ISSN 2409-546X
ПИ № ФС77-61102
8-800-555-1487

Получение сложных эфиров и эфирных масел

Библиографическое описание: Марданова Р. З., Матвеева Е. В. Получение сложных эфиров и эфирных масел // Юный ученый. — 2018. — №1. — С. 71-76. URL: http://yun.moluch.ru/archive/15/1089/ (дата обращения: 15.08.2018).





 

Актуальность Сложные эфиры и эфирные масла широко используются в практической деятельности человека, но получение их — процесс дорогостоящий. Поэтому зная способы их получения, свойства, биологическое воздействие, можно найти более дешевые способы получения эфиров, находить новые сферы их применения.

Цель: Поиск дешевых методов получения сложных эфиров, выделения эфирных масел из растений и химических реактивов.

Гипотеза: Возможно, полученные в школьной лаборатории и в домашних условиях сложные эфиры и эфирные масла можно использовать для создания духов и в качестве лекарственных средств.

Новизна: Изготовление модели установки для выделения эфирных масел в домашних условиях, поиск дешевых методов получения эфирных масел.

Объект исследования: сложные эфиры и эфирные масла.

Методы исследования. При проведении исследовательской работы использовались: поисково-аналитический метод и известные методы органического синтеза сложных эфиров-этерификация, методы экстракции эфирных масел из растительного сырья, моделирование. Ароматическая композиция создавалась с использованием полученных сложных эфиров и эфирных масел

Результаты

  1.                Изучены методы получения сложных эфиров: в промышленности [8], в лаборатории [6], [4], извлечением из растений [1], [2], [3], [5], [9].

Получение эфиров в промышленных масштабах мы изучали во время экскурсии в Амзинский лесокомбинат (рис.1).

IMG_4719

Рис. 1. Цех по производству этилацетата

 

Рис. 2. Схема установки получения этилацетата

 

Получение эфира в промышленности очень сложный процесс. Мы выяснили, что химическая реакция происходит в реакторе (куб-этерефикатор), обогреваемом через змеевики. Реакционная смесь (СН3СООН, С2Н5ОН, катализатор серная кислота(конц.) перед попаданием в куб разогревается, только затем поступает в него. Куб нагревает смесь с помощью змеевика (нагревание происходит паром), образуется дистиллят — пары реакционной смеси. Дистиллят охлаждается и поступает во флорентину, где он расслаивается на эфир-сырец и водно-эфирно-спиртовый слой, идущий на регенерацию.

Этилацетат-сырец проходит несколько стадий очисток: промывка, нейтрализация раствором соды, сушка. Сухой эфир направляют на ректификацию. После ректификации эфир охлаждается и поступает в цистерны (баки) — готовый товарный продукт, содержание в нем эфира должно быть не менее 90–97 % и должна отсутствовать вода [8].

  1.                Получены методом этерификации [6], [4] 5 сложных эфиров уксусной кислоты: этилацетат, изоамилацетат, изобутилацетат, метилацетат, бутилацетат.

DSC_1737

Рис. 3. Синтез сложных эфиров методом этерификации

 

C:\Users\Иваныч\Desktop\эфиры иссл раб\IMG_4690.JPG

Рис. 4. Синтезированные сложные эфиры

 

Таблица 1

Синтезированные сложные эфиры

Название эфира, формула

Исходное сырье для получения эфира, уравнение реакции

Свойства полученного эфира

СН3СООС2Н5 — этилацетат

Уксусная кислота и метиловый спирт,

СН3СОOH + С2Н5OH = СН3СООС2Н5

Прозрачная маслянистая

жидкость с приятным освежающим фруктовым запахом

СН3СОOCH3 — метилацетат

Уксусная кислота и метиловый спирт,

СН3СОOH + CH3OH = СН3СОOCH3

жидкость с фруктовым запахом перечной мяты

СН3СОО(СН2)3СН3

бутилацетат

Уксусная кислота и бутиловый спирт,

СН3СОOH + СН3- СН2- СН2- СН2 OH =

= СН3СОO-СН2- СН2- СН2- СН3

бесцветная жидкость с приятным освежающим запахом

СН3СООСН2СН(СН3)2 — изобутилацетат

Уксусная кислота и изобутиловый спирт, (CH3)2CHCH2OH

СН3СОOH + (СН3)2- СН- СН2 OH =

= СН3СОO-СН2- СН- (СН3)2

бесцветная маслянистая жидкость с приятным грушевым запахом

СН3СООСН2СН2СН(СН3)2 — изоамилацетат

Уксусная кислота и изо-амиловый спирт,

СН3СОOH + (СН3)2-СН-СН2 СН2 OH =

= СН3СООСН2СН2СН(СН3)2

маслянистая жидкость

с фруктово-грушевым запахом.

