5
A common mechanism of antioxidant regeneration is where the synergist reacts with the oxidised form of antioxidant and regenerates it by supplying protons. Using the usual notation, the following sequence would follow: J. ROO' + AH ~ + ROOH + A' A' + BH AH + B' i I where AH is an antioxidant and BH a synergist. This condition could perhaps be met by oleic acid or other unsaturated acids, since the protons adjacent to the double bond, whether cis or trans, do cause dissociation of the adjacent methylene group under oxidising con- ditions. But the question then arises as to why methyl oleate or oleyl alcohol, which also carry this structural feature, do not function similarly. This brings the argu- ment back to the part played by the carboxyl group considered in conjunction with the double bond. It is well documented that the extent of peroxide accumulation decreases in the order oleic glycerides, ester, alcohol and acid. This is the same order also found in the present synergistic behaviour. In autoxi- dation the acid group was shown by P. R. Malhan and A. R. S. Karthal' to exert a strong suppressing effect on peroxide build up, even though the quantity of oxygen absorbed was actually highest in oleic acid. Such oxygen J. sci. ind. Res. [New Delhi] 14B, 673 [1955]. was found, by studies on mixtures of unsaturated esters and fatty acids, to be diverted to production of epoxy and hydroxy acids formed by reaction of the hydro- peroxide groups of esters with the double bonds of fatty acids. In this observation may lie a possible clue to the synergistic behaviour of oleic acid as opposed to that of methyl oleate or oleyl alcohol. To act as a synergist the material must supply hydrogen atoms to the oxidised antioxidant, and apparently oleic acid seems to be able to function in this way. Since oleic acid absorbs large volumes of oxygen, the hydroperoxides of oleic acid are obviously easily formed and thereafter highly reac- tive. Since the quantity used for synergism is very small, the stoichiometric reaction with the substrate to give epoxy and hydroxy groups probably does not occur; instead the reactivity of oleic acid hydroperoxide could take the form of supplying hydrogen atoms to the oxidised antioxidant, thus regenerating it. It is also necessary to explain why oleic acid acting as synergist does not accept free radicals from the sub- strate. N. Urioi8 suggested that a lower steric factor is necessary. One way in which this could happen would be by the cross-linking tendencies of free carboxyl groups with each other or with any oxygenated group created during autoxidation. This tendency to hamper the otherwise free rotation of the long chain of oleic acid may be sufficient to cause a low steric factor, a factor which is naturally present in the compact struc- tures of citric or phosphoric acids. Untersuchungen iiber die Zusammensetzung der Wachsbodensatze und des Sonnenblumenolwachses Von Prof. Dr. A. P o p o u und Dip1.-lag. K. S t e f a n o u Aus dem Institut fur Organische Chemie der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften (Sofia) Die Wachsbodensatze, die beim Abkiihlen des Sonnenblumen- 61s unter 1 9 C ausfallen, bestehen durchschnittlich aus 96 O/O 01 und 4O/o Wachs. Das isolierte Reinwachs zeigte folgende Kennzahlen: SZ = 0.3, VZ = 88.5, JZ = 8 und einen Schmelz- punkt von 79 bis ?6O C. Es enthalt 1.90/0 Kohlenwasserstoffe (C14 bis C,), Sauren von C,, bis C,, und Alkohole von C,, his C3,. Bei der Untersuchung wurden chemis&e, gas-duomato- graphische und Adsorptionsmethoden sowie Ionenaustauscher angewendet. Studies on the Composition of Tank Settlings and Wax of Sunflower Seed Oil The tank settlings formed by cooling sunflower oil under 15OC consist of 96O/o oil and 4O/o wax (mean values). The isolated pure wax has acid value 0.3, saponification value 88.5, iodine value 8, and m. p. 75O-?6O C. It contains 1.9O/o hydro- carbons (from C,, to C,,), acids (from C,, to C , ) and alcohols from C,, to C3*. In this investigation chemical, ion-exchange, adsorption and gas-liquid chromatographic methods were em- p 1 o y e d . Etude sur la composition des d6pBts cireux et de la cire de l'huile de tournesol Les depBts cireux qui s'obtiennent a la refrigeration de l'huile de tournesol une temperature au dessous de 15OC ont une composition moyenne de 960/0 de l'huile et de 4O/0 de la cire. La cire pure qu'on a isolee a une indice d'acide de 0.3; indice de saponification de 88.5; indice d'iode de 8; point de fusion de 750 h 76oC et contient 1.90/0 d'hydrocar- bures (de C,, a Cz0). On a mis en evidence des acids de C,, a C,, et des alcools de C,, a CZ2. L'analyse est faite au moyen des methodes chimiques ainsi qu'avec les methodes de la chromatographie d'echange d'ions, sur colonne et en phase gazeuse. 2.34

Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

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Page 1: Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

A common mechanism of antioxidant regeneration is where the synergist reacts with the oxidised form of antioxidant and regenerates it by supplying protons. Using the usual notation, the following sequence would follow:

J. ROO' + AH ~ + ROOH + A' A' + BH AH + B' i I

where AH is an antioxidant and BH a synergist. This condition could perhaps be met by oleic acid or other unsaturated acids, since the protons adjacent to the double bond, whether cis or trans, do cause dissociation of the adjacent methylene group under oxidising con- ditions. But the question then arises as to why methyl oleate or oleyl alcohol, which also carry this structural feature, do not function similarly. This brings the argu- ment back to the part played by the carboxyl group considered in conjunction with the double bond.

It is well documented that the extent of peroxide accumulation decreases in the order oleic glycerides, ester, alcohol and acid. This is the same order also found in the present synergistic behaviour. In autoxi- dation the acid group was shown by P. R. Malhan and A . R. S. Karthal' to exert a strong suppressing effect on peroxide build up, even though the quantity of oxygen absorbed was actually highest in oleic acid. Such oxygen

J. sci. ind. Res. [New Delhi] 14B, 673 [1955].

was found, by studies on mixtures of unsaturated esters and fatty acids, to be diverted to production of epoxy and hydroxy acids formed by reaction of the hydro- peroxide groups of esters with the double bonds of fatty acids.

In this observation may lie a possible clue to the synergistic behaviour of oleic acid as opposed to that of methyl oleate or oleyl alcohol. T o act as a synergist the material must supply hydrogen atoms to the oxidised antioxidant, and apparently oleic acid seems to be able to function in this way. Since oleic acid absorbs large volumes of oxygen, the hydroperoxides of oleic acid are obviously easily formed and thereafter highly reac- tive. Since the quantity used for synergism is very small, the stoichiometric reaction with the substrate to give epoxy and hydroxy groups probably does not occur; instead the reactivity of oleic acid hydroperoxide could take the form of supplying hydrogen atoms to the oxidised antioxidant, thus regenerating it.

I t is also necessary to explain why oleic acid acting as synergist does not accept free radicals from the sub- strate. N . Urio i8 suggested that a lower steric factor is necessary. One way in which this could happen would be by the cross-linking tendencies of free carboxyl groups with each other or with any oxygenated group created during autoxidation. This tendency to hamper the otherwise free rotation of the long chain of oleic acid may be sufficient to cause a low steric factor, a factor which is naturally present in the compact struc- tures of citric or phosphoric acids.

Untersuchungen iiber die Zusammensetzung der Wachsbodensatze und des Sonnenblumenolwachses

V o n Prof . Dr. A . P o p o u und Dip1.-lag. K . S t e f a n o u

Aus dem Institut f u r Organische Chemie der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften (Sofia)

Die Wachsbodensatze, die beim Abkiihlen des Sonnenblumen-

61s unter 1 9 C ausfallen, bestehen durchschnittlich aus 96 O/O

0 1 und 4 O / o Wachs. Das isolierte Reinwachs zeigte folgende

Kennzahlen: SZ = 0.3, VZ = 88.5, J Z = 8 und einen Schmelz-

punkt von 7 9 bis ?6O C. Es enthalt 1.90/0 Kohlenwasserstoffe

(C14 bis C,,), Sauren von C,, bis C,, und Alkohole von C,, his C3,. Bei der Untersuchung wurden chemis&e, gas-duomato-

graphische und Adsorptionsmethoden sowie Ionenaustauscher

angewendet.

Studies on the Composition of Tank Settlings and Wax of

Sunflower Seed Oil

The tank settlings formed by cooling sunflower oil under

15OC consist of 96O/o oil and 4O/o wax (mean values). The

isolated pure wax has acid value 0.3, saponification value 88.5,

iodine value 8, and m. p. 75O-?6O C. It contains 1.9O/o hydro- carbons (from C,, to C,,), acids (from C,, to C,,) and alcohols

from C,, to C3*. In this investigation chemical, ion-exchange,

adsorption and gas-liquid chromatographic methods were em-

p 1 o y e d .

Etude sur la composition des d6pBts cireux et de la cire de l'huile de tournesol

Les depBts cireux qui s'obtiennent a la refrigeration de l'huile de tournesol une temperature au dessous de 15OC ont une composition moyenne de 960/0 de l'huile et de 4O/0

de la cire. La cire pure qu'on a isolee a une indice d'acide de 0.3; indice de saponification de 88.5; indice d'iode de 8; point de fusion de 750 h 76oC et contient 1.90/0 d'hydrocar- bures (de C,, a Cz0). On a mis en evidence des acids de C,, a C,, et des alcools de C,, a CZ2. L'analyse est faite au moyen des methodes chimiques ainsi qu'avec les methodes de la chromatographie d'echange d'ions, sur colonne et en phase gazeuse.

2.34

Page 2: Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

Die Pflanzenwachse waren in den letzten Jahren Gegenstand zahlreicher Untersuchungen, die vor allem die Ermittlung der qualitativen und quantitativen Zu- sammensetzung dieser komplizierten Gemische von Lipi- den zum Ziel hatten. Die Anwendung neuzeitlicher Methoden bei der Untersuchung der Lipide, vor allem der verschiedenen chromatographischen Methoden l, ins- besondere der Gas-Chromatographie, fiihrte zur Auf- findung neuer unbekannter Komponenten. Eines der interessanten und wenig erforschten Wachse ist das Sonnenblumenwachs.

Das Sonnenblumenwachs bedeckt die Oberfliche der Schale der Sonnenblumenkerne, und bei der Ulgewinnung durch Pressen und Extraktion geht es in das 01 iiber. Beim Ab- kuhlen des Oles unter 20° C beginnt das Wachs sich ahzu- scheiden. Nach rumanischen Autoren bestehen die Wachs- bodensatze hauptsachlich aus Glyceriden der hbheren ge- sattigten Fettsauren (VZ = 183, JZ 72). An Unverseifbarem enthalten sie 4.2 O / o ; freie Fettsauren sind in den Bodensatzen nicht vorhanden. T. Tsuchiya und Mitarbb.3 fanden in den Wachsbodensatzen des Sonnenblumenols Octacosanyiester der Octacosanylsaure. H . P. I h u f m a n n und B. Das 4 extrahierten mit Athylather bei -2O bis Oo C Bodensatze aus Sonnen- blumenol. Sie losten den erhaltenen Extrakt in Chloroform und filtrierten ab. Der Extrakt hat folgende Kennzahlen: Fp. 73.2O C, JZ = 1.4 und VZ = 85.7. Die erwahnten Autoren untersuchten mit Hilfe der Dunnschicht-Chromatographie die Sauren und Alkohole des Wachses, stellten das Vorliegen von Alkoholen von C,, bis C,, und von folgenden Fettsauren fest: Arachinsaure 43.9 O / o , Behensaure 26.6 O i o , Lignocerinsaure 10.3 Oio, Cerotinsaure 8.2 O i o und Octacosansaure 11.0 O/o. R. Guillaumin und N . Drouhin fanden bei der Untersuchung von Wachsbodensatzen folgende Zusammensetzung: 01-Gehalt 65.5 O i o , Phosphatide 23.0 O i o und Wachs 11.5 O i o . Das Wachs enthielt Fettsauren von C,, bis C,, und Alkohole von C,, bis C,,, weiterhin 1.8 O i o Kohlenwasserstoffe von C14 bis C35.

Bei der in Bulgarien iiblichen Methode zur Gewinnung von Sonnenblumenol wird das Rohol hydratisiert, ent- sauert, entfarbt, desodoriert und anschlieflend auf unter 15O C abgekiihlt. Dabei erhalt man einen Wachsboden- satz, der aufler Wachs auch feste Glyceride, Phosphatide, Eiweigstoffe usw. enthalten soll. Ober die Zusammen- setzung der Wachsbodensatze, die im 01 nach der vor- stehend erwahnten alkalischen Raffination entstehen, wurden in der Literatur keine Angaben gefunden. Die Untersuchung dieser Bodensatze und speziell des in diesen enthaltenen Wachses war auch deswegen von Interesse, da die neuerdings angepflanzten Sonnen- blumen-Sorten mit hohem Olgehalt auch einen grofleren Anteil an Wachs in der Schale enthalten. Wahrend der mittlere Wachsgehalt bei den alten Sorten im Jahre 1959 0.6 O / o betrug, enthielten die neuen sowjetischen Sorten im selben Jahre durchschnittlich 1 Oio, im Jahre 1961 1.5 O i o . Die im Jahre 1965 kultivierten sowjetischen Sorten PEREDOWIK und SM JANA lieferten durch- schnittlich 1.68 Oio Schalenwachs. Nach den neuesten An-

