Получение функционально эффективных органических соединений расщеплением лигнита

ПОЛУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЭФФЕКТИВНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ РАСЩЕПЛЕНИЕМ ЛИГНИТА Раскрыт способ извлечения новых функционально эффективных органических соединений,имеющих молекулярный вес ниже 1000, расщеплением лигнита перекисью водорода,где молекулярные веса указанных функционально эффективных органических соединений варьируются в зависимости от условий реакции, таких как концентрация перекиси водорода,время реакции, температура, отношение лигнита к перекиси водорода, качество лигнита и т.п. условий. Эти органические соединения, которые являются продуктом расщепления лигнита,более функционально эффективны, чем органические соединения, включающие гуминовые кислоты, фульвиновые кислоты, присутствующие в лигните, вследствие улучшенной реакционной способности, достигнутой обработкой перекисью водорода. Эти функционально эффективные органические соединения имеют применение в различных областях, таких как сельское хозяйство и медицина. Прасад Дурга Яндапалли (IN) Медведев В.Н. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БИДЖАМ БАЙОСАЙЕНСИЗ ПРАЙВЕТ ЛИМИТЕД (IN) 017562 Область изобретения Данное изобретение в целом относится к области наук о веществе, в частности данное изобретение относится к получению функционально эффективных органических соединений расщеплением лигнита. Данное изобретение относится также к способу получения из лигнита функционально эффективных органических соединений, имеющих применение в различных областях, таких как медицина и сельское хозяйство. Предпосылки создания изобретения Лигнит, называемый также бурым углем, является самым низшим классом углей и используется почти исключительно как топливо для генерирования пара и электроэнергии. Хотя имеются попытки получать ценные дополнительные продукты для других нужд, основное потребление лигнита нацелено главным образом на генерирование энергии. Лигнит, который богат углеродом, является результатом разложения в течение миллионов лет растений, которые подверглись сжатию и нагреву. Из-за своего растительного происхождения это вещество очень богато различными функционально эффективными органическими соединениями, и было бы более эффективно использовать эти функционально эффективные органические соединения, присутствующие в лигните. Эти функционально эффективные органические соединения, которые являются продуктом расщепления лигнита, более функционально эффективны, чем органические соединения, включающие гуминовые кислоты, фульвиновые кислоты, присутствующие в лигните или леонардите, вследствие улучшенной реакционной способности, достигнутой путем обработки перекисью водорода. Поэтому целью настоявшего изобретения является разработка способа получения функционально эффективных органических соединений из лигнита путем расщепления его перекисью водорода. Цели изобретения Соответственно, основной целью данного изобретения является получение из лигнита функционально эффективных органических соединений, которые полезны для различных применений в медицине и сельском хозяйстве. Другой целью данного изобретения является разработка способа получения функционально эффективных органических соединений из лигнита. Еще одна цель данного изобретения заключается в создании функционально эффективных органических соединений различного молекулярного веса, которые были бы полезны в медицине для лечения различных заболеваний, включая вирусные заболевания. Еще одна цель данного изобретения состоит в предложении способа, необходимого для получения желаемых продуктов расщепления различного молекулярного веса, которые полезны для получения нутриентов в сельскохозяйственных целях. Эти соединения имеют такие свойства, что они могут быть использованы с двойным действием и для защиты растений, и для питания. Еще одна цель данного изобретения заключается в получении функционально эффективных органических соединений для синтеза различных органических гибридных молекул, которые имеют применение в различных областях, таких как охрана окружающей среды. Сущность изобретения Для достижения указанных выше и других целей настоящее изобретение предлагает способ извлечения новых функционально эффективных органических соединений, включающих гуминовые и фульвиновые кислоты из лигнита, которые являются активными составляющими, имеющими применение в различных областях, таких как терапевтические цели, создание