Синтез из растительного сырья и физико-химическое исследование сульфатов микрокристаллической целлюлозы и производных бетулина

• Автор: Левданский, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературная часть

1.1. Сульфаты целлюлозы

1.1.1. Синтез сульфатов целлюлозы этерификатдией серной кислотой

1.1.2. Синтез сульфатов целлюлозы действием серным ангидридом

1.1.3. Синтез сульфатов целлюлозы обработкой хлорсульфоновой кислотой

1.1.4. Другие способы синтеза сульфатов целлюлозы

1.2. Сульфаты микрокристаллической целлюлозы

1.2.1. Структура и свойства микрокристаллической целлюлозы

1.2.2. Синтез и свойства сульфатов микрокристаллической целлюлозы

1.3. Бетулин и методы его выделения
1.4. Синтез некоторых производных бетулина
1.5. Области применения бетулина и его производных
1.6. Краткие выводы по литературному обзору
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Используемое сырье и реактивы
2.2. Методика проведения эксперимента
2.2.1. Сульфатирование МКЦ хлорсульфоновой кислотой в диоксане
2.2.2. Выделение бетулина из бересты коры березы
2.2.3. Синтез аллобетулина
2.2.4. Синтез диацетата бетулина
2.2.5. Синтез ЗОбензоата аллобетулина и ЗОфталата аллобетулина
2.2.6. Исследование строения и свойств сульфатированной МКЦ и производных бетулина
2.2.7. Статистическая обработка результатов измерений
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Синтез и исследование сульфатов микрокристаллической целлюлозы
3.1.1. Сульфатирование МКЦ, полученной из соломы пшеницы и древесины осины, хлорсульфоновой кислотой в диоксане
3.1.2. Изучение сульфатов МКЦ методом ИКспектроскопии
3.1.3. Изучение сульфатов МКЦ методом ЯМР С спектроскопии
3.1.4. Изучение сульфатов МКЦ методом рентгеновской дифрактометрии
3.1.5. Изучение сульфатов МКЦ методом расгровой электронной микроскопии и атомносиловой микроскопии
3.1.6. Исследование антикоагулянтной активности сульфатов МКЦ
3.2. Синтез и физикохимическое исследование производных бетулина
3.2.1. Выделение бетулина из бересты и его физикохимические характеристики
3.2.2. Изучение реакции изомеризации бетулина в аллобетулин
3.2.3. Изучение синтеза аллобетулина из бересты
3.2.4. Изучение превращений бетулина в присутствии ортофосфорной кислоты
3.2.5. Изучение одностадийного синтеза бензоата и фталата аллобетулина из бетулина
Заключение
Список литературы


Разработан новый, более эффективный, чем известный, способ сульфатирования МКЦ в мягких условиях хлорсульфоновой кислотой в диоксане. Показано, что полученные сульфаты МКЦ по своей антикоагулянтной активности не уступают гепарину, применяемому в медицинской практике. Разработаны одностадийные способы синтеза аллобетулина из бетулинсуберинового компонента бересты коры березы основанные на совмещении стадий экстракции бетулина и его кислотной изомеризации в аллобетулин, а также синтеза из бетулина бензоата аллобетулина и фталата аллобетулина. Апробация работы. Основные результаты работы представлялись на Международной конференции Техническая химия. СанктПетербург пос. Репино, Конференции молодых ученых ИХХТ СО РАН, Красноярск, . Публикации. По результатам исследования опубликовано научных работ, в том числе 9 статей из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК, получено 6 патентов РФ. Результаты изучения реакции сульфатирования хлорсульфоновой кислотой в диоксане образцов МКЦ, полученных каталитической делигнификацией соломы пшеницы и древесины осины, а также исследования физикохимических и антикоагулянтных свойств полученных сульфатов МКЦ. Результаты изучения реакций изомеризации бетулина в аллобетулин и ацетилирования бетулина, катализируемых ортофосфорной кислотой. Новый, более эффективный, чем известные, способ синтеза сульфатов МКЦ из растительных отходов опилок осины и соломы пшеницы. Новые одностадийные способы синтеза бензоата аллобетулина и фталата аллобетулина из бетулина. ГЛАВА 1. Для придания целлюлозным материалам гидрофильных свойств может быть использована реакция сульфатирования. Сернокислые эфиры целлюлозы теоретически могут быть кислыми 1 и средними 2. Однако практически при всех способах этерификации получают сернокислый эфир целлюлозы, способный к образованию солей с металлами, что указывает на наличие продукта со структурой 1. Также факт образования кислых эфиров подтверждается совпадением степени этерификации сульфатов целлюлозы СЦ, рассчитанной по содержанию серы и но данным потенциометрического титрования. Сульфаты целлюлозы СЦ используются в различных отраслях промышленности в качестве основы для различных парфюмерных и косметических препаратов, загустителей, сорбентов, ионообменных материалов и др. Они обладают антикоагулянтными свойствами и применяются для профилактики и лечения тромбозов 2. Наибольшей антикоагулянтной активностью обладают образцы СЦ со средней молекулярной массой и высокой степенью сульфатирования 4. Большинство известных методов получения сульфатов целлюлозы основано на использовании трех основных реагентов серной кислоты, серного ангидрида в большинстве случаев в присутствии органического основания и хлорсульфоновой кислоты в присутствии органических оснований или без них 5. ГСбН7О20Нз. Обобщая, следует отметить, что разнообразие приведенных ниже способов получения сернокислых эфиров целлюлозы является кажущимся, так как все они сводятся к тремчетырем основным принципиально различным методам. Остальные же способы являются лишь усовершенствованием этих основных методов и отличаются друг от друга в деталях. Вместе с тем это разнообразие отражает многочисленные поиски ввиду отсутствия идеального метода. Выбор метода этерификации, наиболее рационального для получения сернокислого эфира целлюлозы, определяется совокупностью ряда факторов, среди которых главными следует считать выход продукта, полноту использования реагентов и простоту аппаратурного оформления. Получение СЦ путем реакции целлюлозы с концентрированной серной кислотой является самым старым способом получения этого продукта. Обстоятельный обзор обширной литературы, посвященной данной теме, дан в работах 1,6,7. Реакция идет по представленной схеме рисунок 1. Рисунок 1 Схема сульфатирования целлюлозы серной кислотой. Как видно из этого уравнения, приведенная реакция, как и другие реакции этерификации, сопровождающиеся выделением воды, является равновесной и обратимой. Степень этерификации образующегося продукта зависит от соотношения скоростей прямой и обратной реакций.