1 H . P. Kaufmann u. /. Pollerberg, Fette . Seifen . Anstrich-

* C. RucRenstein, Ind. Alimentarj Produse Veget. 1960, Nr. mittel 59, 815 [1957].

6, 173. T. Tsuchiya, 0. Okuho u. H . Mamuro, C. 1961, 1 1 182. Fette . Seifen . Anstrichmittel 65, 398 [1963]. Rev. Frans. Corps gras 13, 21 [1966]. R. Lude, Die Raffination von Fetten und 0len, 11. Auf- lage, Th. Steinkopf-Verlag, Dresden u. Leipzig 1962, S. 207. A . G. Sergeev, V . P. Rzhekhin, B. /a. Sterlin u. B. T. Solotschevski, Masloh. Zhir. Prom. 1966, Nr. 9, 3.

FETTE . S E I F E N * A N S T R I C H M I T T E L 70. Jahrgang Nr. 4 1968

gaben ' erreicht der Wachsgehalt der Schale bei den hocholigen sowjetischen Sorten schon 3 O / o .

In der vorliegenden Arbeit wurden einige Wachs- bodensatze aus den Polierfiltern bei der Raffination eines Sonnenblumenols, das von neuen sowjetischen Sonnenblumen-Sorten gewonnen wurde, untersucht. Da bei den Voruntersuchungen keine wesentlichen Unter- schiede zwischen den einzelnen Proben festgestellt wur- den, beschrankten sich die eingehenden Untersuchungen nur auf eine Probe.

F r a k t i o n i e r u n g d e r W a c h s b o d e n s a t z e Die Abtrennung und die Analyse der Wachsboden-

satze und des daraus gewonnenen Wachses wurde in der im Schema gezeigten Weise durchgefuhrt.

Die Wachsbodensatze, die direkt aus den Filterpressen bei der Polierfiltration des 01s entnommen wurden, waren halbflussig und wiesen einen typischen Geruch auf. Die charakteristischen Kennzahlen der untersuchten Bodensatze sind in Tab. 1 wiedergegeben. Der Bodensatz wurde einer zweifachen Fraktionierung unterworfen.

1. Extraktion Der Bodensatz wurde im Soxhlet-Apparat bei einer Tem-

peratur von 25O bis 30° C mit Benzin extrahiert. Der Extrakt ist nach dem Abdestillieren des Losungsmittels ein gelb ge- farbtes 01, das sich in den physikalischen und chemischen Kennzahlen vom Sonnenblumenol nur wenig unterscheidet (Tab. 1). Auffallend ist der hohe Gehalt an freien Fettsauren. Geringe Mengen an Wachs lassen sich leicht durch Filtration beseitigen. Der grauweii3e Extraktionsriickstand enthalt eine groi3e Menge Losungsmittel und mechanische Beimengungen. Zur Entfernung derselben wurde die Probe in der fiinffachen Menge Benzin gelost und in der Hitze filtriert. Nach dem Abdestillieren des Losungsmittels konnten aus dem Filtrat 4.0 O i o braun verfarbtes Rohwachs, bezogen auf den Ausgangs- bodensatz, abgetrennt werden. Die mechanischen Beimengungen (0.2 O i o , bezogen auf den Wachsbodensatz), die auf dem Filter verblieben, enthielten 33 O i o organische Substanz, die zu 76 O / o

aus Phosphatiden bestand.

2. Umkristallisation Der Bodensatz wurde in der fiinffachen Menge Benzin in

der Hitze gelost und in der Hitze zwecks Beseitigung der mechanischen Beimengungen und der Phosphatide filtriert.

