Способ получения этилового эфира молочной кислоты

(51) 07 69/68 (2006.01) 12 7/62 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ получению этилового эфира молочной кислоты(этиллактата). Технической задачей изобретения является получение этиллактата, которая достигается за счет внесения в трехгорлую круглодонную колбу,снабженную насадкой Дина-Старка и обратным холодильником 0,56 моль абсолютного этилового спирта (32 мл), 0,15 моль молочной кислоты (13,5 г или 34 мл 40 водного раствора), 65 мл бензола и 0,4 мл серной кислоты нагревания смеси бензолспирт-вода при 66,5 С в течении 15 ч дистилляции азеотропа спирт-бензол при температуре 71-72 С добавления 0,7 г карбоната кальция для нейтрализации серной кислоты и нагрева при температуре 80 С в течении 3 ч по мере удаления большей части бензола и спирта фильтрования при пониженном давлении разгона при атмосферном давлении в токе азота и отгонки остатка бензола отбора фракции с т. кип. 135-150 С. Предлагаемый способ позволяет, для получения этилового эфира молочной кислоты (этиллактата),использовать 40 молочную кислоту.(72) Оспанкулова Гульназым Хамитовна Нечай Наталья Леонидовна Полуботько Ольга Васильевна Коптлеуова Толкын Махметовна Нургазиева Айымгуль Сагидуллиновна Тоймбаева Дана Болатовна Омарова Г-лн.р Мирамбек/ызы Махамбетова Алима Абдукаримовна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Казахский научноисследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции(56) Демидов И.Н., Белоус О.В., Сокол А.И. Получение поверхностно-активных веществ методом переэтерификации этиловых эфиров молочной кислоты с подсолнечным маслом Технологии и оборудование пищевых производств,2010, с.83-87(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретение относится к технологии получения эфиров карбоновых кислот, а именно к Изобретение относится к технологии получения эфиров карбоновых кислот, а именно к технологии получения этилового эфира молочной кислоты(этиллактата),применяющегося в качестве растворителя. Известен способ получения этиллактата (см. описание изобретения к патенту 7297809,07 69/66, дата публикации 20.11.2007), который достигается путем этерификации молочной кислоты с этанолом в присутствии катализатора, при соотношении этанола к молочной кислоте в начальной стадии реакции не менее 2,5 моль в присутствии катализатора,температура реакционной среды около 100 С при абсолютном диапазоне давления в от 1,5 до 3 бар. Способ состоит в постоянном извлечении из реакционной среды реакции этерификации азеотропной воды и газовой смеси этанола, а затем в обезвоживании газовой смеси, непосредственно с помощью молекулярных сит. Далее, поток газа этанола может быть переработан в среду реакцией этерификации и поток, состоящий из воды и этанола, подвергается дистилляции, откуда получается азеотропная среда,которая вводится в ректификационную колонну,затем из газовой смеси извлекается сырой этиллактат, далее подвергающийся очистке, после чего получается чистый этиловый эфир молочной кислоты. Недостатками данного способа являются высокие энергетические затраты, трудоемкость процесса,требование специализированного оборудования. Существует способ получения этиллактата реакцией этерификации (см. описание изобретения к патенту РФ 2178783, С 07 С 067/08, дата публикации 03.03.2007), в котором применяют новый титанорганический или цирконийорганический катализатор. Способ получения сложного эфира включает проведение реакции этерификации в присутствии катализатора,включающего продукт реакции ортоэфира или конденсированного ортоэфита титана или циркония,спирта, содержащего, по меньшей мере, 2 гидроксильных группы 2-оксикарбоновой кислоты и основания. Недостатком способа является использование дорогостоящих титанорганических или цирконийорганических катализаторов. Существует способ получения этиллактата (см. описание изобретения к патенту 7342050,08 63/08, дата публикации 11.03.2008), согласно которому 1 кг 88-го водного раствора молочной кислоты и 4 г 96 концентрированной серной кислоты помещают в роторный испаритель,нагревают при температуре 130 С под вакуумом(100-1000 мбар) в течении 5 часов. Таким образом,получается примерно 650 г молочной кислоты в составе олигомеров. Далее, полученный состав, без промежуточной очистки, смешивается с этанолом в соотношении 3 моль этанола на 1 моль молочной кислоты без добавления катализатора для переэтерификации. Реакция этерификации проводится в течении 8 часов при температуре 2 140 С под давлением, в результате получается этиловый эфир молочной кислоты с выходом 96. Полученный этиллактат подвергается очистке путем дистилляции, вследствие чего он имеет чистоту более 99. Недостатком данного метода является длительность процесса получения этиллактата и использование 88 - водного раствора молочной кислоты. Существует способ получения этиллактата с использование 80 концентрации, в котором перед началом эксперимента влага из 80 молочной кислоты была удалена отгонкой с циклогексаном,который образовывает азеотропную смесь с водой в соотношении 91,6 циклогексана к 8,4 воды(Демидов И.