Изобутилпиридиния хлорид – новый немодифицирующий агент растворим для целлюлозы

Изобутилпиридиния хлорид – новый немодифицирующий агент .
растворим для целлюлозы
Вступление Целлюлоза — широко распространенный растительный полисахарид, структурной единицей которого является r -глюкопираноза . Целлюлоза имеет строгую линейную структуру. Это волокнистое вещество. Она не плавится и не переходит в парообразное состояние: при нагревании приморно до 350 °С целулоза разлозается. Она нерастворима ни в воде, ни в других неорганических и органических растворителях .Х хорошо известно , что полигидроксильные соединения хорошо растворяются в воде. Нерастворимость же целулозы объясняется тем, что ее филокна представляют собой как "пучки" устроенные параллельно нитевидныx молекулы, вызанныx множеством во дорожныx связях, которые образуются в результате взаимодействия гидроксильной группы. Внутрь так называемой «пучки» растворитель не проникает ни может, ни изходительно и отрыва молекулы лекарства от другого. Основными промышленными растворителями целулозы в настоящее время являются реактивная Швейцера - раствор хлорида меди ( II ) в аммиаке, а также сероуглерод. И в обоих случаях происходит химическая модификация целлюлозы: липо за счет образования хелатных комплексов меди, либо за счет образования ксантогената целлюлозы. Следует отметить, что оба эт растворителя токсичны и экологически опасны. Концентрированные кислоты (серная, фосфорная) и концентрированный хлорид цинка также растворяют целлюлозу, но происходит ее частичное разложение (гидролиз), сопровождающееся уменьшением молекулярной массы. [4] В качестве альтернативы используемому в настоящее время реакитам ученые предложили использовать ионные жидкости - соли с низкотемпературным плавлением (до 100°С), имеющие ионную структуру. В последнее десятилетие ионные жидкости привлекают большое внимание исследователей как новый класс веществ, обладающих принципиально иными свойствами по сравнению с "классическими" органическими растворителями, имеющими молекулярное строение. Такие ix особенности, как чрезвычайно низкая летучесть (заметно, низкая пожароопасность и пожароопасность выброса токсичных паров и атмосферы) в сочетании с высокой растворяющей кобностью как по тоношению к неорганическим, так и по тоношению к органическим веществам, полярный характер и высокие диэлектрические свойства, сделали икс весма перспективными растворителями как для лабораторных, так и для среднемассивных мышечных волокон синтез [ 1 , 2] . В последние несколько лет эта коррекция активно действует в мировой практике, но мы не распространяем данные в этой области в нашей стране. Целю настоящего исследования было получение нелетучего растворителя для целулозы, способного к регенерации. При этом растворение должно ирсходить при достаточно низкой температуре, во избежание термического разложения целлюлозы. Для достижения этой цели следующим шагом является синтез ионной жидкости ( изобутилхлорид пиридиний ), определить растворимость в ней целулозы, выделить целулозу из полученного раствора и регенерировать ионную жидкость с целью повторного ее использования.
Обсуждение результатов. В результате эксперимента была синтезирована ионная жидкость – изобутилхлорид . пиридиний , схема синтеза которого приведена в них.

При нагревании получается 7% раствор этого полимера с целлюлозой. В качестве источника целлюлозы для растворения фильтровальной бамаги, практически на 100% сотой изданного полимера. Решение производит микроволновый нагрев в условиях, поэтому обеспечивает объемный, а не только поверхностный (происходит при выделении тепла) нагрев [3]. После полного растворения целлюлозы к раствору добавляли дистиллированную воду, т.к. ионные жидкости — высокополярные соединения , растворимые в воде. Целлюлоза, наоборот, в водном растворе восстанавливает межмолекулярные и внутримолекулярные водородные связи и выпадает в осадок. Выход выделенной впоследствии целлюлозы составляет 80%. Масса регенерированной ионной жидкости составляет 85%. пиридин и изобутилхлорид в мольном соотношении 0,7:1. (Схема синтеза приведена выше.) Синтез проводят при кипячении в течение 35,5 часов на электроплитке в круглодонной колбе с прямым холодильником и хлоркальциевой трубкой в отводном шкафу. Избыток непрореагировавших веществ был удален при помощи огонки на ротационном испарителе. Полученная ионная жидкость имеет коричневую окраску. Температура плавления изобутилхлорида пиридиний составила 35°С. Часто ионная жидкость смешивается с нарезанной фильтровальной бумагой и немодифицированной микроволновой печью и открытой системой. Облучение проводилось кратковременными микроволновыми импульсами (по 3 секунды) на мощность 160 Вт для полного растворения целлюлозы. Затем к раствору добавляли дистиллированную воду, в результате чего выпадала и выпадала в осадок целлюлоза, которую затем фильтровали и перекачивали в водоструйный насос. Полученный раствор целлюлозы составляет 80%. Для регенератов ii и ио нной кости воды, т.е. автогонного или роторного испарителя. Масса регенерированной ионной жидкости составляет 85 % от исходной . Заключение. Полученная ионная жидкость способна растворять целлюлозу, при этом растворение не требует больших затрат энергии, данный процесс не токсичен. Таким несомненным преимуществом использования ионныx жидкостей в качестве растворителей для целилулозы является возможность ix многократного использования.

Литература
1. Шелдон Р. // Chem . , Commun . - 2001, с. 2399-2407;
2. Earle MJ, Seddon KR // Pure Appl. хим . - 72 (2000) ., № 7, стр . 1391-1398 .
3. Бердоносов С.С.// Соросовский образовательный журнал - 7 (2001), #1. с. 32-38.
4. http://www.krugosvet.ru/articles/l5/1001559/1001559a2.htm