Способ получения фосфорилированного крахмала

СООЗ СООЕТСНИХсаилюмиснаРЕСПУБЛИК Ъа) С 08 В 37/О ДАРСТВЕННЫЙ КОМЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ГОС ПОЛ Ий И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВЖОМУ СВИЛСТВУ Вм Щ "-4(72) А, А. Ясников, Л, Н. Марковский;В. В. Галичев, Н. Я, Козлова В, В, Сметанин, М. О. Лозинекий, Н.И. Липтуга,В, В. МалОвик Ве Нв Завапкий(71) Институт органической химииАЯ УкраинскойССР и Слокскийпеллюлозйо-бумажный завод(54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСфОРИЛИРОВАНЯОГО КРАХМАЛА обработкой крахмала фосфорным ангидридом и щелочным агещом при нагревании, о т л и ч а ю: щ и й с я тем, чтс с целью пювьнпения выхода пелевого продукта и степени его фоефорилирования, а также упрощения процесса обработку проводят. сначала сузим щелочным агентом О, 5-2, 0 ч при 30-100 С, затем постепенно вводят фосфорный ан- . гидрид и смесь выдерживают О, 5-2,0 ч при 80-100 фС при мольиом соотношении крахмала, щелочного агента и фоофорного ангидридае равном (О 02 Зав 154) ф, (О, 007-1 2): (0,004-0, 57).2. Способ по и. 1, о т л и ч а вщ и й с я тем, что э каяестве щелочного агента используют едкое кали илисодуаИзобретение относится к способамполучения фосфорилированного крахмала,применяемого в качестве добавки, повышающей прочностные свойства: бумагии картона, изготовляемых иэ древесной массы, макулатуры и целлюлозы.Фосфорилированный крахмал широко применяется также в текстильной, пищевойпромышленности и других отраслях народного хозяйстве, 30Известен способ фосфорилирования крах-мала в водной среде хлорокисью фосфора 13Однако получение целевого, продуктапри этом связано с потерей крахмала за Исчет растворения, наличием большого,количества сточных вод, а также с трудоемкими операциями фильтрации суспензии крахмала в воде и сушки его,Кроме того, процесс фосфорилирования по этим методам проводится пристрогом контроле рН среды, что такжеусложняет технологию производства,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ фосфорилирования крахмала фосфорным ангидридом в воднойсреде, согласно которому к суспензиикрахмала в воде добавляют раствор соды и фосфорного ангидрида, смесь нагревают при 6 ОС, подкисляютфильару 30ют, полученный продукт промывают исушате Так как фосфорный ангидридэнергично взаимодействует с водой, фосфорилирующим агентом в данном случаепо сути дела является продукт взаимодействия фосфорного ангидрида с водой,который является значительно более слабым фосфорилирующим агентом, чем фосфорный ангидрид, и не может обеспечщьполноты фосфорилирования. Кроме того, 40получение целевого продукта по этомуспособу связано с потерями крахмала ифосфорилирующего агента за счет растворения в воде, наличием большого количества сточных вод, а также с трудоем- цкими операциями филырации суспенэиикрахмала 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 цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорилированного крахмала обработкой крахмала фосфорным ангидридом и щелочным агентом при нагревании, обработку црово 501 2дят сначала сухим щелочным агентом О,Ьо2, 0 ч при ЖОС, затем постепенно вводят фосфорный ангидрид и смесьовыдерживают 0;5-2,0 ч при 80-100 Спри мольиом соотношении крахмала,щелочного агента и фосфорного ангидрида, равном (О, 023-15,4): (О, 007-1,2):: (О, 004-0,57),В качестве щелочного агента используют едкое кали или соду.Образующийся цри взаимодействиикрахмала с щелочйым агентом алкоголяткрахмала, являясь высокореакционнымсоединением, энергично взаимодействуют с фосфорным ангидридом, обеспечиваяисчерпывающее фосфорилирование (до 90%и более).Проведение фосфорилирования крахмалав указанных условиях позволяет исключитьпотери крахмала при растворении сточныхвод, трудоемкие операции фильтрации исушки, а также позволяет получать продукты с высокой степенью фосфорилирования.Способ осуществляют следующим образом.П р и м е р 1. 15,4 моль (2500 г)картофельного крахмала помещают в реак,тор и добавляют 1, 2 моль (67 г) КОНпри перемешивании. Смесь выдерживаютпри 30 С в течение 0,5 ч, добавляютпостепенно О, 4 моль (57 г) фосфорногоангидрида, нагревают при 80 С в течение 2 ч и охлаждают. Выход конечногопродукта; 2300 г (98%), Продукт содержит околЬ 1% фосфора, связанногос крахмалом в виде фосфорного эфира,Соотношение едкого калия к фосфорномуангидриду в молях 3: 1.