Физикохимия окислительного сульфирования лигнина

• Автор: Шкаев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 157 с.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ФПЕ - фенилпропановая единица САР - сульфат-анион радикал ВЧ - высокочастотное УФ - ультрафиолетовый ИК - инфракрасный
ООП - относительная оптическая плотность ПСТО - пиридине ульфотриоксид ЯМР - ядерный магнитный резонанс ЭПР - электронный иарамаг'Нйтный резонанс
ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ
1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУЛЬФИРОВАНИЯ СТРУКТУРНОГО ЗВЕНА МАКРОМОЛЕКУЛЫ ЛИГНИНА (ОБЗОР)
1.1. Методы введения сульфогрупп в макромолекулу лигнина
1.1.1. Сульфирование боковой цепочки структурного звена макромолекулы лигнина
1.1.2, Сульфирование ароматического ядра
1.2. Реакция окислительного сульфирования
1.2.1. Окислительное сульфирование простых ароматических соединений
1.2.2. Окислительное сульфирование лигнина и его
модельных соединений
1.2.3. Процессы окисления водных растворов сернистой
кислоты и ее солей
1.2.4. Окисление лигнит и его модельных соединений
1.3. Выводы по обзору литературы
2. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Характеристика объекта исследования
3.2. Реактивы
3.3. Методики получения и анализа оксисоединений серы
3.3.1. Синтез дитионата натрия
3.3.2. Синтез дитионита натрия
3.3.3. Методики определения оксианяонов серы
3.3.4. Определение параметра нуклеофильности
3.4. Анализ функциональных групп лигнина химическими методами
3.4.1. Определение серы (метод сожжения в колбе с платиной
в кислороде по Шонигеру)
3.4.2. Определение количества общих кислых и фенольных гидроксильных групп
3.4.3. Определение сильнокислых групп
3.4.4. Определение карбонильных групп
3.4.5.Определение количества метоксильных групп в препаратах лигнина
3.5. Методы физико-химического анализа лигнина
3.5.1. Определение содержания лигнина в препаратах сульфированного лигнина
3.5.2. Спектрофотометрическое определение фенольных гидроксильных групп
3.5.3. Определение содержания кислых групп методом высокочастотного титрования
3.5.4. Методика кондуктометрического титрования
кислых групп
3.5.5. Методика записи ИК-спектров препаратов лигнина
3.5.6. Определение молекулярных масс и молекулярно-массового распределения исходных и полученных образцов лигнина
3.6. Определение трудногидролизуемых полисахаридов
в образцах лигнина
3.7. Методика определения влажности и зольности в образцах сульфированного и исходного лигнина
3.8. Методика определения водорастворим ости образцов лигнина
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Оценка реакционной способности оксианионов
серы по параметру нуклеофильности

механизма реакции окислительного сульфирования, как лигнина, так и его модельных соединений не учитывается возможность образования некоторых активных интермедиатов, которые должны появляться при окислении фенолов. Одним из таких активных интермедиатов является ароксониевый катион.
1.3. Выводы по обзору литературы.
На основании литературных данных сделаны следующие выводы:
1. Процесс окислительного сульфирования может быть признан достаточно эффективным способом для получения водорастворимых, дополнительно сульфированных лигнинных продуктов, схожих с промышленно получаемыми лигяосульфонатами по потребительским свойствам.
2. В настоящее время технология проведения окислительного сульфирования лигнина не отработана. Ограничен спектр химикатов, используемых как в качестве сульфирующих, так и окислительных агентов. В литературе отсутствуют данные по влиянию полимолекулярных свойств лигнина на процесс его окислительного сульфирования.
3. Механизм окислительного сульфирования лигнина требует уточнения. Данный процесс достаточно сложен и вероятно состоит из ряда конкурирующих реакций. Во-первых, свободнорадикальное сульфирование, во-вторых, нуклеофильное замещение гидроксила у а и у-атомов боковой цепочки и, в-третьих, присоединение сульфирующего агента но ненасыщенным связям.
Исходя из литературных данных, присоединение сульфита или бисульфита по ненасыщенным связям происходит при 150-180 °С. Протекает ли данная реакция, а также реакция нуклеофильного замещения