Способ получения пектата натрия или калия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 р 1) С 08 В 37/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСКОМУ СВИД ЛЬСТВ в и юло - .20,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт органической химАН Киргизской ССР(56) 1. Шершеналиева З.Ш, и дрбоксипроизводные на основе целлзы, фрунзе"Илим", 1978, с. 12, Патент ЧССР Р 137935,кл. 120 Ь, опублик. 1970. 801165684(54)(57) СПОСОБ ПОПУЧЕНИЯ ПЕКТАТАНАТРИЯ ИЛИ КАЛИЯ выделением пектинаиэ пектинсодержащего сырья, включающий обработку гидроокисью натрия иликалия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения и ускоренияпроцесса и получения. продукта с повышенной обменной емкостью, пектинвыделяют обработкой 0,8-1, 1 Х-нымводным раствором соляной кислоты при70-75 С и модуле 1: 15-20, и полученный экстракт обрабатывают 0,5-1,0 Хным водным раствором гидроокисинатрия или калия при комнатной температуре и рН 12-14,Изобретение относится к получению ионообменных материалов на основе природных соединений, обладающих селективными свойствами по отношениюк катионам поливалентных, тяжелых и 5радиоактивных металлов, и может бытьиспользовано в технике для выделения этих веществ из сложных смесей,медицине при Ме-интоксикациях и дляпрофилактики при работе с указанными 10металлами,Известен спосоЬ" получения сорбентов для сорбции тяжелых и радиоактивных металлов, заключающийся вокислении целлюлозы (в виде марли) 15специфическими окислителями а -гликольной группировки, например периодат-ионом, или окислителями типаокислов азота, действующих болееили,менее избирательно на первичную 20спиртовую группу глюкозного звенамолекул целлюлозы с образованием мэно-, ди- и трикарбоксицеллюлоз 11.Однако использование способа ограничено из-за дорогостоящих, агрессив ных и токсичных соединений. таких,как периодат, окислы азота.Наиболее близким к изобретениюявляется способ получения пектатанатрия или калия, заключающийся в вы делении пектина из пектинсодержащего сырья - яблок, суспендирования полу- ченного пектина в полярном органическом растворителе и обработку гидроокисью натрия и калия 21, З 5Недостатки известного спосоЬа заключаются в использовании дефицитного строго фондируемого яблочного пектина, использовании в процессе деэтерификации большого количества щ токсичных и огнеопасных органических растворителей и низкой сорбционной способностью целевого продукта(2-3 мг-экв/г).Целью изобретения является упро щение и ускорение процесса и получевния продукта с повыш нной обменнойемкостью.Поставленная цель достигается тем, что при способе получения пектата натрия или калия выделением пектина из пектинсодержащего сырья, включающем обработку гидроокисью натрия или калия, пектин выделяют обработкой 0,8-1,1%-ным водным раствором55осоляной кислоты при 70-75 С и модуле 1;15-20, и цдлученный экстракт обрабатывают 0,5 - 1,0%-ным водным раствором гидроокиси натрия или калия прикомнатной температуре и рН 12-14.В процессе гидролиза в растительном сырье под действием минеральной кислоты происходит расщепление связей, соединяющих пектиновые вещества с клетчаткой, гемицеллюлозами и другими высокомолекулярными соединениями клеточной стенки. Высвобождающиеся пектиновые вещества экстрагируют гидролизующими агентами в виде частично этерифицированной пектовой кислоты или собственно пектиновойкислоты.Для выделения из раствора (переве - дение в нерастворимое состояние) и придания продукту большей обменной емкости гидролизат подвергают воздействию гидроокисью натрия или калия. При этом происходит омыление метильно-эфирных групп и коагуляция пектата натрия или калия при рН 12- 14.