 

  1.                Выделены эфирные масла из различных частей растений методом перегонки с водяным паром [6], экстракции спиртом [7], [9], [11], [19], и получены настоянные масла [12], [13], [14], [15], [16], [18].

Подобрали растительное сырье со специфическими запахами и возможно, по литературным данным, содержащие эфирные масла [17].

Собрали прибор. В 1-ю колбу наливали воду и кипелки для равномерного нагревания смеси, во 2-ю растительное сырье и воду. Полученный эфир пропускается через холодильник и собирается в капельной воронке. В результате, методом перегонки с водяным паром получены эфирные масла: мяты перечной, корицы, тмина, ванилина.

DSC_1756

Рис. 5. Выделение эфирных масел методом перегонки с водяным паром

 

DSC_4806

Рис. 6. Полученные эфиры

 

Экстракционные методы рекомендуют применять в тех случаях, когда извлекаемые душистые вещества термически малостойкие и не выдерживают даже температур перегонки с водяным паром [11]. Взяли фрукты, обладающие специфическими ароматами: лимон, апельсин, мандарин, банан, киви. Отделили кожуру фруктов, залили спиртом, выстояли в холодильнике в течении 2-х недель, затем отфильтровали полученные вытяжки.

 

Таблица 2

Свойства спиртовых вытяжек

Спиртовые вытяжки из кожуры фруктов

Свойства

Лимон

Настойка с приятным ароматом лимона. Хранится долго, до года, не теряя свой аромат.

Апельсин

Настойка с приятным ароматом апельсина. Хранится долго, до полугода, не теряя свой аромат.

Мандарин

Настойка с приятным ароматом мандарина. Хранится долго, до полугода, не теряя свой аромат.

Банан

Настойка с очень слабым приятным ароматом банана. Неустойчив при хранении. Даже в холодильнике через месяц появляется налет и неприятный запах.

Киви

Настойка с очень слабым ароматом киви. Неустойчив при хранении. В холодильнике через месяц появляется неприятный запах.

Груша

Настойка с очень-очень слабым приятным ароматом груши. Неустойчив при хранении. В настойке через 1,5 месяца появляется налет и неприятный запах.

 

Собранное растительное сырье: трава чистотела, зверобоя, корни одуванчика, листья подорожника, хвоя пихты, цветы ромашки, плоды облепихи, также измельчались при помощи ножниц и заливались спиртом [10]. Настаивали в холодильнике в течении 2-х недель. Затем все отфильтровывали через слой марли.

 

Таблица 3

Свойства спиртовых вытяжек лекарственных растений

Настойки лекарственных растений

Свойства

Настойка листьев подорожника

Темно-зеленый цвет, специфический приятный запах

Настойка травы чистотела

Темно-зеленый цвет, специфический запах чистотела

Настойка цветов ромашки

Темно-зеленый цвет, приятный запах ромашки

Настойка плодов облепихи

Оранжевый цвет, приятный облепиховый запах

Настойка корней одуванчика

Светло-желтый цвет, очень неприятный запах

Настойка хвои пихты

Темно-зеленый цвет, приятный запах пихты

Настойка травы зверобоя

Темно-коричневый цвет, слабый приятный запах зверобоя

 

Спиртовые вытяжки все имеют приятный внешний вид, без налетов. Однако т. к. настойка одуванчика имеет неприятный запах, его в качестве компонента для добавления к ароматической композиции использовать нельзя.

Настоянные масла отличаются от эфирных масел и по качеству, и по методу получения. Этот метод использовался в течение сотен лет, еще задолго до того, как были изобретены методы извлечения эфирных масел из растений. В странах Востока и Средиземноморья горшки просто оставляли на солнце до завершения процесса, но в странах с более прохладным климатом понадобится источник тепла. Иногда флягу с маслом ставят в поддон с водой и нагревают ее, но в этом случае масло получается не такое хорошее, как при медленном настаивании [15]. Приготовили настоянные масла из плодов облепихи, цветов ромашки, листьев подорожника, хвои пихты, корня репейника, травы чистотела, зверобоя.

Рис. 7. Извлечение эфиров из растений экстракционным методом

 

C:\Users\Иваныч\Desktop\катя НПК\DSC_0673.jpg

Рис. 8. Полученные вытяжки

 

  1.                Изготовлена установка для выделения эфирных масел в домашних условиях.

Модель установки для получения эфира в домашних условиях была создана на основе прибора для выделения эфирных масел. Получали эфир на обычной газовой плите, нагревая баночки с веществами на водяной бане, в качестве холодильника использовали кастрюлю со снегом. Выделили около 4 мл эфира из гвоздики

C:\Users\XE\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\5g43E82-Vuk[1].jpg

Рис. 9. Извлечение эфирных масел в домашних условиях

 

https://pp.vk.me/c625420/v625420732/f83e/NMT6RH4CLc0.jpg

Рис. 10. Выделенный эфир из корицы

 

  1.                Созданы 4 ароматические композиции с применением полученных эфиров.

На основе полученных вытяжек из растительного сырья и синтезированных сложных эфиров, путем различных комбинаций, создали ароматические композиции ([12].

DSC_1799

Рис. 11. Получение ароматических композиций

 

C:\Users\Иваныч\Desktop\катя НПК\DSC_0715.jpg

Рис. 12. Полученные ароматические композиции

 

  1.                Изучены физико-химические свойства некоторых сложных эфиров.
  2.                Выявлено, что эфирное масло пихты обладает антимикробным действием, этилацетат губительно воздействует на биологические объекты.

Заключение: Рассмотренные методы извлечения эфирных масел просты и не требуют дорогостоящего оборудования. Любому человеку, имеющему доступ к свежим растениям или цветам, можно приготовить их даже в домашних условиях. Выделенные композиции из растительных вытяжек безопасны для организма человека.

Полученные композиции из синтетических эфиров требуют продолжения исследований медицинского характера.

Направление использования результатов проекта: Полученные вытяжки из лекарственных растений могут быть использованы в качестве медицинских препаратов для

наружного использования, в качестве косметических средств, ароматические композиции — для изготовления мыла, духов, ароматизации воздуха в помещении.

 

Литература:

 

  1.                Войткевич С. А. 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии. М.: Пищ. Пром-сть, 1994.
  2.                Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. М.: Пищ. Промыш., 2001.
  3.                Войткевич С. А., Хейфич Л. А. От древних благовоний до современной парфюмерии и косметики. М.: Пищ. Пром-сть, 1997.
  4.                Голодников Г. В. Практические работы по органическому синтезу. Л.: ЛГУ, 1966г. 373
  5.                Г. М. Свиридоновы «Растения и здоровье лечебные и пищевые свойства», М. Профиздат, 1992г-272с.

6.                  Гроссе Э., Вайсмантель X. Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты

  1.                Е. В. Кучеров, Д. Н. Лазарева «Целебные растения и их применение». Уфа.1993.288с.
  2.                Л. В. Гордон, С. О. Скворцов, В. И. Лисов «Технология и оборудование лесохимических производств» М. «Лесная промышленность», 1988г.
  3.                Попов А. В. «Лесные целебные растения», М. «Экология»,1992г.160с
  4.            Солдатенков А. Т., Колядина Н. М., Ле Туан Ань и др. Основы органической химии душистых веществ для прикладной эстетики и ароматерапии.
  5.            Энциклопедия ароматов Автор: Захаренкова В. И. Издательство: Природа и человек 2000г., с.304
  6.            alhimik.ru› Душистые эфиры

13.              Как приготовить репейное масло в домашних условиях | Аптека... aptekapodnogami.ru›)

14.              Масла, настоянные в домашних условиях. Приготовление. Применение | Форум izbushka.com› Масла

  1.            Настоянные ароматические масла в домашних условиях http://medpravila. info/topics/42994293104/Nastoyan...ie-masla-v-domashnih-usloviyah

16.              Приготовление эфирных масел inflora.ru›

17.              www.narmed.ru Характеристика различных эфирных масел Ароматерапия... nedug.ru› Библиотека

18.              Приготовление эфирных масел в домашних условиях. Обсуждение... liveinternet.ru›Записи›post269698784

  1.            Травень В. Ф. Органическая химия: В 2т. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. project.1september.ru›works.

Публикация

№ 1 (15), февраль 2018 г. г.

Скачать выпуск

Автор


Научный руководитель

Рубрика

Химия

Год публикации

Социальные комментарии Cackle