Синтез сложных эфиров целлюлозы из целлюлозосодержащего сырья в среде трифторуксусной кислоты

• Автор: Коньшин, Вадим Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 240 с. : 82 ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Аналитический обзор

1.1 Синтез сложных эфиров целлюлозы из целлюлозы

1.2 Синтез смешанных сложных эфиров целлюлозы

из целлюлозы

1.3 Получение сложных эфиров целлюлозы из целлюлозосодержащих

материалов

Заключение к главе

Глава 2 Методическая часть

2.1 Подготовка исходных целлюлозосодержащих материалов
2.1.1 Подготовка целлюлозы
2.1.2Экстракция древесины
2.1.3 Предгидролиз древесины
2.1.4 Взрывной автогидролиз древесной щепы (ВАГ)
2.1.5. Подготовка исходных препаратов лигнина
2.1.5.1 Определение общих гидроксильных групп в лигнине
взаимодействием с фталевым ангидридом
2.2 Подготовка исходных реагентов ацилирующей смеси
2.3. Методики ацилирования целлюлозосодержащего сырья и получения сложных эфиров целлюлозы
2.3.1 Методика ацилирования целлюлозосодержащего сырья хлорангидридами карбоновых кислот
2.3.2 Методика обработки целлюлозосодержащего сырья ацилирующими
смесями, содержащими в составе тионилхлорид
2.3.3 Методика обработки целлюлозы смесями, содержащими тионилхлорид

2.3.4 Методика синтеза сложных смешанных эфиров целлюлозы из целлюлозы
2.4 Получение сложных эфиров целлюлозы из древесины
2.4.1 Методика ацетилирования целлюлозосодержащих материалов
2.4.2 Методика ацилирования целлюлозосодержащих материалов
2.4.3 Экстракция ацилированных целлюлозосодержащих материалов
2.4.4 Обработка сложных эфиров целлюлозы водными растворами надуксусной кислоты
2.4.5 Выделение сложных эфиров целлюлозы из ацилированных целлюлозосодержащих материалов смесью «хлороформ - спирт»
2.5 Методика выделения целлюлозы из древесины смесью
«тионилхлорид - трифторуксусная кислота»
2.6 Квантово-химические расчёты основных компонетов ацилирующих систем
2.7 Исследование продуктов ацилирования, полученных в среде трифторук-сусной кислоты
2.7.1 Исследование сложных эфиров целлюлозы методом ЯМР-спектроскопии
2.7.2 Анализ методом ИК-спектроскопии
2.7.3 Определение содержания связанных карбоновых кислот в ацилированных продуктах
2.7.4 Определение содержания связанной аминоуксусной кислоты в СЭЦ и расчет степени замещения
2.7.5 Анализ сложных эфиров целлюлозы и ацилированных целлюлозосодержащих материалов на связанные серу и хлор
2.7.6 Методика определения растворимости ацилированных целлюлозосодержащих материалов

2.7.7 Определение остаточного лигнина в сложных эфирах целлюлозы
2.7.8 Определение степени полимеризации сложных эфиров целлюлозы
2.8 Методика расчета кинетических параметров активированного комплекса реакции ацилирования целлюлозосодержащего сырья смесью «карбоновая кислота - тионилхлорид - трифторуксусная кислота»
2.9 Методика определения сорбции ионов поливалентных металлов сложными эфирами целлюлозы и целлюлозосодержащими материалами
2.10 Исследование термофизических свойств сложных эфиров целлюлозы методом тангенса угла диэлектрических потерь
2.11 Исследование термомеханических свойств сложных эфиров целлюлозы
Г лава 3 Закономерности взаимодействия основных компонентов древесины с системой «карбоновая кислота - тионилхлорид - трифторуксусная кислота»
3.1 Взаимодействие предобработанных опилок Populus tr émula с хлорангидридами карбоновых кислот в среде трифторуксусной кислоты
3.2 Взаимодействие древесины и её основных компонетов со смесью «карбоновая кислота - тионилхлорид - ТФУК»
3.3 Некоторые закономерности взаимодействия целлюлозосодержащего сырья с системой «карбоновая кислота - тионилхлорид - трифторуксусная кислота»
Заключение к главе 3
Глава 4 Синтез сложных эфиров целлюлозы
4.1 Синтез сложных эфиров целлюлозы с алифатическими карбоновыми кислотами

пиранозного звена. При этом было установлено, что СЭЦ с аминокислотами начиная с С3=0,24 растворяются в воде и ДМСО, способны образовывать комплексы полиэлектролитов, стабильны в водном растворе при PH 2 и 7.
Для ароматических производных целлюлозы, как известно, характерен ряд ценных свойств: повышенная термостойкость, устойчивость к окислению, действию светопогоды и радиации. В связи с этим, синтез СЭЦ с ароматическими и арилсодержащими карбоновыми кислотами представляет большой научный и практический интерес.
Роговин [32] синтезировал сложные эфиры целлюлозы с фталевой кислотой при взаимодействии целлюлозы с фталевым ангидридом (температура реакции 100°С, продолжительность реакции 12 часов), а также сложные эфиры целлюлозы с бензойной кислотой при взаимодействии целлюлозы с хлорангидридом бензойной кислоты с использованием щёлочи (температура реакции 110-130 °С ). В обоих случаях синтез проводился с использованием пиридина.
Хрипунов с сотр. [93] получил сложные эфиры целлюлозы С МОНО-, ди- и трифенилуксусной, а-нафтилуксусной и а-трифенилпропионовой кислотами. Данные соединения получены при взаимодействии хлопкового линтера с соответствующими кислотами, ангидридом трифторуксусной кислоты и трифторуксус-ной кислотой (ТФУК). Синтез СЭЦ осуществлялся как при соотношении целлюлоза : этерифицирующая кислота, равном 1:1, так и при избытке карбоновой кислоты (при синтезе монофенилацетата целлюлозы). Количество ангидрида ТФУК и самой ТФУК взято в избытке. В ходе проведённых исследований установлено, что применение только ангидрида ТФУК при условии отсутствия влаги воздуха получить СЭЦ практически невозможно. Увеличение содержания ТФУК в смеси способствует возрастанию степени замещения по карбоновым кислотам.
Аналогичным образом были синтезированы частичнозамещённые сложные эфиры целлюлозы с фенилуксусной кислотой [94]: