химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

о, реакции гидролитической деструкции идут одновременно с реакциями сшивания цепей (реакциями конденсации). Эту особенность необходимо учитывать при проведении подобных реакций.

175

4.7.1. ДЕЙСТВИЕ ХЛОРА НА ЛИГНИН

Лигнин древесины способен хлорироваться, а затем растворяться в водном растворе щелочи, сульфита натрия и некоторых органических растворителях. На этом свойстве лигнина основан способ Кросса и Бивена для определения содержания целлюлозы в древесине и метод выделения холоцеллюлозы. Процесс хлорирования нашел применение для делигнификации растительного сырья в промышленности при так называемом хлорно-щелочном способе получения целлюлозы, основанном на обработке сначала щелочью, затем хлором и снова щелочью. По этому способу, варят, например, солому и древесину быстрорастущего тополя. Однако делигнификация с помощью хлора и его соединений используется в основном при отбелке целлюлозы (См. с. 246).

Хлорлигнин может применяться как понизитель вязкости глинистых растворов при бурении нефтяных скважин и в ряде других областей народного хозяйства.

При действии хлора на влажную древесину или хлорной воды на древесину или техническую целлюлозу идет реакция . замещения с выделением хлористого водорода (хлорирование): RH + Cl,-*-RCI-f НС1.

системе хлор — вода полностью дисОдновременно идут и окислительные процессы под действием хлорноватистой кислоты, образующейся по обратимой реакции С1, + Н,0 5± НС1 + НСЮ; нею-.-HCL + О.

Соляная кислота i социирована на ионы:

диссоциирована сравнительно

НС1з?Н+ + CI-.

Хлорноватистая кислота мало:

нсю^н+ + СЮДействие хлора в присутствии воды определяется рН среды, в зависимости от которого в системе хлор — вода будут преобладать молекулярный хлор CI2, хлорноватистая кислота НСЮ или ионы гипохлорита СЮ- В сильно кислой среде при рН ниже 2 преобладает молекулярный хлор и основной реакцией лигнина является хлорирование. При рН от 4 до 6 в системе преобладает кислота, и поэтому окисление лигнина проявляется особенно сильно в результате распада хлорноватистой кислоты:

НСЮ -*НС1 + О.

При рН 6—8 присутствуют и НСЮ и ионы СЮ~ и в щелочной среде преобладающими будут уже ионы гипохлорита — более слабый окислитель:

НСЮ + ОН- ;? Н,0 + СЮ-.

176

Механизм хлорирования лигнина изучали Гибберт с сотрудниками, Сарканен, а также Фрейденберг, Шорыгина и др. ! При воздействии хлора на лигнин можно заметить две стадии реакции. Сначала идет быстрая реакция главным образом замещения хлором водорода в ароматическом кольце. Вторая 'стадия, более медленная, соответствует окислительным реакциям, протекающим с разрушением боковых цепей и расщеплением молекул лигнина.

Процесс хлорирования является очень сложным. Предполагают, что во время его двух стадий происходят реакции нескольких типов.С — IС — I

СНОН

1. Быстрая реакция электрофильного замещения хлором водорода в ароматическом кольце, причем в фенольных единицах (содержащих свободный фенольный гидроксил) замещение происходит главным образом в 5-м положении, а в нефенольных единицах (с этерифицированным фенольным гидроксилом) — в 6-м положении.с—

СНОН

—с—с—

NOCH3

СНОН

^Y^0CH3 осн, Y^oCH3

ОН < ОН OR ORС— I

— С.—

2. Деметилирование лигнина, которое идет медленнее реакции замещения ив основном после него (причем чем ниже рН, тем быстрее идет эта реакция)

CHjOH +

СНОН OR

3. Гидролитическое расщепление простых эфирных связей между структурными единицами лигнина с получением низкомолекулярных фрагментов.

177

4. Электрофильное вытеснение боковой цепи хлором

—с—

Нитролигнин, получаемый из гидролизного лигнина, на-|одйт применение при бурении нефтяных скважин, f Нитрование лигнина идет очень легко, что обусловлено фе-Ьольной природой лигнина. Доказано, что при реакции лигнина I концентрированной азотной кислотой идет именно нитрование, I не образование сложных эфиров. Кроме того, при нитровании Происходит частичное деметилирование лигнина.

Механизм нитрования аналогичен механизму взаимодействия лигнина с хлором. Реахция также идет в несколько стадий: 1. Происходит быстрая реакция электрофильного замеще-ня водорода в 5-м или 6-м положении ароматического кольца Кна нитрогруппу

Этой реакции способствует наличие группировок п-оксибен-зилового спирта.

5. Окисление группировок пирокатехина, образующихся при деметилировании, с превращением их в о-хиноны

2. Деметилирование с образованием нитрофенола

Эти соединения под действием других окислителей (например, при гипохлоритной отбелке) разрушаются до алифатических карбоновых кислот.

Реакции гидролиза простых эфирных 'связей и вытеснения боковых цепей значительно уменьшают размер молекул лигнина, превращая его в продукты, растворимые в щелочи или даже в воде. Получающиеся при этом,ждорлигнины представляют собой сложные смеси разных продуктов.

, 4.7.3. действие на лигнин азотной кислоты

Азотная кислота нашла применение для делигнификации древесины с целью получения целлюлозы. Разработан так называемый азотно-щелочной способ

страница 69
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
приговор суда о переквалификации ст.111 ч.4 ук рф на ст.109 ук рф
стол gm-158 дерево стекло металл 120х70х75 купить
автомобильный кондиционер на крышу
кухонные столы и стулья фото

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)