Tabelle 1 Kennzahlen und Zusamrnensetzung des Wachsbodensatzes

sowie des daraus gewonncnen Oles und Wachses Kennzahlen Wachs- 0 l a u s Wachs

bodensatz dem Bodensatz roh rein

Saurezahl Verseif ungszahl Brechungsindex bei 40° C Schmelzpunkt [OC] Menge bezogen auf die Ausgangsbodensatze [ O i o ]

Phosphatide [Oio] Feuchtigkeit [0/0] freie Fettsauren [O/O]

Unverseifbares [ O i o ] Sterine [Oio] ungesattigte Fettsauren, bezogen auf die Gesamtfettsauren [Oio] Glycerin [ O i o ]

21.8 191.5

1.47 -

100.0

0.9

0.09 14.0 - -

26.5 3.0 195.5 110.2

1.4685 - - 74-76

95.8 4.0

0.2 0.6

- - 15.0 0 0.26 - 0.06 -

91.8 -

- 0.2

0.3 88.5 -

75-76

3.9 unter

0.01

0 -

- 0.05

235

Page 3: Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

Wachsbodensatz I

Extraktion mit Benzin in der Kalte

I J-

Riickstand Extrakt Ul aus dem Liisung in Benzin und Bodensatz Filtrieren in der Hitze

J-

(95.8 " / o ) I 4-

Bodensatz Mechanische Bei- mengungen und

J-

I

I (0.2 %)

I (3.7 010)

I

Filtrat

Rohwachs (4.0 "lo) Phosphatide

Bleicherde- Behandlung

Reinwachs

Verseifung, Zer- setzung der Seifen

und Abtrennung der Fettsauren iiber Wofatit SBW

J- Fettsauren (48.9 "10)

Petroiather

1 Kohlenwasserstoffe

( 1.9 010)

Das Filtrat wurde anschliedend abgekiihlt und zur Abtren- nung der Wachse erneut filtriert. Nach dem Abdestillieren des Losungsmittels gewann man aus dem Filtrat 95.8 O/io 01, bezogen auf den Wachsbodensatz. Beim Losen des Wachses in der fiinffachen Menge Benzin und Bleichen durch Sieden innerhalb von 20 Min. mit 10 O / o Bleicherde erhalt man 96.5 "/a reines Sonnenblumenwachs, bezogen auf das Rohwachs. Die charakteristischen Kennzahlen dieser Produkte sind in Tab. 1 wiedergegeben.

A n a l y t i s c h e M e t h o d e n Saure- und Verseifungszahl

Die Saurezahl wurde nach dem ublichen Verfahrens und die Verseifungszahl nach der Methode von E. Hezelg er- mittelt.

Phosphatide Die Phosphatide wurden in Gegenwart von Magnesium-

oxid lo verbrannt, und der Phosphor wurde anschliesend kolorimetrisch l1 bestimmt.

J-

I

Neutralanteil (51.1 "10)

Chromatographieren in einer Saule mit

Aluminiumoxid und Eluieren mit

8 H. P . Kaufmann, Analyse der Fette und Fettprodukte, Springer-Verlag, Berlin-Gottingen-Heidelberg 1958, S. 945, 1027. Farbe u. Lack 56, 10 [ 19501.

lo DGF-Einheitsmethoden, C-VI 4 (61). l1 Moderne Methoden der Pflanzenanalyse, Bd. VI, Springer-

Verlag, Berlin-Gottingen-Heidelberg 1965, s. 283.

236

I I Benzol Benzol +

Athanol = 6 : 1

J- Alkohole (49.0 O / o )

1 Ester

(Spuren)

Phytosterine und Unverseifbares

Methode von A. Schramme bestimmt. Die Phytosterine und das Unverseifbare wurden nach der

Glycerin 1 bis 2 g der Probe werden verseift, die Seifen zersetzt

und die Fettsauren mit Ather extrahiert. Die wadrige Schicht und die Spiilwasser werden fast bis zur Trockne einge- dampft. Der Ruckstand wird mit Athanol extrahiert, bis zu einem Volumen von 1 bis 2 ml konzentriert und rnit dest. Wasser verdiinnt. Das darin enthaltene Glycerin wird nach C. Smullin und Mitarbb. 12 bestimmt.

Freie Fettsauren Die freien Fettsauren aus dem Bodensatz wurden nach

J . Hornstein und Mitarbb. l3 isoliert, wobei jedoch Wofatit SBW l4 verwendet wurde:

10g Wofatit SBW (Korngroik 30 bis 50mesh) werden nach Vorquellung mit einer 50/oigen Natronlauge versetzt.

