Способ получения фосфорилированного крахмала Советский патент 1991 года по МПК C08B31/02 

1

(21)4607876/05

(22)22.11.88

(46) 23.04.91. Бюл. № 15

(71)Институт биорганической химии АН УССР

(72)А.А.Ясников, Н.Я.Козлова, И.В.Мельниченко, С.П.Пономаренко и Ж.С.Дячина

(53)547.458.8 (088.8)

(56) Козлова Н.Я, и др, Твердофазный синтез фосфорилированного крахмала. Доклады АН УССР, серия Б Геологическая химическая и биологическая науки. - Киев, 1988, № 5, с, 38-40.

Авторское свидетельство СССР № 1033501, кл. С 08 В 37/02, 1983.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИЛИРОВАННОГО КРАХМАЛА

() Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу получения фосфорилированного крахмала, применяемого в качестве добавок, повышакщих прочностные свойства бумаги и картона, изготовляемых из древесной массы, макулатуры и целлюлозы. Изобретение позволяет получить водорастворимый фосфорилированный крахмал за счет того, что крахмал обрабатывают фосфорным ангидридом при массовом соотношении 1,0:(0,02-1,0) соответственно и 70-100°С. Фосфорилированный крахмал смешивают с водой при массовом соотношении 1:(0,5-1,5) соответственно. Полученную смесь выдерживают на металлической или тефлоновой поверхности, нагретой до 175-200°С, до полного удаления воды при толщине слоя смеси 0,5-3,0 мм. 1 табл.

с SS

С

Изобретение относится к химической технологии, конкретно фосфорили- рованному крахмалу, применяемому в качестве добавок, повышакщих прочностные свойства бумаги и картона, изготовляемых из древесной массы, макулатуры и целлюлозы,

Целью изобретения является получение водорастворимого фосфорилированного крахмала.

Пример 1. 3,1 моль (500 г) картофельного крахмала помещают в реактор, нагревают до 80°С в течение 1 ч и охлаждают до комнатной температуры, К охлажденной смеси постепенно прибавляют при перемешивании 0,08 моль (11,14 г) фосфорного ангидрида. Смесь нагревают при в течение 20 мин и охлаждают до комнатной температуры. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1: :0,022. К 500 г фосфорилированного крахмала прибавляют 500 г и выливают эту суспензию на тефлоновую поверхность, нагретую до )75°Св толщина слоя 1 мм. Выдерживают на подложке до полного удаления воды, Готовый продукт снимают ножом (скребком) с поверхности. Выход продукта 495 г (99%). Содержание связанного фосфора 1%, Соотношение фосфорилированного крахмала к воде в суспензии в массовом соотношении 1:1. 1 г конечного продукта растворяют в 100 г воды при 20° за 1-2с,

О Ј

О О О

о

2

Вязкость полученного 1%-ного раствора 1 Па/с.

Пример2.0,15 моль (25 г) картофельного крахмала помещают в реактор, нагревают до 85°С и перемешивают при этой температуре 1,5 ч. Смесь охлаждают и постепенно вносят 0,004 моль (0,6 г) фосфорного ангидрида. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,024, Реакционную массу нагревают 1 ч при х 75°С. К 25 г полученного продукта прибавляют 12,5 мл воды и выпивают слоем в 3 мм на алюминиевую поверхность, нагретую до 195°С. Выдерживают на подложке до полного удаления воды. Соотношение фосфорилированного крахмала к воде в суспензии в массовом соотношении 1:0,5. Выход продукта 24 г (96%). Содержание фосфора 1%. 1 г конечного продукта растворяется

20

С за 1-2 с. Вяз- -ного раствора

в 100 г воды при кость полученного 1 Па/с.

Пример 3. 0,15 моль (25 г) крахмала нагревают до 80°С и выдерживают при этой температуре 2 ч. Смесь охлаждают и постепенно вносят 0,0035 моль (0,5 г) фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагревают 1 ч при 70°С. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1: ;0,02, К 25 г полученного продукта прибавляют 25 мл воды и суспензию выливают слоем толщиной 0,5 мм на стальную поверхность, нагретую до 200°С. Соотношение фосфорилированного крахмала и воды в суспензии 1:1. Смесь выдерживают на подложке до полного удаления воды. Выход готового продукта 24 г (96%). Вязкость %-ного раствора 1 Па/с. Содержание фосфора 0,9%. 1 г ряется в 3 с.

Пример 4. 0,3 моль (50 г) крахмала помещают в реактор и добавляют 0,1 моль (6 г) мочевины. Смесь нагревают до 90°С и выдерживают при этой температуре 4 ч. К охлажденной смеси постепенно прибавляют 0,012 моль (1,7 г) фосфорного ангидрида и нагревают при 75 С в течение 1 ч. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,34. 50 г продукта смешивают с 40 мл воды и выливают слоем 1 мм на медную поверхность до , Соотношение продукта

конечного продукта раство- 100 г воды при за 11.0

и воды 1:0,8. Смесь выдерживают на подложке до удаления воды. Выход готового продукта 47 г (94%). Содержание фосфора 1%. 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 15 мин. Вязкость полученного 1%-но- го раствора 4 Па/с.

Пример5. В смеситель, содержащий 0,62 моль (100 г) картофельного крахмала добавляют 0,07 моль (4 г) мочевины и нагревают при перемешивании при 85°С в течение 2 ч. Смесь охлаждают и прибавляют постепенно 5 0,048 моль (6,8 г) фосфорного ангидрида, нагревают 1 ч при 70°С и охлаждают. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,068.

К 100 г полученного продукта прибавляют 150 г воды и выливают слоем в 1,5 мм на разогретую до 180°С теф- лоновую поверхность. Смесь выдерживают на подложке до удаления воды. Сухой продукт снимают с поверхности в виде пластинок. Соотношение фосфори- лированного крахмала к воде в суспензии в массовом соотношении 1:1,5. Выход продукта 96 г (87%). Содержание связанного фосфора 3%, 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 1 мин. Вязкость полученного 1%-ного раствора 1,3 Па/с.

Примерб. В реактор, содержащий 6,2 моль ( 1000 г) I, картофельного крахмала вносят 2,6 моль (160 г) мо-

20

25

30

J5

40

45

50

55

чевины. Смесь нагревают до 90 С и выдерживают в течение 3 ч. К охлаждаемой смеси прибавляют 0,16 моль (22,6 г) фосфорного ангидрида. Смесь нагревают при 85° в течение 40 мин. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,0226.

К 1000 г полученного продукта прибавляют 700 мл воды и эту суспензию выливают тонким слоем толщиной 2 мм на алюминевую поверхность, нагретую до 190°С. Смесь выдерживают на подложке до полного удаления воды. Сухой продукт снимают с поверхности. Соотношение фосфорилированного крахмала к воде в суспензии в массовом соотношении составляет 1:0,7. Выход продукта 993 г (85%). Содержание фосфора 1%. 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 15 мин. Вязкость полученного 1%-ного раствора 2,4 Па/с.

Пример. 15,4 моль (2500 г) картофельного крахмала помещают в

чевины. Смесь нагревают до 90 С и выдерживают в течение 3 ч. К охлаждаемой смеси прибавляют 0,16 моль (22,6 г) фосфорного ангидрида. Смесь нагревают при 85° в течение 40 мин. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,0226.

К 1000 г полученного продукта прибавляют 700 мл воды и эту суспензию выливают тонким слоем толщиной 2 мм на алюминевую поверхность, нагретую до 190°С. Смесь выдерживают на подложке до полного удаления воды. Сухой продукт снимают с поверхности. Соотношение фосфорилированного крахмала к воде в суспензии в массовом соотношении составляет 1:0,7. Выход продукта 993 г (85%). Содержание фосфора 1%. 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 15 мин. Вязкость полученного 1%-ного раствора 2,4 Па/с.

Пример. 15,4 моль (2500 г) картофельного крахмала помещают в

10

15

20

реактор, нагревают до 80°С и перемешивают при этой температуре 2 ч. В охлажденную смесь постепенно вносят 0,53 Моль (56 г) фосфорного ангидрида, нагревают до 100°С и выдерживают при этой температуре 45 мин. Массовое соотношение крахмала и фосфорного ангидрида 1:0,03. К 5 г полученного продукта прибавляют 2,5 мл воды и вы- ливают слоем в 2,5 мм на алюминевую поверхность, нагретую до 185°С. Выдерживают смесь на подложке до полного удаления влаги. Соотношение фосфо- рилированного крахмала и воды в суспензии 1{0,5. Сухой крахмал отстает от поверхности нагрева. Выход 4,9 г (98%).Содержание фосфора 1,35%. Вязкость 1%-ного раствора 1,2 Па/с.

Примере, 5г (0,031 моль) картофельного крахмала нагревают до 80°С и выдерживают 30 мин. К охлажденному крахмалу прибавляют постепенно при перемешивании 5 г фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагрева- 25 ют 0,5 ч при 70°С. Массовое соотношение крахмала и фосфорного., ангидрида 1:1. К 2 г полученного продукта прибавляют 2 мл воды и выливают слоем толщиной 1 мм на алюминиевую поверхность, нагретую до 190°С, После удаления воды сухой крахмал удаляют с нагретой поверхности. Массовое соотношение фосфорилированного крахмала и воды в суспензии 1:1, Выход продукта 4,8 г (90%). Содержание фосфора 11%. Вязкость 1%-ного раствора 1,0 Па/с. 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 1-2 с.

П р и м е р 9. 35,4 моль (2500 г) картофельного крахмала помещают в еактор, нагревают до 80°С и перемешивают при этой температуре 2 ч, В охажденную смесь постепенно вносят ,53 моль (56 г) фосфорного ингидри- а, нагревают до 100°С и выдерживают при этой температуре 45 мин. К 5 г

50

35

40

45

1643556

0

5

0

5

0

5

0

5

полученного продукта прибавляют 2,5. мл воды и выливают слоем 2,5 мм на металлическую поверхность, нагретую до 185°С, Время пребывания крахмала на нагретой поверхности составляет 1 с. Сухой крахмал отстает от поверхности нагрева. Выход 4,9 г (98%). Содержание фосфора 1,35%. Вязкость 1%-ного раствора 1,2 Па/с.

Пример 10. 5г (0,031 моль) картофельного крахмала нагревают до 80°С и выдерживают 30 мин. К охлажденному крахмалу прибавляют постепенно при перемешивании 5 г фосфорного ангидрида. Реакционную массу нагревают 0,5 ч при 70°С.

К 2 г полученного продукта прибавляют 2 мл воды и выливают споем толщиной 1 мм на поверхность, нагретую до 190 С. По истечении 2 с сухой крахмал удаляют с нагретой поверхности. Выход продукта 4,8 г (90%). Содержание фосфора 11%. Вязкость 1%-ного раствора 1,0 Па/с 1 г конечного продукта растворяется в 100 г воды при 20°С за 1-2 с.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным демонстрируют данные таблицы.

Формула изобретения

Способ получения фосфорилированного крахмала, включающий обработку крахмала фосфорным ангидридом при массовом соотношении 1,0:(0,2-1,0) соответственно и температуре 70- 100 С, отличающийся тем, , что, -с целью получения водорастворимого фосфорилированного крахмала, смешивают с водой при массовом соотношении 1:(0,5-1,5) соответственной полученную смесь выдерживают на металлической или тефлоновой поверхности, нагретой до 175-200 С, до полного удаления воды при толщине слоя смеси 0,5-3 мм.