CC BY
1СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ АКРИЛОВОИ КИСЛОТЫ
Махмудова Феруза Ахмаджaновна E-mail: feruza_ahmadjonovna@mail.ru, моб:+998933756333 Максумова Айтура Ситдиковна E-mail:omaksumovas@mail.ru, моб: +998 903508553 https://doi.org/10.5281/zenodo.10845288 Ташкентский химико-технологический институт, кафедра «Технология основного
органического синтеза», Узбекистан
Эфиры акриловой кислоты представляют собой широко известные и часто используемые мономеры. В соответствии с этим известны многочисленные способы получения этих соединений. Одним из основных методов получения эфиров акриловой и метакриловой кислот является прямая этерификация кислот со спиртами. Недостатком данного способа является то, что в процессе этерификации образуется вода, которую необходимо выделить из реакционной среды, так как реакции карбоновых кислот со спиртами обратимы, что приводит к не желаемым результатам.
Этерификация кислот олефинами имеет преимущество по сравнению с этерификацией кислот спиртами: исключается стадия получения спиртов из олефинов; катализаторы процесса этерификации являются более эффективными; отсутствует необходимость отделения воды; при большом избытке олефина получается эфир высокой степени чистоты.
Метод этерификации акриловой кислоты жидкими олефинами является удобным методом синтеза сложных эфиров, однако ряд закономерностей этой реакции ранее не исследовались. Поэтому в данном разделе было определено влияние строения и соотношения компонентов, природы катализатора и температуры на кинетику реакции, а также подобраны условия их синтеза [1].
В качестве олефинов выбраны 2-метил-1-пентен, 2-этил-1-бутен, 2-этил-1-пентенав качестве катализатора серная кислота и Н+ форма катионнообменной смолы КУ-2х8. При проведении реакции этерификации в реакционную смесь добавляли гидрохинон, в расчёте 1% от общего объёма раствора. Реакцию взаимодействия указанных олефинов с акриловой кислотой можно описать следующим образом:
О ^ Ф
CH^C-R + CH^CH-С -* CH^C-R + CH2=CH-C^ _ ф-*
R' 4oh R' O^H
п-комплекс
+ +o CH3 V
СНз-C^R + CH2=CH— C ->► R-C-O-C-CH=CH2
R' 2 ^O C
а - комплекс
где R: -С3Н7Д': -СНз или -С2Н5
Структура синтезированного сложного эфира на основе 2-этил-1-бутена с акриловой кислотой исследована ИК-спектральным анализом [2].
В ИК-спектре сложного эфира синтезированного на основе 2-этил-1-бутена с акриловой кислотой обнаружены новые полосы поглощения валентных колебаний С-О-С связи в области 1295 см-1, валентных колебания карбонильной группы имеющие сопряжение с двойной связью наблюдаются в области 1728 см-1 полосы поглощения СНз-, СН2- групп при 2730 - 2933 см-1, а широкий спектр карбоксильных групп в области 3600 см-1 отсутствуют. Полосы поглощения при 1638 см-1 соответствуют валентных колебаниям -С=С- связи.
В связи с тем, что этерификация карбоновых кислот катализируются сильными кислотами, в качестве катализатора применяли концентрированную серную кислоту. При
этом выход эфира в среднем доходил до 34,2 %. Далее в качестве катализатора реакции этерификации была использована Н+ форма катионообменной смолы КУ-2х8. С этим катализатором скорость этерификации и выход сложного эфира резко возросли.
Для нахождения оптимальных условий синтеза сложных эфиров изучалось влияние природы олефина, соотношение исходных реагентов и продолжительность проведения процесса этерификации (рис., табл.).
Так, изучено влияние природы олефинов на выход изогексилакрилатов, образовавшихся в результате синтеза.
100 90
S? 80 70 60
09
50 40 30 20 10
Время, мин
Рис. Влияние природы олефинов на выход сложных эфиров в системе: 1-2-метил-1-пентен+акриловая кислота; 2-2-этил-1-пентен+акриловая кислота
Из рисунка можно видеть, что наибольший выход образующегося сложного эфира наблюдается в условиях опыта в системе 2-метил-1-пентен - акриловая кислота.
Для определения влияния состава исходных реагентов на выход образующихся эфиров реакцию проводили при различных мольных соотношениях исходных реагентов - акриловая кислота:2-метил-1 -пентен.
Таблица
Влияние мольного соотношения исходных реагентов
Молярное соотношение АК : олефин Температура реакции Выход, %
1:3 60 86,9
1:2 60 75,4
1:1 60 58,2
3:1 60 35,6
2:1 60 47,4
1:3 50 78,9
1:3 70 73,5
240
360
480
600
Изучение мольного соотношения исходных реагентов показывает, что при соотношении 1:3=акриловая кислота:2-метил-1-пентен наблюдается наибольший выход сложного эфира.
Таким образом, исследован процесс образования непредельных сложных эфиров, реакцией этерификации жидких олефинов с акриловой кислотой в присутствии катализаторов. Полученные результаты показывают, что наибольший выход сложного эфира достигается при соотношении 3:1=олефин:акриловая кислота в присутствии катализатора КУ-2х8.
Литература
1. Максумова О.С., Махмудова Ф.А. Способ получения гексиловых эфиров акриловой кислоты. Патент № IAP 05426, 2017 г.
Преч, Э., Бюльман Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных М.: Мир. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. -c.438.
