બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝને કાચા માલ તરીકે લઈ, 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફેટ પ્રોપાયટ સેલ્યુલોઝ ઈથરનું સંશ્લેષણ કરો. ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર ઉત્પાદનની રચનાનું વિશ્લેષણ કરે છે. બેઝ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરના સંશ્લેષણ માટે શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા શરતો. પરિણામો દર્શાવે છે કે 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોનિક એસિડ-આધારિત પ્રોપાયેટ બેક્ટેરિયલ ઈથરની ઑપ્ટિમાઇઝેશન શરતો હેઠળ સંશ્લેષણની વિનિમય ક્ષમતા 0.481mmol/g હતી.
કીવર્ડ્સ: બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ; 2-હાઈડ્રોક્સિલ-3-સલ્ફોનિક એસિડ-આધારિત ગોર્નેમાઈન સેલ્યુલોઝ ઈથર; વિનિમય ક્ષમતા
માઇક્રોબાયલ સિન્થેટિક બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ રાસાયણિક રચના અને પરમાણુ બંધારણમાં પ્લાન્ટ સેલ્યુલોઝ જેવું જ છે. તે ડી-પાયરારોટ ગ્લુકોઝ દ્વારા જોડાયેલ સીધું પોલિસેકરાઇડ છેβ-1, 4-ગ્લાયકોસાઇડ બોન્ડ્સ. પ્લાન્ટ સેલ્યુલોઝની તુલનામાં, બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ વધુ સારી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. તે અલ્ટ્રા-માઈક્રો ફાઈબર નેટ છે જે અલ્ટ્રા-માઈક્રો ફાઈબરથી બનેલું છે. તે શુદ્ધ સેલ્યુલોઝના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેમાં ઘણા અનન્ય કાર્યો છે. એકોસ્ટિક સાધનો અને તેલ ખાણકામના પાસાઓનો વ્યાપક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
2-હાઈડ્રોક્સિલ-3-સલ્ફોનેટ સેલ્યુલર સેલ્યુલોઝ ઈથર એ એક મહત્વપૂર્ણ સેલ્યુલોઝ વ્યુત્પન્ન છે જે ઉચ્ચ જળ શોષક સામગ્રીમાંથી બનાવી શકાય છે. તેનો ઉપયોગ ભારે ધાતુના આયનો અને કેશન તરીકે પ્રોટીનના શોષણ માટે નક્કર શુદ્ધતા તરીકે પણ થઈ શકે છે. 2-હાઈડ્રોક્સિલ-3-સલ્ફેટ સેલ્યુલોઝ ઈથર સ્ટ્રોંગ એસિડ કેશનિક એક્સચેન્જો તૈયાર કરવા માટે ફેંગ કિંગક્વિન, જી ઝેફેંગ અને અન્ય સેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ ચોખાના શેલ કોર્ન સ્ટ્રોમાં થાય છે. આ લેખ કાચા માલ તરીકે બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ કરે છે, 2-હાઈડ્રોક્સિલ-3-સલ્ફોનિક એસિડ-આધારિત બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરને સંશ્લેષણ કરે છે, અને તેની શ્રેષ્ઠ કૃત્રિમ પરિસ્થિતિઓનો અભ્યાસ કરવા માટે ઓર્થોગોનલ પ્રયોગોનો ઉપયોગ કરે છે અને આ સ્થિતિ હેઠળ તૈયાર 2-હાઈડ્રોક્સિલ-3-સલ્ફા-સલ્ફા સલ્ફાનો ઉપયોગ કરે છે. એસિડ-આધારિત ગોર્નેમાઇન સેલ્યુલોઝ ઈથરની વિનિમય ક્ષમતા સામગ્રીના વાસ્તવિક ઉપયોગ માટે સૈદ્ધાંતિક આધાર પૂરો પાડે છે.
1. પ્રાયોગિક ભાગ
1.1 રીએજન્ટ્સ અને સાધનો
બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ (સ્વ-નિર્માણ), સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, સોડિયમ કાર્બોનેટ, સોડિયમ બાયસલ્ફાઇટ, ડાયોક્સેન, એપિક્લોરોહાઇડ્રિન, એસેટોન, ઇથેનોલ, સોડિયમ કાર્બોનેટ, ઉપરોક્ત રીએજન્ટ્સ વિશ્લેષણાત્મક ગ્રેડના છે.
ઇન્ક્યુબેટર/ડ્રાયિંગ બોક્સ (Shanghai-Heng Technology Co., Ltd.); GQF-1 જેટ મિલ (પાવડર સેન્ટર, નાનજિંગ યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી); ફોરિયર ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર (જર્મની); એજિલેન્ટ AAS-3510 અણુ શોષણ સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર.
1.2 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરની તૈયારી
1.2.1 ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝનું સંશ્લેષણ
10 ગ્રામ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ પાવડર, 60 એમએલ એપિક્લોરોહાઈડ્રિન અને 125 એમએલ 2 એમએલ ઉમેરો·રિફ્લક્સ કન્ડેન્સર અને સ્ટિરરથી સજ્જ ત્રણ ગળાના ફ્લાસ્કમાં L-1 NaOH સોલ્યુશન, 1 કલાક માટે રિફ્લક્સ માટે ગરમી, ફિલ્ટર, અને એસીટોન અને પાણીથી મધ્યમ ગુણધર્મોથી ક્રોસ-વોશ, અને 60 પર વેક્યૂમ હેઠળ સૂકવવામાં આવે છે.°ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ મેળવવા માટે C.
1.2.2 સોડિયમ 3-ક્લોરો-2 હાઇડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટનું સંશ્લેષણ
104.0gNaHSO3 નું વજન કરો અને તેને 200mLH2O માં ઓગાળો અને તેને SO2 ગેસથી સંતૃપ્ત થવા દો. 70-90 સુધી ગરમ કરો°હલાવવાની સાથે C, પછી ડ્રોપિંગ ફનલ સાથે 160mL એપિક્લોરોહાઇડ્રિન ઉમેરો અને 85 પર પ્રતિક્રિયા આપો°4 કલાક માટે સી. પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન 5 થી નીચે ઠંડું કરવામાં આવ્યું હતું°ઉત્પાદનને સ્ફટિકીકરણ કરવા માટે C, પછી આછા પીળા રંગના ક્રૂડ ઉત્પાદન મેળવવા માટે સક્શનને ફિલ્ટર, ધોઈ અને સૂકવવામાં આવે છે. સફેદ સ્ફટિકો મેળવવા માટે ક્રૂડ ઉત્પાદનને 1:1 ઇથેનોલ સાથે પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું.
1.2.3 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરનું સંશ્લેષણ
રિફ્લક્સ કન્ડેન્સર અને સ્ટિરરથી સજ્જ ત્રણ ગળાના ફ્લાસ્કમાં 2 ગ્રામ ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ, 3-ક્લોરો-2-હાઈડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટની ચોક્કસ માત્રા, 0.7 ગ્રામ સોડિયમ કાર્બોનેટ અને 70 મિલી ડાયોક્સેન જલીય દ્રાવણ ઉમેરો. નાઇટ્રોજન રક્ષણ હેઠળ, ચોક્કસ તાપમાનને નિયંત્રિત કરો અને ચોક્કસ સમયગાળા માટે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે હલાવો, ફિલ્ટર કરો, તટસ્થતા માટે એસિટોન અને પાણીથી ધોઈ લો અને 60 પર વેક્યૂમ-ડ્રાય કરો°આછો પીળો ઘન મેળવવા માટે C.
1.3 ઉત્પાદન માળખું વિશ્લેષણ
FT-IR ટેસ્ટ: સોલિડ KBr ટેબ્લેટ, ટેસ્ટ રેન્જ: 500cm-1～4000cm-1.
1.4 વિનિમય ક્ષમતાનું નિર્ધારણ
1-2 ગ્રામ 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથર લો, પલાળવા માટે યોગ્ય માત્રામાં નિસ્યંદિત પાણી ઉમેરો, પછી તેને હલાવીને એક્સચેન્જ કોલમમાં રેડો, યોગ્ય માત્રામાં નિસ્યંદિત પાણીથી કોગળા કરો અને પછી લગભગ 100mL 5% નો ઉપયોગ કરો. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ કોગળા, 3mL પ્રતિ મિનિટના પ્રવાહ દરને નિયંત્રિત કરો. પછી નિસ્યંદિત પાણીથી ધોઈ નાખો જ્યાં સુધી તે મિથાઈલ ઓરેન્જ દ્વારા પરીક્ષણ કરવામાં આવે ત્યારે એસિડિટી ન બતાવે, પછી 1mol L-1 ની સાંદ્રતા સાથે લગભગ 60mL સોડિયમ ક્લોરાઇડ સાથે ઇલ્યુટ કરો, લગભગ 3mL/મિનિટ પર પ્રવાહ દરને નિયંત્રિત કરો, અને પ્રવાહીને એકત્ર કરો. એર્લેનમેયર ફ્લાસ્ક. પછી કોલમને 50-80mL નિસ્યંદિત પાણીથી ધોઈ લો. એકત્રિત સોલ્યુશન 0.1mol સાથે ટાઇટ્રેટેડ હતું·L-1 સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સ્ટાન્ડર્ડ સોલ્યુશન ફિનોલ્ફથાલિનનો સૂચક તરીકે ઉપયોગ કરે છે, અને વપરાશમાં લેવાયેલા સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના મિલીલીટરની સંખ્યા VNaOH હતી.
2. પરિણામો અને ચર્ચા
2.1 ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝનું માળખાકીય લાક્ષણિકતા
નવા સીની રજૂઆતને કારણે-H, ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ 2922.98cm-1 છે. C નું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન-ખાંડની રીંગ પર H એ ઉન્નત છે, અને વર્ણપટ રેખા a ની 1161.76cm-1 અને 1061.58cm-1 પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની લાક્ષણિક શોષણ શિખરો નબળી પડી છે, જે સેલ્યુલોઝમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોની લાક્ષણિકતા શોષણ શિખરો છે. 3433.2cm-1 પર, સંકળાયેલ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથની કંપનશીલ શોષણ ટોચ હજી પણ અસ્તિત્વમાં છે, પરંતુ સંબંધિત તીવ્રતા ઘટે છે, જે દર્શાવે છે કે ગ્લુકોસાઇડ રિંગ પર હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ સંપૂર્ણપણે બદલાયું નથી.
