Смоляная кислота

редактировать

Смоляная кислота относится к смесям нескольких родственных карбоновых кислот, в первую очередь абиетиновой кислоты, содержащихся в смолах деревьев. Почти все смоляные кислоты имеют одинаковый основной скелет: три конденсированных кольца, имеющих эмпирическую формулу C 19 H 29 COOH. Смоляные кислоты представляют собой липкие желтоватые смолы, нерастворимые в воде. Они используются для производства мыла для различных целей, но их использование все больше вытесняется синтетическими кислотами, такими как 2-этилгексановая кислота или нафтеновые кислоты, полученные из нефти.

Содержание

  • 1 Ботанический анализ
  • 2 Химические компоненты
    • 2.1 кислоты абиетинового типа
    • 2.2 Кислоты пимарового типа
  • 3 Производство таллового масла (побочный продукт химической варки целлюлозы)
  • 4 Вариация видов и биогеоклиматической зоны
  • 5 ссылки

Ботанический анализ

Смоляные кислоты являются защитными средствами и консервантами древесины, которые вырабатываются паренхиматозными эпителиальными клетками, окружающими смоляные протоки деревьев из хвойных лесов умеренного пояса. Смоляные кислоты образуются, когда молекулы с двумя и тремя атомами углерода соединяются со строительными элементами изопрена с образованием монотерпенов (летучих), сесквитерпенов (летучих) и дитерпенов (нелетучих).

Сосны содержат множество вертикальных и радиальных каналов из смолы, разбросанных по всей древесине. Накопление смолы в сердцевине древесины и каналах смолы вызывает максимальную концентрацию в основании более старых деревьев. Однако смолы в заболони меньше у основания дерева и увеличивается с высотой.

В 2005 году, когда заражение горным сосновым жуком ( Dendroctonus ponderosae) и грибком синей пятнистости опустошило сосновые леса Лоджпол в северной части Британской Колумбии, Канада, уровни смоляной кислоты в зараженных деревьях были обнаружены в три-четыре раза выше нормы до смерть. Эти повышенные уровни показывают, что дерево использует смолу в качестве защиты. Смолы токсичны для жуков и грибов, а также могут поглотить жука в дитерпеновых остатках выделений. Увеличение производства смолы было предложено как способ замедлить распространение жуков в «красной зоне» или на границе с дикой природой в городах.

Химические компоненты

Кислоты абиетинового типа

Терпеноидная абиетиновая кислота является общей смоляной кислотой.

Кислоты пимарового типа

Терпеноидная пимаровая кислота является общей смоляной кислотой.

Производство таллового масла (побочный продукт варки целлюлозы)

Смотрите также: Талловое масло

При промышленном производстве химической целлюлозы сорта древесной массы с использованием процессов крафт-химической варки выделяются смоляные кислоты. Процесс Крафт проводится при сильно основных условиях гидроксида натрия, сульфида натрия и гидросульфида натрия, который нейтрализует эти смоляные кислоты, превращение их в соответствующие соли натрия, абиетат натрия, ((СН 3) 4 С 15 Н 17 COONa) натрия pimarate ((CH 3) 3 (CH 2) C 15 H 23 COONa) и так далее. В этой форме натриевые соли нерастворимы и, имея более низкую плотность, чем отработанный технологический раствор варки целлюлозы, всплывают на поверхность резервуаров для хранения во время процесса концентрирования в виде несколько гелеобразной пастообразной жидкости, называемой крафт-мылом или смоляным мылом.

Крафт-мыло можно повторно нейтрализовать серной кислотой для восстановления кислотных форм абиетиновой кислоты, пальмитиновой кислоты и связанных компонентов смоляной кислоты. Эта очищенная смесь называется талловым маслом. Другие основные компоненты включают жирные кислоты и неомыляемые стерины.

Смоляные кислоты, благодаря тому же защитному характеру, который они обеспечивают деревьям, на которых они произрастают, также оказывают токсическое воздействие на очистные сооружения на заводах по производству целлюлозы. Более того, любые остаточные смоляные кислоты, которые проходят через очистные сооружения, добавляют токсичности потоку, сбрасываемому в водоприемники.

Вариация видов и биогеоклиматической зоны

Химический состав таллового масла зависит от вида деревьев, используемых для варки целлюлозы, и, в свою очередь, от географического положения. Например, в прибрежных районах на юго-востоке США высока доля сосны Слэш ( Pinus elliottii); Во внутренних районах того же региона преобладает сосна лоблолли ( Pinus taeda). Сосна Слэш обычно содержит более высокую концентрацию смоляных кислот, чем Сосна Лоблолли.

В целом талловое масло, производимое в прибрежных районах на юго-востоке США, содержит более 40% смоляных кислот, а иногда до 50% и более. Доля жирных кислот обычно ниже, чем у смоляных кислот, а количество неомыляемых веществ составляет 6-8%. Дальше на север в Вирджинии, где преобладают смоляная сосна ( Pinus rigida) и коротколистная сосна ( Pinus echinata), содержание смоляной кислоты снижается до 30-35% с соответствующим увеличением присутствующих жирных кислот.

В Канаде, где заводы перерабатывают сосну Лоджполе ( Pinus contorta) во внутренних районах Британской Колумбии и Альберты, Джек Пайн ( Pinus Banksiana), Альберта - Квебек и Восточная белая сосна ( Pinus strobus) и красная сосна ( Pinus Resinosa), Онтарио - Нью-Брансуик, уровень смоляной кислоты составляет 25%, а содержание неомыляемой кислоты составляет 12-25%. Подобные вариации можно найти в других частях США и других странах. Например, в Финляндии, Швеции и России, смоляной кислоты значения из шотландской сосны ( Pinus обыкновенная) может варьироваться от 20 до 50%, жирные кислоты, от 35 до 70%, и неомыляемых веществ от 6 до 30%.

Ссылки

  1. ^ Ларс-Хьюго Норлин "Талловое масло" в Энциклопедии промышленной химии Ульмана 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a26_057
Последняя правка сделана 2023-04-17 10:32:56
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте