CS267384B1

CS267384B1 - Sulphoalkyllignin's sodium salt and method of its preparation

Info

Publication number: CS267384B1
Application number: CS884191A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Pastyr; Galina M Telyseva; Anna Ing Csc Ebringerova
Original assignee: Pastyr Jan; Galina M Telyseva; Ebringerova Anna
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS419188A1

Abstract

Riešenie sa týká sodnej soli sulfoalkyllignínu na báze základných štruktúrnych jednotiek všeobecných vzorcov I, II, III s obsahom 10,4 až 16,0% hmot. sulfoalkylskupín, ktorá sa dá pripraviť z hydrolýzneho ligninu jeho aktiváciou hydroxidom alkalického kovu v prostředí organického rozpúšťadla pri teplote 5 až 10 °C počas 30 až 180 minút. Aktivovaný lignin sa ďalej éterifikuje beta-chlóretylsulfonátom sodným alebo propansultonom sodným pri teplote 60 až 80 °C počas 1,5 až 3 hodin. Vzájomný hmotnostný poměr ligninu, hydroxidu alkalického kovu a éterifikačného prostriedku je 1 : 1,5 až 2,5 :0,4 až 0,7. Sodná sol’ sulfoalkyllignínu móže nájsť uplatnenie v róznych odvetviach priemyslu.The solution relates to the sodium salt of sulfoalkylenin based on basic structural units of formulas I, II, III with content 10.4 to 16.0 wt. sulfoalkyl groups which may be substituted can be prepared from hydrolysis lignin by activation alkali metal hydroxide in the environment of an organic solvent at 5 to 10 ° C for 30 to 180 minutes. Activated lignin is further etherified with beta-chloroethyl sulfonate with sodium or propanesultone at room temperature 60 to 80 ° C for 1.5 to 3 hours. Mutual weight ratio of lignin, alkali hydroxide the metal and etherifying agent is 1: 1.5 to 2.5: 0.4 to 0.7. Sodium salt of sulfoalkylligne can find application in various industries industry.

Description

Vynález sa týká sodnej soli sulfoalkyllignínu s obsahom sulfoalkylskupín 10,4 až 16,0% hmot, a spósobu jej přípravy.The invention relates to the sodium salt of sulfoalkyllinine with a sulfoalkyl group content of 10.4 to 16.0% by weight, and to a process for its preparation.

Lignin představuje jednu zo zaujímavých oblastí chémie dřeva, a to aj preto, že tvoří jeho podstatná časť u listnaných dřevin 20 až 24 % hmot., u ihličnatých 27 až 29 % hmot. Lignin nie je rozpustný vo vodě, používá sa v čiernej metalurgii, farebnej metalurgii, v priemysle stavebných materiálov, na čistenie hydrolyzátov a priemyselných odpadových vod. Chimija drevesiny (1977), 6, s. 6. Tak napr. nitráciou s kyselinou dusičnou sa získá nitrolignín, acetyláciou s anhydridom kyseliny octovej v prostředí pyridinu acetyllignín, metyláciou s dimetylsulfátom- metyllignín a pod. Kúrschner, K.: Chémie dřeva, 11 zv., vyd. PRÁCA, Bratislava (1952).Lignin is one of the interesting areas of wood chemistry, also because it forms a substantial part of deciduous trees 20 to 24% by weight, conifers 27 to 29% by weight. Lignin is insoluble in water, it is used in black metallurgy, non-ferrous metallurgy, in the building materials industry, for the purification of hydrolysates and industrial wastewater. Wood Chemistry (1977), 6, p. 6. For example. nitration with nitric acid gives nitrolignin, acetylation with acetic anhydride in pyridine medium acetyllignin, methylation with dimethyl sulfate-methyllignin and the like. Kúrschner, K .: Wood Chemistry, 11 vols., Ed. WORK, Bratislava (1952).

