RU2771546C1

RU2771546C1 - Carbon sulphoadduct

Info

Publication number: RU2771546C1
Application number: RU2021132419A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Пономарев
Original assignee: Мокроусов Юрий Борисович
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-05-05

Abstract

FIELD: carbon chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the field of carbon chemistry, in particular to products based on coal tar pitch - residues from the distillation of resins or tar. A carbon sulphoadduct is proposed, which is a fraction of the product of the interaction of milled coal tar pitch with sulfuric acid, followed by washing off unreacted sulfuric acid with water and drying, according to the invention, in the first cycle of production, a catalyst in the form of astralenes in the amount of 1 wt. % is introduced into ground coal tar pitch before interaction with sulfuric acid, after which it is poured with sulfuric acid and kept for four hours with heating to a temperature of 80°C with constant stirring, and then three additional cycles are carried out sequentially with the resulting product, with conditions identical to the first cycle (the catalyst in the form of astralenes is introduced in an amount of 1 wt.% from obtained in the previous cycle of the product).EFFECT: proposed method makes it possible to achieve an improvement in the consumer properties of the product and, on this basis, to expand the arsenal of technical means that can be used to obtain carbon sulfoadduct with improved consumer characteristics.1 cl, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области химии углерода, в частности, к продуктам на основе каменноугольного пека - остаткам от перегонки смол или дегтей. Основными компонентами пека являются многоядерные конденсированные ароматические и гетероциклические соединения, продукты их полимеризации и поликонденсации.The present invention relates to the field of carbon chemistry, in particular, to products based on coal tar pitch - residues from the distillation of tar or tar. The main components of pitch are polynuclear condensed aromatic and heterocyclic compounds, their polymerization and polycondensation products.

Известно применение сульфированного таллового пека в уплотнительной смазке для резьбовых соединений [RU 2114906, С1 С10М 169/04, 10.07.1998], которая содержит минеральное масло, полимерную и битумную добавки, причем, в качестве полимерной добавки содержит гидролизный лигнин, а в качестве битумной добавки -сульфированный талловый пек.It is known to use sulfonated tall pitch in a sealing lubricant for threaded joints [RU 2114906, C1 C10M 169/04, 10.07.1998], which contains mineral oil, polymeric and bituminous additives, moreover, it contains hydrolytic lignin as a polymeric additive, and as bituminous additives - sulfonated tall oil pitch.

Наиболее близким по технической сущности к предложенным является сульфоаддукт углерода [RU 2478117, С2, С10С 3/04, 27.03.2013], представляющий собой растворимую в полярных растворителях фракцию продукта взаимодействия размолотого каменноугольного пека с нагретой серной кислотой с последующим отмыванием непрореагировавшей кислоты водой.The closest in technical essence to the proposed one is carbon sulfoadduct [RU 2478117, C2, C10C 3/04, 03/27/2013], which is a fraction of the product of the interaction of ground coal tar pitch with heated sulfuric acid, soluble in polar solvents, followed by washing off the unreacted acid with water.

При этом, пек представляет собой высокотемпературный или среднетемпературный каменноугольный пек, полярный растворитель представляет собой воду, а серная кислота имеет концентрацию, по меньшей мере, 60%.Wherein, the pitch is high or medium temperature coal tar pitch, the polar solvent is water, and the sulfuric acid has a concentration of at least 60%.

Недостатком известного сульфоаддукта углерода является относительно низкие потребительские свойства, обусловленные, в частности, относительно большим количеством нерастворимых остатков раздробленного сульфированного пека и примесей малорастворимых солей, например, солей гидроксида бария и других солей переходных металлов, что сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы для применения в фармакологии и медицине для эффективной борьбы с новыми вирусными инфекциями.The disadvantage of the known carbon sulfoadduct is the relatively low consumer properties, due, in particular, to the relatively large amount of insoluble residues of crushed sulfonated pitch and impurities of sparingly soluble salts, for example, barium hydroxide salts and other transition metal salts, which narrows the arsenal of technical means that can be used for applications in pharmacology and medicine to effectively combat new viral infections.

Задача, которая решается в изобретении, заключается в улучшении потребительских свойств продукта и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы для получения сульфоаддукта углерода с улучшенными потребительскими характеристиками.The problem that is solved in the invention is to improve the consumer properties of the product and expand on this basis the arsenal of technical means that can be used to obtain carbon sulfoadduct with improved consumer characteristics.

Требуемый технический результат заключается в улучшении потребительских свойств продукта и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы для получения сульфоаддукта углерода с улучшенными потребительскими характеристиками.The required technical result consists in improving the consumer properties of the product and expanding on this basis the arsenal of technical means that can be used to obtain carbon sulfoadduct with improved consumer characteristics.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, сульфоаддукт углерода, представляющий собой образованную на первом цикле его получения растворимую в полярных растворителях фракцию продукта взаимодействия размолотого каменноугольного пека с серной кислотой с последующим отмыванием непрореагировавшей серной кислоты водой и высушиванием, согласно изобретению, на первом цикле его получения в размолотый каменный пек перед взаимодействием с серной кислотой вводят катализатор в виде астраленов в количестве 1% мас. от размолотого каменноугольного пека, заливают серной кислотой, выдерживают в течении четырех часов с нагреванием до температуры 80ºС при постоянном перемешивании и последующим отмыванием непрореагировавшей кислоты водой и высушиванием, а затем проводят последовательно три дополнительных цикла, на каждом из которых продукт, полученный на предыдущем цикле, размалывают, вводят катализатор в виде астраленов в количестве 1% мас. от полученного на предыдущем цикле продукта, заливают серной кислотой, выдерживают в течении четырех часов с нагреванием до температуры 80ºС при постоянном перемешивании и последующим отмыванием непрореагировавшей кислоты водой и высушиванием.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that the carbon sulfoadduct, which is formed in the first cycle of its production, soluble in polar solvents, the fraction of the product of the interaction of ground coal tar pitch with sulfuric acid, followed by washing the unreacted sulfuric acid with water and drying, according to the invention, in the first cycle of its production, a catalyst in the form of astralenes in the amount of 1% wt. is introduced into the ground stone pitch before interaction with sulfuric acid. from ground coal tar pitch, poured with sulfuric acid, kept for four hours with heating to a temperature of 80ºС with constant stirring and subsequent washing of the unreacted acid with water and drying, and then three additional cycles are carried out sequentially, on each of which the product obtained in the previous cycle, grind, enter the catalyst in the form of astralenes in the amount of 1% wt. from the product obtained in the previous cycle, poured with sulfuric acid, kept for four hours with heating to a temperature of 80ºС with constant stirring and subsequent washing of the unreacted acid with water and drying.

Предложенный способ получения сульфоаддукта углерода реализуется следующим образомThe proposed method for obtaining carbon sulfoadduct is implemented as follows

Для осуществления изобретения берется высокотемпературный угольный либо среднетемпературный каменноугольный пек, либо диспергированные катодные депозиты, либо их добавка к сульфированному пеку в количестве не менее 10% масс.To implement the invention, high-temperature coal or medium-temperature coal tar pitch is taken, or dispersed cathode deposits, or their addition to sulfonated pitch in an amount of at least 10 wt%.

Пек размалывают на ударной мельнице до достижения размера частиц от 0,05 до 0,15 мм. Чем больше размер частиц, тем большее требуется время для последующей обработки серной кислотой. В размолотый каменный пек перед взаимодействием с серной кислотой вводят катализатор в виде астраленов в количестве 1% мас. от размолотого каменноугольного пека. Для обработки может быть использована серная кислота с концентрацией, по меньшей мере, 60%. The pitch is ground in an impact mill until a particle size of 0.05 to 0.15 mm is reached. The larger the particle size, the longer the time required for subsequent treatment with sulfuric acid. Before interaction with sulfuric acid, a catalyst in the form of astralenes is introduced into the ground stone pitch in an amount of 1% wt. from ground coal tar pitch. Sulfuric acid at a concentration of at least 60% can be used for treatment.

