Радикальная сополимеризация стирола и α-ангеликалактона: синтез и свойства полученных сополимеров

Biodegradation ability of synthetic polymer materials is an urgent problem of modern ecology situation. A known new biodegradable polymer is polyangelicalactone (PAL). In this paper, styrene-α- angelicalactone copolymers were obtained by radical polymerization. The resulting copolymers have physical and mechanical properties similar to those of polystyrene and its graft-copolymers with PAL. Both they were mechanically destroyed when incubated in gray forest soil over 28 weeks. The obtained results show that the modification of polystyrene with the impurities of α-angelicalactone does not worsen the mechanical properties of the copolymers but instead gives them biodegradation abilitiesВ настоящей работе получены сополимеры стирола и α-ангеликалактона методом радикальной полимеризации. Полученные сополимеры имеют физико-механические свойства, аналогичные свойствам полистирола и его привитых сополимеров с полиангеликалактоном. Оба полимера механически разрушаются при инкубации в серой лесной почве в течение 28 недель. Полученные результаты показывают, что модификация полистирола примесями α-ангеликалактона не ухудшает механические свойства сополимеров и придает им способность к биоразложени

Catalytic Oxidation of Lignins into the Aromatic Aldehydes: General Process Trends and Development Prospects

This review discusses principal patterns that govern the processes of lignins’ catalytic oxidation into vanillin (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde) and syringaldehyde (3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyde). It examines the influence of lignin and oxidant nature, temperature, mass transfer, and of other factors on the yield of the aldehydes and the process selectivity. The review reveals that properly organized processes of catalytic oxidation of various lignins are only insignificantly (10–15%) inferior to oxidation by nitrobenzene in terms of yield and selectivity in vanillin and syringaldehyde. Very high consumption of oxygen (and consequentially, of alkali) in the process—over 10 mol per mol of obtained vanillin—is highlighted as an unresolved and unexplored problem: scientific literature reveals almost no studies devoted to the possibilities of decreasing the consumption of oxygen and alkali. Different hypotheses about the mechanism of lignin oxidation into the aromatic aldehydes are discussed, and the mechanism comprising the steps of single-electron oxidation of phenolate anions, and ending with retroaldol reaction of a substituted coniferyl aldehyde was pointed out as the most convincing one. The possibility and development prospects of single-stage oxidative processing of wood into the aromatic aldehydes and cellulose are analyzed

Extraction of Vanillin by Aliphatic Alcohols

Исследованы экстракционные равновесия в системе вода - высший алифатический спирт - ванилин в зависимости от рН среды, ионной силы и начальной концентрации ванилина в растворах. Определены коэффициенты распределения ванилина. Показано, что значения коэффициентов распределения ванилина (рН 9-10) между водой и спиртами изменяются в пределах 1-10, что позволяет применять их для многоступенчатой противоточной экстракции в промышленности. При значениях рН 11-14 коэффициенты распределения составляют 0.1-0.2, что позволяет реэкстрагировать ванилин водно-щелочным раствором.Vanillin extraction from alkaline solutions by means of higher-homologues alcohols was studied. Effects of pH as well as vanillin concentration and ion strength on vanillin-aqua-alcohol equilibrium were studied. The data on distribution ratios (D) of vanillin were obtained. The values of distribution ratios at technological pH (about 9-10) are shown to be equal to 1 - 10, that approaches for multistage reverse-flow extraction. If pH values is 11-14 then the distribution ratios values less then 0.2, that makes easy the vanillin stripping process to aqueous phase

Obtaining of Hollow Fibers of Titanium Dioxide by Interaction of Titanium Tetrachloride with Cotton Cellulose