Для получения целевого продукта коагулят отмывают от избытка ОН ионов спиртом или ацетоном. Выделенный пектат Ма, К обладает значительной обменной емкостью и селективностью по отношению к ионам поливалентныхметаллов,Получение сорбента в виде натрийили,калийпектата имеет преимущество, так как воздействие пектовой кислоты оказывает отрицательное влияние на желудочно-кишечный тракт вследствие кислого характера препарата, раздражающего стенки кишечника или желудка. Использование нейтрализованного препарата предотвращает эти нежелательные явления, Вследствие того, что пектиновые вещества избирательны по отношению к щелочнозсмельным металлам, нейтрализация пектовой кислоты не уменьшает ее обменной емкости к радиоактивным соединениям, Она даже должна увеличиться, так как группы СООМа в нейтрализованном пектине Ьолее диссоциированы, чем СООН-группы.П р и м е р 1. 100 г сухого свекловичного жома подвергают гидро- лизу-экстрагированию 0,8%-ной НСГ при модуле 1;20 и температуре 70 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатывают 0,5%-ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 30 мин для омыпения сложноэфирных групп. Образующийся осадок пектата10 Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,8 Х, влажность10,5 Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 55 66,3 Х. Обменная емкость по 0,1 н СаС 12 7,8 мг-экв/г, по О, 1 н ЗгС 12 6,9 мг-экв/г. натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают,При выбранном значении рН 12-14 происходит.не только омыление сложно. эфирных, групп пектиновых веществ, но 5 также коагуляция пектиновых веществ под действием одновалентного катиона Ма (К ). Обнаруженное явление позволяет выделить омыленный продукт из раствора действием омыляющего агента, тогда как обычно выделение пектатов производят органическими растворителями, Полученный пектат промывают ацетоном и высушивают на .воздухе. 15Характеристика препарата: уронидная составляющая 70,27, влажность 10 Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 70 Х, Обменная емкость по О, 1 нСаСФ 20г 7,Ь мг-экв/г, по 0,1 н БгС 17,0 мг-экв/г.П р и м е р 2, 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию 0,8 Х-ной НСГ при 25 модуле 1;15, температуре 75 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 0,57-ным раствором гидро- окиси натрия (рН 14) в течение 30 мин. Образующийся осадок пектата Э 0 натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.Характеристика препарата: уронидная составляющая 69,37., влажность 9,67., этерифицированные группы отсут-ствуют, выход целевого продукта 67,2 Х. Обменная емкость по О, 1 н СаОг 7, 1 мг-экв/г, по О, 1 н ЯгС 1 г 6,7 мг-экв/г.П р и м е р 3. 100 г, сухого свекловичного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 1,17.-ной соляной кислотой при модуле 1: 15 и температу ре 70 оС в течение 2 ч, Пектиновый экстракт оЬрабатьвают 1 Х-ным раствором гидроокиси калия (рН 14) в течение 15 мин для омыления сложноэфирных групп, образующийся осадок пектата калия отфильтровьвают, промывают ацетоном и высушивают. 50 П р и м е р 4. 150 г сухих яблоч" ных выжимок подвергают гидролизуэкстрагированию 1,1 Х-ной соляной кислотой при модуле 1;20, температуре 75 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыляют 1 Х-ным раствором гидроокиси калия (рН 14) в течение 15 мин. Образующийся осадок пектата калия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.Характеристика препарата: уронидная составляющая 72,27, влажность 11, 1 Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 69,8 Х. Обменная емкость по 0,1 н СаС 1 г 8,0 мг-экв/г, .по О, 1 н ЯгС 1 7,2 мг-экв/г.П р и м е р 5 100 г сухого свекловичного жома подвергают гид-. ролизу-экстрагированию 1,0 Х-ной соляной кислотой при модуле 1;20, температуре 72 фС в течение 2 ч. Пектиновый экстракт затем омыпяют 1 Х- ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 15 мин, Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают.Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,7 Х, влажность 10,7 Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта бб, 17. Обменная емкость по О, 1 н. СаСЧг 7,5 мг-экв/г, по О, 1 н БгС 1 6,5 мг-экв/г.П р и м е р б, 100 г сухого свекловичного жома подвергают гидро- лизу-экстрагированию 0,9 Х-ной НС 0 при модуле 1:17 и температуре 70 фС в течение 2 ч. Пектиновый экстракт обрабатьвают О,Ь 7.-ным раствором гидроокиси натрия (рН 12) в течение 30 мин, Образующийся осадок пектата натрия отфильтровывают, промываютацетоном и высушивают.Характеристика препарата: уронидная составляющая 71,3 Х, влажность 9,17, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта68,47., Обменная емкость по 0 1 н СаСн а 7, 7 мг-экв/г, по О, 1 н ВгС 12 -6,6 мг-экв/г.П р и м е р 7. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 1 Х-ной НС при модуле 1: 18, температуре 72 С в тече- ние 2 ч, Пектиновый экстракт затем омыляют 0,8 Х-ным Раствором гидрооки11656 Составитель Т.МартинскаяРедактор О.Юрковецкая Техред М,Кузьма Корректор С.Шекмар Заказ 4283/23 Тйраж 475 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное филйал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5си калия (рН 13) в течение 15 мин.Образующийся осадок пектата калия/Характеристика. препарата: уронидная составляющая 70,8 Х, влажность 11,0 Х, .этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 72,7 Х. Обменная емкость по0,.1 н СаСР 7,9 мг-экв/г, по 0,1 н боСР 106,8 мг-экв/г,П р и м е р 8, 100 г сухого свекловочного жома подвергают гидролизу-экстрагированию 0,8 Х-ной НСР примодуле 1:15 и температуре 72 С в течение 2 ч. Пектиновый экстракт .затемомыляют 0,7 Х-ным раствором гидрооки-си натрия (рН 13) в течение 30 мин,Образующийся осадок пектата натрияотфильтровывают, промывают ацетоном 20и высушивают.Характеристика препарата: уронидная составляющая 68,5 , влажность9,9 Х, этерифицированные группы отсут-,ствуют, выход целевого продукта 69,1 Хр 5Обменная емкость по 0,1 н СаС 17,3 мг-экв/г, по О, 1 н СгС 17,1 мг-экв/г.Пример 9. 150 г сухих яблочных выжимок подвергают гидролизу-экстрагированию 0,9 Х-ной НСР примодуле 1:16 и температуре 73 фС втечение 2 ч. Пектиновый экстрактобрабатывают 0,9 Х-ным растворомгидроокиси калия (рН 14) в течение3515 мин для омыления сложноэфирныхгрупп. Образующийся осадок пектата 84 6калия отфильтровывают, промывают аце. тоном и высушивают.Характеристика препарата: уронндная составляющая 69,9 Х, влажность 10,2 Х, этерифицированные группы отсутствуют, выход целевого продукта 70,7 Х. Обменная емкость по 0,1 н СаСР 7,6 мг-экв/г, по 0,1 н БгС 1 6,5 мг-экв/г.Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность получения сорбента из доступного н дешевого сырья с содержанием пектина до 20 Х на сухое вещество, сокращение времени получения целевого продукта в 1,5-2 раза при известном способеосновной процесс с подготовительными операциями составляет 7 ч, при предлагаемом - 3,5 ч, а также увеличение обменной емкости в 2-,3 раза (по известному способу - 2-3 мг-экв/г, по пведлагаемомч - 7-8 мг-экв/г).Упрощается технологический процесс за, счет того, что в качестве исходного сырья берут не коммерческий пектин, а непосредственно растительное пектинсодержащее сырье. Вследствие этогополностью исключаются технологические, стадии получения и выделения пектиновых веществ и повторная длительная обработка сухих пектиновых веществ щелочами, осаждение и вы- деление целевого вещества (пектата Яа, К) с использованием больших объемов органических растворителей (растворимость пектата На и К значительно выше, чем пектовой кислоты).