[go: up one dir, main page]

RU2707338C2 - Способ бензилирования торфа - Google Patents

Способ бензилирования торфа Download PDF

Info

Publication number
RU2707338C2
RU2707338C2 RU2019120386A RU2019120386A RU2707338C2 RU 2707338 C2 RU2707338 C2 RU 2707338C2 RU 2019120386 A RU2019120386 A RU 2019120386A RU 2019120386 A RU2019120386 A RU 2019120386A RU 2707338 C2 RU2707338 C2 RU 2707338C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
peat
benzylation
minutes
benzyl chloride
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2019120386A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019120386A (ru
RU2019120386A3 (ru
Inventor
Максим Викторович Ефанов
Михаил Петрович Сартаков
Вадим Владимирович Коньшин
Original Assignee
Максим Викторович Ефанов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Максим Викторович Ефанов filed Critical Максим Викторович Ефанов
Priority to RU2019120386A priority Critical patent/RU2707338C2/ru
Publication of RU2019120386A publication Critical patent/RU2019120386A/ru
Publication of RU2019120386A3 publication Critical patent/RU2019120386A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707338C2 publication Critical patent/RU2707338C2/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02Mixing the material with binding agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10FDRYING OR WORKING-UP OF PEAT
    • C10F7/00Working-up peat

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химической переработке торфа, а именно к бензилированию торфа, и может быть использовано для получения термопластичных и гидрофобных биостойких связующих для плитных композиционных материалов. Способ включает обработку исходного воздушно-сухого торфа сначала гидроксидом натрия в течение 10-60 мин, а затем бензилхлоридом при интенсивном механическом измельчении в течение 10-60 мин без добавления воды при мольном соотношении из расчета 0,5-2 моль гидроксида натрия и 0,5-2 моль бензилхлорида на 1 моль ОН-групп торфа при 25°C. Технический результат заключается в расширении сырьевой базы, сокращении продолжительности и снижении температуры процесса бензилирования. 4 табл., 17 пр.

