Открыть сервисСервис

12-гидроксистеариновая кислота: получение и применение

12-гидроксистеариновая кислота — органическое соединение класса гидроксикарбоновых кислот, производное стеариновой кислоты, в молекуле которой один атом водорода в α-положении (у 12-го углеродного атома) замещён на гидроксильную группу. Химическая формула — C₁₈H₃₆O₃. Представляет собой твёрдое воскообразное вещество белого или светло-кремового цвета, практически нерастворимое в воде, но растворимое в горячих органических растворителях (этаноле, ацетоне, бензоле). Является важным промышленным сырьём для производства смазочных материалов, косметических средств и структурообразователей.

Получение

Основным промышленным способом получения 12-гидроксистеариновой кислоты является гидрирование (каталитическое гидрогенизация) рицинолевой кислоты — главного компонента касторового масла (клещевины обыкновенной). Рицинолевая кислота содержит двойную связь в 9-м положении и гидроксильную группу в 12-м; при насыщении двойной связи водородом в присутствии никелевого или палладиевого катализатора при температуре 150–200 °C и давлении 1–5 МПа образуется 12-гидроксистеариновая кислота.

Процесс включает следующие стадии:

  • Омыление касторового масла щёлочью с получением натриевой соли рицинолевой кислоты.
  • Гидрирование соли или свободной кислоты в автоклаве.
  • Подкисление реакционной массы минеральной кислотой для выделения целевого продукта.
  • Очистка перекристаллизацией из спирта или ацетона.

Выход продукта достигает 90–95 % от теоретического. В лабораторных условиях возможен синтез из стеариновой кислоты через стадию галогенирования и последующего гидролиза, однако этот путь экономически менее выгоден и применяется редко.

Физико-химические свойства

12-гидроксистеариновая кислота имеет температуру плавления около 74–76 °C (несколько выше, чем у стеариновой кислоты, из-за дополнительных водородных связей). Кислотное число — около 178–180 мг КОН/г, гидроксильное число — около 160–165 мг КОН/г. Вещество обладает полиморфизмом: известно несколько кристаллических модификаций, стабильность которых зависит от температуры и скорости охлаждения. Благодаря наличию гидроксильной группы молекула способна к образованию межмолекулярных водородных связей, что определяет её способность к формированию гелевых структур в неполярных средах.

Применение

Производство литиевых смазок

Наиболее значимая область применения — синтез 12-гидроксистеарата лития (литиевого мыла этой кислоты). Данное соединение является основным загустителем в производстве консистентных смазок (литолов). Смазки на основе 12-гидроксистеарата лития составляют около 70–80 % мирового рынка пластичных смазок благодаря высокой температуре каплепадения (около 190 °C), водостойкости и механической стабильности.

Структурообразователи и гели

Кислота и её соли (алюминиевые, кальциевые, цинковые) используются как загустители в производстве бытовой химии, автомобильных восков и полиролей. В органических растворителях 12-гидроксистеариновая кислота образует термообратимые гели — это свойство применяется в производстве гелевых топлив, чернил и косметических карандашей.

Косметическая промышленность

В составе декоративной косметики (помады, тени, карандаши для глаз) компонент обеспечивает твёрдость, пластичность и термостабильность продукта. В кремах и лосьонах используется как эмульгатор и стабилизатор структуры.

Прочие применения

  • Производство биодизельного топлива (как промежуточный продукт).
  • Синтез полимеров и пластификаторов.
  • Изготовление технических салфеток и пропиток для тканей.
  • Компонент антикоррозионных составов и консервационных масел.

Безопасность

Вещество относится к малоопасным соединениям (4-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). При попадании на кожу не вызывает раздражения, не является сенсибилизатором. При нагревании выше 250 °C разлагается с выделением акролеина и других продуктов окисления. Пыль кислоты может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Предельно допустимая концентрация аэрозоля в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м³.

Источники

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru