В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н icon

В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н




Скачати 52.92 Kb.
НазваВ. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н
Дата21.06.2012
Розмір52.92 Kb.
ТипДокументи

СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С АЛИФАТИЧЕСКИМИ АМИНОКИСЛОТАМИ


Коньшин В.В., канд. хим. наук, Ермоленко В.Н., Ефрюшин Д.Д., Рогова А.С., Тимакова О.Н.

ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» (Российская Федерация)

656038, Российская Федерация, г. Барнаул, пр. Ленина, 46

E-mail: v-konshin@mail.ru


Сложные эфиры целлюлозы, содержащие аминогруппу, обладают многими ценными свойствами и могут найти применение в медицине, косметологии, в качестве адсорбентов ионов поливалентных металлов, строительстве и т.д. [1-3]. При этом считается, что их получение традиционными способами вследствие технических трудностей реализации (большой продолжительности обработок, необходимости применения токсичных органических жидкостей и т.п.) является затруднительным.

Разработанный нами метод получения аминоацетатов целлюлозы позволяет синтезировать сложные эфиры целлюлозы не только с аминоуксусной кислотой, но и с другими алифатическими аминокислотами [4]. В данной работе приводятся результаты синтеза сложных эфиров целлюлозы с ?-,?-,?-, и ?-аминокислотами из предгидролизованной и обессмоленной древесины осины (лигноцеллюлозный материал – ЛЦМ).

Для получения сложных эфиров целлюлозы с аминокислотами ЛЦМ обрабатывали смесью «алифатическая аминокислота – тионилхлорид – трифторуксусная кислота»:




Для выделения и очистки ацилированных ЛЦМ от ТФУК и не прореагировавшей аминокислоты проводили осаждение и промывание полученных продуктов выбранным осадителем. Выбор осадителя основан на растворимости аминокислоты участвующей в процессе ацилирования и получаемого продукта. В качестве осадителя для выделения ацилированного глицином ЛЦМ из раствора в ТФУК использовался ацетон, ?-аланином – вода, ?-аминомасляной и ?-аминокапроновой кислотами – этиловый спирт.

Ацилированные ЛЦМ представляют собой волокнистые материалы либо порошки светло- или темно-коричневого цвета (в зависимости от степени замещения), не растворимые в ряде органических растворителей: уксусной кислоте, хлороформ : спирт (9:1), метаноле, ацетоне, ДМФА и т.д.

Продукты ацилирования ЛЦМ являются сложными эфирами целлюлозы, что подтверждено методом ИК-спектроскопии и данными химического анализа. Содержание лигнина в образцах ацилированного ЛЦМ составляет от 3 до 7 %. Таким образом, в процессе ацилирования ЛЦМ происходит растворение большей части этерифицированного лигнина, содержание остаточного лигнина в СЭЦ невелико, что позволяет не учитывать его влияние при количественных измерениях.

Исследование ИК-спектров показало для всех синтезированных СЭЦ смещение полосы из области 3200 в область 3450 см-1, что соответствует валентным колебаниям связей N-H и O-H. При этом также проявляется полоса, отвечающая за колебания сложноэфирной группы, в области 1730 см-1. Наличие группы полос в области 1450 – 1600 см-1 соответствует колебаниям ароматического кольца структурных единиц лигнина.

Расчёт констант скоростей химических реакций ацилирования ЛЦМ алифатическими аминокислотами проводили с использованием уравнений Ерофеева-Колмогорова и Саковича [5].



Рис. 1 – Зависимость константы скорости реакции ацилирования ЛЦМ:

1 – глицином, 2 – -аланином, 3 – -аминомасляной кислотой,

4 – -аминокапроновой кислотой


В дальнейшем по уравнению Эйринга проведён расчет термодинамических параметров активированного комплекса реакции ацилирования ЛЦМ (рисунок 1). Полученные значения энтальпии, энтропии и свободной энергии активации представлены в таблице 1.


Таблица 1 – Свойства полученных сложных эфиров целлюлозы

содержащих в своем составе в связанном виде некоторые

алифатические аминокислоты


СЭЦ

Степень превращения


Содержание остаточного лигнина, %

Энтальпия активации (DH), кДж/моль

Энтропия активации (DS), Дж/(моль∙К)

Свободная энергия активации (?G), кДж/моль

аминоацетат

0,06-0,61

6-7

37,51

- 213

103,67

?-аминопропионат

0,12-0,43

4-5

31,53

- 240

106,20

?-аминобутират

0,13-0,30

3-6

36,71

- 242

111,82

?-аминокапронат

0,46-0,89

4-7

607,31

1612

101,70

?-аминокапронат*

0,33-0,91

-

172,01

218

104,20

* данные для ?-аминокапроната целлюлозы, полученного из целлюлозы Приозерского ЦБК.


Исходя из данных, представленных в таблице 1, следует, что для процесса ацилирования ЛЦМ ?,?,?-аминокислотами наблюдаются близкие значения энтальпии и энтропии активации. Положительные значения энтальпии активации свидетельствуют о быстром достижении переходного состояния активированного комплекса. Для всех представленных аминокислот свободная энергия активации процесса ацилирования примерно одинакова.

При взаимодействии целлюлозосодержащих материалов с ?-аминокапроновой кислотой более высокие значения энтальпии и энтропии активации по сравнению с реакцией ацилирования ЛЦМ ?,?,?-аминокислотами, свидетельствуют о более быстром достижении состояния активированного комплекса, а также о его быстром распаде, приводящем к образованию СЭЦ. Это можно объяснить тем, что при ацилировании ?-аминокапроновой кислотой происходит разрушение надмолекулярной структуры целлюлозы в ЛЦМ, приводящее к большей доступности ацилирующего агента к ОН- группам природного полимера. Относительно низкие значения термодинамических параметров при ацилировании непосредственно целлюлозы, свидетельствуют, о более плотной упаковке и развитой надмолекулярной структуре целлюлозы по сравнению с ЛЦМ.

Таким образом, в ходе проведённых исследований путём обработки проэкстрагированной и предгидролизованной древесины осины смесью «алифатическая аминокислота – тионилхлорид – трифторуксусная кислота» синтезированы сложные эфиры целлюлозы с ?,?,? и -аминокислотами.


  1. Заявка 2002119425 Российская Федерация, МПК7 C 08 B 17/02. Частичный сложный эфир азотистой карбоновой кислоты с целлюлозой и способ его получения / Кураути М., Фурута К., Сато Х., опубл. 10.01.2004.

  2. Sato T., Karatsu K., Kitamura H., Ohno Y. Synthesis of cellulose derivatives containing amino acid residues and their adsorption of metal ions // J. Soc. Fiber Sci. & Technol. 1983. V. 39. №12. – P. 519–524.

  3. Вольф Л.А. Волокна с особыми свойствами / М.: Химия, 1980. – 240с.

  4. Пат. № 2282635 Российская Федерация. Способ получения сложного эфира целлюлозы с аминоуксусной кислотой / Ермоленко В.Н., Беушев А.А., Коньшин В.В., Чемерис М.М. Опубликовано: 27.08.2006. Бюл. № 24.

  5. Розовский А.Я. Кинетика топохимических реакций. – М.: Химия, 1974. – 220 с.

Схожі:

В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconИзучение свойств модифицированной древесины березы гурова В. С., Ширяев Д. В., Мусько Н. П., канд хим наук, Чемерис М. М., д-р хим наук фгбоу впо «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»
Фгбоу впо «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова» (Российская Федерация)
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconГосударственный стандарт союза сср конструкции и изделия железобетонные радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения
Л. Г. Родэ, канд техн наук; В. А. Клевцов, д-р техн наук; Ю. К. Матвеев; И. С. Лифанов; В. А. Воробьев, д-р техн наук; Н. В. Михайлова,...
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconГосударственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда шум общие требования безопасности гост 12 003-83
Г. И. Варнашов; А. А. Меньшов, д-р мед наук; В. Н. Сога; Ю. П. Пальцев, канд мед наук; А. В. Колесникова, канд мед, наук; Ш. Л. Злотник,...
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconМіністерство освіти І науки України Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова
П.І. Рогова, канд. іст наук, доцент, директор Державної науково-педагогічної бібліотеки України ім. В. О. Сухомлинського
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconМіністерство освіти І науки України Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова
П.І. Рогова, канд. іст наук, доцент, директор Державної науково-педагогічної бібліотеки України ім. В. О. Сухомлинського
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconНаукові записки
Филипчук С. В., канд. іст наук, ст викл.; Цолін Д. В., канд філол наук, доц.; Шанюк В. І., канд філол наук, доц.; Шаправський С. А.,...
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconСтроительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*
Ссср (д-р техн наук Е. Е. Карпис, М. В. Шувалова), вниипо мвд СССР (канд техн наук И. И. Ильминский), мниитэп (канд техн наук М....
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconСумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка Розробка №5 Назва розробки: Теоретичні і процесуальні основи творчої самореалізації учнів і студентів в умовах евристичного навчання
Автори: М. О. Лазарєв – канд пед наук, професор, А. М. Уварова – канд пед наук, доцент, Д. В. Будянський – канд пед наук, доцент,...
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconГосударственный стандарт союза сср система стандартов безопасности труда работы электросварочные требования безопасности гост 12 003-86 государственный комитет
В. И. Киреев, канд биол наук; Л. А. Наумова, канд мед наук; М. М. Иваненко; А. Н. Фортунатов; Г. Н. Лащук, канд мед наук; А. В. Рязанов;...
В. В., канд хим наук, Ермоленко В. Н., Ефрюшин Д. Д., Рогова А. С., Тимакова О. Н iconО пиролизованности каменноугольной смолы1
Канд тех наук Е. Т. Ковалев, докт тех наук В. И. Шустиков, канд тех наук В. М. Ефименко, канд тех наук А. И, Сморода,Ж. Л. Гольдова...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи