Спосіб виділення очищеного хітозану з реакційної суміші (варіант)
Власники патенту RU 2286352:
Московський державний текстильний університет ім. А.Н. Косигіна (RU)
Винахід відноситься до області отримання хітозану і очищення його від компонентів реакційної суміші - низькомолекулярних продуктів дезацетілірованія і надлишку лугу. Винахід стосується способу очищення хітозану, отриманого твердотілим способом, що включає обробку реакційної маси, екстрагентів, що складається з 3,3-20,0% води, 32,2-57,1% етилацетату і 28,6-64,5% етанолу, при температурі кипіння екстрагента, а також способу очищення хітозану, отриманого суспензійним способом, що включає обробку реакційної маси етилацетат і подальшу обробку екстрагентів, що складається з 6,2-25,0% води, 12,5-62,5% етилацетату і 31,3- 62,5% етанолу, при температурі кипіння екстрагента. 2 н.п ф-ли, 2 табл. 1 мул.
Винахід відноситься до області отримання хітозану і очищення його від компонентів реакційної суміші - низькомолекулярних продуктів реакції і надлишку лугу (гідроксиду натрію або інших лужних металів). У традиційних способах отримання хітозану шляхом дезацетілірованія хітину концентрованими розчинами гідроксиду натрію використовують 10-20-кратний молярний надлишок NaOH [1]. Більш екологічно чистим і економічно вигідним є твердотільний спосіб [2], при використанні якого потрібно тільки 5-кратний молярний надлишок лугу. Проте, і в цьому випадку виходить реакційна суміш, лише на 33% складається з хітозану, а 67% припадають на CH3 COONa і надлишок NaOH. Саме тому очищення хітозану від низькомолекулярних компонентів реакційної суміші є важливою стадією технологічного процесу його отримання.
Відомий спосіб виділення хітозану з реакційної маси промиванням водою, в якому необхідно використовувати велику кількість деионизованной води - 300-700 л на 1 кг хітозану [1]. Промивні води, що містять луг, ацетат натрію і продукти деструкції хітину, в кращому випадку нейтралізуються перед скиданням в каналізацію.
Ближчим і прийнятим за прототип є спосіб екстракції спиртом або азеотропной сумішшю ізопропанол - вода [2]. Недолік цього способу полягає в низькій розчинності їдкого натру в екстрагенті і неповному (до залишкового вмісту більше 1%) видаленні лугу, що забруднює продукт і ініціює процеси, що призводять до втрати хитозаном розчинності при його тривалому зберіганні.
Метою пропонованого способу виділення хітозану з реакційної суміші є отримання продукту, що не містить слідів лугу, з зольністю менше 1% і не втрачає розчинність при зберіганні.
Поставлена мета досягається тим, що застосовується:
спосіб очищення хітозану від лугу і ацетату натрію, що полягає в екстракції порошкоподібної реакційної маси, отриманої твердотілим способом дезацетілірованія, екстрагентів, що складається з води, етанолу та етилацетату, при обмиленні якого їдким натром утворюються етанол і ацетат натрію, екстрагують далі при температурі кипіння екстрагента 68- 74 # x000B0; С і співвідношенні компонентів: вода - 3,3-20,0%, етилацетат - 32,2-57,1% і етанол - 28,6-64,5%;
спосіб очищення хітозану від лугу і ацетату натрію, що полягає в обробці віджатої реакційної маси, отриманої суспензійним способом, етилацетат, узятим в стехиометрическом кількості по відношенню до змісту їдкого натру, і подальшої екстракції утвореного ацетату натрію при температурі кипіння екстрагента 68-74 # x000B0; С і співвідношенні його компонентів: вода - 6,2-25,0%, етилацетат 12,5-62,5% і етанол 31,3-62,5%.
Таким чином, реакційна маса, яка містить хітозан, луг і ацетат натрію, екстрагується сумішшю етилового спирту, етилацетату і води, взятих у певних співвідношеннях. Пропонований спосіб очищення хітозану особливо доцільний при проведенні дезацетілірованія хітину твердотілим способом. Але він може бути використаний і для виділення хітозану з реакційної маси, отриманої традиційним суспензійним способом. У цьому випадку при розрахунку співвідношення компонентів екстрагента має бути враховано кількість води, що міститься в віджатої реакційної масі. Найкращі результати очищення віджатої реакційної маси виходять, якщо її перед проведенням екстракції обробляють стехиометрическим по відношенню до залишкової лугу кількістю етилацетату. Після закінчення екстракції екстрагент регенерують, видаляючи кристалізується при охолодженні ацетат натрію, а етанол і етилацетат поділяють ректифікацією і знову використовують для екстракції.
Перевагою запропонованого способу очищення хітозану є відсутність в ньому лугу і скидання промивних вод. Крім того, практичне виключення використання води, що викликає рекристалізацію полімеру, і отримання більш аморфного і пористого хітозану забезпечують високу швидкість розчинення і реакційну здатність хітозану, в тому числі при сорбції та сульфатами [3]. Дифрактограми хітозану, очищеного за пропонованим способом (див. Криву 1 на фігурі), і хітозану, очищеного промиванням водою (крива 2), підтверджують велику аморфність першого.
Технічний результат, який досягається застосуванням заявленого способу виділення очищеного хітозану, полягає в повному перетворенні надлишку гідроксиду натрію в ацетат натрію і видаленні останнього до змісту в готовому продукті менше 1%, а також у збереженні високої реакційної здатності і розчинності полімеру при зберіганні.
У табл.1 наведено склад двох видів реакційної маси:
1 - отримана по твердотільної технології з суміші їдкого натру 50% і хітину 50% (5: 1 моль / моль)
2 - отримана по суспензійний технології з суміші їдкого натру 22,7%, хітину 7,8% і води 69,5% (14,8: 1: 100 моль / моль).
Реакційна маса може містити антиоксидант, відбілювач або інші добавки, прийнятні для технологічного процесу і вводяться в разі потреби.
Спосіб очищення хітозану ілюструють приклади, представлені в табл.2.
Таким чином, пропонований спосіб очищення хітозану від низькомолекулярних компонентів (NaOH, CH3 COONa), що залишилися в реакційній масі після проведення процесу дезацетілірованія, дозволяє:
- очищати хітозан до залишкової зольності менше 1%;
- отримувати хітозан, який не містить лугу;
- зберегти розчинність при тривалому (більше 2 років) зберігання;
- отримувати хітозан з більш пористої і аморфною структурою, особливо в разі застосування твердотільної технології для дезацетілірованія хітину;
- отримати ацетат натрію як додатковий комерційний продукт.
1. Muzzarelli R.A.A. Chitin. Oxford-N.Y.-Toronto-Sydney-Paris-Frankfurt: Pergamon Press. 1977. 309 p.
2. A.C. 1760749 A1 / Ениколопов Н.С. Гальбрайх Л.С. Роговина С.З. Вихорева Г.А. та ін. Спосіб отримання хітозану. 1989.
** Перед екстракцією до реакційної масі 2 доданий етилацетат в кількості 0,902 кг / кг
1. Спосіб очищення хітозану від лугу і ацетату натрію, який характеризується тим, що він включає екстракцію порошкоподібної реакційної маси, отриманої твердотілим способом, екстрагентів, що складається з 3,3-20,0% води, 32,2-57,1% етилацетату і 28,6-64,5% етанолу, при температурі кипіння екстрагента.
2. Спосіб очищення хітозану від лугу і ацетату натрію, який характеризується тим, що він включає обробку віджатої реакційної маси, отриманої суспензійним способом, етилацетат, узятим в стехиометрическом кількості по відношенню до змісту луги, і подальшу екстракцію екстрагентів, що складається з 6,2-25 , 0% води, 12,5-62,5% етилацетату і 31,3-62,5% етанолу, при температурі кипіння екстрагента.
Винахід відноситься до області хімії і біохімії, зокрема до способу отримання нових речовин модифікованих гликозаминогликанов, які можуть бути використані в медицині, фармакології.
Винахід відноситься до способу отримання деполімеризовані хітозану і продуктів на його основі і може бути використано в медичній і харчовій промисловості індивідуально і в якості компонентів різних композицій.
Винахід відноситься до способів отримання водорозчинних сольових комплексів (асоціатів) гіалуронової кислоти з d-металами IV, V і VI періодів періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва, які можуть бути використані в фармакології та косметології.
Винахід відноситься до хімічної промисловості, зокрема до технології отримання хітозану, який може бути використаний в якості сорбенту, наповнювача для полімерних композиційних матеріалів, а також в текстильній, харчовій, паперовій промисловості, в сільському господарстві та медицині.
Винахід відноситься до галузі хімічної технології, а саме до групи сполук, що містять хітозан.
Винахід відноситься до області хімії і технології похідних полісахаридів, зокрема до способів отримання ефірів хітозану, які можуть бути використані в медицині, косметології, харчовій та хімічній промисловості.
Винахід відноситься до хімічної технології, зокрема до способів отримання водорозчинних форм хітозану (ХТЗ), і може бути використано в науково-дослідницькій практиці, медицині, біології, косметичної та харчової промисловості, сільському господарстві, а також при вирішенні ряду проблем екології: ефективного очищення питних і промислових вод.
Винахід відноситься до технології Хітозановий виробництва.
Винахід відноситься до рибної промисловості, а саме до виробництва харчового хітозану з хітину ракоподібних.
Винахід відноситься до макропористі Хітозановий гранулам, що мають відносно великі і однакові пори розміром 30-150 мкм зовні і всередині, які розподілені від поверхні до області ядра, і способу їх отримання, що включає в себе наступні стадії: додавання по краплях Хітозановий розчину, водного Хітозановий розчину або їх суміші в низькотемпературний органічний розчинник або рідкий азот; регуляцію розміру пір за допомогою методу поділу фаз за рахунок різниці температур.