Способ получения фосфорилированного крахмала

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИЛИРОВАННСЛХ) КРАХМАЛА офаботкой крахмала фосфорным анги РИДОМ и щелочным агентом при нагреваНИИ , о т л и ,ч а ю щ и и с я тем, 4Tq с целью повышения выхода цел шого продукта и ч) фоо|)оршшрования , а также упрощения процесса, о аботку npoBonsiT сначала сухим шелхтфвым агекгом О, 5-2, О ч при 3O-iOO bi затем nocT ieHHO вводят фосфорный аягищ )ид и смесь вьщ живают О, 5-2,0 ч при 8О-10СРс при мольном роотнсйпении крахмала, щелочного агента и фосфефного ангщфида, равном

СООЗ СООЕТСНИХ

CCNVMt

РЕСПУБЛИК„.SU„„

Э{Я) С 08 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР а=-ъэв.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H aSTG HOhiV СВ Л С У (21) 3232175/23 05. (22) 24.10. 80 (46) 07.08, 83, Брел. М 29 (72) А. А. Ясников, Л, Н. Марковский;

В. В. Галичев, Н. Я. Козлова, В, В. Сметанин, М, О. Лозинекий, Н.И. Липтуга, B. В. Маловйк, В. Н. Завапкий, . А. И. Свиридова, C. Г. Прудников, A. И. Спалис, И. В. Мельниченко, В. А. Фролова, Е. В. Галичева, И, Ф. Шедовэ А. В. Буланович, Т. H. Николаенко и.Г. В. Сандул (71) Институт органической химии

АН Украинской CCP и Слокский пеллюлозйо-бумажный завод (53) 547.458. 67.. (088.8) (56) 1. Патент США Ж 3876629, кл. 260 233,3 опублик. 1975.

2. Патент США М 3555009, кл. 26О233, 5, опублик. 1971 (прототип). (54) (57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ФОСФОРИЛИРОВАНЯОГО КРАХМАЛА обработкой крахмала фосфорным ангидридом и щелочным агентом при нагревании, отличаю:щийся тем, чтс с пелыо пювьинения выхода деленого продукта и степени его фосфорилирования, а также упрощения процесса, обработку проводят. сначала сухим щелочным агентом О, 5-2, 0 ч при 30-100 C затем постепенно вводят фосфорный as- . гидрид и смесь -выдерживают О, 5-2,0 ч при 80-10СРС при мольиом соотношении крахмала, щелочного агента и фоофорного ангидрида, . равном (О, 02315,4): (О, 007-1 2}: (0,004-О, 57). g

2. Способ по и. 1 о т л и ч а юm и и с я тем, что э качестве щелочного агента используют едкое кали или содуа 333

Изобретение относится к способам получения фосфорилированного крахмала, применяемого в качестве добавки, повышающей прочностные свойства: бумаги и картона, изготовляемых иэ древесной массы, макулатуры и целлюлозы.

Фосфорилированный крахмал широко применяется также в текстильной, пищевой промышленности и других отраслях народного хозяйстве. 30

Известен способ фосфорилироваиия крах- мала в водной среде хлорокисью фосфо ра 1)

Однако получение целевого, продукта при этом связано с потерей крахмала за И счет растворения, наличием большого, количества сточных вод, а также с трудоемкими операциями фильтрации суспензии крахмала в воде и сушки его, Кроме того, процесс фосфорилирова- 20 ния по этим методам проводится при строгом контроле рН среды, что также усложняет технологию производства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ фосфорилирования крахмала фосфорным ангидридом в водной среде, согласно которому к суспензии крахмала в воде добавляют раствор соды и фосфорного ангидрида, смесь нагреВают при 6О-70С, подкисляют,,фильтру ЗО ют, полученный продукт промывают и сушат, Так, как фосфорный ангидрид энергично взаимодействует с водой, фосфорилирующим агентом в данном случае по сути дела является продукт взаимодействия фосфорного ангидрида с водой, который является значительно более сла» бым фосфорилирующим агентом, чем фосфорный ангидрид, и не может обеспечщь полноты фосфорилирования. Кроме того, щ получение целевого продукта по этому способу связано с потерями крахмала и фосфорилирующего агента за счет раство-: рения в воде, наличием большого количества сточных вод, а также с трудоем-,ц кими операциями филырации суспенэии крахмала в воде и сушки его.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта. и степени, его фосфорилирования, а также упрощение процесса за счет отсутствия отходов„ исключения стадий фильтрации и сушки.

Поставленная пель достигается тем, что согласно способу получения фосфорилированного крахмала обработкой крахмала фосфорным ангидридом и щелочным агентом при нагревании, обработку рово50i 2 дят сначала сухим щелочным агентом 0„5о

2, 0 ч при 30-100 С, затем постепенно вводят. фосфорный ангидрид и смесь о выдерживают 0;5-2,0 ч при 80-100 С при мольном соотношении крахмала, щелочного агента и фосфорного ангидрида, равном (О, 023-15,4): (О, 007-1,2):

: (0,004-0,57).

В качестве щелочного агента используют едкое кали или соду.

Образующийся цри взаимодействии крахмала с щелочйым агентом алкоголят крахмала, являясь высокореакционным соединением, энергично взаимодействуют с фосфорным ангидридом, обеспечивая . исчерпывающее фосфорилирование (до 90% и более).