питательных продуктов, цели иммобилизации, а также имеющими возможность для создания продуктов со специфичностью и селективностью для получения превосходных рабочих характеристик. Способ включает стадии:(а) добавления 5-25%-ной перекиси водорода к микронизированному лигниту в соотношении от 1:2 до 1:5 (об./мас.), где перекись водорода перед добавлением охлаждалась до -20 С в течение нескольких часов;(b) проведение реакции между перекисью водорода и микронизированным лигнитом при температуре от 10 до 15 С в течение 1 ч и далее при 20 С в течение 3 ч;(c) повторения стадии (b) дважды, или трижды, или большее число раз;(d) добавления 50%-ной перекиси водорода непосредственно к полученному веществу при 25-30 С в соотношении 1:1 (об./мас.) и(e) экстракции полученного вещества водой и центрифугирования его при 5000-10000 об/мин на центрифуге непрерывного действия для получения функционально эффективных органических соединений,где извлеченные функционально эффективные органические соединения включают гуминовые кислоты и фульвиновые кислоты, имеющие молекулярный вес ниже 1000, и жидкая проба извлеченных органических соединений показывает характеристические пики поглощения на длине волны 1600200 см-1 при анализе методом FTIR (инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием) в кальцийфторидной ячейке, комплектующей FTIR. При этом извлеченные органические соединения, которые являются продуктом расщепления лиг-1 017562 нита, более функционально эффективны, чем органические соединения, включающие гуминовые, фульвиновые кислоты, присутствующие в лигните, вследствие улучшенной реакционной способности, достигнутой обработкой перекисью водорода. Извлеченные указанным способом органические соединения обладают обеззараживающей способностью в отношении токсичных тяжелых металлов, включая актиниды, такие как уран, обладают способностью улучшать рост и урожай растений, обладают способностью улучшать усвоение фосфатов растениями при смешении с фосфатными удобрениями, улучшая тем самым урожай зерновых. Подробное описание изобретения Теперь данное изобретение будет описано подробно так, чтобы проиллюстрировать и объяснить различные явные характерные признаки изобретения. Одно из осуществлений изобретения предлагает получение функционально эффективных органических соединений расщеплением лигнита перекисью водорода. Другое осуществление настоящего изобретения относится к способу получения функционально эффективных органических соединений с желаемым молекулярным весом путем подходящей реакции с перекисью водорода. Этот способ включает также получение растворимых функционально эффективных органических соединений, которые могут быть связаны с желаемым одним лигандом и/или комбинациями множества лигандов, которые имеют применение для лечения заболеваний, для получения эффективных нутриентов, для получения органических-неорганических гибридных соединений и т.д. В предпочтительном осуществлении настоящее изобретение предлагает способ получения органических соединений из лигнита, и указанный способ включает следующие стадии:(a) микронизация лигнита меньше размера в 20 мкм;(b) сушка микронизированного лигнита для удаления избытка влаги;(c) обработка порошка указанного микронизированного лигнита перекисью водорода;(d) извлечение функционально эффективных органических соединений после завершения реакции расщепления лигнита перекисью водорода центрифугированием и удаление супернатанта;(e) сушка полученного в результате раствора в сушилке (если требуется порошковая форма). В другом осуществлении превращения материала лигнита в порошок достигали в дробилках, а микронизацию порошка лигнита для получения желаемого размера частиц в микроны осуществляли, используя микронизатор. В еще одном осуществлении реакцию лигнита с перекисью водорода оптимизировали варьируемыми составами при варьируемых температурах для получения при расщеплении лигнита функционально эффективных органических соединений желаемого молекулярного веса. В другом осуществлении результирующий раствор, полученный расщеплением лигнита перекисью водорода, очищали центрифугированием. В другом осуществлении полученный в результате раствор подвергают ультрафильтрации, чтобы получить соединения желаемого молекулярного веса. Обработка лигнита перекисью водорода приводит в результате к получению органических молекул небольшого размера, которые по своей природе являются растворимыми. Краткое описание прилагаемых чертежей Фиг. 1 относится к различным стадиям, вовлеченным