Description

Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения термопластичных и гидрофобных биостойких связующих для плитных композиционных материалов.
Известен способ бензилирования целлюлозы, заключающийся в том, что процесс эфиризации при действии хлористого бензила на щелочную целлюлозу ведут в присутствии эмульгирующих веществ, например, мыла, сульфокислот, карбоновой кислоты, оксикарбоновых кислот, их эфиров, солей и т.д. [А.с. СССР № 38631. МПК С08 В 11/16. Опубл. 30.09.1934]. Недостатки известного способа: использование для бензилирования только целлюлозы (узость сырьевой базы), повышенная температура проведения процесса от 90 до 110 0С, продолжительность около 4 ч, дополнительное использование эмульгаторов.
Известен способ бензилирования древесины включающий ее обработку 40 % водным раствором гидроксида натрия, затем бензилхлоридом при 90 – 110 0С [Лыкасов А.В., Катраков И.Б., Базарнова Н.Г., Галочкин А.И. Изучение процессов глубокой химической переработки растительного сырья. Бензилирование древесины осины. // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 1997. - Т. 40. - № 6. - С. 92-95].
Недостатки известного способа: использование для бензилирования только древесины (узость сырьевой базы), повышенная температура проведения процесса от 90 до 110 0С, необходимость использования концентрированных растворов щелочи, продолжительность до 10 ч.
Из известных технических решений, наиболее близких по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является способ бензилирования древесины, заключающийся в механохимической предварительной обработке древесины с раствором гидроксида натрия (17, 25, 40 и 50 %-ной концентрации) в гомогенизаторе с интервалом 1 мин с одинаковой периодичностью в течение 0.5 – 2 ч при температуре 60-100 °С с последующим суспензионным бензилированием хлористым бензилом в колбе в течение 1.5-8 ч при температуре 110 °С (прототип) [Катраков И.Б. Исследование процесса и продуктов бензилирования древесины осины. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Красноярск: СибГТУ, 1999. 158с].
Предлагаемый в изобретении способ бензилирования торфа совпадает с уже известными способами бензилирования целлюлозы и лигноуглеводных материалов (древесины) тем, что в его основе лежит та же реакция бензилирования с бензилхлоридом в присутствии гидроксида натрия.
Общими для прототипа и заявляемого изобретения являются такие признаки: химическая реакция, лежащая в основе способа бензилирования и последовательность стадий при синтезе (обработка исходного материала сначала гидроксидом натрия, затем бензилхоридом).
Соотношение реагентов, продолжительность щелочной обработки и проведения реакции установлены в процессе оптимизации условий бензилирования торфа.
Данное изобретение отличается от прототипа тем, что в качестве исходного сырья используется торф, содержащий кроме целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз еще и гуминовые вещества, которые легко реагируют со щелочами и содержат значительное количество кислых ОН-групп, наиболее реакционноспособных при О-алкилировании в щелочной среде.
Это способствует расширению сырьевой базы, а также позволяет получить материалы, обладающие более широким спектром свойств по сравнению с бензилцеллюлозой и бензилированными лигноуглеводными материалами.
Недостатки прототипа: использование для бензилирования только древесины (узость сырьевой базы), повышенная температура проведения процесса от 90 до 110 0С, необходимость использования концентрированных растворов щелочи, продолжительность до 10 ч, которые устраняются в заявляемом изобретении.
Реакцию бензилирования торфа в отличие от прототипа и аналогов проводят при температуре окружающей воздушной среды в 25 0С при продолжительности до 60 мин (при щелочной обработке до 60 мин) при сравнимых количествах щелочи и бензилхлорида.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что разработан способ бензилирования торфа, заключающийся в обработке исходного воздушно-сухого торфа сначала гидроксидом натрия в течение 10 – 60 минут, а затем бензилхлоридом при интенсивном механическом измельчении в течение 10 - 60 мин без добавления воды при мольном соотношении из расчета 0.5 – 2 моль гидроксида натрия и 0.5 – 2 моль бензилхлорида на 1 моль ОН-групп торфа при 25 oC.
Осуществление изобретения достигается следующим образом. Навеску воздушно-сухого образца торфа массой 5.0 г помещают в реактор лабораторной мельницы Vilitek VML-2 ёмкостью 100 см3 и добавляют гидроксид натрия (из расчета 0.5-2 моль/моль ОН-групп) и подвергают периодическому измельчению в течение 10-60 мин через каждые 10 мин при температуре окружающего среды 25 0С. Затем в реактор мельницы добавляют бензилхлорид (из расчета 0.5-2 моль/моль ОН-групп) и подвергают периодическому измельчению в течение 10-60 мин. Далее полученные продукты вынимают из мельницы и подвергают очистке.