1?C. Smullin, L. Hartmann u. R. S . Stetzler, J. Amer. Oil Chemists' SOC. 35, 180 [1958].

18 J . Hornstein, J . Alford, L. Elliott u. P . Crowe, Analytic. Chem. 32, 540 [1960].

l4 W. Presting u. S. Janicke, Fette . Seifen . Anstrichmittel 62, 81 [1960]; 63, 49 [1961].

F E T T E . S E I F E N * A N S T R I C H M I T T E L 70. Jahrgang Nr. 4 1968

Page 4: Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

Nach 15 Min. wird das Harz mit Wasser bis zur neutralen Reaktion (Phenolphthalein) gewaschen und anschliefiend mit Methanol zur Beseitigung des Wassers und danach mit Ben- zol behandelt. Die Probe (2 bis 3g) wird nun in 30ml Benzol gelost und zu dem aktivierten Harz in einen Erlen- meyerkolben gegeben. Der Kolben wird dann auf 30° bis 4OoC erhitzt und 20 Min. lang geschiittelt. Anschliefiend wird das Benzol abdekantiert und das Harz dreimal mit j e 15ml Benzol gespiilt. Der neutrale Anteil wird aus dem Benzol nach dem Abdestillieren erhalten. Das Harz im Kol- ben wird danach mit Methanol gewaschen und mit 20ml einer 5O/oigen methanolischen Salzsaurelosung versetzt. Nach 15 Min. langem Schiitteln des Kolbens bei einer Temperatur von 40° bis 45OC wird die Losung abdekantiert und das Harz zweimal rnit je 15 ml Methanol und anschliefiend zwei- ma1 mit j e 20ml Benzol gewaschen. Die Methanolausziige und das zum Waschen benutzte Benzol werden im Scheide- trichter gesammelt und mit Wasser bis zur neutralen Reak- tion gewaschen. Nach dem Trocknen und Abdestillieren des Benzols erhalt man die freien Fettsauren, die dann gas- chromatographisch untersucht wurden (Tab. 2).

Tabelle 2

Gas-chromatographisch ermittelte Zusammensetzung der freien Fettsauren '> (als Methylester) aus dem Wachsbodensatz

Anzahl der C-Atome Gehalt [O/O]

und Doppelbindungen

15:O 16:O 1 8 : O 18 : 1 1 8 : 2 19 : 0

1.7 6.7 3.3

33.3 53.3

1.7 Feste Phase: Scharnotte; flussige Phase: 7 O / o Polyathylenglykol- adipat; Temperatur: 175O C; Tragergas: 45 ml ArgoniMin.

Die auf die gleiche Weise aus dem Wachsol iso- lierten freien Fettsauren wiesen dieselbe Zusammen- setzung auf. Die freien Fettsauren des Wachsols unter- scheiden sich in der Zusammensetzung nur geringfugig von den Gesamtfettsauren des Sonnenblumenols (Tab. 3 ) .

Um festzustellen, ob bei der Abtrennung des 01s vom Wachsbodensatz kleine Wachsmengen in das 01 ubergehen, wurden nur die gesattigten Fettsauren gas- chromatographisch untersucht.

Tabelle 3

Zusammensetzung der Gesamtfettsauren des Waehsols und des raffinierten Sonnenblumenols

Anzahl der C-Atome und Gehalt [ O i o ] der Doppelbindungen Wachsol raffiniertes 01

16 : 0 5.6 5.0 1 8 : O 2.5 2.0 18 : 1 21.4 19.9 1 8 : 2 72.9 74.1 19 : 0 1.2 0.9

'i. Die gas-chromatographischen Analysen wurden im Institut fur Organische Chemie und Biochemie der Tschechoslowa- kischen Akademie der Wissenschaften in Prag durchpe- fuhrt. Dem Direktor des Instituts, Prof. F. Sorm, und dem Leiter des Laboratoriums fur Lipide, Dr.-Ing. M. Streibl, sei auch an dieser Stelle fur die Durchfuhrung der Ana- lysen gedankt.

