เอสเทอริฟิเคชันของกรดออกทาโนอิกกับไตรเมทิลอลโพรเพน โดยใช้ H₃PW₁₂O₄₀ ในคาร์บอนไดออกไซด์ภาวะเหนือวิกฤต

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาเอสเทอริฟิเคชันของกรดออกทาโนอิกกับไตรเมทิลอลโพรเพนโดนใช้ H₃PW₁₂O₄₀ ในคาร์บอนไดออกไซด์ภาวะเหนือวิกฤต โดยศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อค่าการเปลี่ยนไตรเมทิลอลโพรเพน (TMP conversion) และการเลือกเกิด (selectivity) โมโน, ได และไตรเอสเทอร์ โดยพบว่า การลดอัตราส่วนของไตรเมทิลอลโพรเพนกับกรดออกทาโนอิก ทำให้กรดออกทาโนอิกสามารถถูกดูดซับบนผิวตัวเร่งปฏิกิริยาได้ขึ้นลดลงเนื่องจากไตรเมทิลอลโพรเพนไปเกาะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้ค่าการเลือกเกิดไตรเอสเทอร์ลดลง การเพิ่มปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้พื้นผิวในการทำปฏิกิริยาสูงขึ้นทำให้การเลือกเกิดไตรเอสเตอร์สูงขึ้น การเพิ่มอุณหภูมิและเวลาในการทำปฏิกิริยาส่งผลทำให้ค่าการเปลี่ยนไตรเมทิลอลโพรเพนและการเลือกเกิดไตรเอสเทอร์สูงขึ้น ส่วนกรดไขมันที่มีสายโซ่สั้นให้การเลือกเกิดไตรเอสเทอร์ ที่สูงกว่ากรดไขมันที่มีสายโซ่ยาวเนื่องจากสามารถแพร่เข้าทำปฏิกิริยาภายในรูพรุนของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ดีกว่า อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบภาวะที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาพบว่าภายใต้ภาวะบรรยากาศป้อนแก๊สไนโตรเจน นั้นให้การเลือกเกิดไตรเอสเทอร์สูงกว่าในคาร์บอนไดออกไซด์ภาวะเหนือวิกฤต เนื่องจากการป้อนแก๊สไนโตรเจนเข้าไปในปฏิกิริยาเป็นการไล่น้ำที่เกิดขึ้นออกจากปฏิกิริยา ส่วนปริมาณสารอินทรีย์ที่ถูกดูดซับบนตัวเร่งหลังการทำปฏิกิริยาในคาร์บอนไดออกไซด์ภาวะเหนือวิกฤต นั้นมีปริมาณสารอินทรีย์ที่ถูกดูดซับบนตัวเร่งน้อยกว่าที่ภาวะบรรยากาศป้อนแก๊สไนโตรเจน เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ภาวะเหนือวิกฤตมีสมบัติการถ่ายเทความร้อน และถ่ายโอนมวลสารที่ดีกว่าในบรรยากาศป้อนแก๊สไนโตรเจน ภาวะที่เหมาะสมสำหรับปฏิกิริยาเอสเทอิฟิเคชัน คือ อัตราส่วนโดยโมลไตรเมทิลอลโพรเพนต่อกรดออกทาโนอิกเท่ากับ 1:4 อุณหภูมิปฏิกิริยา 150 องศาเซลเซียส ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา 8 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของไตรเมทิลอลโพรเพน และเวลาในการทำปฏิกิริยา 8 ชั่วโมง ในภาวะบรรยากาศป้อนแก๊สไนโตรเจน