Нагревание размолотого пека с серной кислотой осуществляют до температур в 60-90ºС, например, при температуре 80ºС, при интенсивном перемешивании под вытяжкой. Heating of ground pitch with sulfuric acid is carried out to temperatures of 60-90ºС, for example, at a temperature of 80ºС, with intensive stirring under a hood.

При этом на поверхности частиц идет реакция, которая приводит к получению субмикронного порошка.In this case, a reaction takes place on the surface of the particles, which leads to the production of a submicron powder.

Реакцию заканчивают, когда активность водородных ионов (рН) достигает значения 4-5 ед. Остатки серной кислоты удаляют путем отмывания водой, или водным раствором гидроокиси бария. После высушивания получают продукт первого цикла в виде высокодисперсного порошка. Он содержит фракцию, растворимую в полярных растворителях. Она может быть отделена, например, в аппарате Сокслетта.The reaction is completed when the activity of hydrogen ions (pH) reaches a value of 4-5 units. Sulfuric acid residues are removed by washing with water or an aqueous solution of barium hydroxide. After drying, the product of the first cycle is obtained in the form of a fine powder. It contains a fraction soluble in polar solvents. It can be separated, for example, in the Soxlett apparatus.

Затем проводят последовательно три дополнительных цикла, на каждом из которых продукт, полученный на предыдущем цикле, размалывают, вводят катализатор в виде астраленов, заливают серной кислотой, выдерживают в течении четырех часов с перемешиванием и последующим отмыванием непрореагировавшей кислоты водой и высушиванием.Then, three additional cycles are carried out in succession, on each of which the product obtained in the previous cycle is ground, a catalyst in the form of astralens is introduced, poured with sulfuric acid, kept for four hours with stirring and subsequent washing of the unreacted acid with water and drying.

Введение катализатора и проведение дополнительных циклов позволяет получить высокоочищенный от примесей продукт - углерон, обладающий улучшенными потребительскими характеристиками.The introduction of a catalyst and carrying out additional cycles makes it possible to obtain a product highly purified from impurities - carbon, which has improved consumer characteristics.

Экспериментально установлено, что по отношению к первому циклу получения продукта после проведения четвертого цикла наблюдается снижение содержания примесей малорастворимых солей, например, солей гидроксида бария и других солей переходных металлов и нерастворимых углеродных частиц от 2-0,5% мас. до сотых долей % мас. и ниже, а при дальнейшем увеличении числа циклов существенного снижения не наблюдается.It has been experimentally established that, with respect to the first cycle of obtaining the product, after the fourth cycle, there is a decrease in the content of impurities of sparingly soluble salts, for example, salts of barium hydroxide and other salts of transition metals and insoluble carbon particles from 2-0.5% wt. up to hundredths of % wt. and lower, and with a further increase in the number of cycles, no significant decrease is observed.

Окончательно полученная растворимая в полярных растворителях фракция может быть дополнительно обогащена компонентами, имеющими большую молекулярную массу (более 1000 ат.ед). Это может быть сделано, например, центрифугированием раствора указанной фракции с последующим отделением более тяжелых компонентов.The finally obtained fraction soluble in polar solvents can be additionally enriched with components having a large molecular weight (more than 1000 a.u.). This can be done, for example, by centrifuging a solution of said fraction, followed by separation of the heavier components.

