Ðåôåðàò: Âûäåëåíèå æèðíûõ êèñëîò èç ðàñòèòåëüíûõ ìàñåë
Îìûëåíèå. Ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ ùåëî÷àìè æèðû ãèäðîëèçóþòñÿ ñ îáðàçîâàíèåì ñîëåé âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ êèñëîò, íàçûâàåìûõ «ìûëàìè».
O
ÑH2 O C R CH2 OH
CH O C R CH OH + R COOK + R COOK + R COOK
O CH2 OH
CH2 O C R
O
Îìûëåíèå êîíòðîëèðóåòñÿ ïî ×Î.
Ðåàêöèè àöèëüíîé ìèãðàöèè.
Ïåðåýòåðèôèêàöèÿ. Ãëèöåðèäû â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðîâ (ìåòèëàò è ýòèëàò íàòðèÿ, íàòðèé, êàëèé, åäêèé íàòð) ñïîñîáíû îáìåíèâàòüñÿ (âíóòðè- è ìåæìîëåêóëÿðíî) àöèëàìè:
O O O Î
ÑH2 O C R CH2 O C R CH2 O C R CH2 O C R
CH O C R + CH O C R Kt CH O C R + CH O C R
O O O O
CH2 O C R CH2 O C R CH2 O O R CH2 O O R
O O C C
Ïåðåýòåðèôèêàöèÿ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ñâîéñòâ æèðîâ è ìàñåë è èñïîëüçóåòñÿ äëÿ öåëåíàïðàâëåííîãî óëó÷øåíèÿ áèîëîãè÷åñêèõ è ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ æèðîâ (ïëàñòè÷íîñòü, âÿçêîñòü è ò. ä.) Íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûì â íàñòîÿùåå âðåìÿ ÿâëÿåòñÿ ôåðìåíòàòèâíîå íàïðàâëåíèå.[ ]
Àëêîãîëèç. Ãëèöåðèäû ïðè íàãðåâàíèè ñî ñïèðòàìè îáðàçóþò ñîîòâåòñòâóþùèå ýôèðû æèðíûõ êèñëîò ñ âûñâîáîæäåíèåì ãëèöåðèíà.
1. O
ÑH2 O C R t, Kt CH2 OH O
CH O C R + 3CH3OH CH OH + 3R C O CH3
O CH2 OH
CH2 O C R
O
2. O
ÑH2 O C R OH t, Kt CH2 OH CH2 OH
CH O C R + OH CH O C R + CH OH
O OH O CH2 O C R
CH2 O C R CH2 O C R O
O O
òðèãëèöåðèä äèãëèöåðèä ìîíîãëèöåðèä
Êàòàëèçàòîðû - åäêèé íàòð, àëêîãîëÿòû ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, õëîðèä âîäîðîäà.
Àëêîãîëèç ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ïðîìûøëåííîãî ïîëó÷åíèÿ ñëîæíûõ ýôèðîâ æèðíûõ êèñëîò, ìîíî- è äèãëèöåðèäîâ.[ ]
Àöèäîëèç. Ïðè íàãðåâàíèè òðèãëèöåðèäîâ ñî ñâîáîäíûìè æèðíûìè êèñëîòàìè äî 250-300°Ñ ïðîèñõîäèò îáìåí àöèëîâ:
O O
ÑH2 O C R Kt CH2 O C R
CH O C R + 2R COOH CH O C R + 2R COOH
O O
CH2 O C R CH2 O C R
O O
Ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò â ïðèñóòñòâèè ñåðíîé êèñëîòû, âîäû èëè òðèôòîðèäà áîðà.
Àëêîãîëèç è àöèäîëèç ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ÷àñòíûå ñëó÷àè ïåðåýòåðèôèêàöèè.[ ]
Ðàññìîòðåííûå ðåàêöèè ÿâëÿëèñü ïðèìåðîì ïðåâðàùåíèé, ñâÿçàííûõ ñ íàëè÷èåì ñëîæíîýôèðíûõ ãðóïï. Íå ìåíüøåå çíà÷åíèå èìåþò ðåàêöèè, ñâÿçàííûå ñ óãëåâîäîðîäíûìè ðàäèêàëàìè.
