CC BY
12
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2021 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ БЕНЗАЛЬДЕГИДА С ДИЭТАНОЛАМИНОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ
Губайдуллин Ринат Шавкатович
докторант ( PhD), Ташкентский химико — технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент.
E-mail: rinat318 7@mail. ru
Алимухамедов Музафар Ганиевич
д-р. техн. наук, проф., Ташкентский химико - технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: MGA 1953@mail. ru
Адилов Равшан Иркинович
д-р. техн. наук, проф., Ташкентский химико - технологический институт Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
№ 11(92)
STUDY OF THE INFRARED SPECTRUM OF THE PRODUCTS OF THE REACTIONS OF DIETHANOLAMINE AND BENZALDEHYDE
Rinat Gubaydullin
PhD student
Tashkent Chemical Technological Institute, Uzbekistan, Tashkent
Muzaffar Alimukhamedov
dr. tech. sciences, prof, Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent
Ravshan Irkinov
dr. tech. sciences , prof, Tashkent Chemical - Technological Institute, Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Синтезированы гидроксилазотсодержащие соединения на основе диэтаноламина и ароматического альдегида (бензальдегида). Определена молекулярная масса синтезированных олигомеров криоскопией. ИК-спектроскопией идентифицированы исходные вещества и конечный продукт реакции.
ABSTRCAT
Hydroxyl nitrogen-containing oligomers based on diethanolamine and aromatic aldehyde (benzaldehyde) have been synthesized. The molecular weight of the synthesized oligomers was determined by viscosometry and cryoscopy. The IR spectra of the initial and final products were studied.
Ключевые слова: диэтаноламин, бензальдегид, гидроксилазотсодержащее соединение, криоскопия, ИК-спектр. Keywords: diethanolamine, benzaldehyde, hydroxylase-containing oligomer, cryoscopy, IR spectrum.
Введение. Третичные амины являются традиционными катализаторами при производстве жёстких пенополиуретанов (ЖППУ). Основная масса катализаторов для жестких пен принадлежит к химическому классу третичных аминов [1]. Так как они ускоряют
реакции взаимодействия изоционатов и с водой, и с гидроксилсодержащими соединениями. При получении жестких пенополиуретанов на основе простых и сложных полиэфиров реакция гелеобразования
Библиографическое описание: Губайдуллин Р.Ш., Алимухамедов М.Г., Адилов Р.И. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ БЕНЗАЛЬДЕГИДА С ДИЭТАНОЛАМИНОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12511
№ 11(92)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2021 г.
протекает с большой скоростью (из-за полифункциональности полиолов и изоцианатов), так что действия третичных аминов одинакового и при одностадийном, и при форполимерном методе.
Строение третичного амина оказывает большое влияние на его активность в процессе получения пены [2-3]. При оценке катализатора обычно рассматривают такие факторы, как его эффективность, упругость паров, растворимость, стоимость и наличие запаха. Эффективность катализатора обычно возрастает с ростом увеличения основности амина и с уменьшением пространственных препятствий у атома азота [4].
В зависимости от природы и условий проведения реакций при взаимодействии аминов с альдегидами могут образоваться различные азотосодержащие соединения [5-6]. Были синтезированы гидроксил -азотсодержащие соединения на основе моноэтано-ламина и различных альдегидов [7]. Особое место занимает реакция гетероциклизации вицинальных аминоспиртов с различными альдегидами и кето-нами [8]. В зависимости от реакционной способности исходных реагентов процесс протекает от 4 до 12 часов. Выходы целевых продуктов составляют 65-95% [9-11]. При взаимодействии диэтаноламина с бензальдегидом образуются различные азотсодержащие осоединения. Образующийся продукт взаимодействия диэтаноламина с бензальдегидом представляет большой интерес и находит широкое применение при производстве эластичных и жёстких пенополиуретанов в качестве каталитических систем.
Цель работы. Целью данной работы является изучение закономерностей образования продуктов конденсации диэтаноламина и бензальдегида.
Для синтеза гидроксилазотсодержащих соединений использовали бензальдегид, очищенный перегонкой в вакууме при остаточном давлении 10 мм.рт.ст и температуре 62-63°С [14]. Очищенный продукт имел п2% =1,5415. Диэтаноламин использовали очищенный, имеющий п2% =1,4724.
Гидроксилазотсодержащее соединение синтезировали по методике, описанной в работе[12]. Реакцию проводили в массе при молярных соотношениях бензальдегид:диэтаноламин=1:2 моль/моль. При комнатной температуре (20°С) в колбу загружали бензальдегид и затем при интенсивном перемешивании прикапывали диэтаноламин к бензальдегиду с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала 30°С. Затем по окончании прикапывания диэтаноламина полученную смесь подвергали термообработке при 50°С в течении 0,5 часа. После термообработки при 50°С в течении 0,5 часа отгоняли воду в вакууме Рост. = 0,8-0,9 кгс/см2 при температуре не выше 70°С. Затем конечный продукт подвергали вакуум перегонке при остаточном давлении Рост. = 1,0-0,9 кгс/см2.
Контроль за ходом реакции осуществляли определением содержания гидроксильных групп [13-14], третичного азота [13-14], молекулярной массы [13-14], а также по изучению ИК спектров синтезированных веществ.
ИК-спектры исходных и синтезированных соединений снимали на ИК-Фурье спектрометре IRTracer-100, используя тонкую пленку на призме прибора.
Очищенный вакуум перегонкой продукт имел следующие физико-химические свойства (Таблица 1).
Таблица 1.
