Способ анализа структуры целлюлозы

Союз Советских Социалистических Республик) Дополнит ное к авт, свид-ву 81844 18 2) Заявлено 03.05.77 (2 51)М Кч 26 01 М 21 6 013 3/1 см зая с присоединПриоритет Государственнын комитет 53) УДК 678,0123) Опубликовано 30,04,805) Дата опубликования ллстень М 16 елам изобретений н открытий сания 30.04.80) СПОСОБ АНАЛИЗА СТРУКТУРЬ Это достигается ачестве реагента ксильный радика с 1 уИзоорстение относится к области физики и физико-химии высокомолекулярных соединений, в частности к анализу структуры целлюлозы.Известен ИК-спектроскопическпй метод определения упорядоченных и неупорядоченных участков целлюлозы по доступности гидрокснльных групп к дейтерообме- нУ 1 Ц.При обработке образцов целлюлозы химическими реагентами, в данном случае с жидким и парообразным РзО происходит замещение водорода группы ОН на дейтерий главным образом в неупорядоченных областях. По интенсивности остаточной полосы валентных колебаний группы ОН и смещенной новой полосы валентных колебаний группы ОР проводится определение упорядоченны.; и неупорядоченных участков производных целлюлозы спектральным анализом.Однако существующий способ анализа целлюлозы и продуктов ее структурной модификации е позволяет получить надежные данные о показателе неупорядоченности без соблюдения специальных условий.Целью изобретения является повышение точности определения показателя неупорядоченности в разнообразных условиях,тем, что в целлюлозу в водят стабильный импнследующей структуры 5 М-о СН 10упорядоченные иопределяют с:еупорядо омощью агнитногоядоченнос нные участки спектров-ЭПР езонанса) н определяютАх 4 исх показател отношенпс теупор ннтенс где К -0 Ах Лисентиост ральной компоненты к польноп компоненте ЭПР соответствснно для зпрусмого н исходного об е р. Способ проверен на пр целлюлозы, полученных п мпературе и постоянном в нпзкоспсктр 2 аналиразцов. одуктах рп раз- ременп О Прим гпдролиза личной тс гидролизаР, Марупов, П, Бободжанов, И, Юсупов, Р, Г. Жбанков,Н, В, Иванова и А. М, Шишко Физико-технический институт им, С. У. Умарова,Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской ССР и Институт физико-органической химии АН Белорусской ССР50 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 спектр- ЭПР 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 (1 е/1+4) анализируемого образца по отношению к исходному образцу (см. фиг. 1).Расчет проводят по формулеК -100 О:.А4 исхВ 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 (1 о/1+) 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 1 О, 1+в 1, интенсивности - компонент с величиной магнитного квантового числа азота в радикале (М), соответственно равной 0, +1; - 1,В данном случае левая компонента 1+1 является более интенсивной по сравнению с 1, и поэтому расчеты всех спектров ЭПР велись по этой компоненте.Исходная целлюлоза 2,62 2,443,0 2,89 3,0 2,90 2,81 1,89 10 20 О3 0,14 1,10 1)14 1)11 1,07 0,72 93 114 110 114 111 10 72 10 40 50 60 15 70100 Предлагаемый способ анализа структу ры целлюлозы обладает рядом преимуществ по сравнению с известными:введение в целлюлозу стабильного иминоксильного,радикала с последующим исследованием спектра ЭПР позволяет опре 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 анализструктуры целлюлозы;для проведения способа не требуется создания специальных условий;55 способ осуществим на стандартных ЭПРспектрометрах,Примечание. В качестве Аисх взялизначения 1 е/1+=2,62 (отношение параметров центральной компоненты к левой компоненте ЭПР-спектра для исходного негидролизованного образца). Затем все значения 1 О/1+ полученные при различных температурах гидролиза приняли за А.Путем деления значения 1,/1+ для образцов, гидролизованных при различных температурах А, и значению 1,/1+ исходного образца Аисх определены значения К,Например:К = х 100 оо ---- 93;А 2,44Аисх262К, 3 0 .100 оГ =11435 3,62К,=100 Ы =110,4 и т, д,2,782,625Формула изобретения Способ анализа структур ы целлюлозыскими реагентами, опобработкой ее химичесо я оченных и неупорядоч ределения упорядцеллюлозы ных участ ков производныхзателя не- спектральным аналиализом и показпо ядоченности, отличающиися т упоряышения точности опредечто, цс елью повышеагента используют ления, в качестве реагентиминоксильный радикал С Н С С 11М Х 3С 1Х1Х-ж"н снз порядоченные участ упорядоченные и помощью спектров электрон неупорядоченности определяют поК: " 1 ООЫ,Аисхгде - пК в оказатель неупорядя оченности;отношение интенсивно сти центпоненты к низкоальнои компомпоненте спектрапольнои коЭПР. Источники информации,п инятые во внимание рп и экспертизеанков Р Г Марупов Р Иванохлопка. М., Наука, 1976, с.тотип).аФиг. 2 Составитель Т. МартинскаяТехред А. Камышникова Корректор Е. Ласточкина Редактор Р, Антонова Заказ 538/2 Изд. Мз 270 Тираж 1033 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2