Касторовое масло. Свойства, состав, получение касторового масла

Касторовое (рициновое) – масло растительного происхождения, получаемое из клещевины обыкновенной.

Касторовое масло – это светло-желтая или почти бесцветная вязкая жидкость. Представляет собой смесь глицеридов кислот состава: 3–6 % насыщенных кислот С16 и С18, 3–9 % олеиновой, 3–5 % линолевой, около 3 % стеариновой, не менее 80 % рицинолевой кислот; содержит 0,3–0,4 % неомыляемых веществ (токоферолы, стеролы, каротиноиды, тритерпены).

Невысыхающее растительное масло выделяют из семян клещевины прессованием или экстракцией органическими растворителями. Нагреванием касторового масла при 180–200 °С с 0,2–0,5 % H2SO4, NaHSO4, H3POи другими получают дегидратированное высыхающее касторовое масло, содержащее преимущественно линолевую кислоту; йодное число такого масла находится в пределах 109–140. Используется в производстве алкидных смол. Касторовое масло – смазочный материал, гидравлическая жидкость с высокой диэлектрической постоянной.

Касторовое масло

Таблица 1. Характеристика касторового масла

Характеристика Значения параметров
Температура застывания, °С от –8 до –18
Плотность при 10 °C 0,950–0,974
Вязкость η, мПа·с 17,3 (50 °С)
Родановое число  81–82
Температура вспышки, °C 240
Число омыления 176–187
Ацетильное число 146–154
Йодное число 82–91
Гидроксильное число 161–169

Касторовое масло не высыхает, не образует пленку. Большую его долю (80 %) составляют глицериды вязкой рицинолевой кислоты, содержащей в огромной молекуле только одну ненасыщенную связь. Остальное приходится на глицериды линолевой и олеиновой кислот. Свое тривиальное название в английском языке, заимствованное русским, вероятно, получило потому, что использовалось как замена кастореуму. Название «клещевина» было дано древними римлянами (рицинус – лат. «клещ») по сходству семян с насекомым.

Обыкновенная клещевина – однолетнее растение в виде кустарника высотой 6–10 м в тропических странах и 1–3 м в умеренных широтах. В зависимости от сорта, состояния почвы и климатических условий с 1 га получают от 450 до 2000 кг масла. В среднем 1 кг масла добывается при переработке 250–1800 семян, состоящих на 40–50 % из масла.

клещевина

Основными производителями различных типов касторового масла являются Бразилия, Китай, Индия, на их долю приходится более 80 % мировой продукции. Ежегодный расход превышает 0,6 млн тонн.

Масло имеет широкий спектр применения в производстве незамерзающей смазки для авиационной промышленности, высококачественной олифы, нитролаков, гидротормозных жидкостей, перхлорвиниловых лаков, нейлона, покрытий для электрических кабелей, жидкого диэлектрика омовокса, используемого в радиотехнической промышленности, каучука, полиграфических красок.

Из касторового масла выделяют себациновую кислоту, незаменимую при производстве полиамидного синтетического волокна, отличающегося повышенной влагостойкостью. Обработанное серной кислотой масло под названием «ализариновое» находит применение в крашении.

Рафинированное касторовое масло используется как вспомогательное вещество для многочисленных лекарственных средств (половые гормоны, глазные капли).

Оно служит носителем-растворителем благодаря своей относительно высокой полярности. Так, специальная формула касторового масла Cremophor ED служит носителем для химиопрепарата «Паклитаксел».

Родом дикорастущая клещевина из северо-восточной Африки. Африканцы высаживали ее в виде изгороди вокруг селений, на масле готовили пищу и использовали его для защиты кожи от мелких повреждений.

Первое упоминание о касторовом масле датировано 1552 г. до н. э. в древнеегипетском медицинском сочинении Papyrus Eber’s.

После окультуривания растения оно прижилось в Западной Индии, Ираке, Персии, откуда и возобновились поставки во второй половине XVIII века.

Семена клещевины в Россию привез в начале XIX века один из служащих в посольстве при персидском шахе. Первые опыты по возделыванию предприняты на Кавказе терскими казаками и в Средней Азии.

Химический состав касторового масла описывается формулой: Молекулярная формула: C3H5(C18H33O3)3.

Химический состав касторового масла

Это жирные кислоты с 18 атомами углерода с двойной связью между девятым и десятым атомами углерода, также известные как 12-гидроксиолеиновая кислота. Никакие другие растительные масла не содержат такое разнообразие и высокую долю жирных гидроксикислот.

Уникальные свойства касторового масла состоят в том, что независимо от того, где бобы выросли, химический состав его остается неизменным. Именно эта устойчивость состава позволила касторовому маслу использоваться в качестве абсолютного стандарта для вязкости, утвержденного бюро стандартов.