F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 70. Jahrgang Nr. 4 1968

Zur Abtrennung der gesattigten Fettsauren wurden die Gesamtfettsauren des 01s aus dem Wachsbodensatz (als Methylester) zunachst nach der Methode von E. von RudZoff l5 oxydiert, mit Natriumcarbonat behandelt und die Ester der gesattigten Fettsauren mit Hther extra- hiert. Dann wurde mit Wasser bis zur neutralen Reak- tion gegen Kongorot gewaschen, mit Natriumsulfat ent- wassert und unter Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

Es wurden nur gesattigte Fettsauren von Cis bis C,, festgestellt, d. h. in das 051 war praktisch kein Wachs ubergegangen.

Z u s a m m e n s e t z u n g d e s S o n n e n b l u m e n - w a c h s e s

Das reine Sonnenblumenwachs weist eine schneeweii3e Farbe und eine kristalline Struktur auf. Zur Ermitt- lung der Zusammensetzung wurden 3 bis 4 g des Wach- ses in 30ml Toluol in der Hitze gelost und rnit 20ml 4 n athanol. Kalilauge unter Riickflufi innerhalb von 10 Std. verseift. Die Seifen wurden dann mit 10°/oiger Essigsaure zersetzt, die Probe bis zur Trockne ein- gedampft, anschliei3end in 50 ml Chloroform aufge- nommen, mit warmem Wasser bis zur neutralen Re- aktion gewaschen, das Losungsmittel abdestilliert und der Ruckstand unter Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Diese Arbeitsweise hat folgende Vorteile: 1 ) Die Bildung von Emulsionen oder einer Zwischen- schicht wird vollkommen vermieden, wie dies bei Ver- wendung von Toluol auftritt; 2) Die Verluste an Sub- stanz sind auf ein Minimum reduziert.

Die Abtrennung der Fettsauren von den neutralen Anteilen der verseiften Probe wurde rnit Hilfe des Ionenaustauschers Wofatit SBW in derselben Weise wie bei der Isolierung der freien Fettsauren durchge- fuhrt. Wi r erhielten 51.1 O/o neutrale Anteile und 48.9 O / o

Fettsauren. Die Zusammensetzung der Fettsauren des Wachses ist aus Tab.4 ersichtlich.

A b t r e n n u n g d e s n e u t r a l e n W a c h s a n t e i l s

Die Abtrennung erfolgte mit Hilfe einer Saule rnit basischem Aluminiumoxid (pH 8 bis 10) der Akti- vitatsstufe I1 nach Brockmann. Die Menge an Ad- sorbens war 3 0 X so grofi wie die der zu trennenden Substanz. Mit Hilfe eines Wassermantels wurde die Temperatur der Saule auf 50° C gehalten. Mit Petrol- ather (60O bis 70OC) wurden 1.g0/o n-Alkane (bezogen auf das Wachs) mit einem Schmelzbereich von 64O bis 67OC eluiert, mit Benzol ein sehr geringer Anteil an unverseiften Estern und mit Benzol + Hthanol = 5 : 1 49Oio Alkohole (bezogen auf das Wachs) mit einem Schmelzpunkt von 69O bis 71° C . Die Kohlenwasser- stoffe und Alkohole wurden IR-spektroskopisch und mit Hilfe der Gas-Chromatographie untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabb. 5 und 6 wiedergegeben.

Diinnschicht-chromatographisch liei3 sich nachweisen, dai3 die Wachskohlenwasserstoffe auch unwesentliche Mengen an ungesattigten Kohlenwasserstoffen enthalten.

l5 J. Amer. Oil Chemists' Soc. 33, 126 [1956]; C. G. Youngs, ibid. 38, 62 [1961].

237

Page 5: Untersuchungen über die Zusammensetzung der Wachsbodensätze und des Sonnenblumenölwachses

V e r s u c h e z u r G e w i n n u n g v o n S o n n e n b l u - m e n w a c h s i n v e r g r o f l e r t e m L a b o r a t o r i - u m s m a 13 s t a b " Die Versuche zur Gewinnung groserer Mengen Wachs

durch Extraktion ergaben kein zufriedenstellendes Re-

Tabelle 4

Gas-dzromatographisch ermittelte Zusammensetzung der Fett- siiuren des Wachses

Anzahl der C-Atome Gehalt [ " i o ] und der Doppelbindungen

14 : 0 15:O 1 6 : O 1 7 : O 18 : 0 18 : 1 1 8 : 2 19 : 0 20 : 0 21 : 0 22 : 0 23 : 0 24 : 0 25 : 0 26 : 0 2 7 : o 28 : 0 29 : 0 30 : 0

0.9s 0.6 2.0 0.3 2.9 7.5 ::.