Изучен процесс взаимодействия тетрахлорида титана с целлюлозой мерсеризованного хлопкового волокна. При комнатной температуре оксихлориды титана осаждаются на поверхности целлюлозы в форме гранул, а при 100 оС покрывают волокно растрескивающейся сплошной коркой. Показано, что обработка TiCl4 предварительно гидролизованной целлюлозы с последующим ее отжигом позволяет получать длинные полые волокна диоксида титана диаметром около 10 мкм и толщиной стенок 1–2 мкм. Полученный материал характеризуется удельной поверхностью 36 м2/г и средним диаметром пор 12 нмThe interaction of TiCl4 and cotton cellulose has been studied. Titanium oxichlorides grains are precipitated on the cellulose surface at room temperature, and solid film of titanium oxichlorides is formed on the cotton fiber surface at 100 °С. Heating of such fibers in air up to 600 °С produces titania hollow fibers. The acid pretreatment of cellulose before titanium oxichlorides precipitation allows the long solid hollow fibers of titania to be obtained. The obtained mesoporous material is characterized by surface area of 36 m2/g and average pore width of 12 n

Регенерация солянокислотного катализатора конверсии фруктозы в левулиновую кислоту

The extraction method to regenerate hydrochloric acid as the catalyst of the fructose conversion to levulinic acid (LA) is developed. The influence of potassium chloride additions on the conversion and extraction processes is studied. Using HCl and KCl solution as a catalyst and butanol as an extractant permits to regenerate the catalyst, to decrease catalyst and exractant consumptions in comparison with usual LA extraction from neutralized water solutions. The extraction degree of 94 % for obtained butyl levulinate is attained by using 2:1 volume ratio of water and butanol phases in one stageРазработан экстракционный метод регенерации солянокислотного катализатора кислотно- каталитической конверсии фруктозы в левулиновую кислоту (ЛК). Использование добавок хлорида калия на стадиях конверсии и экстракции позволяет регенерировать соляную кислоту, сократив ее расход в 10 раз, и выделить 94 % ЛК в виде бутилового эфира в 6 раз меньшим объемом экстрагента по сравнению с традиционным выделением целевого продукта из нейтрализованного раствор

Природа и механизм снижения селективности кислотно-каталитической конверсии фруктозы с ростом концентрации углеводов

To understand the effect of decreasing the process selectivity with increasing the carbohydrate concentration, the influence of levulinic acid and glucose additions on the fructose acid-catalyzed conversion was studied. Levulinic acid yield significantly decreases by initial addition of levulinic acid and glucose to the reaction mixture. Humins were found to include structural fragments of levulinic acid, carbohydrates, and 5-hydroxymetylfurfural. According to the mechanism suggested, the carbocation formed from fructose interacts with water producing target products (5-HMF and levulinic acid) or with levulinic acid or another carbohydrate molecules giving humins. In these assumptions the levulinic acid formation in the process is a reaction of first order with respect to substrate concentration, and the humic substance formation is a reaction of second order with respect to the initial carbohydrate concentration. These two process characteristics, water to substrate ratio and the reaction orders distinction, are the reasons of decreasing the carbohydrate conversion selectivity with increasing the substrate concentrationИзучено влияние добавок левулиновой кислоты и глюкозы на селективность кислотно- каталитической конверсии фруктозы. Выход левулиновой кислоты при дегидратации фруктозы значительно снижается при введении в начальный момент времени в реакцию левулиновой кислоты и глюкозы. Образующиеся гуминовые вещества содержат фрагменты левулиновой кислоты, углеводов и 5-гидроксиметилфурфурола. Согласно предложенному механизму образующиеся из фруктозы карбокатионы взаимодействовуют либо с водой, либо с конечными продуктами процесса. В первом случае образуются 5-ГМФ и левулиновая кислота, а в последнем – гумины. В соответствии с этим механизмом левулиновая кислота образуется по реакции первого порядка по концентрации углевода, а гумины – по реакции второго порядка по начальной концентрации углевода. В результате основными причинами снижения селективности кислотно-каталитической конверсии углеводов с ростом их концентрации являются снижение отношений активности воды и углевода, а также различие порядков реакций образования целевых продуктов и гуминов по концентрации субстрат