П р и м е р 2. При интенсивном перемешивании в реактор, содержащий 6,2моль (1000 г) кукурузного крахмала,вноси О, 48 моль (26,8 г) КОН. Смесьвыдерживают 0,5 ч при 40 С, а затемприбавляют 0,24 моль (34, 2 г) фосфорного ангидрида и нагревают 2 ч при80 С и охлаждают. Выход 960 г (96%).Содержание. связанного фосфора 1, 49%.Соотношение бялого калия к фосфорномуангидриду в молях 2,5: 1.П р и м е р 3, В реактор, содержащий 6,3 моль (1000 г) картофельного крахмала, вЫтепенно вносят 0,48 моль (26,8 г)" КОН, затем малыми порциями прибавляют 0,32 моль (45,6 г) фосфорного ангидрида. Полученный продукт нагревают 2 ч,при 80 С и охлаждают, Выход 830 г (82%). Содержание связанноз 10335го фосфора 1, 99%. Соотношение едкого калия к фосфорному ангидриду в молях 1 Ф: 1 фП р и м е р 4. В открытый сосуд,содержащий О, 15 моль (25 г) кукурузного крахмала, вносят 0,007 моль(0,7 г) соды, смесь нагревают 2 ч при80 С и к охлажденной смеси .прибавляют О, 004 моль (0,57 г) .фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагревают щ1 ч при 100 С и охлаждают, Выходконечного продукта 23,7 г (95%), Содержание связанного фосфора 1%. СоогноШение соды к фосфорному ангидридув молях 1, 2: 1.5П р и м е р 5. 15,4 моль (2500 г)картофельного крахмала помешают вреактор и добавляют 0,6 моль (34 г) КОНпри перемешивании. Смесь выдерживаютпри 30 С в течение О, 5 ч, добавляют 20постепенно 0,2 моль (28 г) фосфорногоангидрида, нагревают при 80 С в тече.оние 2 ч и охлаждают, Выход конечногопродукта 2300 г (92%; Продукт содер-жит около Ов 5% фосфора, связанного с 25.крахмалом. в виде .фосфорного эфира. Соотношение едкого калия к фосфорномуангидриду в молях 3; 1,П р и м е р 6. При интенсивном перемешивании в реактор, содержащий 6,2моль (1000 г) картофельного крахмала,вносят О, 95 моль (54 г) КОН. Смесьвыдерживают 0,5 ч при 30-40 С, затемприбавляют О, 48 моль (68 г) фосфорноого ангицрида, нагревают 2 ч при 80 Си охлаждают. Выход 960 г (98%). Содержание связанного фосфора 3%. Соотношение едкого калия к фосфорному ангид"Риду в молях 2; 1,П р и м е р 7. В реактор, содержащий О, 15 моль (25 г) кукурузного крахмала, вносят 0,007 моль (О, 8 г) соды.Смесь нагрещаот 2 ч при 80 С, затемприбавляют 0,004 моль (О, 57 г) фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагОревают 1 ч при 90 С и охлаждают. Выход конечного продукта 23,7 г (95%).Содержание связанного фосфора 1%. Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 1,75; 1.П р и м е р 8. В реактор, содержащий О, 3 моль (50 г) картофельного Процесс получения фосфорилированных крахмалов по предлагаемому способу является безотходным. В качестве иоходного сырья можно использовать крахмал различного происхождежя (картофельный, кукурузный и др,), так как свойства полученных по предлагаемому способу фосфорилированных крахмалов одинаковы.1Предлагаемый способ позволяет вводить в молекулу крахмала различные количества органически связанного фоофора 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 494Поцписное.Филиал ППП "Патент", г. Ужгороп, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 5555/25 01 4крахмала, вносят О, 15 моль (16 г) соды. Смесь нагревают 2 ч при 80 оС, затем прибавляют 0,08 моль (11 г) фос форного ангидрида Реакционную массу. нагревают 0,5 ч при 100 С, озлаждают. Содержание связанного фосфора 8,9%, Выход конечного продукта 48 г (96%). Соотношение соды к фосфорному ангидриду в молях 2: 1.П р и м е р 9. О, 023 моль (3, 75 г) картофельного крахмала помещают в ректор и добавляют О, 027 моль (2,88 г) соды, Смесь выдерживают при 60 С втечение 1 ч, Затем постепенно прибавляют. 0,02 моль (2, 86 г) фосфорного ангидрида, Смесь выдерживают 1 ч при 80 С. Содержание свюаиного фосфора 25%. Выход продукта 6 г (90%), СооФ- ношение 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 проводят в одном агрегате, представляющем собой емкость с мешалкой, Он может служить основой для создания непрерывного процесса йроизводства фоофорилированных крахмалов.