Teraz bola připravená doteraz z odbornej literatúry neznáma sodná sol' sulfoalkyllignínu na báze základných štruktúrnych jednotiek všeobecných vzorcovThe hitherto unknown sodium salt of sulfoalkyllignin has been prepared on the basis of the basic structural units of the general formulas.

kde R znamená Na-sulfoalkylovú skupinu s 2 až 3 atómami uhlíka v alkyle s obsahom 10,4 až 16 % hmot, sulfoalkylových skupin, ktorá je pripravitefná tak, že hydrolýzny lignin sa nechá aktivovať hydroxidom alkalického kovu v prostředí organického rozpúšťadla, s výhodou v prostředí izopropylalkoholu pri teplote 5 až 10 °C počas 30 až 180 minút. Takto aktivovaný lignin sa potom éterifikuje éterifikačným prostriedkom, ktorý móže byť beta-chlóretylsulfonát sodný alebo propansulton, a to pri teplote 60 až 80 °C počas 1,5 až 3 hodin. Vzájomný hmotnostný poměr hydrolýzneho ligninu, hydroxidu alkalického kovu a éterifikačného prostriedku je 1 : 1,5 až 2,5 :0,4 až 0,7. Sodná sol’ sulfoalkyllignínu sa z reakčného prostredia získá po neutralizácii a dialýze výkuovým zahuštěním a lyofilizáciou.wherein R represents a Na-sulfoalkyl group having 2 to 3 carbon atoms in the alkyl having a content of 10.4 to 16% by weight, sulfoalkyl groups which is prepared by activating the hydrolysis lignin with an alkali metal hydroxide in an organic solvent, preferably in an organic solvent. isopropyl alcohol medium at 5 to 10 ° C for 30 to 180 minutes. The lignin thus activated is then etherified with an etherifying agent, which may be sodium beta-chloroethylsulfonate or propanesultone, at a temperature of 60 to 80 ° C for 1.5 to 3 hours. The relative weight ratio of hydrolysis lignin, alkali metal hydroxide and etherifying agent is 1: 1.5 to 2.5: 0.4 to 0.7. The sodium salt of sulfoalkyllignin is obtained from the reaction medium after neutralization and dialysis by concentration concentration and lyophilization.

Sodná sol’ sulfoalkyllignínu podl’a vynálezu s obsahom 10,4 až 16 % hmot, sulfoalkylskupín je látka nová a doteraz v odbornej literatúre neopísaná. Je dobré rozpustná vo vodě, nezráža sa ani v tvrdých vodách. Zostatková časť, nerozpustná vo vodě (kondenzované deriváty ligninu) sa móže použit ako silnokyslý iónomenič s možnosťou recyklovania.The sulfoalkyl ligin sodium salt according to the invention with a content of 10.4 to 16% by weight of sulfoalkyl groups is a new substance and has not been described in the technical literature so far. It is well soluble in water, it does not precipitate even in hard water. The residual part, insoluble in water (condensed lignin derivatives) can be used as a strongly acidic ion exchanger with the possibility of recycling.

Příprava sodnej soli sulfoalkyllignínu podl’a vynálezu má přednosti v tom, že na dosiahnutie požadovaného obsahu sulfoalkylskupín 10,4 až 10,0% hmot, sa éterifikácia nemusí opakovať, doba reakcie u přípravy sulfoetyllignínu je skrátená na 3 hodiny v porovnaní napr. s přípravou metyllignínu s dimetylsulfátom, kde trvá 10 hodin a 5 až 7 násobné opakovaná éterifikácia. Nižšia teplota reakcie (60 až 80 °C) v prostředí organického rozpúšťadla chrání produkt před oxidáciou a deštrukciou ligninu v porovnaní s přípravou metyllignínu 45 %ným roztokom hydroxidu draselného dimetylsulfátom pri 80 až 100 °C po 15 násobnej metylácii.The preparation of the sulfoalkyllignin sodium salt according to the invention has the advantage that in order to achieve the desired sulfoalkyl group content of 10.4 to 10.0% by weight, the etherification does not have to be repeated; with the preparation of methyllignin with dimethyl sulphate, which takes 10 hours and 5 to 7 times repeated etherification. The lower reaction temperature (60-80 ° C) in an organic solvent protects the product from oxidation and destruction of lignin compared to the preparation of methyllignin with 45% potassium hydroxide solution in dimethyl sulfate at 80-100 ° C after 15 times methylation.

Sodná sol’ sulfoalkyllignínu připravená podl’a vynálezu sa móže použit’ ako adsorbent, biologicky aktívna látka, povrchovo aktívna látka, ionomenič a pod.The sulfoalkyllinin sodium salt prepared according to the invention can be used as an adsorbent, a biologically active substance, a surfactant, an ion exchanger and the like.

Uvedené příklady ilustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu.The following examples illustrate but do not limit the scope of the invention.

Příklad 1Example 1

100 g hydrolýzneho ligninu sa zmáča 100 ml izopropylalkoholu, za tým sa přidá 108 ml 40 % hmot, hydroxidu sodného a 900 ml izopropylalkoholu. Potom sa přidá 50 g beta-chlóretylsulfonátu sodného a reakcia sa nechá za miešania prebiehať pri teplote 60 °C po dobu 3 hodin. Po reakcii sa produkt zneutralizuje zriedenou kyselinou sol’nou, resp. kyselinou octovou a dialyzuje. Po dialýze (neg. reakcia na chloridy v případe neutralizácie HC1) sa zahustí vákuove do sucha destiláciou s etanolom a acetónom alebo sa po zahuštění lyofilizuje. Získá sa 103 g sulfoetyllignínu s obsahom sulfoalkylskupín 10,4 % hmot.100 g of hydrolysis lignin are wetted with 100 ml of isopropyl alcohol, followed by the addition of 108 ml of 40% strength by weight sodium hydroxide and 900 ml of isopropyl alcohol. Then, 50 g of sodium beta-chloroethyl sulfonate was added, and the reaction was allowed to proceed at 60 ° C for 3 hours with stirring. After the reaction, the product is neutralized with dilute hydrochloric acid or. acetic acid and dialyzed. After dialysis (negative reaction to chlorides in the case of neutralization with HCl), it is concentrated to dryness in vacuo by distillation with ethanol and acetone or, after concentration, lyophilized. 103 g of sulfoethyllignin with a sulfoalkyl group content of 10.4% by weight are obtained.

Příklad 2Example 2

100 g hydrolýzneho ligninu sa zmáča 100 ml izopropylalkoholu, za tým sa přidá 187 ml 30 % hmot, hydroxidu sodného a nechá sa aktivovať pri 5 až 10 °C po dobu 60 minút. Potom sa přidá 900 ml izopropylalkoholu, 75 g beta-chíóretylsulfonátu sodného a reakcia sa nechá prebiehať za miešania pri teplote 80 °C po dobu 3 hodin. Další postup ako v příklade 1. Získá sa 103 g sulfoetyllignínu s obsahom sulfoalkylskupín 16 % hmot.100 g of hydrolysis lignin are wetted with 100 ml of isopropyl alcohol, then 187 ml of 30% strength by weight sodium hydroxide are added and allowed to activate at 5-10 [deg.] C. for 60 minutes. 900 ml of isopropyl alcohol and 75 g of sodium beta-chloroethyl sulfonate are then added and the reaction is allowed to stir at 80 DEG C. for 3 hours. Further procedure as in Example 1. 103 g of sulfoethyllignin with a sulfoalkyl group content of 16% by weight are obtained.

Příklad 3Example 3

100 g lignosulfonátu sodného sa spracuje postupom ako v příklade 1. Získá sa 104 g Na-sulfoetyllignosulfonátu s obsahom sulfoalkylskupín 14,6 % hmot.100 g of sodium lignosulfonate are treated as in Example 1. 104 g of Na-sulfoethyl lignosulfonate with a sulfoalkyl group content of 14.6% by weight are obtained.

Příklad 4Example 4

Postup ako v příklade 1, s tým rozdielom, žeThe procedure is as in Example 1, except that

CS 267 384 Bl ako éterifikačný prostriedok sa přidá 100 g propansultonu. Získá sa 105 g sodnej soli sulfopropyllignínu s obsahom sulfopropyllignínu s obsahom sulfoalkylskupín 15,6% hmot.100 g of propanesultone are added as ether medium. 105 g of sulfopropyllignin sodium salt with a sulfopropyllignin content with a sulfoalkyl group content of 15.6% by weight are obtained.

Vynález može nájsť široké uplatnenie v roz-The invention can find wide application in

Claims

industries for the preparation of adhesives, binders as an additive to detergents. dispersants such as ion exchangers and the like.

OF THE INVENTION

Sodium salt of sulfoalkyllignin based on the basic structural units of the general formulas

wherein R represents a Na-sulfoalkyl group having 2 to 3 carbon atoms in the alkyl having a content of 10.4 to 16.0% by weight, sulfoalkyl groups can be prepared by activating the hydrolysis lignin with an alkali metal hydroxide in an organic solvent at a temperature of 5 to 10 ° C. for 30 to 180 minutes, the activated lignin is etherified with an etherifying agent sodium beta-chloroethylsulfonate or propanesultone at a temperature of 60 to 80 ° C for 1.5 to 3 hours, the mutual weight ratio of hydrolyzing lignin, alkali metal hydroxide and etherifying agent being 1: 1 .5 to 2.5: 0.4 to 0.7.