Для полной очистки продуктов бензилирования торфа от непрореагировавшего бензилхлорида и побочных продуктов реакции их растирали в ступке с хлоридом натрия (приблизительно при массовом соотношении 1:2) до образования гомогенной сыпучей смеси. Полученную массу очищали в приборе Сокслетта методом холодной экстракции смесью петролейного (фракция с ТКип =40-70 °С) и диэтилового эфиров (в объемном соотношении 1:2) в течение 4 ч с интенсивностью наполнения патрона экстракционного аппарата 1 раз в 5-6 мин.
Проэкстрагированную массу переносили на стеклянный фильтр (ПОР 100) и промывали дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид ионы. Все полученные образцы высушивали в вакуум-эксикаторе до постоянной массы и подвергали дальнейшему анализу на содержание бензильных групп и определяли растворимость продуктов бензилирования торфа в ацетоне и хлороформе.
Пример 1. Навеску воздушно-сухого образца торфа массой 5.0 г помещают в реактор лабораторной мельницы Vilitek VML-2 ёмкостью 100 см3 и добавляют гидроксид натрия из расчета 1 моль/моль ОН-групп и подвергают периодическому механическому измельчению в течение 10-60 мин при температуре окружающего среды 25 0С. Затем в реактор мельницы добавляют бензилхлорид из расчета 1 моль/моль ОН-групп и подвергают периодическому измельчению в течение 30 мин. Далее полученные продукты вынимают из мельницы и подвергают очистке.
Для полной очистки продуктов бензилирования торфа от непрореагировавшего бензилхлорида и побочных продуктов реакции их растирали в ступке с хлоридом натрия (приблизительно при массовом соотношении 1:2) до образования гомогенной сыпучей смеси. Полученную массу очищали в приборе Сокслетта методом холодной экстракции смесью петролейного (фракция с ТКип =40-70 °С) и диэтилового эфиров (в объемном соотношении 1:2) в течение 4 ч с интенсивностью наполнения патрона экстракционного аппарата 1 раз в 5-6 мин.
Проэкстрагированную массу переносили на стеклянный фильтр (ПОР 100) и промывали дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид ионы. Все полученные образцы высушивали в вакуум-эксикаторе до постоянной массы и подвергали дальнейшему анализу на содержание бензильных групп и определяли растворимость продуктов бензилирования торфа в ацетоне и хлороформе. Содержание бензильных групп – 3.8 %, растворимость в ацетоне – 10 %, в хлороформе – 17 %.
Примеры 2-6 проведены в условиях, аналогичных примеру 1, но при различной продолжительности обработки торфа гидроксидом натрия (табл. 1).
Примеры 7-9 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различном количестве гидроксида натрия (табл. 2).
Примеры 10-12 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различном количестве бензилхлорида (табл. 3).
Примеры 13-17 проведены в условиях, аналогичных примеру 3, но при различной продолжительности бензилирования (табл. 4).
Таблицы
Таблица 1. Влияние продолжительности щелочной механохимической активации (t, мин) на свойства продуктов бензилирования торфа*
Пример t, мин Содержание бензильных групп, % Растворимость, %
В ацетоне В хлороформе
Исходный торф - - 5 9
1 10 3.8 10 17
2 20 4.7 17 25
3 30 5.9 28 36
4 40 6.8 39 45
5 50 7.7 48 53
6 60 8.6 56 60
*масса торфа – 5.0 г, мольное соотношение ОН:NaOH:C6H5CH2Cl - 1:1:1, температура 25 0С, продолжительность бензилирования - 30 мин.
Таблица 2. Влияние количества гидроксида натрия на свойства продуктов бензилирования торфа*
Пример Мольное соотношение ОН:NaOH:C6H5CH2Cl Содержание бензильных групп, % Растворимость, %
В ацетоне В хлороформе
Исходный торф - - 5 9
7 1:0.5:1 5.2 32 39
3 1:1:1 5.9 28 36
8 1:1.5:1 5.1 31 30
9 1:2:1 3.8 20 29
*масса торфа – 5.0 г, продолжительность щелочной механохимической активации торфа – 30 мин, температура - 25 0С, продолжительность бензилирования - 30 мин.
Таблица 3. Влияние количества бензилхлорида на свойства продуктов бензилирования торфа*
Пример Мольное соотношение ОН:NaOH:C6H5CH2Cl Содержание бензильных групп, % Растворимость, %
В ацетоне В хлороформе
Исходный торф - - 5 9
10 1:1:0.5 3.5 19 22
3 1:1:1 5.9 28 36
11 1:1:1.5 9.4 42 51
12 1:1:2 13.9 64 73
*масса торфа – 5.0 г, продолжительность щелочной механохимической активации торфа – 30 мин, температура - 25 0С, продолжительность бензилирования - 30 мин.
Таблица 4. Влияние продолжительности механохимического бензилирования (t, мин) на свойства продуктов бензилирования торфа*
Образец t, мин Содержание бензильных групп, % Растворимость, %
В ацетоне В хлороформе
Пример - - 5 9
13 10 4.2 16 19
14 20 4.9 25 29
3 30 5.9 28 36
15 40 7.5 38 47
16 50 8.7 55 59
17 60 10.2 67 68
*масса торфа – 5.0 г, мольное соотношение ОН:NaOH:C6H5CH2Cl - 1:1:1, температура 25 0С, продолжительность щелочной активации - 30 мин.

