chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2017-12-3-28-32chemicallytech-90Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF ORGANIC SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВESTERIFICATION OF CITRIC ACID WITH ALIPHATIC ALCOHOLS С2-С5ЭТЕРИФИКАЦИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ АЛИФАТИЧЕСКИМИ СПИРТАМИ С2-С5СушковаС. В.SushkovaS. V.

аспирант кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза» Химико-технологического факультета

443100, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244

Samara 443100, Russia

sveta_sushkova@mail.ruЛевановаС. В.LevanovaS. V.

доктор химических наук, профессор кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза» Химико-технологического факультета

443100, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244

Samara 443100, Russia

noemail@neicon.ruГлазкоИ. Л.GlazkoI.

кандидат химических наук, доцент кафедры «Технология органического и нефтехимического синтеза» Химико-технологического факультета

443100, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244

Samara 443100, Russia

noemail@neicon.ruАлександровА. Ю.AlexandrovA.

ведущий инженер-технолог

Россия, 446300, Самарская область, г. Отрадный, Промышленная зона, д. 1

Samara region, Otradny 446300, Russia

noemail@neicon.ruСамарский государственный технический университетРоссияSamara State Technical UniversityRussian FederationАкционерное общество по производству напольных покрытий «Таркетт»РоссияJoin Stock Company “Tarkett”Russian Federation2017280620171232832Copyright © Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I.Л., Alexandrov А.A., 20172017Сушкова С.В., Леванова С.В., Глазко И.Л., Александров А.Ю.Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I., Alexandrov А.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/90

There is an ever increasing interest in the production and use of bio-based chemical substances for the preparation of polymeric materials designed to obtain children's toys, medical equipment and materials that are in contact with food. Trifunctional esters of citric acid - trialkyl citrates - obtained by esterification of citric acid with aliphatic alcohols C2-C5 are of hazard class 4, good plasticizing ability, compatibility with the polymer, a high flash temperature. Citric acid (global production of 0.85-1 mtpa) is a readily available raw material obtained from the waste of sugar production. The purpose of the study is to develop a model of citric acid esterification with linear alcohols C2-C5 in the presence of homogeneous acidic catalysts for the creation of a domestic technology for the synthesis of plasticizing compositions based on renewable raw materials. The selected catalyst is sulfuric acid. The correlation of reactivity of the aliphatic alcohols C2-C5 with their structure in the esterification of citric acid was studied. Some kinetic parameters (lnk0, Ea) were estimated. Synthesis modes were proposed. The reaction time of the preparation of trialkyl citrates at 96% conversion of citric acid (t = 90 °C) was calculated. Laboratory samples were obtained and tested. Some operational characteristics were determined.

Существует постоянно растущий интерес к производству и использованию биовозобновляемых химических веществ в производстве полимерных материалов, предназначенных для получения детских игрушек, медицинского оборудования, находящихся в контакте с пищевыми продуктами. Тризамещенные эфиры лимонной кислоты - триалкилцитраты, получаемые этерификацией лимонной кислоты алифатическими спиртами C2-C5, имеют 4 класс опасности, хорошую пластифицирующую способность, совместимость с полимером, высокую температуру вспышки. Лимонная кислота (объем мирового производства 0.85-1 млн. т/год) является доступным сырьем, получаемым из отходов сахарных производств. Цель исследования - разработка модели этерификации лимонной кислоты линейными спиртами С2-С5 на гомогенных кислотных катализаторах для создания отечественной технологии синтеза пластифицирующих композиций на основе возобновляемого сырья. Выбран катализатор - серная кислота; изучена связь реакционной способности алифатических спиртов С2-С5 с их строением в реакции этерификации лимонной кислоты, оценены некоторые кинетические параметры (lnk0, Eакт), предложены режимы синтеза, рассчитано время реакции получения триалкилцитратов при конверсии лимонной кислоты 96% (t = 90 ºС). Наработаны лабораторные образцы и определены некоторые эксплуатационные характеристики.

лимонная кислотаэтерификацияалифатические спиртысерная кислотаcitric acidesterificationaliphatic alcoholssulfuric acidReferencesKolah A.A., Asthana N.S., Vu D.T., Lira C.T., Miller D.J. Reaction kinetics of the catalytic esterification of citric acid with ethanol // Ind. & Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 3180-3187.Kolah A.A., Asthana N.S., Vu D.T., Lira C.T., Miller D.J. Reaction kinetics of the catalytic esterification of citric acid with ethanol // Ind. & Eng. Chem. Res. 2007. V. 46. P. 3180–3187.Yang H., Song H., Zhang H., Chen P., Zhao Z. Esterification of citric acid with n-butanol over zirconium sulfate supported on molecular sieves // J. Mol. Catal. A: Chem. 2014. № 381. P. 54-60.Yang H., Song H., Zhang H., Chen P., Zhao Z. Esterification of citric acid with n-butanol over zirconium sulfate supported on molecular sieves // J. Mol. Catal. A: Chem. 2014. № 381. P. 54–60.Schröter J., Konetzke G., Weidemann F., Klein T., Bohnen H., Bergrath K., Schmidt K. Method for producing citric acid esters:Pat. WO 2003008369 A1. № PCT/EP2002/007598; filled. 09.072002; publ. 30.01.2003.Schröter J., Konetzke G., Weidemann F., Klein T., Bohnen H., Bergrath K., Schmidt K. Method for producing citric acid esters:Pat. WO 2003008369 A1. № PCT/ EP2002/007598; filled. 09.072002; publ. 30.01.2003.Rahman M., Brazel C.S. The plasticizer market: an assessment of traditional plasticizers and research trends to meet new challenges // Progr. Polym. Sci. 2004. V. 29. P. 1223-1248.Rahman M., Brazel C.S. The plasticizer market: an assessment of traditional plasticizers and research trends to meet new challenges // Progr. Polym. Sci. 2004. V. 29. P. 1223–1248.Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I.L., Pavlova K.V. Kinetic of esterification of citric acid in production of trialkyl citrates // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. № 2. P. 74-78. (in Russ.).Sushkova S.V., Levanova S.V., Glazko I.L., Pavlova K.V. Kinetic of esterification of citric acid in production of trialkyl citrates // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. № 2. P. 74–78. (in Russ.).Potekhin V.M., Potekhin V.V. Fundamentals of the theory of chemical processes of organic substances technology and refining. Saint-Petersburg: Khimizdat Publ., 2007. 946 p. (in Russ.).Potekhin V.M., Potekhin V.V. Fundamentals of the theory of chemical processes of organic substances technology and refining. Saint-Petersburg: Khimizdat Publ., 2007. 946 p. (in Russ.).Vereshchagin A.N. Inductive effect. Moscow: Nauka Publ., 1987. 326 p. (in Russ.).Vereshchagin A.N. Inductive effect. Moscow: Nauka Publ., 1987. 326 p. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.