Физико-химические свойства гидроксилазотсодержащего соединения
Молекулярная масса, ММ (криоскопия) Гидроксильная группа (фталирование), ОН- Содержание третичного амина в %, N
280 24,52 8,55
298* 22,8* 9,4*
• теоретически вычисленные данные
После вакуум- перегонки синтезированный продукт представляет собой жидкость жёлтого цвета с характерным запахом амина. Продукт реакции стабилен, при хранении в течении 4 месяцев не меняет своей вязкости.
На ИК- спектрах диэтаноламина (рис.1) имеются полосы поглощения ассоцированных гидроксильных групп при 3400-3200 см-1, полоса поглощения при 1022 см-1 указывает на то, что они первичные.
Полосы поглощения при 2820, 2735 см-1 относятся к колебаниям метиленовых групп, связанных с кислородом и азотом соответственно. Полосы поглощения вторичной аминогруппы наблюдаются при 1697, 1653, 1597 и 1584 см-1. Валентные колебания -СН2- групп, связанных с полярными группами, наблюдаются при 1448, 1202, 1167 см-1. Деформационные колебания -СН2- групп наблюдаются при 745 см-1.
№ 11(92)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2021 г.
Рисунок 1. ИК-спектр диэтаноламина
На ИК- спектрах (рис.2) бензальдегида имеются полосы поглощения ароматического кольца, связанного с -СНО при 3120, 1596, 1583, 1456, 1396, 1310,
1166, 687 см-1. Ароматическое кольцо монозамещен-ное, имеются полосы поглощения при 1166 и 687 см-1. Полоса поглощения при 1715, 1652 и 749 характерна для С=О альдегидных групп.
Рисунок 2. ИК-спектр бензальдегида
№ 11(92)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2021 г.
Рисунок 3 ИК-спектр готового продукта
На ИК - спектрах продукта реакции диэтаноламина с бензальдегидом (рис.3) имеются полосы поглощения при 3280, 1049 см-1, характерных для первичных гидроксильных групп, 2918, 1454 см-1, характерных для метиленовых групп, 1240 см-1, характерных для лг-№- в Ar-NRlR2, 1127 см-1, характерных для Alk-N, 937 см-1, характерных для моно-замещенного ароматического кольца.
Следует отметить, что на ИК-спектрах конечного продукта реакции отсутствуют полосы поглощения вторичных аминных групп, альдегидных групп, появились новые полосы поглощения Ar-N и Alk-N при 1240 и 1127 см-1. Это свидетельствует о том, что взаимдействие происходит по вторичной аминогруппе диэтаноламина и альдегидных групп бензальдегида.
Сказанное позволяет предположить следующую схему реакции:
ho —ch2 —ch2\ ттт 2 2 ,nh +
ho— ch2 —ch
2
o
C6h5 c
h
ho—ch2—ch2\
/ ch2 —ch2—oh ;n -ch—n ^ + H2O
ho —ch2—ch2/ | \ch2-ch2-oh
C6H5
позволяет заключить о возможности использования их в качестве активных аминных катализаторов при получении эластичных или жёстких пенополиуретанов.
В ы в о д ы:
1. Таким образом, в результате проведенных исследований изучены закономерности реакций диэтаноламина и бензальдегида
2. Наличие в составе синтезированных соединений третичного атома азота и гидроксильных групп
Список литературы:
1. N.Malwitz, S.Wong, K.C Frisch and P.A. Manis, J.Cell, Plastics,23.2003. p 461.
2. Mack G.P., J. Fibres Plastics № 21, 342 , 1960.
3. Morton M., Deitz M.A. , Paper presented at the American Chemical Socienty Meeting Sept.,1956
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2021 г.
4. Baker J.W. , Bailey D.N. , J. Chem.Soc., , 4649, 4652,4663, 1957.
5. Адилов Р.И. Закономерности образования мономерных и олигомерных продуктов взаимодействия моноэта-ноламина и альдегидов, Кимё ва кимё технологияси, Спецвыпуск, 2016.
6. Адилов Р.И. Образование гидроксилазот-, гидроксиламмонийсодержащих соединений и разработка технологии получения жёстких пенополиуретанов на их основе. Ташкент,2019. С. 60.
7. Диссертация Тасанбаева Н.Е. «Синтез, исследование продуктов реакции альдегидов с моноэтаноламином и разработка пенополиуретана на их основе», 1986 г.
8. Хрусталёв Д.П., Газалиев А.М., Сулейменова А.А., Синтез 2-замещённых -1,3-оксазолидинов в условиях СВЧ-облучения. Известия Национальной академии наук Республики Казахстан, серия химическая.2007.№ 2.
9. Хрусталев Д.П. Синтез, строение и реакционная способность новых этинилсодержащих 1,3 -оксазолидинов: Дис.канд. хим. Наук. Караганда,2003.С.60-63.
10. Фазылов С.Д., Газалиев А.М., Хрусталев Д.П. Взаимодействие глиоксаля с d-псевдоэфедрином // ЖОХ. 1999. Т.69. вып. 11. С. 1931.
11. Хрусталев Д.П., Фазылов С.Д., Газалиев А.М. Стереоселективное взаимодействие эфедриновых алкалоидов с фенилпропиоловым альдегидом //Юбилейный сборник научных трудов « Проблемы химии Центрального Казахстана». Караганда, 1998. С.138-141.
12. Гафаров А.М., Пунегина Л.Н., Логинова Н.И., Новикова С.С., Титов Н.К. Конденсация моноэтаноламина с формальдегидом. Изв.АН СССР,1978, №9, с.2189
13. Куренкова В.Ф. «Практикум по химии и физике полимеров» 1990 г. с. 214.
14. Торопцева А.М. «Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений» 1972 г. с. 127-128.
№ 11(92)