Ãèäðîãåíèçàöèÿ ãëèöåðèäîâ. Áîëüøîå çíà÷åíèå èìååò ñïîñîáíîñòü æèðîâ ïðèñîåäèíÿòü âîäîðîä è ãàëîãåíû ïî äâîéíûì ñâÿçÿì íåïðåäåëüíûõ êèñëîò. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ñâîéñòâó ñòàëî âîçìîæíûì ïîëó÷åíèå òâåðäûõ æèðîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ òåõíè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ è ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè, èç áîëåå äåøåâûõ æèäêèõ æèðîâ. Ýòî ïðåâðàùåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì êàòàëèòè÷åñêîãî ãèäðèðîâàíèÿ äâîéíûõ ñâÿçåé êèñëîò æèäêèõ æèðîâ, ïðè ýòîì æèäêèå íåíàñûùåííûå æèðû ïåðåõîäÿò â òâåðäûå íàñûùåííûå, ïîýòîìó ïðîöåññ åùå íàçûâàþò îòâåðæäåíèåì æèðîâ. Ãèäðèðîâàíèå æèðîâ ìîëåêóëÿðíûì âîäîðîäîì ïðîâîäÿò â ïðîìûøëåííîñòè ïðè òåìïåðàòóðå 180-240°Ñ â ïðèñóòñòâèè íèêåëåâûõ è ìåäíî-íèêåëåâûõ êàòàëèçàòîðîâ, ïðè íåáîëüøîì äàâëåíèè. Ïîäáèðàÿ ñîîòâåòñòâóþùèå óñëîâèÿ, óäàåòñÿ îñóùåñòâèòü ýòîò ïðîöåññ ñåëåêòèâíî:
O
ÑH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 H2
CH O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3
O Ni, Cu
CH2 O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH3
O
O
ÑH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3
CH O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3 H2
O Ni, Cu
CH2 O C (CH2)7 CH CH CH2 CH CH (CH2)4 CH3
O
O
ÑH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 O O O
ÑH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 ÑH2 O C C17H35
CH O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 H2 CH O C C17H35
O Ni, Cu O
CH2 O C (CH2)7 CH CH (CH2)7 CH3 CH2 O C C17H35
O O
 êà÷åñòâå ñûðüÿ ïðèìåíÿþò æèð ìîðñêèõ ìëåêîïèòàþùèõ è ðàñòèòåëüíûå ìàñëà - ïîäñîëíå÷íîå, õëîïêîâîå è äð. Ïðîäóêòû ãèäðèðîâàíèÿ èçâåñòíû ïîä ðàçëè÷íûìè íàçâàíèÿìè- ñàëîëèí, ñàëîìàñ è äð.
Ãèäðîãåíèçàöèåé íåêîòîðûõ ðàñïðîñòðàíåííûõ ðàñòèòåëüíûõ ìàñåë (ìàñëî çåìëÿíîãî îðåõà, õëîïêîâîå, ñîåâîå) â ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè ïîëó÷àþò æèðû. Òàê ñàëîìàñ èñïîëüçóþò â ïðîèçâîäñòâå ìàðãàðèíà, âûñîêîäèñïåðñíîãî ïðîäóêòà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ýìóëüñèþ ãèäðîãåíèçèðîâàííîãî ðàñòèòåëüíîãî æèðà â ìîëîêå.[ ]
Îêèñëåíèå æèðîâ. Æèðû è ìàñëà îêèñëÿþòñÿ êèñëîðîäîì âîçäóõà. Íà÷àëüíûìè ïðîäóêòàìè îêèñëåíèÿ ÿâëÿþòñÿ ïåðåêèñè è ãèäðîïåðåêèñè, â ðåçóëüòàòå ïðåâðàùåíèÿ êîòîðûõ îáðàçóþòñÿ âòîðè÷íûå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ: ñïèðòû, àëüäåãèäû, êåòîíû, êèñëîòû ñ óãëåðîäíîé öåïî÷êîé ðàçëè÷íîé äëèíû, à òàêæå èõ ïðîèçâîäíûå. Ñ óâåëè÷åíèåì íåïðåäåëüíîñòè æèðíûõ êèñëîò, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ãëèöåðèäîâ, ñêîðîñòü èõ îêèñëåíèÿ âîçðàñòàåò. Íà ïðîöåññ òàêæå îêàçûâàåò âëèÿíèå ïðèñóòñòâèå âëàãè, òåìïåðàòóðà, ñâåò, èíòåíñèâíîñòü êîíòàêòà è íàëè÷èå àíòèîêèñëèòåëåé. Ñðåäè ïîñëåäíèõ íàèáîëüøåå çíà÷åíèå èìåþò îêèñëèòåëè ôåíîëüíîé ïðèðîäû: áóòèëîêñèòîëóîë, áóòèëîêñèàíóçîë, ïðîïèëãàëëàòû. Èç ïðèðîäíûõ àíòèîêèñëèòåëåé íàèáîëåå àêòèâíûìè ÿâëÿþòñÿ òîêîôåðîëû. [ ]
Ñõåìà îêèñëåíèÿ æèðîâ.
