RU2451690C1 - Peat esterification method - Google Patents
Peat esterification method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451690C1 RU2451690C1 RU2010150232/05A RU2010150232A RU2451690C1 RU 2451690 C1 RU2451690 C1 RU 2451690C1 RU 2010150232/05 A RU2010150232/05 A RU 2010150232/05A RU 2010150232 A RU2010150232 A RU 2010150232A RU 2451690 C1 RU2451690 C1 RU 2451690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peat
- acetylation
- acetic anhydride
- hours
- esterification
- Prior art date
Links
- 239000003415 peat Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000032050 esterification Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 33
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000397 acetylating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии и конкретно к способу получения ацетилированных производных торфа и может быть использовано в производстве пластических масс и композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями.The invention relates to the field of chemical technology and specifically to a method for producing acetylated peat derivatives and can be used in the production of plastics and composite materials with mineral and organic fillers.
Известны способы этерификации древесины с помощью обычных этерифицирующих реагентов: уксусный ангидрид с серной кислотой в качестве катализатора. Получаемые ацетилированные производные сохраняют внешний вид исходной древесины и мало растворимы в органических растворителях, что является основным недостатком этого способа, поскольку продукты не представляют интереса для промышленного использования [Химия древесины / Под ред. Л.Э.Уайза и Э.С.Джана. - М.-Л.: Гослесбумиздат, 1960. т.2. - С.243].Known methods for the esterification of wood using conventional esterifying reagents: acetic anhydride with sulfuric acid as a catalyst. The resulting acetylated derivatives retain the appearance of the original wood and are slightly soluble in organic solvents, which is the main disadvantage of this method, since the products are not of interest for industrial use [Wood chemistry / Ed. L.E. Wise and E.S.Jana. - M.-L .: Goslesbumizdat, 1960.v.2. - S.243].
Торф в отличие от древесины должен быть более податлив к химической модификации, так как его полимерная матрица в результате гумификации более доступная и реакционно-способная [Г.В.Наумова. Торф в биотехнологии. Минск: Наука и техника, 1987. - 158 с.].Peat, unlike wood, should be more malleable to chemical modification, since its polymer matrix as a result of humification is more accessible and reactive [G.V. Naumova. Peat in biotechnology. Minsk: Science and Technology, 1987. - 158 p.].
Известен способ ацетилирования лигноуглеводных материалов, заключающийся в их обработке уксусным ангидридом в количестве 1-3 моль на 1 моль ОН-групп сырья при интенсивном механическом измельчении при 25°С в течение 0.5-3 ч в присутствии 20 мас.% сульфата аммония в качестве катализатора [Патент РФ №2285698. МПК С08В 3/06. Опубликован 20.10. 2006. БИ №29].A known method of acetylation of lignohydrocarbon materials, which consists in processing them with acetic anhydride in an amount of 1-3 mol per 1 mol of OH-groups of raw materials with intensive mechanical grinding at 25 ° C for 0.5-3 hours in the presence of 20 wt.% Ammonium sulfate as a catalyst [RF patent No. 2285698. IPC С08В 3/06. Published on October 20th. 2006. BI No. 29].
Недостатком известного способа является использование в качестве только лигноуглеводных материалов, в которых компоненты химически связаны в лигноуглеводный комплекс и малореакционно-способны.A disadvantage of the known method is the use as ligno-carbohydrate materials only, in which the components are chemically bonded to the ligno-carbohydrate complex and are slightly reactive.
Использование в качестве сырья торфов различного генезиса позволяет расширить сырьевую базу и получать продукты с более широким спектром свойств.The use of peat of various genesis as a raw material makes it possible to expand the raw material base and obtain products with a wider range of properties.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ ацетилирования древесины путем ее обработки уксусным ангидридом при 25°С в течение 0.5-48 ч в присутствии в качестве катализатора гидроксида натрия (прототип) [Базарнова Н.Г., Худенко СБ., Галочкин А.И., Ольхов Ю.А. Ацетилирование древесины осины уксусным ангидридом в присутствии гидроксида натрия // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 1998. Т. 41. Вып.6. С.120-123].Of the known technical solutions, the closest in purpose and technical essence to the claimed object is a method of acetylation of wood by treating it with acetic anhydride at 25 ° C for 0.5-48 hours in the presence of sodium hydroxide as a catalyst (prototype) [Bazarnova N.G. Khudenko SB., Galochkin A.I., Olkhov Yu.A. Acetylation of aspen wood with acetic anhydride in the presence of sodium hydroxide // News of Universities. Chemistry and chemical technology. 1998.Vol. 41. Issue 6. S.120-123].