в процесс получения функционально эффективных органических соединений; фиг. 2 относится к анализу методом инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR) функционально эффективных органических соединений, полученных из лигнита расщеплением перекисью водорода. Теперь изобретение будет представлено в нижеследующем описании. Сущность изобретения и способ, которым оно должно быть осуществлено, будут описаны подробно. Фиг. 1 относится к различным стадиям, вовлеченным в процесс получения функционально эффективных органических соединений. Фиг. 2 относится к анализу методом инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR) функционально эффективных органических соединений, которые были получены из лигнита. Жидкие пробы анализировали методом инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием в кальцийфторидных ячейках, входящих в комплект FTIR. Наблюдались характеристические пики поглощения на длине волны 1600200 см-1. Далее предлагается конкретное описание изобретения посредством примеров и иллюстраций, и это не должно рассматриваться как каким-либо образом ограничивающее объем изобретения. 5-25%-ную перекись водорода добавляют к микронизированному лигниту в соотношении от 1:2 до 1:5 (об./мас.) в зависимости от качества лигнита. Перед добавлением перекись водорода охлаждают при-20 С в течение нескольких часов. Реакцию проводят при температуре от 10 до 15 С в течение 1 ч и далее при 20 С в течение 3 ч. После реакции эту стадию повторяют дважды, или трижды, или большее число раз в зависимости от типа лигнита. Далее 50%-ную перекись водорода добавляют непосредственно к полученному в результате веществу при комнатной температуре, т.е. при 25-30 С в соотношении 1:1(об./мас.). Полученное вещество экстрагируют водой и центрифугируют при 5000-10000 об/мин на цен-2 017562 трифуге непрерывного действия для получения растворимых функционально эффективных органических соединений из лигнита расщеплением его перекисью водорода. Интенсивная обработка перекисью водорода при больших концентрации, времени, температуре, дозе дает в результате функционально эффективные органические соединения меньшего молекулярного веса, тогда как величина дериватизации функционально эффективных органических соединений зависит от условий реакции лигнита с перекисью водорода. 5 мл экстракта органических соединений добавляли к 500 мл воды, содержащей 20 ч./млн уранилнитрата. После тщательного перемешивания раствор центрифугировали при 5000 об/мин и определяли содержание урана колориметрическим методом, используя реагент PAR, на 540 нм. Функционально эффективные органические соединения значительно дезактивировали уран, снижая уровни с ч./млн до ч./млрд. 3 мл экстракта функционально эффективных органических соединений добавляли к 100 мл дистиллированной воды и давали прорастать зернам риса в чашках Петри. Примерно 100 рисовых зерен помещали в чашки Петри диаметром 16 см, дно которых было покрыто ватманской фильтровальной бумагой,содержащей 100 мл дистиллированной воды. После 10 суток наблюдали улучшенный рост обработанных растений с увеличением биомассы на 15-20%, указывающий на способность функционально эффективных соединений улучшать рост растений, которая может внести вклад в повышение урожайности. Хелатированные растительные нутриенты были получены реакцией растительных нутриентов с функционально эффективными соединениями для улучшения поглощения и улучшения эффективности использования при нанесении и на листья, и на почву. Например, раствор нитрата меди, нитрата цинка,нитрата магния со спиртом или без него добавляли к экстракту функционально эффективных органических соединений для хелатирования. Органические фосфатные удобрения получали добавлением функционально эффективных органических соединений, извлеченных из лигнита, к фосфатным удобрениям (1-10% об./мас.), таким как суперфосфат DAP. Эти функционально эффективные органические соединения добавляли к фосфорной кислоте (1-10 об.