Claims (1)

  1. Способ бензилирования торфа, заключающийся в обработке исходного воздушно-сухого торфа сначала гидроксидом натрия в течение 10-60 мин, а затем бензилхлоридом при интенсивном механическом измельчении в течение 10-60 мин без добавления воды при мольном соотношении из расчета 0,5-2 моль гидроксида натрия и 0,5-2 моль бензилхлорида на 1 моль ОН-групп торфа при 25°C.
RU2019120386A 2019-07-01 2019-07-01 Способ бензилирования торфа RU2707338C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120386A RU2707338C2 (ru) 2019-07-01 2019-07-01 Способ бензилирования торфа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120386A RU2707338C2 (ru) 2019-07-01 2019-07-01 Способ бензилирования торфа

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019120386A RU2019120386A (ru) 2019-08-23
RU2019120386A3 RU2019120386A3 (ru) 2019-10-30
RU2707338C2 true RU2707338C2 (ru) 2019-11-26

Family

ID=67733445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120386A RU2707338C2 (ru) 2019-07-01 2019-07-01 Способ бензилирования торфа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707338C2 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU38631A1 (ru) * 1933-11-28 1934-09-30 М.И. Белоцерковский Способ бензилировани целлюлозы
SU59966A2 (ru) * 1938-07-27 1940-11-30 Ф.Г. Бурвассер Прием выполнени способа бензалировани целлюлозы по авторскому свидетельству № 38631
RU2322502C2 (ru) * 2005-09-21 2008-04-20 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Способ получения биостимулятора из торфа и биостимулятор из торфа
RU2451690C1 (ru) * 2010-12-07 2012-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" Способ этерификации торфа
RU2581531C2 (ru) * 2014-06-24 2016-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ХимТехнологии" Способ гумификации растительного сырья
CN108094442A (zh) * 2017-12-30 2018-06-01 仇颖超 一种除苔剂的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU38631A1 (ru) * 1933-11-28 1934-09-30 М.И. Белоцерковский Способ бензилировани целлюлозы
SU59966A2 (ru) * 1938-07-27 1940-11-30 Ф.Г. Бурвассер Прием выполнени способа бензалировани целлюлозы по авторскому свидетельству № 38631
RU2322502C2 (ru) * 2005-09-21 2008-04-20 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Способ получения биостимулятора из торфа и биостимулятор из торфа
RU2451690C1 (ru) * 2010-12-07 2012-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Югорский государственный университет" Способ этерификации торфа
RU2581531C2 (ru) * 2014-06-24 2016-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "ХимТехнологии" Способ гумификации растительного сырья
CN108094442A (zh) * 2017-12-30 2018-06-01 仇颖超 一种除苔剂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
И.Б.Катраков. "Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Исследование процесса и продуктов бензилирования древесины осины", Красноярск, 1999. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019120386A (ru) 2019-08-23
RU2019120386A3 (ru) 2019-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mohammed et al. Multistage extraction and purification of waste Sargassum natans to produce sodium alginate: An optimization approach
Kühnel et al. Oxyalkylation of lignin with propylene carbonate: Influence of reaction parameters on the ensuing bio-based polyols
Ferhan et al. A new method for demethylation of lignin from woody biomass using biophysical methods
Peng et al. Fractionation and characterization of hemicelluloses from young bamboo (Phyllostachys pubescens Mazel) leaves
Souza et al. Synthesis, Vibrational Spectroscopic and Thermal Properties of Oxocarbon Cross‑Linked Chitosan
RU2707338C2 (ru) Способ бензилирования торфа
Kong et al. A promising strategy for preparation of cationic xylan by environment-friendly semi-dry oven process
Schoonover et al. Facile removal of tosyl chloride from tosylates using cellulosic materials, eg, filter paper
Trofimov et al. Vinylation of cellulose in superbase catalytic systems: towards new biodegradable polymer materials
JP7703185B2 (ja) キチンの分解方法及びキチンオリゴ糖含有組成物の製造方法
EP3724235A2 (en) Process for the preparation of low molecular weight heparin
Leelayuwapan et al. Rapid synthesis and immunogenicity of mycobacterial (1→ 5)-α-d-arabinofuranan
Sugiono et al. Biorefinery for sequential extraction of fucoidan and alginate from brown alga Sargassum cristaefolium.
RU2496793C1 (ru) Способ получения 2,3-дигидроксипропилхитозана
RU2387668C1 (ru) Способ получения сшитого карбоксиметилированного лигноуглеводного материала
Ravindra et al. Pure hydrolyzable cellulose from rice straw, wheat straw and sugarcane bagasse by a simple scalable two-step treatment
RU2374264C1 (ru) Способ получения сшитого карбоксиметилированного лигноуглеводного материала
Dudkin et al. Formation of humic acids under cavitation impact on peat in aqueous alkaline media
RU2656461C1 (ru) Способ карбоксиметилирования торфа
CN101759730A (zh) 一种烷基阿拉伯糖苷的制备方法
Efanov et al. Acetylation of alkali-treated peat
RU2451690C1 (ru) Способ этерификации торфа
Li et al. Etherifying modification of xylan-type hemicellulose and its characterization
RU2131884C1 (ru) Способ карбоксиметилирования лигноуглеводных материалов
KR100650097B1 (ko) 카르복시메틸셀룰로오스의 제조 방법