Общие признаки прототипа и предлагаемого изобретения заключаются в том, что для ацетилирования используется уксусный ангидрид в присутствии гидроксида натрия в качестве катализатора. К недостаткам прототипа следует отнести: высокий расход ацетилирующего реагента (до 10 моль), длительность процесса до 48 ч, использование в качестве сырья только древесины.Common features of the prototype and the present invention are that acetic anhydride is used for acetylation in the presence of sodium hydroxide as a catalyst. The disadvantages of the prototype include: high consumption of acetylating reagent (up to 10 mol), the duration of the process is up to 48 hours, using only wood as a raw material.
Предлагаемое изобретение позволяет устранить основные недостатки прототипа. Использование торфа в качестве сырья позволяет расширить сырьевую базу и получить продукты с более широким спектром свойств.The present invention allows to eliminate the main disadvantages of the prototype. The use of peat as a raw material allows us to expand the raw material base and obtain products with a wider range of properties.
Применение механохимической активации торфа на планетарной мельнице АГО-3 позволяет снизить последующий расход ацетилирующего реагента от 1-10 до 1-7 моль/моль ОН-групп торфа, сократить продолжительность процесса от 48 до 2-8 ч, то есть интенсифицировать процесс.The use of mechanochemical activation of peat at the AGO-3 planetary mill allows one to reduce the subsequent consumption of acetylating reagent from 1-10 to 1-7 mol / mol OH groups of peat, to shorten the process from 48 to 2-8 hours, i.e. to intensify the process.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в механохимической обработке торфа гидроксидом натрия в количестве 25% от массы торфяного сырья с последующей этерификацией под действием уксусного ангидрида в количестве 1-7 моль на 1 моль ОН групп торфа при 80-100°С в течение 2-8 ч.The essence of the invention consists in the mechanochemical treatment of peat with sodium hydroxide in an amount of 25% by weight of peat raw materials, followed by esterification under the action of acetic anhydride in an amount of 1-7 mol per 1 mol of OH groups of peat at 80-100 ° C for 2-8 hours
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.The claimed invention is as follows.
В реактор планетарной мельницы АГО-3 со 100 стальными стержнями (10·100 мм) загружают навеску воздушно-сухого торфа массой 200 г, добавляют гидроксид натрия (из расчета 25% от массы торфа) и подвергают механохимической обработке в течение 5 минут.In the reactor of the AGO-3 planetary mill with 100 steel rods (10 × 100 mm), a sample of air-dried peat weighing 200 g is loaded, sodium hydroxide is added (at a rate of 25% by weight of peat) and subjected to mechanochemical treatment for 5 minutes.
Затем навеску активированного торфа массой 2.0 г вносят в круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, помещенную в термостатируемую масляную баню (80-120°С), добавляют уксусный ангидрид (из расчета 1-7 моль/моль ОН-групп торфа) и выдерживают в течение 2-8 ч. Далее полученные продукты отфильтровывают, промывают водой до нейтральной среды и сушат в эксикаторе до постоянной массы.Then, a weighed portion of activated peat weighing 2.0 g was introduced into a round-bottom flask equipped with a reflux condenser, placed in a thermostatic oil bath (80-120 ° С), acetic anhydride was added (at the rate of 1-7 mol / mol of OH groups of peat) and kept for 2-8 hours. Next, the resulting products are filtered off, washed with water to a neutral medium and dried in a desiccator to constant weight.
Пример 1. В реактор планетарной мельницы АГО-3 со 100 стальными стержнями (10·100 мм) загружают навеску воздушно-сухого торфа массой 200 г, добавляют гидроксид натрия (из расчета 25% от массы торфа) и подвергают механохимической обработке в течение 5 минут.Example 1. In a reactor of a planetary mill AGO-3 with 100 steel rods (10 · 100 mm), a sample of air-dried peat weighing 200 g is loaded, sodium hydroxide is added (at a rate of 25% by weight of peat) and subjected to mechanochemical treatment for 5 minutes .
Затем навеску активированного торфа массой 2.0 г вносят в круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, помещенную в термостатируемую масляную баню (100°С), добавляют уксусный ангидрид (из расчета 3 моль/моль ОН-групп торфа) и выдерживают в течение 2 ч. Далее полученные продукты отфильтровывают, промывают водой до нейтральной среды и сушат в эксикаторе до постоянной массы. Растворимость в хлороформе - 18%, содержание связанных ацетильных групп - 12.0%.Then, a weighed portion of activated peat weighing 2.0 g was introduced into a round bottom flask equipped with a reflux condenser, placed in a thermostatic oil bath (100 ° C), acetic anhydride was added (at the rate of 3 mol / mol of OH groups of peat) and kept for 2 hours. Next the resulting products are filtered off, washed with water to a neutral medium and dried in a desiccator to constant weight. Solubility in chloroform is 18%, the content of bound acetyl groups is 12.0%.
Примеры 2-4 проведены в условиях, аналогичных примеру 1, но при различной продолжительности этерификации (табл.1).Examples 2-4 were carried out under conditions similar to example 1, but with different duration of esterification (table 1).
Примеры 5-8 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различной температуре этерификации (табл.2). Примеры 9-11 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различных мольных соотношениях ОН:Ас2О (табл.3).Examples 5-8 were carried out under conditions similar to example 3, but at different esterification temperatures (Table 2). Examples 9-11 were carried out under conditions similar to example 3, but with different molar ratios of OH: Ac 2 O (table 3).
В ИК-спектрах этерифицированного торфа наблюдается пик в области 3600-3200 см-1, соответствующий валентным колебаниям незамещенных ОН-групп, очень интенсивные пики в области 1725, 1370, 1240, 600 см-1, соответствующие колебаниям сложноэфирных группировок, а также пики в области 2920-2850 см-1, относящиеся к колебаниям -СН3 группы в алифатическом остатке уксусной кислоты. Пики в области 1600, 1515, 1450 см-1, характерные для ароматических лигнинных и гуминовых структур, присутствуют в спектрах, однако их интенсивность незначительна.In the IR spectra of esterified peat, a peak is observed in the region of 3600-3200 cm -1 , corresponding to stretching vibrations of unsubstituted OH groups, very intense peaks in the region of 1725, 1370, 1240, 600 cm -1 , corresponding to vibrations of ester groups, and also peaks in the area of 2920-2850 cm -1 related to the vibrations of -CH 3 groups in the aliphatic residue of acetic acid. Peaks in the region of 1600, 1515, and 1450 cm –1 , characteristic of aromatic lignin and humic structures, are present in the spectra, but their intensity is insignificant.
Таким образом, получены новые ацетилированные производные торфа, которые могут быть использованы в качестве термопластичных материалов.Thus, new acetylated peat derivatives were obtained that can be used as thermoplastic materials.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Peat esterification method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Peat esterification method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451690C1 true RU2451690C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Peat esterification method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451690C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614671C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Югра-Биотехнологии" | Method of producing bounding agents from peat |
| RU2707338C2 (en) * | 2019-07-01 | 2019-11-26 | Максим Викторович Ефанов | Peat benzylation method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU126260A1 (en) * | 1959-05-20 | 1959-11-30 | В.С. Громов | Method of making ligno-fibrous mass of wood waste |
| SU706448A1 (en) * | 1978-07-31 | 1979-12-30 | Научно-Производственное И Проектно-Конструкторское Объединение "Гидролизпром" | Method of producing turf hydrolyzate |
| SU1244122A1 (en) * | 1983-02-14 | 1986-07-15 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Arboreous concrete |
| RU2333173C2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Heat insulation mass |
-
2010
- 2010-12-07 RU RU2010150232/05A patent/RU2451690C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU126260A1 (en) * | 1959-05-20 | 1959-11-30 | В.С. Громов | Method of making ligno-fibrous mass of wood waste |
| SU706448A1 (en) * | 1978-07-31 | 1979-12-30 | Научно-Производственное И Проектно-Конструкторское Объединение "Гидролизпром" | Method of producing turf hydrolyzate |
| SU1244122A1 (en) * | 1983-02-14 | 1986-07-15 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Arboreous concrete |
| RU2333173C2 (en) * | 2006-08-10 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Heat insulation mass |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАЗАРНОВ Н.Г. и др. Ацетилирование древесины осины уксусным ангидридом в присутствии гидроксида натрия. Химия и химическая технология, 1998, т.41, вып.6, с.120-123. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614671C1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Югра-Биотехнологии" | Method of producing bounding agents from peat |
| RU2707338C2 (en) * | 2019-07-01 | 2019-11-26 | Максим Викторович Ефанов | Peat benzylation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vaca-Garcia et al. | Cellulose esterification with fatty acids and acetic anhydride in lithium chloride/N, N-dimethylacetamide medium | |
| Ratanakamnuan et al. | Cellulose esters from waste cotton fabric via conventional and microwave heating | |
| Monfregola et al. | Chemical modification of pectin: environmental friendly process for new potential material development | |
| Liu et al. | Succinoylation of sugarcane bagasse under ultrasound irradiation | |
| Nemr et al. | Rapid synthesis of cellulose triacetate from cotton cellulose and its effect on specific surface area and particle size distribution | |
| Jebrane et al. | A comparative study on the acetylation of wood by reaction with vinyl acetate and acetic anhydride | |
| Jebrane et al. | A novel simple route to wood acetylation by transesterification with vinyl acetate | |
| Yang et al. | Chemical modification and structural analysis of polysaccharide from Solanum tuberdsm | |
| Grote et al. | Starch derivatives of high degree of functionalization 11: Studies on alternative acylation of starch with long-chain fatty acids homogeneously in N, N-dimethyl acetamide/LiCl | |
| RU2451690C1 (en) | Peat esterification method | |
| EP4499715B1 (en) | Sustainable esterification of seaweed carbohydrates with fatty acid derivatives | |
| Muhitdinov et al. | Homogenous synthesis of sodium cellulose sulfates with regulable low and high degree of substitutions with SO3/Py in N, N-dimethylacetamide/LiCl | |
| Chapain et al. | Effect of plasticizers on the physicochemical properties of bioplastic extracted from banana peels | |
| Vassilev et al. | Microwave synthesis of inulin acetate as potential bio-based additive for poly (vinyl chloride) | |
| Liu et al. | Structural and thermal characterization of sugarcane bagasse phthalates prepared with ultrasound irradiation | |
| RU2285698C1 (en) | Method of acetylation of lignohydrocarbon materials | |
| Zhang et al. | Homogeneous acylation of eucalyptus wood at room temperature in dimethyl sulfoxide/N-methylimidazole | |
| Dzulkefly et al. | Chemical modification of sago starch by solventless esterification with fatty acid chlorides | |
| Bhatt et al. | Preparation of chitin butyrate by using phosphoryl mixed anhydride system | |
| Shimotori et al. | Synthesis of glycosyl ferulate derivatives by amine-promoted glycosylation with regioselective hydrolysis using Novozym 435 and evaluation of their antioxidant properties | |
| Hussain et al. | An efficient esterification of pullulan using carboxylic acid anhydrides activated with iodine | |
| RU2143436C1 (en) | Method of preparing esters of wood | |
| RU2614671C1 (en) | Method of producing bounding agents from peat | |
| RU2387668C1 (en) | Method for synthesis of cross-linked carboxymethylated lignin-carbon material | |
| KR101929691B1 (en) | Cellulose acetate flakes and method for producing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181208 |