Разработка промышленных методов получения эфиров молочной кислоты

• Автор: Счастливая, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Механизм и кинетика реакций этерификации, полиэтерификации и алкоголиза

1.2. Катализаторы процессов этерификации, полиэтерификации и алкоголиза .

1.3. Термодинамика реакций этерификации, полиэтерификации и алкоголиза.

1.4. Технология процессов этерификации, полиэтерификации и алкоголиза

1.5. Получение эфироа молочной кислоты.

1.5.1. Механизм и кинетика реакции этерификации молочной кислоты спиртами

1.5.2. Основные способы получения сложных эфиров молочной кислоты.

1.6. Постановка задачи

2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗА

2.1. Исходные вещества

2.2 Получаемые продукты.
2.3. Методика опытов по исследованию кинетики реакции этерификации
молочной кислоты нбутанолом в периодическом реакторе смешения.
2.4. Методика опытов по исследованию кинетики реакции этерификации
молочной кислоты нбутанолом в трубчатом реакторе
2.5. Методика проведения опытов на полупериодической установке получения
бугиллактата
2.6 Методика получения олигомеров молочной кислоты
2.7. Методика проведения экспериментов на непрерывной установке получения метиллакгата
2.8. Методика определения кислотного числа и эфирного числа.
2.8.1 Методика определения кислотного числа .
2.8.2 Методика определения эфирного числа
2.9. Методики газохроматографического анализа
2 Методика определения обменной емкости катионитов.
3. КИНЕТИКА РЕАКЦИИ ЭТЕРИФИКАЦИИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ НБУТИЛОВЫМ СПИРТОМ.
3.1. Кинетика реакции этерификации молочной кислоты нбутанолом в периодическом реакторе смешения
3.2. Кинетика реакции этерификации молочной кислоты нбутанолом в проточном трубчатом реакторе
4. КИНЕТИКА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ АЛКОГОЛИЗА ОЛИГОМЕРОВ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ.
4.1. Алкоголиз олигомеров молочной кислоты метанолом. Катализатор птолуолсульфокислота.
4.2. Алкоголиз олигомеров молочной кислоты метанолом. Катализатор тетробутоксититан.
5. РАЗРАБОТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФИРОВ
МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ.
5.1. Разработка промышленного метод получения бутиллактата.
5.1.1 Результаты экспериментов по получению бутилалктата в полупериодической циркуляционной установке.
5.1.2 Построение математической модели полупериодической циркулящонной установки по получению бутиллактата
5.1.3 Выделение бутиллактата из реакционной смеси
5.1.4 Технологическая схема получения бутиллактата.
5.1.5 Расчет объема катализатора в трубчатом реакторе
5.2 Разработка промышленного метода получения метиллакгата .
5.2.1 Результаты экспериментов по получению метиллактата в непрерывной лабораторной установке
5.2.2 Выделение метиллактата из реакционной массы.
5.2.3 Технологическая схема получения метиллактата
5.2.4 Расчет реакционного узла пилотной установки по получению метиллактата
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Наиболее вероятным представляется протонирование карбонильного атома кислорода, даже если имеются другие места возможного присоединения протона например, кислород ОН или О Я группы в кислоте или сложном эфире. I
В других публикациях отмечается возможность присоединения протона к кислороду гидроксильной группы, т. Образование оксониевого иона происходит медленно и определяет в целом скорость процесса. СОО . ЯСООН2 ЯОН КСОО. ЛЯСН2 ЯОН А. Катализ может вызываться и нсдиссоциированной кислотой. В этом случае за счет водородной связи образуется комплекс с более положительной карбонильной группой. Знание механизма кислотного катализа позволяет установить связь между кислотными свойствами и активностью катализатора. Поскольку исходные спирт и карбоновая кислота относятся к слабым нуклеофилу и электрофилу соответственно, реакция ускоряется в присутствии сильных кислот. Механизмы, предложенные для объяснения реакций этерификации, описывают возможный порядок реакции, а также характер разрыва связи в кислоте и спирте. В обратных реакциях гидролитического разрыва сложноэфирных связей в условиях кислотного или основного катализа также возможны эти варианты. Адс1 и бимолекулярное Адс2 ацилкислородное замещение. Мономолекуляриые механизмы с расщеплением алкилкислородной связи проявляются в тех случаях, когда легко образуются ионы карбония. Если спирт, относительно легко ионизируется, например при содержании им алкильного заместителя, являющегося сильным донором электронов или способным образовывать устойчивый карбонийион, предпочти чел ьным является разрыв связи алкилкислород. Повидимому, ионизации спирта с образованием карбонийиона способствует кислая среда, а не основная. Мономолекуляриые механизмы преобладают в тех случаях, когда группы, связанные с СООН или СОСЖгруппой, создают значительные стсричсские затруднения для взаимодействия с другими реагентами. Механизм расщепления алкилкислородной связи реализуется в слабоосновных или кислотных растворах. В слабо кислых растоврах гидролиз третбутилацетата в Нг, дает меченый третичный бутиловый спирт, что свидетельствует о расщеплении алкилкислородной связи. Наиболее типичным для этерификации является разрыв связи ацилкислород. Это
подтверждается тем, что при этерификации спирта, содержащего О, образующаяся вода, не содержит 0. Катиониты широко применяются в качестве катализаторов процессов этерификации. Каталитически активные противоионы в катионите находятся в сольватированном состоянии по аналогии с ионами в растворах электролитов. Поэтому катализ ионами в растворе и противоионами ионита может протекать по одному механизму. При этом кинетический порядок в обоих случаях может совпадать, а скорость реакции существенно меняться. При переходе от кислых катализторов в катализаторамсоединениям металлов существенного изменения механизма этерификации не происходит. Соединения металлов действуют как кислые катализаторы в случае образования комплексов, в которых за счет гетеролитического взаимодействия карбонильной группы с ионами металла повышается частичный положительный заряд реагирующей молекулы. Наиболее распространенными катализаторами этого типа являются кислоты Лыоиса. Несмотря на то, что исследование механизма действия этих катализаторов получили развитие только в последние десятилетия, их каталитическая активность в реакциях этерификации изучена в настоящее время довольно детально. Электроноакцепторный ион металла образует комплекс с молекулой реагента, содержащей атомы доноры электронов. Реагирующие молекулы вследствие этого активируются, а затем вступают в дальнейшие превращения. Поскольку реагирующая молекула поляризуется катализатором, его активность определяется ионным потенциалом металла и способностью к комплексообразоваиию с реагентами. Соединения металлов в этом случае выступают в качестве апротонных кислот. Их кислотность проявляется вследствие стремления металла заполнить внешнюю электронную оболочку до октета или расширить за счет Зорбиталсй свой внешний электронный уровень до устойчивой конфигурации.