Н., Белоус О.В., Сокол А.И. Получение поверхностно-активных веществ методом переэтерификации этиловых эфиров молочной кислоты с подсолнечным маслом / Технологии и оборудование пищевых производств. - 2010. с.8387). Такой азеотроп кипит при температуре 69 С. После удаления влаги, растворитель полностью отгоняли. Реакция этерификации молочной кислоты,абсолютным этиловым спиртом, проводилась при температуре 75 С для предотвращения кипения спирта. Компоненты были взяты в массовом отношении 12 (кислота к спирту). Катализатор в реакции не использовался в связи с тем, что молочная кислота достаточно сильная кислота и сама может выступать катализатором реакции при е неполном израсходовании. Реакция не проводилась до полного израсходования молочной кислоты, т.к. она выступала катализатором, однако рост эфирного числа свидетельствует о том, что реакция этерификации прошла ( на 85) и был получен этиловый эфир молочной кислоты. Недостатком данного метода является использование 80 - водного раствора молочной кислоты. Приведенный способ, по совокупности признаков и достигнутому положительному эффекту, является наиболее близким техническим решением (прототипом). Технической задачей изобретения является получение этилового эфира молочной кислоты(этиллактата). Новизна предлагаемого способа получения этиллактата состоит в использовании 40 молочной кислоты. Для получения этиллактата используется 40 водный раствор молочной кислоты. Этерификация молочной кислоты этиловым спиртом проводится в среде кипящего бензола в присутствии концентрированной серной кислоты. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную насадкой ДинаСтарка и обратным холодильником, помещается 0,56 моль абсолютного этилового спирта (32 мл),0,15 моль молочной кислоты (13,5 г или 34 мл 40 водного раствора), 65 мл бензола и 0,4 мл серной кислоты. Колба помещается в воздушную баню над электрической плиткой и нагревается, смесь бензолспирт-вода дистиллируется при 66,5 С. Смесь нагревается медленно в течении 15 ч до тех пор,пока не начнет дистиллироваться азеотроп спиртбензол при температуре 71-72 С, вода отделяется непосредственно в насадке. Затем добавляется 0,7 г карбоната кальция для нейтрализации серной кислоты, и продолжается нагрев при температуре 80 С в течении 3 ч по мере удаления большей части бензола и спирта. Затем содержимое колбы фильтруется при пониженном давлении и помещается в колбу Кляйзена, разгоняется при атмосферном давлении в токе азота. Отгоняется остаток бензола, затем собирается в фракцию с т. кип. 135-150 С. Получается 10,74 г этилового эфира молочной кислоты (выход 60). Органолептические и физико-химические характеристики полученного этиллактата приведены в таблице 1. Таблица 1 Органолептические и физико-химические характеристики этилового эфира молочной кислоты Показатель Давление пара при 20 С, кПа Молекулярная масса Температура кипения при 101,325 кПа.С Показатель преломления,20 Поверхностное натяжение 20 С. мН/м Плотность при 20 С. г/см 3 Растворимость в 100 г воды Внешний вид этилацетата Цветность, единицы Хазена, не более Запах ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения этилового эфира молочной кислоты, включающий этерификацию молочной кислоты этиловым спиртом в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в колбу вносят 0,56 моль абсолютного этилового спирта(32 мл), 0,15 моль молочной кислоты (13,5 г или 34 мл 40 водного раствора), 65 мл бензола и 0,4 мл Характеристика 0,13 118,13 154,5 1,4118 28,917,3 1,031 Смешивается Прозрачная жидкость без механических примесей 5 Легкий запах эфира серной кислоты, нагревают смесь бензол-спирт-вода при 66,5 С в течении 15 ч, дистиллируют азеотроп спирт-бензол при температуре 71-72 С, добавляют 0,7 г карбоната кальция для нейтрализации серной кислоты и нагревают при температуре 80 С в течении 3 ч по мере удаления большей части бензола и спирта, фильтруют при давлении 0,13 КПа, разгоняют при атмосферном давлении в токе азота, отгоняют остаток бензола, отбирают фракцию с температурой кипения 135-150 С.