æèðû
HOH, ìèêðîîðãàíèçìû, ëèïàçà
ïðîäóêòû ãèäðîëèçà
êîíòðîëü (Ê×)
êèñëîðîä âîçäóõà, ñâåò, ìåòàëëû
ïåðåìåííîé âàëåíòíîñòè
ïåðâè÷íûå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ
ïåðîêñèäû è ãèäðîïåðåêèñè
êîíòðîëü ïî ïåðåêèñíîìó ÷èñëó
ðàçëîæåíèå
âòîðè÷íûå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ
êîðîòêîöåïî÷å÷íûå àëüäåãèäû,
êåòîíû, êèñëîòû
êîíòðîëü ïî êàðáîíèëüíîìó ÷èñëó,
ñóììàðíûå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ
Ïîëèìåðèçàöèÿ ìàñåë. Î÷åíü âàæíûìè ÿâëÿþòñÿ ðåàêöèè àâòîîêèñëåíèÿ è ïîëèìåðèçàöèè ìàñåë. Ïî ýòîìó ïðèçíàêó ðàñòèòåëüíûå ìàñëà äåëÿòñÿ íà òðè êàòåãîðèè: âûñûõàþùèå, ïîëóâûñûõàþùèå è íåâûñûõàþùèå.
Âûñûõàþùèå ìàñëà â òîíêîì ñëîå îáëàäàþò ñïîñîáíîñòüþ îáðàçîâûâàòü íà âîçäóõå ýëàñòè÷íûå, áëåñòÿùèå, ãèáêèå è ïðî÷íûå ïëåíêè, íåðàñòâîðèìûå â îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëÿõ, óñòîé÷èâûå ê âíåøíèì âîçäåéñòâèÿì. Íà ýòîì îñíîâàíî èñïîëüçîâàíèå ýòèõ ìàñåë äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ îëèô, èç êîòîðûõ â ñâîþ î÷åðåäü ïîëó÷àþò ìàñëÿíûå êðàñêè è ëàêîâ.
Íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿåìûå âûñûõàþùèå ìàñëà ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.2
Òàáëèöà 2.2. Õàðàêòåðèñòèêè âûñûõàþùèõ ìàñåë.
Ìàñëî | éîäíîå | Ñîäåðæàíèå æèðíûõ êèñëîò, % | |||||
÷èñëî |
ïàëüìè- òèíîâàÿ |
ñòåàðè- íîâàÿ | îëåè-íîâàÿ | ëèíî-ëåâàÿ | ëèíîëå-íîâàÿ |
ýëåîñòå- àðèíîâàÿ |
|
òóíãîâîå | 160-180 | 4,0 | 1,5 | 15,0 | - | - | 79,5 |
ëüíÿíîå | 170-185 | 5,0 | 3,5 | 5 | 61,5 | 25,0 | - |
ïåðèëëåâîå | 180-206 | 7,5 | - | 8 | 38,0 | 46,5 | - |