Проведение фосфорилирования крахмала в указанных условиях позволяет исключить потери крахмала при растворении сточных вод, трудоемкие операции фильтрации и сушки, а также позволяет получать про дукты с высокой степенью фосфорилирования.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример l. 15 4 моль (2500 г) картофельного крахмала помещают в реак,тор и добавляют 1, 2 моль (67 r) КОН при перемешивании. Смесь выдерживают при 30 С в течение О, 5 ч, добавляют постепенно О, 4 моль (57г) фосфорного ангидрида, нагревают при 80 С в течение 2 ч и охлаждают. Выход конечного продукта; 2300 г (98%). Продукт содержит околЬ 1% фосфора, связанного с крахмалом в виде фосфорного эфира.

Соотношение едкого калия к фосфорному ангидриду в молях 3: 1.

Пример 2. При интенсивном перемешивании в реактор, содержащий 6,2 моль (1000г) кукурузного крахмала, вносят О, 48 моль (26,8г) КОН. Смесь выдерживают 015 ч при 40 С, а затем прибавляют 0,24 моль (34, 2г) фосфорного ангидрида и нагревают 2 ч при

80 С и охлаждают. Выход 960г (96%).

Содержание. связанного фосфора 1, 49%.

Соотношение Oj9oro калия к фосфорному ангидриду в молях 2,5: l.

Пример 3, В реактор, содержащий 6,2 моль (1000r) картофельного крахмала, постепенно вносят О, 48 моль (26, Br)- ÊÎÍ, затем малыми порциями прибавляют 0,32 моль (45,6г) фосфорного ангидрида. Полученный продукт нагревают 2 ч.при 80 С и охлаждают. Выход 930г (92%). Содержание связанноf з 10335 го фосфора 1, 99%. Соотношение едко го калия к фосфорному ангидриду в молях Ь,б: 1.

Пример 4. В открытый сосуд, содержащий О, 15 моль {25г) кукурузного крахмала, вносят 0,007 моль (0,7г) соды, смесь нагревают 2 ч при

80 С и к охлажденной смеси прибавляют 0,004 моль {0,.57г) .фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагревают щ

1 ч при 1ОО С и охлаждают, Выход конечного продукта 23,7г (95%). Содержание связанного фосфора 1%. Cow ноШение соды к фосфорному ангидриду в молях 1, 2: 1. !

Пример 5. 15,4 моль (2500г) картофельного крахмала помешают в реактор и добавляют 0,6 моль (34г) КОН при перемешивании. Смесь выдерживают при 30 С в течение О, 5 ч, добавляют 2О . постепенно 0,2 моль (28г) фосфорного ангидрида, нагревают при 80 С в течео ние 2 ч и охлаждают. Выход конечного продукта 2300г (92%); Продукт соде - жит около 0 5% фосфора, связанного с 25 .крахмалом. в виде фосфорного эфира. Соотношение едкого калия к фосфорному ангидриду- в молях 3: 1.

Пример 6. При интенсивном пере мешивании в реактор, содержащий 6, 2 моль (1000r ) картофельного крахмала, вносят О, 95 моль (54г) КОН. Смесь выдерживают 0,5 ч при 30-40 С, затем прибавляют О, 48 моль (68г} фосфорноо го ангидрида, нагревают 2 ч при 80 C и охлаждают. Выход 960г (98%). Содержание связанного фосфора 3%. Соотношение едкого калия к фосфорному ангид риду в молях 2: 1е

M р и м e p 7. В реактор, содержащий О, 15 моль (25г} кукурузного крахмала, .вносят 0,007 моль (О, 8r) соды.

Смесь нагрещаот 2 ч при 80 С, затем прибавляют 0,004 моль {О, 57г) фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагО ревают 1ч при 90 С и охлаждают. Выход конечного продукта 23, 7г {95%).

Содержание свюанного фосфора 1%. Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 1,75: 1.

Пример 8. В реактор, содержащий О, 3 моль (50r) картофельного

Процесс получения фосфорилированных крахмалов по предлагаемому способу является безотходным. В качестве иоходного сырья можно использовать крахмал различного происхождежя (картофельный, кукурузный и др,), так хак свойства полученных по предлагаемому способу фосфорилированных крахмалов одинаковы.

Предлагаемый способ позволяет вводить в молекулу крахмала различные количества органически связанного фоюфора и таким образом получать фосфорилированные крахмалы с различными свойствами, отвечающие потребностям различных отраслей народного хозяйства.

В частности применение фосфорилированных крахмалов, полученных по пред» лагаемому способу, при выработке бумаги улучшает потребительские свойства бумаги и снижает расход крахмала.

Тираж 494 Поаписиое.Филиал ППП "Патент", г. Ужгороп, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Заказ 5555/25

01 4 крахмала, вносят О, 15 моль (16г) соды. Смесь нагревают 2 ч при 80ОС, затем прибавляют 0,08 моль (11г) фос форного ангидрида» Реакционную массу. нагревают 0,5 ч при 100 С, охлаждают. Содержание связанного фосфора 8,9%, Выход конечного продукта 48г (96%).

Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 2: 1.

Пример 9. 0,023 моль (3, 75г) картофельного крахмала помещают s реаатор и добавляют О, 027 моль (2,88г) соды. Смесь выдерживают при 60 С в течение 1 ч. Затем постепенно прибавляют. 0,02 моль (2, 86r) фосфорного ангидрида. Смесь- выдерживают 1 ч при

80 С. Содержание свюаиного фосфора 25%. Выход продукта бг (90%). Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 1, 3: 1.

Предлагаемый способ прост в осуществжнии, не требует применения дорогостоящих реактивов и сложного оборудования. Весь технологический процесс apoaogm в одном агрегате, представляющем собой емкость с мешалкой, Он может служить основой для создания непрерывного процесса йроизводства фоофорилированных крахмалов.