%), и с этой органической фосфорной кислотой готовили фосфатные удобрения, используя подходящие фильтры. Эти органические фосфатные удобрения, примененные для сельскохозяйственных культур, таких как хлопок, земляной орех, рис, в качестве основной дозы, повышали урожай на 10-20% по сравнению с обычными фосфатными удобрениями. Добавление функционально эффективных органических соединений к фосфатным удобрениям улучшало усвояемость фосфата растениями. При определении размера этих функционально эффективных соединений ультрафильтрацией с использованием ультрафильтрационной перемешиваемой ячейки Amicon (Millipore) большая часть функционально эффективных соединений имела молекулярный вес ниже 1000. Растворимые функционально эффективные соединения с небольшим процентным содержанием перекиси водорода со спиртами или без них при распылении на различных вредителей сельскохозяйственных культур понижают популяцию вредителей вместе с улучшением урожая. Эти функционально эффективные органические соединения обладают потенциальной способностью лечить вирусные заболевания растений и животных. Те органические соединения, которые являются растворимыми, могут быть использованы как продукты для фертигации (мелиорации с использованием удобрений). Растворимые функционально эффективные органические соединения, иммобилизованные на различных веществах, связывают металлы, пептиды и другие молекулы. Растворимые функционально эффективные органические соединения в растворе обладают способностью осаждать металлы, белки, вирусы и т.д. Функционально эффективные органические соединения, связанные с различными органическими или неорганическими полимерами, металлами, дают различные материалы, которые имеют применение в различных областях. Материал, оставшийся после удаления растворимых функционально эффективных органических соединений, имеет применение в качестве нутриента/удобрения растений, повышая урожайность при смешении с различными удобрениями. Представленные инновации обосновывают получение из лигнита расщеплением его перекисью водорода функционально эффективных органических соединений, обладающих различными полезными свойствами. Результаты настоящего изобретения открывают горизонты использования функционально эффективных органических соединений из лигнита для различных нужд в медицине, сельском хозяйстве и других областях. Данное изобретение было объяснено с помощью примеров, однако изобретение не ограничено вышеприведенным пояснением, но также в равной степени имеет действенную сферу и ее пределы для других применений. Понятно, что данное изобретение описано со ссылкой на конкретное осуществление. Понятно далее, что в пределах объема и границ данного изобретения допустимы различные комбинации.-3 017562 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения функционально эффективных органических соединений, включающих гуминовые кислоты и фульвиновые кислоты, из лигнита, который включает стадии:(a) добавления 5-25%-ной перекиси водорода к микронизированному лигниту в соотношении от 1:2 до 1:5 (об./мас.), где перекись водорода перед добавлением охлаждалась до -20 С в течение нескольких часов;(b) проведения реакции между перекисью водорода и микронизированным лигнитом при температуре от 10 до 15 С в течение 1 ч и далее при 20 С в течение 3 ч;(c) повторения стадии (b) дважды, или трижды, или большее число раз;(d) добавления 50%-ной перекиси водорода непосредственно к полученному веществу при 25-30 С в соотношении 1:1 (об./мас.) и(e) экстракции полученного вещества водой и центрифугирования его при 5000-10000 об./мин на центрифуге непрерывного действия для получения функционально эффективных органических соединений,где извлеченные функционально эффективные органические соединения включают гуминовые кислоты и фульвиновые кислоты, имеющие молекулярный вес ниже 1000, и жидкая проба извлеченных органических соединений показывает характеристические пики поглощения на длине волны 1600200 см-1 при анализе методом FTIR (инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием) в кальцийфторидной ячейке, комплектующей FTIR. 2. Способ по п.1, где извлеченные органические соединения, которые являются продуктом расщепления лигнита, более функционально эффективны, чем органические соединения, включающие гуминовые, фульвиновые кислоты, присутствующие в лигните, вследствие улучшенной реакционной способности, достигнутой обработкой перекисью водорода. 3. Способ по п.1, при котором извлеченные органические соединения имеют молекулярный вес ниже 1000. 4. Способ по п.1, в котором извлеченные органические соединения обладают обеззараживающей способностью в отношении токсичных тяжелых металлов, включая актиниды, такие как уран. 5. Способ по п.1, в котором извлеченные органические соединения обладают способностью улучшать рост и урожай растений. 6. Способ по п.1, в котором извлеченные органические соединения обладают способностью улучшать усвоение фосфатов растениями при смешении с фосфатными удобрениями, улучшая тем самым урожай зерновых.