В случае бимолекулярной реакции скорость Г. прямо пропорциональна концентрации щёлочи:
R—Hal+ + HO- ® R—OH + Hal-SN2.
Исключительно важен Г. сложных эфиров (реакция, обратная этерификации):
Кислотный Г. сложных эфиров является обратимым процессом:
Щелочной Г. сложных эфиров необратим, поскольку он приводит к образованию спирта и соли кислоты:
Этот процесс широко применяется в промышленности для получения спиртов и кислот, например при омылении жиров с целью получения глицерина и солей высших алифатических кислот (мыла).
Аналогично сложным эфирам гидролизуются амиды кислот:
Случаи Г. углерод-углеродной связи сравнительно редки. К ним относятся, в частности, кетонное (действием кислот и разбавленных щелочей) и кислотное (действием концентрированной щёлочи) расщепление 1,3-дикарбонильных соединений, например ацетоуксусного эфира:
Термин «Г.» обычно применяется в органической химии также по отношению к некоторым процессам, которые более правильно было бы называть гидратацией; примером может служить превращение нитрилов кислот в амиды:
Г. сложноэфирных, гликозидных (в углеводах) и амидных (в белках) связей играет огромную роль в жизнедеятельности любых организмов, например, в таких процессах, как усвоение пищи, передача нервных импульсов и т. п. Г. в живом организме катализируется ферментами гидролазами. См. также Гидролиз растительных материалов.
Лит.: Киреев В. А., Курс физической химии, 2 изд., М., 1956; Реутов О. А., Теоретические проблемы органической химии, 2 изд., М., 1964.
Гидро'лиз древеси'ны, см. Гидролиз растительных материалов.
Гидролиз растительных материалов
Гидро'лиз расти'тельных материа'лов, взаимодействие полисахаридов (см. Сахара) непищевого растительного сырья (древесные отходы, хлопковая шелуха, подсолнечная лузга и т.п.) с водой в присутствии катализаторов — минеральных кислот. Исходное растительное сырьё обычно содержит до 75% нерастворимых в воде полисахаридов в виде целлюлозы и гемицеллюлоз, при разложении которых вначале образуются промежуточные соединения, а затем простейшие сахара — монозы. Наряду с образованием моноз происходит и их частичный распад с образованием фурфурола, органических кислот, гуминовых кислот и др. веществ. Скорость гидролиза растет с увеличением температуры и концентрации кислоты.
Г. р. м. является основой гидролизных производств, служащих для получения важных пищевых, кормовых и технических продуктов. В производственных условиях продуктами Г. р. м. являются гидролизаты — растворы моноз (пентоз и гексоз, в частности глюкозы), летучие вещества (органические кислоты, спирты) и твёрдый остаток — гидролизный лигнин. Выход моноз может достигать 90% от полисахаридов. Гидролизаты подвергают дальнейшей биохимической или химической переработке в зависимости от профиля гидролизных производств и требуемых видов товарной продукции.
Наиболее распространена биохимическая переработка гидролизатов для получения белково-витаминных веществ — дрожжей кормовых. Один из важнейших продуктов гидролизного производства — этиловый спирт также получают биохимическим путём— сбраживанием гексоз гидролизатов.
Пищевую глюкозу и техническую ксилозу получают соответственно из гексозных и пентозных гидролизатов путём очистки их от минеральных и органических примесей, упаривания и кристаллизации. При химической переработке гидролизатов восстановлением содержащихся в них моноз получают многоатомные спирты: из гексоз образуются соответствующие гекситы (сорбит, маннит, дульцит и т.д.), а из пентоз — пентиты (ксилит, арабит и др.). Путём гидрогенолиза многоатомных спиртов можно получить глицерин, пропиленгликоль и этиленгликоль. Дегидратацией пентоз получают фурфурол, выход которого зависит от состава сырья и условий гидролиза и дегидратации. При дегидратации гексоз образуется левулиновая кислота, используемая в ряде химических синтезов.
При пиролизе лигнина образуются смолы и полукокс, который подвергают термической активации для получения активных газовых и обесцвечивающих углей. При обработке гидролизного лигнина концентрированной серной кислотой образуется активный уголь — коллактивит. При обработке щелочами лигнин растворяется, а при последующем подкислении выделяется активированный лигнин, являющийся активным наполнителем синтетического каучука. Гидролизный лигнин используют также как топливо. См. также Гидролизная промышленность.
