Способ количественного определения водорастворимых производных целлюлозы в их растворах

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСХОМУ СВИДЕТ 1 ЛЬСТВУ Союз СоветскихСфцналнстнческнхРеспублик щ 979994(51)М. Кл. 6 01 М 33/00 С 018 11/00 9 вуюрстювй кевипт СььР дф яваам взабретвнкй и втхрытий(22) Авторы изобретения Научно-исследовательский институт химиипри Горьковском ордена Трудового КрасногоЗнамени государственном университетеим. Н,И. Лобачевского(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯВОДОРАСТВОРИМЫХ ПРОИЗВОДНЫХ БЕЛЛЮЛОЗЫ В ИХ РАСТВОРАХ1Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения водорас творимых производных целлюлозы.Известен колориметрический способ определения целлюлозы и ее производных, основанный на реакции конденсации антро на (9,10-дигидро-кетоантроцен) с продуктами их кислотного гидролиэа (1 1.К недостаткам этого способа следует . отнести высокую токсичность реагентов, нестабильность антронового реактива и1 О низкую избирательность реакции. Известен способ определения водорастворимых производных целлюлозы в растворах путем измерения их вязкости 2Измерение вязкости дает представление о молекулярной массе полимера и средней степени попимеризации уравнение Марка-Хувинкв=К М, где Г: 0 характеристическая вязкость; М - молекулярная масса; К и о - константы; и при использовании одной и той же степени полимеризации служит сравнитель 2ной характеристикой количества производных целлюлозы.Однаков известном способе вязкостьопределяют в медно-аммиачных растворах, приготовление которых трудоемко,так как медно-аммиачные растворы необходимо предохранять от окисления кислородом воздуха, для чего создаютсяспециальные установки. Кроме того, этирастворы токсичны. Измерением вязкости по известному способу можно охарактеризовать растворы относительно высоких концентраций (0,5-2,0%). Определение не избирательно.Бель изобретения - упрошение процесса, повышение чувствительности и избирательности определения,Поставленная цель достигается тем,что в способе количественного определения водорвстворимых производных целлюлозы в их растворах, включаюшем измерение вязкости раствора производных целлюлозы, водный раствор производного целлюлозы обрабатывают ферментом целлю,5 10,5-0,50 0 О 3 979994 4лазного действия в оптимальных условиях ферментативный гидролиз проводят в реакции деполимериэации, измеряют вяз условиях оптимума действия эндодеполикость полученного раствора и определе- меразы.,Пля использованных ферментных ние проводят по градуировочному графику препаратов "Белловиридин" и целлолигзависимости вязкости раствора производ- порик" это рН 5,6 и 45 С, Проведение-Фного целлюлозы от концентрации этого ферментативного гидролиза при оптимальраствора. ных параметрах обеспечивает максимальСпособ осуществляют следующим об- ный диапазон определяемых содержаний и разом, минимальную погрешность определенияГотовят раствор водорастворимого про(сравнительные табл, 1 и 2 ).иэводного целлкпозы в ацетатном буферепри интенсивном перемешивании в тече- В табл. 1 приведены результаты опрение 30-60 мин на магнитной мешалке. деления производных целлюлозы ферментРаствор ферментного препарата гото- ным способом при различных температувят растворением навески в ацетатном д рах (рН 5,6); в табл. 2 - то же, при буфере. различных рН (= 45 С),979994 Таблица 0,20-0,70 О, 15-0,55 0,15-0,70 0,15-0,60 5,7 8,6 5,9 8,7 Ме тилцеллюпоэа 3,6 4,0 010075 015-070 8,6 7,1 010 0,80 0,10-0,70 7,7 8,4 7,2 8,9 7,00 6,3 48. 