RU2451690C1 - Способ этерификации торфа - Google Patents
Способ этерификации торфа 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
Изобретение относится к ацетилированнию производных торфа и может быть использовано в производстве пластических масс. Способ этерификации торфа заключается в механохимической обработке торфа гидроксидом натрия при измельчении на планетарной мельнице АГО-3 с последующей этерификацией уксусным ангидридом при 80-100°С в течение 2-8 ч. Технический результат - расширение сырьевой базы вовлечением торфа в химическую переработку ацетилированием, сокращение расхода реагентов и продолжительности процесса. 3 табл.
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.
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].
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.].
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].
Недостатком известного способа является использование в качестве только лигноуглеводных материалов, в которых компоненты химически связаны в лигноуглеводный комплекс и малореакционно-способны.
Использование в качестве сырья торфов различного генезиса позволяет расширить сырьевую базу и получать продукты с более широким спектром свойств.
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].
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.
Предлагаемое изобретение позволяет устранить основные недостатки прототипа. Использование торфа в качестве сырья позволяет расширить сырьевую базу и получить продукты с более широким спектром свойств.
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.
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.
Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.
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.
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.
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.
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%.
Примеры 2-4 проведены в условиях, аналогичных примеру 1, но при различной продолжительности этерификации (табл.1).
| Таблица 1 | |||
| Влияние продолжительности ацетилирования механохимически активированного в присутствии NaOH торфа на свойства полученных продуктов* | |||
| Пример | Продолжительность ацетилирования, ч | Содержание ацетильных групп, % | Растворимость в ацетоне, % |
| Исходный торф | - | - | 5 |
| 1 | 2 | 12.0 | 18 |
| 2 | 4 | 13.6 | 19 |
| 3 | 6 | 14.5 | 20 |
| 4 | 8 | 18.5 | 20 |
| * масса торфа - 2.0 г, мольное соотношение ОН:Ас2О=1:3, температура ацетилирования - 100°С. | |||
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).
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.
| Таблица 2 | |||
| Влияние температуры ацетилирования механохимически активированного в присутствии NaOH торфа на свойства полученных продуктов* | |||
| Пример | Температура ацетилирования, °С | Содержание ацетильных групп, % | Растворимость в ацетоне, % |
| Исходный торф | - | - | 5 |
| 3 | 100 | 14.5 | 20 |
| 5 | 80 | 10.8 | 14 |
| 6 | 90 | 11.3 | 20 |
| 7 | 110 | 13.5 | 24 |
| 8 | 120 | 13.8 | 24 |
| * масса торфа - 2.0 г, мольное соотношение ОН:Ас2О=1:3, продолжительность ацетилирования - 6 ч. | |||
| Таблица 3 | |||
| Влияние мольного соотношения ОН:Ас2О при ацетилировании механохимически активированного в присутствии NaOH торфа на свойства полученных продуктов* | |||
| Пример | Мольное соотношение ОН:Ас2O | Содержание ацетильных групп, % | Растворимость в ацетоне, % |
| Исходный торф | - | - | 5 |
| 3 | 1:3 | 14.5 | 20 |
| 9 | 1:1 | 12.2 | 16 |
| 10 | 1:5 | 15.6 | 29 |
| 11 | 1:7 | 18.9 | 40 |
| * масса торфа - 2.0 г, температура ацетилирования - 100°С, продолжительность ацетилирования - 6 ч. | |||
Таким образом, получены новые ацетилированные производные торфа, которые могут быть использованы в качестве термопластичных материалов.
Claims (1)
- Способ этерификации торфа, включающий его обработку уксусным ангидридом в присутствии катализатора, при этом обработку торфа проводят в присутствии гидроксида натрия в количестве 25% от его массы при механическом измельчении на планетарной мельнице АГО-3 в течение 5 мин, и ацетилированием уксусным ангидридом в количестве 1-7 моль на 1 моль ОН-групп торфа при 80-120°С в течение 2-8 ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (ru) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Способ этерификации торфа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (ru) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Способ этерификации торфа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451690C1 true RU2451690C1 (ru) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010150232/05A RU2451690C1 (ru) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Способ этерификации торфа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451690C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2614671C1 (ru) * | 2016-04-05 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Югра-Биотехнологии" | Способ получения связующих из торфа |
| RU2707338C2 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-11-26 | Максим Викторович Ефанов | Способ бензилирования торфа |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU126260A1 (ru) * | 1959-05-20 | 1959-11-30 | В.С. Громов | Способ изготовлени лигноволокнистой массы из древесных отходов |
| SU706448A1 (ru) * | 1978-07-31 | 1979-12-30 | Научно-Производственное И Проектно-Конструкторское Объединение "Гидролизпром" | Способ получени гидролизата торфа |
| SU1244122A1 (ru) * | 1983-02-14 | 1986-07-15 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Арболит |
| RU2333173C2 (ru) * | 2006-08-10 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Теплоизоляционная масса |
-
2010
- 2010-12-07 RU RU2010150232/05A patent/RU2451690C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU126260A1 (ru) * | 1959-05-20 | 1959-11-30 | В.С. Громов | Способ изготовлени лигноволокнистой массы из древесных отходов |
| SU706448A1 (ru) * | 1978-07-31 | 1979-12-30 | Научно-Производственное И Проектно-Конструкторское Объединение "Гидролизпром" | Способ получени гидролизата торфа |
| SU1244122A1 (ru) * | 1983-02-14 | 1986-07-15 | Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Арболит |
| RU2333173C2 (ru) * | 2006-08-10 | 2008-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Теплоизоляционная масса |
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 (ru) * | 2016-04-05 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Югра-Биотехнологии" | Способ получения связующих из торфа |
| RU2707338C2 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-11-26 | Максим Викторович Ефанов | Способ бензилирования торфа |
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 (ru) | Способ этерификации торфа | |
| 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 (ru) | Способ ацетилирования лигноуглеводных материалов | |
| 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 (ru) | Способ получения сложных эфиров древесины | |
| RU2614671C1 (ru) | Способ получения связующих из торфа | |
| RU2387668C1 (ru) | Способ получения сшитого карбоксиметилированного лигноуглеводного материала | |
| KR101929691B1 (ko) | 아세트산셀룰로오스 플레이크 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181208 |