2.0 :' 0.5

24.2 3.3

28.8 1.6

10.5 0.9 6.5

Spuren 6.5

Spuren 1 .O

Feste Phase: Schamotte; flussige Phase: 7 O/o Fluorsilicon QF-I; Temperatur: 250° C ; Tragergas 40 ml Argon/Min. " Gesamtgehalt an C1,-Fettsauren 12.4 O/o. Der Linolsaure-Gehalt

wurde UV-spektroskopisch nach alkalischer Isomerisierung be- stimmt, der Gehalt an Olsaure aus der Jodzahl der Methyl- ester der Wachsfettsauren, wobei der Linolsaure-Gehalt be- riicksichtigt wurde.

Tabelle 5 Gas-chromatogra~hisch ermittelte Zusammensetzung der

Kohlenwasserstoffe des Wachses

Anzahl der C-Atome Gehalt ")/o]

16 20.0 17 2.5 18 6.2 19 6.2 20 3.7 21 5.0 22 23 24

7.5 7.5

10.0 25 12.5 26 10.0 27 28

6.2 2.5

Feste Phase: Schamotte; flussige Phase: 1 o/o Apiezon L; Tempe- ratur 2500 C; Tragergas 43 ml Argon/Min.

Tabelle 6

Gas-chromatographisch ermittelte Zusammensetzung der Alkohole des Wachses

Anzahl der C-Atome Gehalt [ O i o ]

14 2.1 15 0.3 16 3.2 17 0.7 18 1.9 19 2.6 20 3.5 21 0.3 22 10.3 23 0.8 24 28.5 2 5 2.6 26 31.3 27 0.2 28 10.8 30 1 .o 32 Spuren

Feste Phase: Schamotte; flussige Phase: 15 "/a Silicon 710; Tern. peratur 3200 C ; Tragergas 40 ml Argon/Min.

sultat, auch nicht bei Verwendung von inerten Fiill- korpern zu den Ausgangsbodensatzen. Deshalb wurde folgende Arbeitsweise gewahlt:

Die Wachsbodensatze werden in der finffachen Menge Trichlorathylen in der Hitze gelost. Nach dem Abkuhlen fall t das Wachs in Form cines grobkristallinen, leicht zu filtrierenden Bodensatzes an. Nach dem Filtrieren wird der Bodensatz erneut im gleichen Losungsmittel i n der Hitze gelost, die Losung mit 10 O i u Bleicherde behandelt, erneut in der Hitze filtriert und anschliefiend abgekuhlt. Das aus- geschiedene Wachs wird dann filtriert und bei loou C ge- trocknet. Das so erhaltene Produkt hat eine blafigelbe Far- bung. Bei Anwendung einer grofieren Menge hochaktiver Bleicherde erhalt man ein schneeweifies Wachs. Aus 20 kg Wachsbodensatz konnten auf diese Weise 850 g Reinwachs gewonnen werden.

In Tab. 7 sind die Kennzahlen des Sonnenblumen- wachses denjenigen einiger Edelwachse gegenuberge- stellt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dafl das Sonnen- blumenwachs in seinen Eigenschaften dem Karnauba- wachs ahnlich ist und dieses in manchen Fallen er- setzen kann.

Tabelle 7

Vergleich der Kennzahlen des Sonnenblumenwachses mit denen einiger Edelesterwachse l6

Kenn- Wachs zahlen Sonnen- Bienen- Kar- Candel- Ouricury-

nauba- lila- blumen-

0.97 0.96 0.99 0.97 1 .oo Fp. [OC] 76 -77 63- 64 82-84 68-73 79-80 sz 0.3- 0.4 20- 23 1- 8 14-19 15-20 vz 88 -90 96-107 75-86 54-67 66-72

Spez. Gew.

Unverseif- b a r e ~ [ ~ / o ] 52 -53 50- 52 53-55 65-74 28-34 J Z 8 -I2 7- 10 9-13 14-20 6- 7

'' Dieser Teil der Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit M . Grirdeu von dem Forschungsinstitut fur Fett- und Sei- fenindustrie, Sofia, durchgefihrt.

2.18

l'A. H. Warth, The Chemistry and Technology of Waxes, Reinhold-Publishing, New York 1956; H . Benett, Commer- cial Waxes, Chem. Publ. Co., New York 1956.

F E T T E * S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 70. Jahrgang Nr. 4 1968