Способ анализа структуры целлюлозы

Способ анализа структуры целлюлозы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1»173 I 358

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 а явлено 03.05.77 (21) 2481844/18-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М Кч 2

G 01N 21/00

G 01J 3/12

Государственный комитет (53) УДК 678.012 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Р, Марупов, П. Бободжанов, И. Юсупов, P. Г. Жбанков, H. В. Иванова и A. М. Шишко (71) Заявители

Физико-технический институт им. С. У. Умарова, Ордена Трудового Красного Знамени институт физики

АН Белорусской ССР и Институт физико-органической химии

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

С1

С1, Ж ж !

НзС С11

N-o нс Снз

Изобрстение относится к области физики и физико-химии высокомолекулярных соединений, в частности к анализу структуры целлюлозы.

Известен ИК-спектроскопический метод определения упорядоченных и неупорядоченных участков целлюлозы по доступности гидрокснльных групп к дейтерообмену (1).

При обработке образцов целлюлозы химическими реагентами, в данном случае с зкидким и парообразным ВзО происходит замещение водорода группы ОН на дейтерий главным образом в неупорядоченных областях. По интенсивности остаточной полосы валентных колебаний группы 0Н и смещенной новой полосы валентных колебаний группы OD проводится определение упорядоченны.; и неупорядоченных участков производных целлюлозы спектральным анализом.

Однако существующий способ анализа целлюлозы и продуктов ее структурной модификации не позволяет получить надежные данные о показателе неупорядоченности без соблюдения специальных условий.

Целью изобретения является повышение точности определения показателя неупорядоченности в разнообразных условиях.

Это достигается тем, что в целлюлозу в качестве реагента вводят стабильный импноксильный радикал следующей структуры упорядоченные и неупорядоченные участки определяют с помощью спектров-ЭПР (электронно-парамагнитного резонанса) н показатель неупорядоченности определя1от

15 по формуле

К= " .100,, х лисх где К вЂ” показатель неупорядоченности;

4 — отношение интенсивности цент-4исх ральноп компоненты к нпзкопольной компоненте спектра

ЭПР соответствснно для анализируемого н исходного образцов.

Пример. Способ проверен на продукта. гпдролиза целлюлозы, полученных прп различной ";c. ìïåðàòóðå и постоянном времени гидр олиз а.

731358

50 мг навески гидролизованных продуктов целлюлозы помещают в 0,9 мл раствора фосфатного буфера (рН 9 — 10) с добавлением 0,1 мл спиртового раствора спин-метки концентрации 10 — м/л. Смесь инкубируют 12 — 15 час при комнатной температуре, а затем нагревают 3 час при 60 С.

Модифицированные образцы отмывают от непрореагировавшего радикала в следующей последовательности: вода, спирт, вода, ацетон, вода. Контроль за полным удалением непрореагировавшей спин-метки осуществляют с помощью метода ЭПР. После многократных промывок интенсивность спектра ЭПР модифицированных образцов целлюлозы практически не меняется. Тщательно отмытые образцы сушат при комнатной температуре. Записывают спектрЭПР и определяют изменение относительного содержания неупорядоченных областей целлюлозы в зависимости от условий гидролиза. Оценку изменения относительного содержания неупорядоченных областей проводят по соотношению приведенных интенсивностей компонент ЭПР-спектров (lo//+1) анализируемого образца по отношению к исходному образцу (см. фиг. 1).

Расчет проводят по формуле

К вЂ” — 100 0а.

А

4исх

В таблице приведены данные о значениях относительной интенсивности центральной и низкопольной компоненты изученных образцов.

На фиг. 1 приведены спектры ЭПР гидролизованной при различных температурах целлюлозы с эталоном марганца.

Значения параметров относительной интенсивности центральной компоненты к левой компоненте ЭПР-спектра (lo/l4-i) и показатель неупорядоченности (К) для каждого образца приведены в таблице.

На фиг. 2 приведены спектры-ЭПР иминосилильного свободного радикала, химически присоединенного к гидролизованной целлюлозе (а) и раствор радикала концентрации 10 — 4 М (б). Величины lo, I+i, 1 1 интенсивности — компонент с величиной магнитного квантового числа азота в радикале (М), соответственно равной О, +1, — 1.

В данном случае левая компонента 1+> является более интенсивной по сравнению с 1 1 и поэтому расчеты всех спектров ЭПР велись по этой компоненте.

Температура гидро5 лиза, С

Ах исх

К=

Ах

100 Уо исх

1о/1+ >

Исходная целлюлоза

2,62

93

II4

114

111

107

О,!,3

0,14

1,10

1,14

l,11

1,07

0,72

2,44

3,0

2,89

3,0

2,90

2,81

1,89

10

15 70

100

Предлагаемый способ анализа структу40 ры целлюлозы обладает рядом преимуществ по сравнению с известными: введение в целлюлозу стабильного иминоксильного,радикала с последующим исследованием спектра ЭПР позволяет опре45 делять относительное содержание неупорядоченных областей в целлюлозе, рассчитать показатель неупорядоченности, что дает возможность получать ценную информацию об изменении в неупорядоченных участках

50 целлюлозы при различных воздействиях; сокращается время на собственно анализ структуры целлюлозы; для проведения способа не требуется создания специальных условий;

55 способ осуществим на стандартных ЭПРспектрометрах.

П р и м е ч а н и е. В качестве Аисх взяли значения Io/I+> =2,62 (отношение параметров центральной компоненты к левой компоненте ЭПР-спектра для исходного негидролизованного образца). Затем все значения Io/I+>, полученные при различных температурах гидролиза приняли за А„.

Путем деления значения 1,/1+, для образцов, гидролизованных при различных температурах А и значению lo/14.> исходного образца А„„определены значения К.

30 Например:

К вЂ” . 100о,;= 93

А 2,44

Аисх - 2 62

35 3,62

К, = .100;: = 110О и т. д.

2,78

2,62

731358

Формула изобретения

Способ ана анализа структуры целлюлозы об або р ткой ее химическими реагентами, определения упорядоченных и неупорядоченных участков производных целлюлозы спектральным анализом и показателя неупорядоченности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оп еделения в к качестве реагента используют иминоксильный радикал определяют с помощью спектров электроннопарамагнптного резонанса, а показатель неупорядоченности определяют по формуле

К= " 100%, 4 исх где К вЂ” показатель неупорядоченности;

4х отношение интенсивности центиСк ральной компоненты к низкопольной компоненте спектра

ЭПР. упорядоченные и неупорядоченные участки

3I I

Ц н сн

СН

Источники информации, д принятые во внимание при экспе тиз

1 1? е

Жбанков P Г., Марупов Р., ИваноШишко А. М. Спектроскопия хлопка. М., Наука, 1976, с. 15 — 45 (п ототип) . а

Фиг. 2

Составитель Т. Мартинская

Техред А. Камышникова Корректор Е. Ласточкина

Редактор P. Антонова

Заказ 538j2 Изд. № 270 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2