Extraction of Vanillin by Aliphatic Alcohols

Исследованы экстракционные равновесия в системе вода - высший алифатический спирт - ванилин в зависимости от рН среды, ионной силы и начальной концентрации ванилина в растворах. Определены коэффициенты распределения ванилина. Показано, что значения коэффициентов распределения ванилина (рН 9-10) между водой и спиртами изменяются в пределах 1-10, что позволяет применять их для многоступенчатой противоточной экстракции в промышленности. При значениях рН 11-14 коэффициенты распределения составляют 0.1-0.2, что позволяет реэкстрагировать ванилин водно-щелочным раствором.Vanillin extraction from alkaline solutions by means of higher-homologues alcohols was studied. Effects of pH as well as vanillin concentration and ion strength on vanillin-aqua-alcohol equilibrium were studied. The data on distribution ratios (D) of vanillin were obtained. The values of distribution ratios at technological pH (about 9-10) are shown to be equal to 1 - 10, that approaches for multistage reverse-flow extraction. If pH values is 11-14 then the distribution ratios values less then 0.2, that makes easy the vanillin stripping process to aqueous phase

Получение 5-фторметилфурфурола из 5-галогенметилфурфуролов в присутствии краун-эфиров

5-fluoromethylfurfural has been obtained by interaction of 5-bromo- and 5-chloromethylfurfurals with potassium bifluoride in the presence of dibenzo-24-crown-8 and 18-crown-6 in acetonitrile medium. The yield attains 40–60 mol. %, and the selectivity of 5-bromomethylfurfural conversion is close to 90 %. The NMR and MS spectra are described. The results demonstrate the capability of the KHF2/ crown-ethers system to process biomass-derived feedstock molecules to valuable furan compounds by exchange reactionsИзучен селективный процесс получения 5-фторметилфурфурола путем взаимодействия 5-бром и 5-хлорметилфурфуролов с гидрофторидом калия в присутствии дибензо-24-каун-8 и 18-краун-6 эфиров в среде ацетонитрила. Выход продукта реакции достигает 40-60 мол. %. Приведены ЯМР 1Н и масс-спектр продукта. Полученные результаты демонстрируют возможность применения системы KHF2/краун-эфир для получения высокореакционных фурановых соединений из возобновляемого сырь

5-butoxymethylfurfural Catalytic Hydrogenation over Palladium Catalysts

Изучен процесс каталитического гидрирования 5-бутоксиметилфурфурола (5-БМФ) на палладиевых катализаторах, нанесенных на углеродный носитель cибунит и диоксид циркония в тетрагидрофуране и бутаноле соответственно. При нагревании раствора 5-БМФ в бутаноле без катализаторов и водорода основным продуктом является дибутилацеталь 5-БМФ, в небольших концентрациях зарегистрированы также бутиловый эфир 5-бутоксиметил- 2-фуранкарбоновой кислоты и дибутилацеталь бутаналя. В присутствии палладиевых катализаторов в первую очередь протекают процессы гидрирования фуранового кольца в тетрагидрофурановые производные с сохранением дибутилацетальной группировки. Наблюдаются также процессы гидрогенолиза и миграции заместителей в фурановом кольцеThe 5-butoxymethylfurfural (5-BMF) catalytic hydrogenation process has been studied using SIBUNIT and zirconium dioxide supported palladium catalysts in tetrahydrofuran and butanol, respectively. 5-BMF dibutylacetal is the main product of heating the solution of 5-BMF without both catalyst and hydrogen. Butyl ester of 5-butoxymethyl-2-furan carboxylic acid and butanal dibutylacetal traces have also been detected. In the first step, processes of the furan ring hydrogenation to tetrahydrofuran derivatives using palladium catalysts occur. Hydrogenation of the dibutylacetal group occurs slower than the furan ring conversion. Hydrogenolysis and migration of the furan ring substituents have also been observe

Preparative 5-Hydroxymethylfurfural Oxydation by Concentrated Nitric Acid

Изучен процесс окисления 5-гидроксиметилфурфурола концентрированной азотной кислотой в интервале температур от минус 16 до 60 оС. Получен 60%-ный суммарный выход фурановых кислот и альдегидовThe 5-hydroxymethylfurfural oxydation process by concentrated nitric acid has been studied. Temperature was ranging from -16 to +60 0C. 5-Hydroxymethylfurfural was converted to the oxidized derivatives, 2,5-furandicarboxylic acid, 5-formyl-2-furancarboxylic acid, and 2,5-diformylfuran. 60% total yield of oxidized derivatives was attained under optimized reaction condition