0,10-1,00 0,05-1,00 0,15-1,00 0,10-1,00 5,2 0,0 1-1,00 5,6 7,0 О, 1 5-0,80 6,0 9,3 Оксиэтилцеллюлоза 0,10-0,50 0,10-050 0,05-0,50 0,10-0,50 0,05-0,3 0 О, 10-0,709,03 9,6 3,6 8,6 9,0 4,0 9,0 9,2 44 48 005 050 О 0 070 5,2 0,01-0,50005-1,00 8,7 8,8 7,5 9,8 5,6 0,01-0,500,01-0,70 8,1 7,3 0,05-0,50 0,10-1,00 9,8 6,0 8,6 Измерение вязкости выполняют в термостатированном вискозиметре Оствальда, о куда заливают 10 мл анализируемого раствора в ацетатном буфере (рН 5,6).Через 5 мин, когда раствор принимает требуемую температуру (45 оС), в вискозиметр добавляют 2 мл 01%-ного раствора ферментного препарата, перемешивают барботированием воздуха и одновременно фиксируют секундомером время начала реакции, Через 15 мин ферментативной реакции, в процессе которой проис 5 О ходит разрыв 5 =1,4 глюкоэидных связей, соединяющих остатки глюкозы в макро- молекуле целлюлозы, измеряют время истечения реакционной смеси и вычисляют относительную вязкость раствора как от ношение времени истечения реакционной55 смеси ко времени истечения чистого буферного раствора, Строят график зависимости относительной вязкости в фиксированный момент ферментативной реакции(15 мин) от концентрациианализируемого вещества.На фиг. 1 представлен градуированныйграфик определения метилцеллюлозы ферментным препаратом "Йелловиридин" (1) иЦеллопигнорин" (2); на фиг 2 - то же,определение оксиэтилцеллюпозы,П р и м е р 1. Готовят раствор метилцеллкдозы растворением 0,5 г в 100 мл 1ацетатного буфера, рН 5,6 при интенсивном перемешивании на магнитной мешалке в течение 30 мин. Метилцеллюлозупредварительно эамачивают в небольшомколичестве растворителя при 80 С дляравномерного смачивания частиц, Из исходного раствора раэбавлением получаютраствор метилцеллюпозы неизвестной концентрации, Раствор ферментного препарата "Целловиридин готовят растворением0,1 г в 100 мл ацетатного буфера рН,2 0 5 290 0 1,00 0 3 7 9799 5,6 при умеренном перемешивании иа магнитной мешалке.В вискоэиметр Оствальда с диаметром капилляра 0,56 мм при температуре термостатирования 45 С заливаюто10 мл анализируемого раствора. Через 5 мии добавляют 2 мл 0,1%-ного ферментиого препарата "Целловиридин", перемешивают барботированием воздуха и фиксируют время начала реакции.10Через 15 мин ферментативной реакции измеряют время истечения реакционной смеси (т. = 89,6 с). Вычисляют относительную вязкость ,о ) раствора как отношение времени истечения реакционной смеси ко времени истечения чистого буферного раствора ( 1 к= 796 с) о ЭЭ,Ь стй296 с"го у.По предварительно построенному ка.-либровочному графику зависимости относительной вязкости от концентрации метилцеллюлоэы находим, что 1 о.;-1,125г 51,13 соответствует содержаййю метилцеллкщозы 0,10%,Построение градуировочного графиказаключается в приготовлении растворовметилцеллкщозы различных концентраций,проведении реакции ферментативного гидролиэа в условиях оптимума реакции ендодеполимеризации (рН 5,6; 45 С) иопределении относительной вязкости раствора в фиксированный момент времени,3515 мин (табл. 3, фиг. 1, линия 1),В табл, 3 приведены результаты дляпостроения градуировочного графика определения метилцеллюлозы ферментнымпрепаратом "Целловиридин", и: 6,Т аблица 3 94 8В табл. 4 приведены результаты определения метилцеллкщозы ферментнымпре паратом "Целловиридин" (рН 5,6; =45 С п = 63 сС= 0,95).Табл ица 4 071 ф 0,0135 1,9 При сравнении данных, приведенных в табл, 2 и 4, видно, что использование ацетатных буферных растворов с рН, отличным от 5,6, не дает возможности определять метилцеллюлозу ферментным препаратом "Белловиридин" с пределами обнаружения (0,0 1-1,00%).