珠光剂乙二醇硬脂酸酯的合成研究

科技信息博士·专家论坛珠光剂乙二醇硬脂酸酯的合成研究沈阳师范大学化生学院王明俊孙秋菊辛士刚武士威段纪东[摘要]本文采用乙二醇和硬脂酸在酸性催化剂的作用下制备了乙二醇硬脂酸酯珠光剂,并通过熔点、酯化率和红外光谱表征了产品的结构。探讨了实施方法催化剂的种类以及减压法的控制等条件对合成的影响。结果表明:以对甲苯磺酸作催化剂,减压法反应温度低,化率高。同时在氮气保护下分段减压法的控制更优化,可以得到纯白色的产品[关键词]珠光剂乙二醇硬脂酸酯合成乙二醇硬脂酸酯是一种能赋予产品珍珠般光泽的助剂,同1.3产品的结构分析时它对头发也有一定的调节作用。珠光的产生是由于乙二醇硬1.3.1酯化率的测定脂酸酯它不仅能增加产品的美感和吸引力,还有遮光作用,从而采用氲氧化钾作标定溶液,浓度为0.184mol/L和避免因阳光照射而产生变质。它是化妆品行业中重要的添加0.0184mol/L,酚酞指示剂为1.0%的乙醇溶液。测定时准确称剂,可在香波浴液等洗涤用品中作为珠光剂使用。乙二醇单硬取产品1000g放入锥形瓶中,加入乙醇70ml,加热使其溶解脂酸酯和乙二醇双硬脂酸酯都能产生很好的珠光,据介绍乙二后保温情况下用氢氧化钾溶液滴定至微红,并维持30s不褪色醇双硬脂酸酯比乙二醇单硬睸酸酯的性能好。工业品乙二醇硬即为终点。每个样品均标定3次,求平均值。然后采用下列公式脂酸酯是单酯和双酯的混合物。传统的合成工艺是由乙二醇与计算产品的酯化率:硬脂酸常压下合成,为了避免反应温度高(150-20℃)带来的氧化严重、色泽深的不足,常采用氮气保护,同时对于色泽较深的产品,需要经过脱色处理,但也难以得到纯白的产品=。本酯化率%=文比较了常压分水法和减压排水法对产品合成的影响,探讨了初始酸值反应方法、催化剂的种类、减压时间等条件对合成的影响,制备(本实验中反应物的初始酸值为3.49mol/g)出了色泽纯白的乙二醇硬脂酸酯。1.3.2熔点的测定1、实验部分采用B型管测定法测定了产品的熔点,每个样品测定三1.1药品和仪器次,误差不超过0.5℃,求平均值醇、硬脂酸、对甲苯磺酸等均为分析纯,产地:国药集团13.3产物结构的表征器试剂有限公司。采用的仪器主要有三口烧瓶、分水器和真空产品的结构表征通过美国热电公司的 Nicolet380FT-IR泵红外光谱仪进行了结构分析,样品采用KBr压片1.2实验过程2、结果与讨论在装有搅拌器和温度计的三口烧中加入硬脂酸10.000g2.1产品的结构和性能分析乙二醇2.7ml和催化剂0.1000g,加热溶液到80-90℃后,反应乙二醇硬睸酸酯是通过硬臏酸与乙二醇在酸性催化剂作用定时间后,减压(0.1MPa)30分钟停止反应,趁热倒出得粗产下反应制得。反应方程式如下品。将粗产品反复用热水洗涤,除去未反应的乙二醇和催化剂2C1 H35 COoH HOCH, CH,OH C17 H3s得到纯品。COOCH_ CH2OOCC1H35为了探讨反应条件对产品性能的影响,比较了不同的实验产品之一乙二醇双硬臏酸酯和反应物硬脂酸的红外光谱如方法和催化剂对合成的影响,并详细研究了减压法的控制条件。图1和图2所示:图1硬胆酸的红外谱图图2乙二醇双硬脂酸酯的红外谱图比较反应物硬脂酸和反应产物的红外谱图可以看到:在硬OH的混合振动峰,1706cm-1出现了羧羰基C=O的吸收峰;脂酸的红外谱图(图1)中2500~3300cm-1出现一COOH和而在产物的红外谱图(图2)中可以发现在2500~3300cm-1的基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(项目号2006BAB09B07)资助项目科技信息博士·专家论坛COOH和OH的吸收峰消失,同时在1740cm-1出现酯羰基的性能也有影响,其结果列于表C=O的吸收峰,此外,在2917cm-1出现明显的一CH23和一CH2表2无N2保护下反应时间对产品性能的影响的振动峰,这是产物中引入的硬脂酸基长碳链所致,这些特征说明产物为乙二醇双硬脂酸酩。mi)(C)/颜色酸值「酯化率序号反应时间熔点(mmo/g)(%)2.2反应条件的选择对产品性能的影响535乳白色0.6038272.2.1不同反应方法对产品性能的影响2635乳白色023092.7采用了常压分水法和减压法在实验过程中不断排出反应生645乳白色0.453870成的水分子,以促进反应向产物的方向移动。比较二种方法发现:常压分水法随着反应的不断进行,水分不断被带出,但反应从表2可以看到,减压前反应时间时间,产物的酯化率相应增加,但是产物的熔点也增加。随着反应时间的进一步延长,产温度高、时间长,产物颜色明显加深,需要经过H2O2脱色处理但难以得到纯白色的产品,如果利用N2保护则得到的产物颜物的酯化率反而降低。这可能是反应时间过长,副反应相应增加,导致酯化率反而降低。色变浅,反应时间较长。减压法是在不断抽真空的情况下,把生2.2.5N2保护下反应时间对产品性能的影响成的水分带出,反应时间短,且反应温度低,不需要做任何的后分段减压法又考察了在N2保护下,溶液反应30分钟和60处理就能得到纯白色的产品,效果更好。2.2不同催化剂对产品性能的影响分钟的情况下对产品性能的影响,其结果列于表3。选用了三种催化剂:对甲苯磺酸、硫酸、对甲苯磺酸和磷酸表3N2保护下反应时间对产品性能的影响来考察催化剂的影响。结果发现:对甲苯磺酸催化效果很好,序号反应时间得到纯白色的产品;硫酸在反应的初期产品颜色就已加深;而对(min)(0)/色酸值酯化率(mmo/g)(%)甲苯磺酸和磷酸在反应的后期产品的颜色也加深,所以以下的30540乳白色0.269923实验均选择对甲苯磺酸做催化剂260550乳白色01439592.2.3减压方法的控制对产品性能的影响从表3可以看到,在氮气保护下,产物的酯化率有所增加,采用了连续减压法和分段减压法两种方法,结果发现连续说明在通N2时候少量的水分子被带出,同时结合后段的减压减压法是在洛液加热到80—90℃后,连续减压(0.1MPa)60分使得反应的酯化率增加钟停止反应;而分段减压法是溶液加热到80—90℃后,反应通过上述研究结果,可以看到,珠光剂乙二醇硬脂酸的合定时间后,再减压(0.MPa)30分钟停止反应,结果列于表1。成和反应方法的选择,催化剂的种类以及减压方法的控制关系表1减压方法的控制对产品性能的影响很大,N2保护下的分段减压法的控制效果最好。序号减压方/熔点酸值酯化率3、结论℃)珠光剂乙二醇硬脂酸酯可以通过硬脂酸和乙二醇通过酯化1连续减压535深黄色反应合成。不同的反应方法、催化剂的种类和减压方法的控制等2分段减压53.5乳白色0.60382对产品性能均有影响,其中采用对甲苯磺酸作催化剂,氮气保护从表1可以看出连续减压的酯化率虽然很高但产品颜色下分段减压法可以得到纯自色的产品。深;而分段减压法的酩化率虽然低一些但色泽浅。主要原因可能是酯化反应是一个可逆反应,并且平衡常数相对较低,连续减压参考文献可能会使得部分单体乙二醇被夹带出去,温度上升过快导致颜[1]余琼,尹红,陈志荣,乙二醇硬脂酸型珠光剂的合成与应色加深酯化率升高。而分段减压法则是先常压反应一段时间,用研究进展[]日用化学品科学2005,28(4):21-23。使得反应自发进行,乙二醇由于含量低于硬脂酸,很快反应为单[2]王晓鸿.对甲苯磺酸和亚磷酸复合催化剂合成乙二醇双酯,分子量增大,然后进行减压,不容易夹带出去,排除的仅是生硬脂酸[]化学世界2004,2:84-成的小分子水,促进反应向产物的方向移动,反应好控制,醒化率虽然低一些但产品颜色淡[3]强亮生,王慎敏精细化工综合实验(第二版)[B]哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004:702.2.4无N2保护下反应时间对产品性能的影响分段减压法在减压前无N2保护下的不同反应时间对产品[4]崔萍,刘榛樟.乙二醇硬脂酸酯的合成[J].应用化工2005,34(9):550-551