2.2 સોડિયમ 3-ક્લોરો-2-હાઈડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટનું માળખાકીય લાક્ષણિકતા
3525～3481cm-1 એ એસોસિએશન હાઇડ્રોક્સિલ O નું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે-H બોન્ડ, 2930.96cm-1 એ C નું અસમપ્રમાણ સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે-H, 2852.69cm એ C નું સપ્રમાણ સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે-H, 1227.3cm-1, 1054. 95cm-1 એ S=O નું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે, 810.1cm-1 એ COS નું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે અને 727.4cm-1 એ Cનું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન છે-Cl, દર્શાવે છે કે લક્ષ્ય ઉત્પાદન રચાય છે.
2.3 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરનું માળખાકીય લાક્ષણિકતા
3431cm-1 એ OH સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, 2917cm-1 એ સંતૃપ્ત CH સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, 1656cm-1 એ CC સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, 1212~1020cm-1 એ -SO2-એન્ટિસમમેટ્રિક છે, અને 5-6 સેમી-એન્ટિસમેટ્રિક છે. SO બોન્ડ સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન.
2.4 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથર માટે સંશ્લેષણની સ્થિતિનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન
પ્રયોગમાં, વિનિમય ક્ષમતાનો ઉપયોગ 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરની ગુણવત્તા ચકાસવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રતિક્રિયામાં ઉમેરવામાં આવેલ 3-ક્લોરો-2 હાઇડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટ સોડિયમની માત્રા, ડાયોક્સેન જલીય દ્રાવણની સાંદ્રતા, પ્રતિક્રિયા સમય અને તાપમાને બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઝેન્થેટ પર દરેક પરિબળની અસરનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ચાર પરિબળો અને ઓર્થોગોનલ પ્રયોગોના ત્રણ સ્તરો કર્યા છે. . એસ્ટર ગુણધર્મોનો પ્રભાવ.
ઓર્થોગોનલ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે 4 પરિબળોનું શ્રેષ્ઠ સંયોજન A2B1C3D છે. 1 શ્રેણી વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે પ્રતિક્રિયા તાપમાન 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ સેલ્યુલોઝ ઈથરના શોષણ પ્રભાવ પર સૌથી વધુ પ્રભાવ ધરાવે છે, અને શ્રેણી 1. 914 છે, ત્યારબાદ સમયની સાંદ્રતા, ડાયોક્સેન અને 3 ની ખોરાકની માત્રા. -ક્લોરો-2 હાઇડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટ સોડિયમ. 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરની વિનિમય ક્ષમતા ઑપ્ટિમાઈઝ્ડ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ તૈયાર કરવામાં આવી હતી, જે 0.481 એમએમઓએલ/જી હતી, જે મેન્યુઅલમાં નોંધાયેલા સમાન SE-પ્રકારના સેલ્યુલોઝ સ્ટ્રોંગ એસિડ કેશન એક્સચેન્જ ટ્રી કરતાં વધુ હતી.
3. નિષ્કર્ષ
બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝમાં ફેરફાર કરીને, 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોનિક એસિડ પ્રોપાઈલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને તેની રચનાને લાક્ષણિકતા આપવામાં આવી હતી અને તેની વિનિમય ક્ષમતા માપવામાં આવી હતી. નીચેના નિષ્કર્ષો દોરવામાં આવ્યા હતા: 1) 2-હાઈડ્રોક્સી-3 - સલ્ફોપ્રોપીલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરના સંશ્લેષણ માટે શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા શરતો છે: 2g ક્રોસ-લિંક્ડ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ, 3.5g 3-ક્લોરો-2-હાઈડ્રોક્સીપ્રોપેનેસલ્ફોનેટ સોડિયમ, કાર્બોનેટ સોડિયમ 7. અને 7OmI30% ડાયોક્સેન જલીય દ્રાવણ, 70 પર પ્રતિક્રિયા°1 કલાક માટે નાઇટ્રોજન સંરક્ષણ હેઠળ C, આ સ્થિતિ હેઠળ તૈયાર કરવામાં આવેલ 2-હાઇડ્રોક્સી-3-સલ્ફોનિક એસિડ પ્રોપાઇલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઇથર ઊંચી વિનિમય ક્ષમતા ધરાવે છે; 2) 2-હાઈડ્રોક્સી-3-સલ્ફોનિક એસિડ જૂથ પ્રોપાઈલ બેક્ટેરિયલ સેલ્યુલોઝ ઈથરની વિનિમય ક્ષમતા હેન્ડબુકમાં નોંધાયેલ સમાન SE પ્રકારના સેલ્યુલોઝ સ્ટ્રોંગ એસિડ કેશન એક્સચેન્જ રેઝિન કરતા વધારે છે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-06-2023