Касторовое масло имеет молекулярный вес 298, низкую температуру плавления (5 °С) и низкую температуру застывания. Это мононенасыщенные жирные кислоты, растворимые в чистом спирте, нерастворимые в воде, имеющие небольшую растворимость в нефтяных алифатических растворителях. В свойства касторового масла входит сопротивление теплу практически без осадка.

Касторовое масло является уникальным среди всех жиров и масел, так как: это единственный источник 18-углеродных гидроксилированных жирных кислот с одной двойной связью. Рицинолевая кислота (12-гидроксиолеиновая кислота) составляет около 87 % жирных кислот.

Однородность продукта и устойчивость являются относительно высокими по естественным признакам.

Таблица 2. Состав касторового масла в сравнении с другими растительными маслами

Культуры Содержание масла, % Олеиновая кислота, % Линолевая кислота, % Линоленовая кислота, % Рицинолевая кислота, %
Клещевина 45 3 4,2 0,3 90
Рапс 42 32 19 7 0
Лен 38 20 16 50 0
Подсолнечник 48 26 62 0 0
Соя 18 27 53 7 0
Пальма 52 40 8 0 0

Как и другие растительные масла и животные жиры, триглицериды касторового масла, которые химически представляют собой глицериновые молекулы, с каждой из своих трех гидроксильных групп этерифицированных с длинной цепью жирных кислот.

Таблица 3. Показатели и состав касторового масла

№ п/п
Показатели
Состав
Физические показатели
1 Плотность при 20 °C 0,956–0,963 г/мл
2 Йодное число 82–88 (85,47)
3 Индекс омыления 176–187 (180,62)
4 Вязкость при 20 °C 200–250 °Е
5 Показатель преломления 1,477–1,479
6 Неомыляемые вещества 0,3–0,5 %
Жирнокислотный состав
7 Пальмитиновая кислота ≤ 2 (1,43 %);
8 Стеариновая кислота ≤ 2,5 (1,29 %);
9 Олеиновая кислота 2,5–6,0 (4,17 %)
10 Рицинолевая кислота 85–92 (87,57 %);
11 Линолевая кислота 2,5+7 (5,42 %)
12 Содержит некоторое количество фитостеролов и токоферолов (70 мг/100 г)
13 Летучие составляющие,

определяющие запах касторового масла

валериановая кислота, альфа-пинен, лимонен,

1,8-цинеол, 1,2-гептеналь, стирен, уксусная кислота

Химический состав и свойства касторового масла сосредоточены на высоком содержании рицинолевой кислоты и трех функциональных точек, существующих в молекуле.

К ним относятся:

  • карбоксильная группа, которая может обеспечить широкий спектр этерификации;
  • единая точка ненасыщенности, которая может быть изменена путем гидрирования, эпоксидированием или вулканизации;
  • гидроксильные группы, которые могут быть или ацетилированы, или алкоксилированы, могут быть удалены дегидратацией, тем самым увеличивая ненасыщенность соединения и получить в результате полуобезвоженное масло.

Гидроксильное положение настолько реактивно, что молекула может быть разделена в момент высокой температуры пиролиза и щелочной плавки для получения полезных продуктов. Наличие гидроксильных групп в касторовом масле добавляет химической стойкости на само масло и его производные, предотвращая образование гидроперекисей.

Касторовое масло в бутылке

Как и все другие растительные масла, касторовое масло имеет различные физические и химические свойства, варьирующиеся в зависимости от способа добычи. Холодный отжим касторового масла имеет низкое наличие кислоты, йода и немного большее число омыления, чем экстракт растворителя и легкого цвета.

Масло отличается высокой вязкостью, необычной для естественного растительного масла. Такое свойство касторового масла проявляется в основном из-за водородных связей ее гидроксильных групп. Высокая вязкость делает масло полезным в качестве компонента для смешивания масел. Гидроксильные группы, уникальное сочетание физических свойств касторового масла: относительно высокая вязкость и удельный вес; растворимость в спиртах в любой пропорции; ограниченная растворимость масла в алифатических растворителях.

Касторовое масло также обладает превосходными смягчающими и смазывающими свойствами.

Несмотря на то что касторовое масло является уникальным естественным полигидроксисоединением, недостаток его заключается в небольшом снижении гидроксильных кислот и коэффициента кислотности при хранении; оба значения могут измениться примерно на 10 % при хранении в течение 90 дней. Уменьшение этих значений обусловлено реакцией между гидроксильными и карбоксильными группами в молекуле масла в форме эстолидов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *