Способ получения азотсодержащего производного лигнина

(51) 08 5/02 (2006.01) 07 43/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩЕГО ПРОИЗВОДНОГО ЛИГНИНА(57) Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к способам получения азотсодержащих производных лигнина и может быть использовано для сорбционной детоксикации природных, питьевых и сточных вод. В результате алкилирования лигнина 50-ным раствором олигомера эпихлоргидрина в бензоле при массовом соотношении 1(1-2) в течение 0,5-1 часов при 60-80 С,фильтрования полученного хлорпроизводного, промывания его ацетоном и сушки в вакууме при 50 С с последующим аминированием последнего полиэтиленполиамином при массовом соотношении 12 в диоксане в течение 1-2 часов при 40-80 С и атмосферном давлении получают азотсодержащее производное лигнина со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 3,71-4,25 мг-экв/г.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Чопабаева Назира Набиевна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт химических наук им. А.Б. Бектурова республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр наук о земле,металлургии и обогащения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Яунземс В.Р., Можеко Л.Н., Сергеева В.Н. Азотосодержащие производные лигнина. . Ионообменная способность некоторых азотосодержащих производных лигнина // Химия древесины. 1968. 2. с. 115-118 20079 Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к способам получения азотсодержащих производных лигнина и может быть использовано для сорбционной детоксикации природных, питьевых и сточных вод. Известен способ получения азотсодержащего производного лигнина из отработанного сульфитного щелока, полученного от варки древесины по сульфитному способу, включающий пропускание щелока через колонку, заполненную катионообменной смолой в аммонийной форме,упаривание его до концентрации сухого лигнина 4560 и обработку концентрированными или разбавленными растворами жидкого аммиака в присутствии окислителя кислорода при рН 1-2,температуре 135-150 С, давлении 3-6 атм в течение 2-4 часов. Статическая обменная емкость (СОЕ) азотсодержащего производного лигнина по 0,1 н раствору НС 1 - 1,13-1,35 мг-экв/г (Авторское свидетельство СССР 486033, кл. С 08 Н 5/02, С 0833/02, бюл.36, 1975). Недостатком способа является сложность аппаратурного оформления, высокие температура,давление процесса и низкая СОЕ целевого продукта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому является способ получения азотсодержащего производного лигнина, включающий хлорметилирование лигнина 40-ным раствором формалина и концентрированной соляной кислотой (НС 1) при массовом соотношении 1840 в течение 5 часов при 80 С при интенсивном перемешивании в токе газообразного НС 1, фильтрование полученного хлорпроизводного, промывание его водой и сушку в вакууме при 50 С с последующим аминированием последнего полиэтиленполиамином (ПЭПА) при массовом соотношении 12 в диоксане в течение 4 часов при 160 С в автоклаве. При этом содержание хлора в хлорпроизводном достигает 5,94-6,17, а СОЕ азотсодержащего производного лигнина по 0,1 н раствору НС 1 - 2,55-2,83 мг-экв/г (Яунземс В.Р., Можейко Л.Н., Сергеева В.Н. Азотсодержащие производные лигнина.. Ионообменная способность некоторых азотсодержащих производных лигнина // Химия древесины. 1968. 2. с. 115-118). Недостатком способа является высокие температура, давление и длительность процесса,использование агрессивных реагентов и низкая СОЕ целевого продукта. Задачей изобретения является разработка способа получения азотсодержащего производного лигнина. Технический результат состоит в сокращении времени процесса и повышении СОЕ азотсодержащего производного лигнина. Технический результат достигается способом,включающим алкилирование лигнина 50-ным раствором олигомера эпихлоргидрина (ОЭХГ) в бензоле при массовом соотношении 1(1-2) в течение 0,5-1 часов при 60-80 С, фильтрование полученного хлорпроизводного, промывание его ацетоном и сушку в вакууме при 50 С с последующим аминированием последнего ПЭПА при массовом соотношении 12 в диоксане в течение 1-2 часов при 40-80 С и атмосферном давлении. При этом содержание хлора в хлорпроизводном - 7,869,95. Существенным отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что хлорпроизводное с содержанием хлора 7,86-9,95 получают алкилированием лигнина 50-ным раствором ОЭХГ в бензоле при указанном соотношении и температуре, а аминирование проводят при 40-80 С и атмосферном давлении. Эти существенные отличия позволяют по сравнению с прототипом сократить время процесса и повысить СОЕ азотсодержащего производного лигнина за счет использования ОЭХГ,позволяющего осуществлять процесс без деструкции полимерного каркаса лигнина и получать хлорпроизводное с содержанием хлора,превышающим прототип в 1,32-1,61 раза. Пример. Азотсодержащее производное лигнина получают алкилированием 0,2 г. лигнина 0,5 мл 50-ного раствора ОЭХГ в бензоле, что соответствует массовому соотношению 12 в течение 1 часа при 80 С, фильтрованием полученного хлорпроизводного, промыванием его ацетоном - традиционным растворителем для вышеуказанных органических соединений, сушкой в вакууме при 50 С с последующим аминированием его ПЭПА при массовом соотношении 12 в диоксане в течение 2 часов при 80 С. Содержание хлора в хлорпроизводном - 9,95, СОЕ азотсодержащего производного лигнина по 0,1 н раствору НС 1 - 4,25 мг-экв/г. Остальные примеры приведены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить время получения хлорпроизводного лигнина и целевого продукта на его основе на 4-4,5 и 2-3 часа соответственно и повысить СОЕ по 0,1 н раствору НС 1 в 1,45-1,50 раза. Кроме того, процесс аминирования хлорпроизводного проводится при температуре на 80-120 С ниже, чем в прототипе. 20079 Таблица Условия получения хлорпроизводного соотношение исходных компонентов масс.ч. 1,02,0 1,01,5 1,01,0 1,02,0 1,02,0 1,02,0 Содержание С 1 в хлор- Условия аминирования СОЕ по 0,1 производном,хлорпроизводного н раствору НС 1,Т,С давлен время,мг-экв/г ие часы 9,95 80 атм. 2 4,25 9,27 80 атм. 2 4,03 8,33 80 атм. 2 3,80 7,86 80 атм. 2 3,71 8,42 40 атм. 1 3,86 7,93 60 атм. 1 3,72 ПРОТОТИП 5,94-6,17 160 авто 4 2,55-2,83 клав ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения азотосодержащего производного лигнина, включающий получение хлорпроизводного лигнина с последующим фильтрованием, промыванием и сушкой его в вакууме при 50 С с дальнейшим аминированием полиэтиленполиамином при массовом соотношении 12 в диоксане при нагревании, отличающийся тем, что хлорпроизводное получают алкилированием лигнина 50-ным раствором олигомера эпихлоргидрина в бензоле при массовом соотношении 1(1-2) при 60-80 С, а аминирование его осуществляют при 40-80 С и атмосферном давлении. 2. Способ по п.1. отличающийся тем, что содержание хлора в хлорпроизводном соответствует 7,86-9,95.