用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂组份及其制备方法技术

本发明专利技术主要介绍一种用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂的合成方法。即将活性组分为三聚氯氰化合物与取代基组分为氨基乙烷、氨基丙酸、及氨基乙磺酸等化合物中的氨基反应性基团反应，在碱性环境中，分别在冰水浴或室温下合成单取代和双取代的三聚氯氰衍生物作为稻草等木质纤维素类原料的改性剂。其特点是各种用料及份数配比为的活性组分化合物溶于低沸点溶剂中，滴入取代基组分化合物在相同溶剂中的溶液，控制滴加时间；滴加完毕，调节pH并控制反应时间，反应结束后，抽滤，并用低沸点溶剂洗涤、干燥。得到合成的改性剂。使用该系列不同取代度的三嗪衍生物改性剂对稻草等木质纤维素进行化学改性，可不同程度的改善其水解效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术主要介绍一种用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂的合成方法。即将活性组分为三聚氯氰化合物与取代基组分为氨基乙烷、氨基丙酸、及氨基乙磺酸等化合物中的氨基反应性基团反应，在碱性环境中，分别在冰水浴或室温下合成单取代和双取代的三聚氯氰衍生物作为稻草等木质纤维素类原料的改性剂。其特点是各种用料及份数配比为的活性组分化合物溶于低沸点溶剂中，滴入取代基组分化合物在相同溶剂中的溶液，控制滴加时间；滴加完毕，调节pH并控制反应时间，反应结束后，抽滤，并用低沸点溶剂洗涤、干燥。得到合成的改性剂。使用该系列不同取代度的三嗪衍生物改性剂对稻草等木质纤维素进行化学改性，可不同程度的改善其水解效果。【专利说明】用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂组 份及其制备方法
本专利技术属于生物质能源及生物质材料
，具体涉及一系列三嗪衍生物改性 剂（取代基链长不同）的组份与合成方法。
技术介绍
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场对于可再生能源的需求量将会 越来越大，如太阳能、风能、生物质能及生物质液态燃料等可再生能源。其中以木质纤维素 为原料制备乙醇是生物质能源化利用的热点，即采用纤维素类植物或纤维素类农林废弃物 为原料，通过水解糖化、发酵等步骤得到，其特点是原料组分多，纤维素水解难度大，生产成 本相对高一些。因此，需要寻求新的方法解决缓解纤维素的水解糖化难题。 -种新方法--以化学改性的方法改变纤维素的结晶结构从而提高其水解效率。 结合活性染料染色的纤维素纤维更易水解，以活性染料与纤维素的化学反应为基础，研宄 纤维素与含有活性染料类似结构的化合物进行改性反应后的水解性能。以三聚氯氰为反应 性基本结构，并在三嗪环上引入不同基团，来不同程度的改善其的水解效果。 在三聚氯氰的分子中由于N原子的电负性比C原子的电负性大，N原子对组成C = N双键的π电子具有较大的吸引力，所以N原子上的电子密度大，成为负电荷中心。与之 相邻的C原子具有较低的电子密度而成为正电荷中心，容易发生亲核反应。并且三聚氯氰 分子中的Cl原子为吸电子取代基，由于其吸电子的诱导效应使得Cl原子相连的C原子上 的电子密度进一步的减弱，这也使得杂环上的C原子相连的Cl原子具有较高的反应活性， 很容易被亲核试剂中给电子的-NH 2、RO-和HO-等所取代，Cl原子离去形成取代三聚氯氰， 取代基的电负性影响了第二个、第三个Cl原子的活泼性。因此，三聚氯氰中三个Cl原子的 活泼性不同，可依次被各种亲核试剂取代，通常在三聚氯氰的胺化反应中，第一个Cl原子 是在0?5°C被取代，第二个Cl原子在20?30°C被取代，最后一个Cl在90?KKTC被取 代。胺类和三聚氰氯的反应可以在水溶液中顺利进行，产率也很高。由于应用了水介质，对 于合成和分离都很有利，又避免了价格昂贵又污染环境的有机溶剂，这对工业生产是十分 重要的。 本专利是以三嗪类活性基团为基础与烷氨基等化合物如氨基乙烷、氨基乙酸、及 氨基乙磺酸等取代基团反应，通过控制反应温度，合成不同取代度的三嗪衍生物，用于稻草 等木质纤维素的化学改性，改善其水解效果，进一步分析不同取代度的三嗪衍生物对木质 纤维素水解性能的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计合成三嗪衍生物改性剂，对稻草等木质纤维素进行化学改 性，改善其的水解效果，进一步分析不同取代度的三嗪衍生物对木质纤维素水解性能的影 响。 