. Cat. A, General, 2017, Vol. 542, pp. 350-358, doi: 10.1016/j.apcata.2017.06.006.
Patil P., Pratap A. Choline Chloride Catalyzed Amidation of Fatty Acid Ester to Monoethanolamide: A Green Approach. J. Oleo Sci., 2016, Vol. 65. no. 1, pp. 75-79, doi: 10.5650/jos.ess15070.
Wang X., Chen Y., Ma Y., Jin Q., Wang X. Lipozyme 435-catalyzed synthesis of eicosapentaenoyl ethanolamide in a solvent-free system. J. Molec. Cat. B: Enzym, 2015, Vol. 122, pp. 233-239 doi: 10.1016/j.molcatb.2015.09.016.
Xiaodong L., Wei L., Qing P., Haiyan L., Tao C., Sailong X., Fazhi Z. Activated MgAl-layered double hydroxide as solid base catalysts for the conversion of fatty acid methyl esters to monoethanolamides. Appl. Cat. A: General, 2011, Vol. 399, pp. 87–92, doi: 10.1016/j.apcata.2011.03.042.
Ramesh P., Fadnavis N. W. Ammonium Nitrate: A Biodegradable and Efficient Catalyst for the Direct Amidation of Esters under Solvent-free Conditions. Chem. Lett., 2015, Vol. 44, pp. 138–140, doi: 10.1246/cl.140846.
Feairheller S. H., Bistline Jr. R. G., Bilyk A., Dudley R. L., Kozempel M. F., Haas M. J. A Novel Technique for the Preparation of Secondary Fatty Amides. III. Alkanolamides, Diamides and Aralkylamides. J. Am. Oil Chem. Soc., 1994, Vol. 71, no. 8, рр. 863-866.
Melnyk Yu., Melnyk S., Palyukh Z., Dzinyak B. Research into transesterification of triglycerides by aliphatic alcohols C2–C4 in the presence of ionites. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2018, Vol. 1/6, no 94, pp. 10–16, doi: 10.15587/1729-4061.2018.122938.
Melnyk Yu., Melnyk S., Mahorivska H. Transesterification of vegetable oils’ triglycerides with the head fraction of ethyl alcohol. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solutions in modern technology. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2021, no. 1 (7), pp. 72-79, doi:10.20998/2413-4295.2021.01.11.
Danyliuk R. V., Komaretska A. A., Melnyk Yu. R., Melnyk S. R. Zakonomirnosti vzaiemodii esteriv alifatychnykh karbonovykh kyslot i etanolaminiv. Naukovi visti Dalivskoho universytetu, 2021, Vol. 21, doi: 10.33216/2222-3428-2021-21-8.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Степан Мельник, Роман Данилюк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
