Диэтаноламиды растительных масел (синтез). Diethanolamides of vegetable oils (synthesis)

Синтез диэтаноламида из жирных кислот подсолнечного масла / Synthesis of diethanolamide from fatty acids of sunflower oil

Процесс получения триэтаноламидов из растительных масел (триглицеридов) был более-менее налажен. Оставалось разве что заменить подсолнечное масло на кукурузное, соевое, льняное и т.п. - Вот и "линейка" продуктов. Можно было попробовать получить диэтаноламид из маргарина.

Неожиданно: "Эпоха бедности закончилась!" В результате цены на растительные масла подскочили в полтора, а потом - в два раза. Начальник знал об этом еще за несколько месяцев до подорожания растительного масла в супермаркетах, поскольку он следил за оптовыми ценами. Раз так, возникла задача заменить растительные масла (подсолнечное, в частности) на разные суррогаты. Т.е., вместо пищевого сырья взять техническую "бурду".

Еще, будучи в школе, прочитал в хорошей книге по моющим средствам, почему при совке не было хороших средств личной гигиены? Потому, что их делали из нефти [1]. Раздражение кожи, аллергические реакции и т.п. - закономерный результат. Нефть в лаборатории была и много. К счастью, до такого дна мы опускаться не планировали, поэтому взяли жирные кислоты подсолнечного масла (ЖКПМ).

Данный продукт представлял собой темно-коричневую, почти черную жидкость, состоящую из смеси жирных кислот. При действии диэтаноламина жирные кислоты образуют амид:

RCOOH + (CH₂COH)₂NH → (CH₂COH)₂NH₂⁺RCOO^-
(CH₂COH)₂NH₂⁺RCOO^- → RC(O)N(CH₂COH)₂ + H₂O;

Проблема в том, что процесс обратим: образующаяся вода вступает в обратную реакцию. Поэтому воду нужно удалить из реакционной среды, например, азеотропной отгонкой с органическими растворителями, которые с водой не смешиваются. Как было отмечено в начале статьи, в лаборатории для этой цели мы брали толуол, в промышленности используют ксилолы. Моей коллеге уже после ухода с фирмы пришлось поработать на заводе, где получали такой продукт в промышленных масштабах: смена по 11-18 часов, большой аналог насадки Дина-Старка, и каждые 10-15 минут из насадки нужно сливать воду. Романтика... Вернешься в отель, несколько часов поспишь - потом опять на смену.

Я же делал этот синтез гораздо в более скромных масштабах: несколько десятков грамм жирной кислоты и диэтаноламина в конической колбе на магнитной мешалке с хорошим подогревом. Еще в колбу - толуол. Катализатор, если и требовался, - мы не добавляли. Сверху - насадка Дина-Старка, нижняя часть - укутана. Над насадкой - обратный холодильник. Собственно - все.

Когда начинается отгонка воды, в насадке собирается мутная жидкость (эмульсия), которая расслаивается на воду и толуол. Верхний слой толуола по мере наполнения насадки стекает обратно в колбу, нижний слой воды остается. Его я сливал в мерный цилиндрик, отмечал объем воды, а потом выливал все это в бутылку для сливов толуола. Как-то так. Когда капельки и муть воды перестают образовываться (а гонится один толуол), это признак, что реакция приближается к завершению.

Останавливаем мешалку, приостанавливаем нагрев, поднимаем насадку осторожно вверх: все это - чтобы отобрать навеску реакционной смеси стеклянной палочкой. Нужно было порядка 0.2 г. Немного поздно понял, что синтез другой, чем в случае реакции триглицеридов с диэтаноламидом. Здесь есть летучий растворитель, и для получения более корректных результатов анализа толуол из навески нужно испарить, а только потом - ее взвешивать. Иначе показания весов уменьшаются, словно таймер обратного отсчета.

Другая особенность в огнеопасности. Разок, приподнимая насадку с обратным холодильником на ней (не отломать патрубки - еще та задача), чуть наклонил насадку. В результате толуол потек на горячую плитку и взрывообразно испарился. Хорошо еще, что не загорелся и не бахнул: не противотанковая мина, но мало бы не показалось.

После получения удовлетворительных результатов титрования (менее 5% свободного амина) продукт готов. Цвет диэтаноламида - черный, как смола. Не хотел бы я мыть голову шампунем с таким ПАВом. Да и руки, пожалуй, тоже.

__________________________________________________
¹ М. Ю. Плетнев Косметико-гигиенические моющие средства (1990) [ссылка]