Пример получения продуктаProduct Receipt Example

Отвешивают высокотемпературный пек (ВТП), в количестве 500 грамм и помещают в рабочий объем ударной мельницы. Затем приводят мельницу в действие и производят помол партии ВТП до получения дисперсной массы с размерами частиц 0,05-0,015 мм, которую помещают в кварцевый стакан и заливают избытком серной кислоты таким образом, чтобы дисперсная масса на поверхности заполненного объема не выступала. Затем помещают кварцевый стакан в термостат и нагревают под вытяжкой до температуры 80ºС при постоянном перемешивании. Процесс окисления партии ВТП проводят в течение 2-4 часов. По окончании процесса сульфирования полученную массу декантируют и освобождают от остатков кислоты, затем промывают небольшим избытком дистиллированной воды до достижения уровня активности водородных ионов (рН) 4-5. Полученную таким образом массу помещают в аппарат Сокслетта и методом последовательной промывки дистиллированной водой отделяют водорастворимую часть, которую затем разбавляют до исчезновения твердой фазы и помещают на центрифугу, в которой при частоте вращения до 12 тыс. оборотов в минуту обогащают более тяжелую фракцию в течение не менее 30 минут. Полученный обогащенный раствор выпаривают на ротационном испарителе до получения сухой гиперароматической фракции сульфоаддукта углерода.High-temperature pitch (HTP) is weighed out in the amount of 500 grams and placed in the working volume of the impact mill. Then the mill is put into operation and the ECP batch is ground to obtain a dispersed mass with a particle size of 0.05-0.015 mm, which is placed in a quartz glass and filled with excess sulfuric acid so that the dispersed mass does not protrude on the surface of the filled volume. Then a quartz glass is placed in a thermostat and heated under a hood to a temperature of 80ºС with constant stirring. The process of oxidation of the batch of HTP is carried out for 2-4 hours. At the end of the sulfonation process, the resulting mass is decanted and freed from acid residues, then washed with a small excess of distilled water until the level of hydrogen ion activity (pH) 4-5 is reached. The mass obtained in this way is placed in a Soxlett apparatus and the water-soluble part is separated by successive washing with distilled water, which is then diluted until the solid phase disappears and placed in a centrifuge, in which, at a speed of up to 12 thousand revolutions per minute, the heavier fraction is enriched for at least 30 minutes. The resulting enriched solution is evaporated on a rotary evaporator until a dry hyperaromatic fraction of carbon sulfoadduct is obtained.

Такую процедуру проводят еще три раза и окончательно полученная растворимая в полярных растворителях фракция может быть дополнительно обогащена компонентами, имеющими большую молекулярную массу (более 1000 ат. ед), например, 5000 ат. ед. Это может быть сделано центрифугированием раствора указанной фракции с последующим отделением более тяжелых компонентов. Полученная фракция сохраняет свойство растворимости в полярных растворителях (вода, спирты) при нагревании до 160-200ºС. При нагревании до температуры выше 200ºС эта фракция десульфируется и свойство растворимости теряется.This procedure is carried out three more times and the finally obtained fraction soluble in polar solvents can be additionally enriched with components having a large molecular weight (more than 1000 at. units), for example, 5000 at. units This can be done by centrifuging a solution of said fraction, followed by separation of the heavier components. The resulting fraction retains the property of solubility in polar solvents (water, alcohols) when heated to 160-200ºС. When heated to a temperature above 200ºС, this fraction is desulfurized and the solubility property is lost.

Водный раствор полученной фракции при концентрациях от 15 мкг/мл до 400 мкг/мл обеспечивает подавление жизнедеятельности широкого спектра вирусов, в том числе вируса иммунодефицита человека, не проявляя при этом цитотоксичности, что позволяет рассматривать полученную фракцию как прекурсор новых мощных антивирусных препаратов широкого спектра действия (в частности, раствор созданного продукта с концентрацией 5 мг/л дистиллированной воды уничтожил 99,9,% короновирусов в водной среде.An aqueous solution of the resulting fraction at concentrations from 15 µg/ml to 400 µg/ml provides suppression of the vital activity of a wide range of viruses, including the human immunodeficiency virus, without exhibiting cytotoxicity, which makes it possible to consider the obtained fraction as a precursor of new powerful broad-spectrum antiviral drugs (in particular, a solution of the created product with a concentration of 5 mg/l of distilled water destroyed 99.9% of coronoviruses in the aquatic environment.