本专利是以三嗪类活性基团为基础与烷氨基等化合物如氨基乙烷、氨基乙酸、及 氨基乙磺酸等取代基团反应合成木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂。本发 明提供了三嗪衍生物改性剂合成的技术方案，参数如下： (1)将1?5份活性组分化合物溶于10?50份低沸点溶剂中，在0?25°C下缓 慢滴入1?10份取代基组分化合物在相同溶剂中的溶液，控制滴加时间1?3h ; (2)滴加完毕，保持在0?25°C下持续反应1?3h。反应过程中不断用碱调节pH， 使pH保持在7?9。反应结束后，抽滤，并用低沸点溶剂洗涤，然后干燥。得白色固体即为 合成的改性剂，产率70 %?85 %。 所述活性组分化合物为三聚氯氰化合物。 所述取代基组分化合物为氨基乙烷、氨基乙酸、及氨基乙磺酸等化合物，取代组分 化合物中都含有氨基反应性基团，可与活性组分反应。 所述低沸点溶剂为丙酮、四氢呋喃、二氧六环等。 所述碱为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等。 所述的配方比例按重量份数计。 本专利技术的优点：可以按照专利技术中的合成方法合成以三聚氯氰活性基团为基础的不 同取代度的木质纤维素的改性剂。三嗪衍生物的取代度不同，当使用该系列三嗪衍生物改 性剂对稻草等木质纤维素进行化学改性，通过在木质纤维素上接枝不同取代度的三嗪衍生 物，来不同程度的提高其的水解效果。 本专利技术所述的改性剂合成方法得到的三嗪衍生物改性剂的结构、其改性的木质纤 维素的结构及水解性能等各项性能采用以下指标进行检测表征： ⑴红外光谱（FT-IR)分析 样品的红外光谱图在Nicolet nexus 470红外光谱仪上测定。采用KBr压片法， 取约2mg样品研磨，然后加入200mg左右溴化钾充分研磨，制成透明薄片扫描红外光谱。分 辨率为4CHT 1，波数范围400?4000CHT1，扫描30次。 (2)高效液相色谱质谱联用（HPLC/MS) 取2mg改性剂样品，将其配置成lmg/ml待测液，用MALDI SYNAPTQ-TOF MS液相 色谱串联四级杆飞行时间质谱仪进行液相质谱联用分析.液相色谱条件：色谱仪WATERS ACQUITY UPLC，检测器 WATERS ACQUITYPDA，分析柱 BEH C182.1X50mm 1.7um，流动相为 A:100% 乙腈；Β:0· 1% 甲酸。 (3)核磁共振（13C NMR)分析 采用Bruker AVANCE III宽腔固体核磁共振仪测定样品。测试条件为外标为金刚 烷（38. 48ppm)，脉冲CP (交叉极化），4mmMAS探头，转速14ΚΗζ，接触时间2000us，弛豫延迟 ls，采用spinal64高功率质子去偶，13C共振频率100. 62MHz，1H共振频率400. 13MHz。 (4)广角X-射线衍射图谱（MXD)分析 样品的广角X-射线衍射分析采用铜靶Cu Κα (λ = 〇· 15406nm)，功率为 1600W(40kVX40mA)，米用 NaI 晶体闪烁计数器（scintillation counter)测量 X-射线 的强度，扫描范围为3°?60°，扫描速度4° /min，步长0.02°。DS-SS-RS设置分别为 lmm-lmm-0. Imm。 晶粒尺寸根据Scherrer公式 【权利要求】1. 一种，其 特征在于，改性剂由以下组份反应而成，所述份数为质量份： 活性组份 1?5 取代基组份2?10 低沸点溶剂10?50。2. 根据权利要求1所述的用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂组 份及其制备方法，其特征在于，所述改性剂由以下步骤制备： (1) 将1?5份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于木质纤维素的具有不同取代度的三嗪衍生物改性剂组份及其制备方法，其特征在于，改性剂由以下组份反应而成，所述份数为质量份：活性组份   1～5取代基组份 2～10低沸点溶剂 10～50。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋学，刘琳，尹园园，田秀枝，王树根，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32