СИНТЕЗ АЗИДОНИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

УДК 661.728.86

  • Светлана Марсельевна Романова Казанский национальный исследовательский технологический университет Email: romsvetlana80@mail.ru
  • Динара Илнуровна Сабирова Казанский национальный исследовательский технологический университет Email: Dinka-sab@mail.ru
  • Максим Вячеславович Шулаев Казанский национальный исследовательский технологический университет Email: mshulaev@mal.ru
Ключевые слова: переработка полимеров, нитрат целлюлозы, азидирование, нуклеофильное замещение, химическая модификация

Аннотация

Предложен способ получения азидонитрата целлюлозы, заключающийся во взаимодействии нитратов целлюлозы и хлорнитратов целлюлозы различной степени хлорирования с азидом натрия в среде диметилсульфоксида при нагревании до 40–70 °С. Химический состав, строение и свойства полученных соединений определены на основании совокупности физико-химических методов анализа: ИК-, ЯМР 1H- и ЯМР 13С-спектроскопия; элементный анализ; гель-проникающая хроматография; вискозиметрия; термогравиметрический анализ; дифференциальная сканирующая калориметрия; термическая поляризационная микроскопия. Основные направления химического взаимодействия между полимерами и азидом натрия были спрогнозированы квантово-химическими методами с помощью программы Gaussian 09, а механизм реакции подтвержден математической моделью кинетики. Составлена схема преимущественных путей реакции, протекающих по нескольким одновременно идущим направлениям: замещение нитратных групп на фрагмент азида и их гидролиз; разрыв полимерных цепей по β-гликозидной связи, приводящий к деполимеризации; раскрытие цикла глюкопиранозы с присоединением к образовавшимся свободным связям азидогруппы. Использование для модификации хлорированного нитроэфира целлюлозы позволяет получить продукты с большей степенью замещения, при этом скорость реакции азидирования хлорированного нитрата целлюлозы тем выше, чем больше содержание галогена.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Светлана Марсельевна Романова, Казанский национальный исследовательский технологический университет

кандидат химических наук, доцент

Динара Илнуровна Сабирова, Казанский национальный исследовательский технологический университет

кандидат химических наук, ассистент

Максим Вячеславович Шулаев, Казанский национальный исследовательский технологический университет

доктор технических наук, профессор

Литература

Rogovin Z.A., Shorygina N.N. Khimiya tsellyulozy i yeye sputnikov. [Chemistry of cellulose and its companions]. Mos-cow, 1953, 680 p. (in Russ.).

Panchenko O.A., Titova O.I. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2005, no. 3, pp. 85‒88. (in Russ.).

Romanova S.M., Madyakina A.M., Sabirova D.I., Khuzeev M.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2017, no. 2, pp. 19‒34. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2017021562.

Urban P.G. Bretherick’s Handbook of Reactive Chemical Hazards, Elsever Ltd, 2017, p. 1192.

Chaykina Ye.A., Gal'braykh L.S., Rogovin Z.A. Vysokomolekulyarnyye soyedineniya. Ser. B, 1967, vol. 9, pp. 151‒155. (in Russ.).

Yermolenko V.N. Polucheniye slozhnykh efirov tsellyulozy s alifaticheskimi aminokislotami: avtoref. dis. ... kand. khim. nauk. [Obtaining esters of cellulose with aliphatic amino acids: author. dis. ... Cand. chem. sciences]. Barnaul, 2011, 18 p. (in Russ.).

Verhoeven M.L.P.M. Cellulose nitrate as a biocompatible support to immobilize proteins and ligands for hemoperfu-sion: proefshrift doctor a an de Technische Universiteit Eindhoven, Helmond, 1988, 135 p. DOI: 10.6100/IR291318.

Kaila E. Paper and Timber, 1958, no. 6, p. 339.

Scherer P.C., Feild J. Rayon Textile Monthly, 1941, vol. 22, pp. 605‒607.

Hayward J., Purves C.B. Canad. J. Chem., 1954, vol. 32, pp. 19–30.

Segall G.H., Purves C.B. Canad. J. Chem., 1952, vol. 30, pp. 860–871.

Patent 2157817 (RU). 2000. (in Russ.).

Patent 1656110A2 (EP). 2003.

Patent 2555903 (RU). 2003. (in Russ.).

Chapyshev S.V. Selektivnyye reaktsii azidnykh grupp, sintez i svoystva vysokospinovykh nitrenov: avtoref. diss. … dok. khim. nauk. [Selective reactions of azide groups, synthesis and properties of high-spin nitrenes: author. diss. ... doc. chem. sciences]. Moscow, 2004, 38 p. (in Russ.).

March J. Organicheskaya khimiya. Reaktsii, mekhanizmy i struktura. Uglublennyy kurs dlya universitetov i khimich-eskikh vuzov. [Organic chemistry. Reactions, mechanisms and structure. Advanced course for universities and chemistry universities]. Moscow, 1987, vol. 2, 504 p. (in Russ.).

Brase S., Gil C., Knepper K., Zimmerman V. Angew. Chem. Int. Ed., 2005, vol. 44, pp. 5188–5240. DOI: 10.1002/anie.200400657.

Dement'yeva D.I. Nitraty tsellyulozy: praktikum dlya studentov spetsial'nosti 251200 po kursu «Fizika i khimiya po-limerov. Tekhnologiya efirov tsellyulozy». [Cellulose nitrates: workshop for students of specialty 251200 on the course «Physics and chemistry of polymers. Cellulose Ether Technology»]. Biysk, 2001, 27 p. (in Russ.).

Опубликован
2020-10-22
Как цитировать
1. Романова С. М., Сабирова Д. И., Шулаев М. В. СИНТЕЗ АЗИДОНИТРАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ // Химия растительного сырья, 2020. № 3. С. 25-33. URL: http://journal.asu.ru/cw/article/view/7294.
Выпуск
Раздел
Биополимеры растений

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)