Сахариды
бездымный порох, этиловый спирт и др.
Наиболее распространенный промышленный способ выделения целлюлозы из
древесины заключается в обработке измельченной древесины при повышенных
температуре и давлении раствором гидросульфита кальция Са(НSО3)2. При
этом древесина разрушается, содержащийся в ней лигнин переходит в раствор,
целлюлоза же остается в неизмененном виде. Затем целлюлозу отделяют от
раствора , промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку.
Целлюлозу, полученную описанным выше способом, часто называют сульфитной
целлюлозой.
Целлюлоза не растворяется в воде, диэтиловом эфире и этиловом спирте,
она не расщепляется под влиянием разбавленных кислот, устойчива к действию
щелочей и слабых окислителей.
При обработке на холоду концентрированной серной кислотой целлюлоза
растворяется в ней, образуя вязкий раствор. Если этот раствор вылить в
избыток воды, выделяется белый хлопьевидный продукт, так называемый
амилоид, представляющий собой частично гидролизованную целлюлозу. Он сходен
с крахмалом по реакции с йодом (синее окрашивание; целлюлоза не дает этой
реакции). Если не проклеенную бумагу опустить на короткое время в
концентрированную серную кислоту и затем сейчас же промыть, то образующийся
амилоид склеивает волокна бумаги, делая ее более плотной и прочной. Так
изготавливается пергаментная бумага.
При продолжительном действии на целлюлозу концентрированных растворов
минеральных кислот она при нагревании подвергается гидролизу, конечным
продуктом которого является глюкоза.
В молекулах целлюлозы содержатся спиртовые гидроксильные группы: в
каждом остатке глюкозы таких групп три и формулу целлюлозы можно
представить так : [С6Н7О2(ОН)3]х. Поэтому из нее могут быть получены
простые и сложные эфиры.
Сложные эфиры целлюлозы и азотной кислоты – нитраты целлюлозы
(нитроцеллюлоза) – могут иметь состав [С6Н7О2(ОН)2(ОNO2)]х,
[С6Н7О2(ОН)(ОNO2)2]х и [С6Н7О2(ОNO2)3]х. Они идут на изготовление
бездымного пороха (пироксилина), целлулоида, нитролаков и т.д. Из
уксуснокислых эфиров целлюлозы (ацетаты целлюлозы, или ацетилцеллюлоза),
например [С6Н7О2(ОСОСН3)3]х, изготовляют негорючую фото- и кинопленку,
различные прозрачные пластические массы и лаки.
Большое промышленное значение имеет химическая переработка целлюлозы в
искусственное волокно.
Производство искусственного волокна из целлюлозы осуществляется тремя
способами: вискозным, ацетатным и медноаммиачным.
Для получения волокна по вискозному способу целлюлозу обрабатывают
едким натром, а затем сероуглеродом. Образующуюся оранжевую массу,
называемую ксантогенатом, растворяют в слабом растворе слабого натра,
получая так называемую вискозу. Последнюю продавливают через специальные
колпачки с мельчайшими отверстиями (фильеры) в осадительную ванну,
содержащую водный раствор серной кислоты. При взаимодействии с серной
кислотой щелочь нейтрализуется, и вискоза разлагается, расщепляя
сероуглерод и образую блестящие нити несколько измененной по составу
целлюлозы. Эти нити представляют собой вискозное волокно.
При получении по ацетатному способу раствор ацетата целлюлозы в
ацетоне продавливается через фильеры навстречу теплому воздуху.ацетон
испаряется и струйки раствора превращаются в тончайшие нити – ацетатное
волокно.
Менее распространенным является медноаммиачный способ, при котором
используется характерное свойство целлюлозы – ее способности растворяться в
аммиачном растворе оксида меди (II) [ Cu(NН3)4](ОН)2 (реактив Швейцера).
Из этого раствора действием кислот вновь выделяют целлюлозу. Нити волокна
получают продавливанием медноаммиачного раствора сквозь фильеры в
осадительную ванну с раствором кислоты.
Рассмотрим получение этилового спирта с помощью моно- и полисахаридов.
Этиловый (винный) спирт, или этанол, СН3СН2ОН (темп. кип. 78,4 є С) –
одно из важнейших исходных веществ в современной промышленности
органического синтеза. Для получения его издавна пользуются различными
сахаристыми веществами, например виноградным сахаром,, или глюкозой,
которая путем «брожения», вызываемого действием ферментов, вырабатываемых
дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт. Реакция протекает
согласно схеме:
С6Н12О6 2 С2Н5ОН + 2 СО2 ^
глюкоза этиловый
спирт
Глюкоза в свободном виде содержится, например, в виноградном соке, при
брожении которого получается виноградное вино с содержанием спирта от 8 до
16 %.
Исходным продуктом для получения спирта может служить полисахарид
крахмал, содержащийся, например, в клубнях картофеля, зернах ржи, пшеницы,
кукурузы. Для превращения в сахарные вещества (глюкозу) крахмал
предварительно подзаваривают горячей водой и по охлаждении добавляют солод
– проросшие, а затем просушенные и растертые с водой зерна ячменя. В
солоде содержится диастаз (сложная смесь ферментов), действующих на процесс
осахаривания крахмала каталитически. По окончании осахаривания к
полученной жидкости прибавляют дрожжи, под действием фермента которых
(зимазы) образуется спирт. Его отгоняют и затем очищают повторной
перегонкой.
В настоящее время осазариванию подвергают только другой полисахарид
–целлюлозу (клетчатку), образубщую главную массу древесины. Для этого
целлюлозу, подвергают гидролизу в присутствии кислот (например, древесные
опилки при 150-170 є С обрабатывают 0,1-5% серной кислотой под давлением
0,7 – 1,5 Мпа). Полученный таким образом продукт также содержит глюкозу и
сбраживается на спирт при помощи дрожжей (гидролизный спирт).
( В перспективных формулах атомы, образующие кольцо, расположены
как бы в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа;
жирными линиями обозначаются связи между атомами кольца, выдающимися
вперед к наблюдателю.
( В равновесной системе моносахаридов образуются и их
циклические формы с пятичленным кислородосодержащим кольцом; они
неустойчивы и в свободном кристаллическом виде не выделены. Однако
известны многие природные и синтетические соединения, являющиеся
производными пятичленных циклических форм моносахаридов
| |  скачать работу |
Сахариды |