Результаты определения метилцеллюлозы при различных температурах термостатирования (табл. 1) демонстрируют преимущество выполнения процесса ферментативного гидролиэа при 45 С, что можно объяснить низкой скоростью гидро- лиза при пониженных температурах и депатурацией фермента при повышенных температурах, . П р и м е р 2, Способ по примеру 1, отличающийся использованиемоферментного препарата "Целлолигнорин".В табл, 5 приведены результаты для построения градуировочного графика определения метилцеллюлозы ферментным препаратом Беллолигнорин" (фиг. 1, линия 2), И: 6.Таблица 5,00 по примеру 1, м в качествесиэтилцеллю- О Спосо овани При м отличаюшийс,10 вещества ок налиэируемооэы,0 0,35 эультаты дляграфика опреферментным фиг. 2, лиВ табл. 7 привед построения градуиро деления оксиэтилцелл препаратом "Беллов ния 1),0=6 0 очного ы 3,05 7 дин Т и ц аты опментным5,6; 0 0,0 5 35 0,1 0,0 09 10,0 0,00 2,50. 0,05 0,51+ 0,004 0,11+ 0,010 В табл ления о епарато 45 оС; аты ведены реэульцеллюлозы фермовиридин" (рНоС =0,95)Табл,50 9 97В табл. 6 приведены результаты определения метилцеллюлоэы ферментным препаратом "Беллалигнорин" (рН 5,6; : 48 С; и =6; о:95)Таблица 6,71+ 0,029 9994 10П р и м е р 4. Способ по примеру 2,оззичающийся использованием в качествеанализируемого вещества оксиэтилцеллюлозы.В табл. 9 приведены результаты дляпостроения градуировочного графика определения оксиэтилцеллюлозы ферментнымпрепаратом "Беллолигнорин (фиг. 2, линия 2), п=6 В табл. 10 приведены результ ределения оксиэтилцеллюлозы фер препаратом "Беллолигнорин. (рН 1= 45 ОС; о = 6; о= 0,95) Таблица 10образом, предлагаемый способ ию с известным имеет следующества: позволяет сократить льность анализа с 2,5 ч до счет применения ферментных , а не медно-аммиачных раст" готовление которых трудоемко; ет избирательность определеозы и ее производных блапо сравнен шие преиму продолжите 0,25 ч за препаратовворов, при обеспечива ни я целлюл11 9799 годаря специфическому гидролитическому расщеплению микромолекул по 1,4- /Ь-глю-, коэидным связям под действием ферментов - целлюлаэ; обеспечивает висоФкую чувствительность определения (до 0 01%1% против 0,5%); упрощает техникуо 5 анализа, так как используются нетоксиче реагенты, на которые не влияет кислород воздуха. ф ормула изобретения Способ количественного определения водорастворимых производных целлюло З эы в их растворах, включающий измерение вязкости раствора производных цел-люлоэы о т л и ч а ю ш и й с я тем3 что, с целью упрощения процесса, повышения чувствительности и избирательнос- щ 94 12ти определения, водный раствор производного целлюлозы обрабатывают ферментомцеллюлаэного действия в оптимальныхусловиях реакции деполимеризации, измеряют вязкость полученного раствора иопределение проводят по градуировочномуграфику зависимости вязкости растворапроизводного целлюлозы от концентрацииэтого раствора,Источники информации,принятые во вниманиепри экспертизе;1оренман И. М. Фотометрическийанализ "Методы определения органических соединений", М"Химия", 1970,с, 170,2, Оболенская А, В, и др, Практические работы по химки древесины и целлюлозы. Ред. В, Я, Никитина, М, "Леснаяпромышленность", 1965, с, 259 (прототип),97 9994 тор М. Демчи дактор В,Заказ 9350/34ВН исное ССР лиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Р Р 2 Юд Р 1Го 3 ержание ОисиютилцелаюдФг Составитель Т. Мартинскаяренко Техред С, Мигунова Кор Тираж 887 Подп ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 35, Москва, ЖРаушская наб. Ф