С. В. Чепиго.
Гидро'лизер, аппарат для проведения реакции гидролиза в крахмалопаточном производстве. Г. бывают периодического и непрерывного действия. Первые в свою очередь делятся на аппараты, работающие при атмосферном давлении (заварные чаны) и при повышенном давлении (конверторы). В заварном чане вода и кислота доводятся до интенсивного кипения, в чан из мерника подаётся крахмальное молоко (заварка), гидролиз крахмала (осахаривание) происходит одновременно с выпариванием сиропа. Длительность заварки и осахаривания 4—4,5 ч. В конверторах гидролиз ведётся при повышенных температуре и давлении и продолжается всего 18—20 мин. Г. непрерывного действия имеют ряд преимуществ: непрерывность процесса, позволяющая регулировать осахаривание и, следовательно, повысить качество сиропа; более равномерное потребление пара; сокращение расхода топлива. Все процессы протекают одновременно над разными порциями крахмального молока, которое непрерывно и последовательно переходит из одной зоны в другую. Такой Г. состоит из трубчатого 5-секционного подогревателя и осахаривателей. В подогревателе осуществляется клейстеризация крахмала и нагревание клейстера до температуры осахаривания (около 145°C). Далее сироп поступает на два последовательно соединённых осахаривателя, где завершается осахаривание. Гидролиз продолжается 8—10 мин.
Лит.: Технология крахмало-паточного производства, 3 изд., М., 1959; Бузыкин Н. А., Технологическое оборудование крахмальных и крахмало-паточных заводов, М., 1959; Выщепан А. Г., Мельман М. Е., Товароведение продовольственных товаров, М., 1960; Производство кристаллической глюкозы из крахмала, М., 1967.
«Гидролизная и лесохимическая промышленность»
«Гидро'лизная и лесохими'ческая промы'шленность», научно-технический и производственный журнал, орган министерства целлюлозно-бумажной промышленности СССР, Главного управления микробиологической промышленности при Совете Министров СССР и Научно-технического общества бумажной и деревообрабатывающей промышленности. Издаётся в Москве с 1948 (до 1955 — «Гидролизная промышленность СССР»). Освещает вопросы получения из непищевого сырья этилового спирта, кормовых дрожжей, фурфурола, двуокиси углерода и др. продуктов гидролиза, переработки сульфитных и сульфатных щёлоков, а также производства в лесохимической промышленности канифоли, скипидара, древесного угля, уксусной кислоты, ацетатных растворителей и добычи живицы путём подсочки леса. Периодичность — 8 номеров в год. Тираж (1971) 3250 экз.
Гидролизная промышленность
Гидро'лизная промы'шленность, объединяет производства, основанные на химической переработке растительных материалов путём каталитического превращения полисахаридов в моносахариды. Вырабатывает из непищевого растительного сырья — отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, а также сельского хозяйства — кормовые дрожжи, этиловый спирт, глюкозу и ксилит, фурфурол, органической кислоты, лигнин и др. продукты. Народно-хозяйственное значение Г. п. заключается прежде всего в том, что она использует огромные ресурсы растительных отходов для производства ценной продукции, на выпуск которой в др. отраслях промышленности расходуется значительное количество пищевых и кормовых продуктов (зерно, картофель, патока и др.). Современный уровень технологии позволяет получать методом гидролиза из 1 т сухого древесного сырья, в зависимости от профиля производства, 220 кг кормовых белковых дрожжей или 35 кг дрожжей и 175 л этилового спирта или 105—110 кг дрожжей и 70—80 кг фурфурола.
В дореволюционной России, несмотря на открытия русских учёных в области гидролиза и наличие огромной сырьевой базы, Г. п. не было. В СССР возникла в 1935. До 1943 выпускала только этиловый спирт, в 1943 было организовано производство кормовых дрожжей, в 1944—46 — фурфурола. Г. п. СССР производит широкий ассортимент продукции. Главным направлением её развития является расширение производства кормовых дрожжей путём строительства мощных гидролизно-дрожжевых предприятий.