Проделав указанную выше получаем продукт, названный КарбоРан или Углерод струящийсяHaving done the above, we get a product called CarboRan or Flowing Carbon

Пример использования предложенного сульфоаддукта углерода в медицинской практике.An example of the use of the proposed carbon sulfoadduct in medical practice.

Из различных источников известно, что применение углерона при вирусных заболеваниях приводило к снижению вирусной нагрузки.From various sources it is known that the use of carbonon in viral diseases led to a decrease in viral load.

Полученный продукт представляет собой частицы, созданные на основе расчетов Никола Тесла, и обладающими свойством увеличения напряженности электромагнитного поля вокруг себя в сотни раз. Этот эффект представляет особый интерес при создании лекарственных препаратов различного назначения. Для этого в решетку из пентозных сахаров помещали высокотоксичное вещество (полигексаметиден гуанидин гидрохлорид - ПГМГ). Комплекс (сахара внутри которых находится ПГМГ) обладает мощным положительным зарядом и притягивает к себе вирусы, имеющие отрицательный заряд (для рецепитации с рецепторами клеток организма). Вирусы притягиваются в клеть (решетку), где находится ПГМГ, и там погибают. При этом отсутствует контакт ПГМГ непосредственно с любыми видами тканей органов клетки хозяина.The resulting product is particles created on the basis of Nikola Tesla's calculations, and having the property of increasing the strength of the electromagnetic field around them hundreds of times. This effect is of particular interest in the development of drugs for various purposes. To do this, a highly toxic substance (polyhexamethidene guanidine hydrochloride - PHMG) was placed in a lattice of pentose sugars. The complex (sugar inside which is PHMG) has a powerful positive charge and attracts viruses that have a negative charge (for reception with body cell receptors). Viruses are attracted to the cage (lattice) where PHMG is located and die there. In this case, there is no contact of PHMG directly with any types of tissues of the organs of the host cell.

Эффективность уничтожения вирусов 50-90%Virus destruction efficiency 50-90%

Пример из медицинской практики.An example from medical practice.

Выводы: применение раствора полученного продукта усиливает действие препарата тубоциклин в эксперименте при лечении больных средней тяжести. В приведенных примерах при равном старте и одинаковой вирусной нагрузке, у пациента, где в составе препарата был углерон, выздоровление наступало на пятый день, против результата при контрольном лечении, где выздоровление наступало лишь на восьмой день.Conclusions: the use of a solution of the resulting product enhances the effect of the drug tubocycline in the experiment in the treatment of patients with moderate severity. In the given examples, with an equal start and the same viral load, in a patient, where the preparation contained carbonon, recovery occurred on the fifth day, against the result of the control treatment, where recovery occurred only on the eighth day.

Таким образом, в предложенном техническом решении достигается требуемый технический результат, который заключается в улучшении потребительских свойств продукта и расширении на этой основе арсенала технических средств, которые могут быть использованы для получения сульфоаддукта углерода с улучшенными потребительскими характеристиками.Thus, in the proposed technical solution, the required technical result is achieved, which consists in improving the consumer properties of the product and expanding on this basis the arsenal of technical means that can be used to obtain carbon sulfoadduct with improved consumer characteristics.

Claims

Carbon sulfoadduct, which is a fraction of the product of the interaction of ground coal tar pitch with sulfuric acid, followed by washing off unreacted sulfuric acid with water and drying, characterized in that in the first cycle of its production, a catalyst in the form of astralenes in the amount of 1 is introduced into the ground coal tar pitch before interaction with sulfuric acid % wt. from ground coal tar pitch, after which it is poured with sulfuric acid and kept for four hours with heating to a temperature of 80ºС with constant stirring, and then three additional cycles are carried out sequentially, on each of which the product obtained in the previous cycle is ground, a catalyst is introduced in the form astralenes in the amount of 1% wt. from the product obtained in the previous cycle, poured with sulfuric acid, kept for four hours with heating to a temperature of 80ºС with constant stirring and subsequent washing of the unreacted acid with water and drying.