Способ получения сульфатов целлюлозы

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включакпций обработку целлюлозы сульфатиругощим агентом в смеси диметилформамида и четьфехокиси азота, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса, в качестве сульфатирующего агента используют 0,2-4,0 нас.ч. сульфаминовокислого аммония на 1 мае.ч. целлюлозы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 08 В 5/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕ П=ЛЬСТВ .К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625792/23-05 (22) 27.07.83 (46) 15.04.85. Бюл, у (72) Ю.Г. Емельянов, Д.Д. Гриншпан и Ф.Н. Капуцкий (71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им В.И. Ленина (53) б61.728.8(088.8) (56) 1. Патент ГДР У 1359!3, кл. С 08 В 5/00, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ê 1094328, кл. С 08 В 5/14, 1982 (прототип).

„„SU„, 1150253 А

{54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ

ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включающий обработку целлюлозы сульфатирующим агентом в сме-. си диметилформамида и четырехокиси азота, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса, в качестве сульфатирующего агента используют 0,2-4,0 мас.ч. сульфаминовокислого аммония на 1 мас.ч. целлюлозы.

1150253

Изобретение относится к получению сульфатов целлюлозы, которые могут использоваться в качестве ионообменников, полиэлектролитов, носителей лекарственных веществ, загустителей 5 н других вспомогательных материалов.

Известен способ получения сульфатов целлюлозы путем обработки растворенной в .системе И 04 (диметилформамид целлюлозы тионилхлоридом или 10 сульфурилхлоридом P) .

Для этого способа характерны существенные недостатки: многостадийность процесса выделения синтезированных сульфатов (осаждение, рас- !5 творение в воде, нейтрализация рас— твором ИаОН, осаждение СН)СОСН,промывка МеОН, сушка), высокая агрессивность и токсичность сульфатируюпфх реагентов $ОС12 и БО С1, необ- 20 ходимость охлаждения реакционной среды в процессе сульфатирования.Недостатком этого способа является также значительная продолжительность процесса сульфатирования, составляю- 25 щая в отдельных случаях несколько часов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сульфатов целлюлозы обработкой диоксидом серы в диметилформамиде, в присутствии

N 0 0,2-5 ч с последующим выделением целевого продукта из раствора f2) .

Недостатками известного способа

:являются длительность процесса и не35 обходимость высаждения целевого про1 дукта из раствора.

Цель изобретения — ускорение и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем,4 что согласно способу получения сульфатов целлюлозы, включающему обработку целлюлозы сульфатирующим агентом в смеси диметилформамида и N O, в качестве сульфатирующего агента используют 0,2-4,0 мас.ч. сульфаминовокислого аммония на 1 мас.ч. целлюлозы.

При такой обработке конечный продукт выделяется из реакционной среды в виде пористого осадка, что позволяет исключить из технологии процесса стадию осаждения .сульфатов целлюлозы.

Сульфаминовокислый аммоний представляет собой нейтральное солевое соединение, неопасное в обращении, Сульфаминовокислый аммоний вводится в реакционную смесь в количестве

0,2-3,0 мас.ч. на 1,0 мас.ч. целлюлозы. Образовавшаяся аммониевая соль сульфата целлюлозы отделяется от реакционной смеси через 1 — 10 мин после начала реакции. Полученный сульфат целлюлозы промывают смесью ацетона с водой, затем чистым ацетоном и сушат на воздухе. Степень замещения (С.3) гидроксильных групп на сульфатные в полученных сульфатах целлюлозы составляет О, 17-1,68 в зависимости от количества добавляемого сульфаминовокислого аммония. Продукты с

С.3.меньше 0,36 сильно набухают в воде, с С.З. 0,36-1,68 полностью растворимы в воде с образованием вязких растворов, из которых можно получать прозрачные пленки.

Строение полученных производных целлюлозы подтверждается данными

ИК-спектроскопии. На ИК-спектрах при-. сутствуют полосы поглощения, характерные для амиониевых солей сернокислых эфиров: 3200 см - 4(N-H), 1430 см — S(N-H) 1230 см — 4(S=0), 810 см -4(Б-О) .

Пример 1. К 2,0 г сульфат- ной целлюлозы (CII=1200) приливают смесь 4,0 r N<0y и 80 r диметилформамида и перемешивают до получения прозрачного раствора. К раствору добавляют при перемешивании 0,4 г сульфаминовокислого аммония (на 1 мас.ч. целлюлозы 0,2 мас.ч. сульфатирующего агента). Образовавшийся через приблизительно 10 мин пористый осадок аммониевой соли сульфата целлюлозы отделяют от реакционной среды, промывают ацетоном с водой, -затем чистым ацетоном и сушат на воздухе.

Выход полимера 2,11 r С.З гидроксильных групп на сульфатные О, 17. Полимер сильно набухает в воде.

Пример 2. Поступают аналогично примеру 1 с тем отличием, что количество добавляемого сульфаминовокислого аамония составляет 2,00 г (на 1 мас.ч. целлюлозы 1 мас.ч. сульфатирующего агента. Выход полимера

2,27 r, С.3 0,36. Полученный сульфат целлюлозы полностью растворяется в воде с образованием прозрачных вязких растворов.

Пример 3. Пост"пают аналогично примеру 1 с тем отличием, что количество добавляемого сульф миновокислого аммония составляет 4,00 r (на 1 мас .ч. целлюлозы 2 мас.ч. сульСоставитель Т, Иартинская

Техред И. Гергель КоРРектоР О.Вилак

Редактор Т. Веселова

Заказ 2048(19 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1150 фатирующего агента). Выход полимера

2,36 г С.З, 0,46. Полимер полностью растворим в воде.

Hp и м е р 4. Поступают аналогично примеру 1 с тем отличием, что количество добавляемого сульфаминовокислого аммония составляет 8,00 г (на 1 мас.ч. целлюлозы 4 мас.ч. сульфатирующего агента) . Выход полимера

3,64 г, С.3. 1,68. Полимер полностью растворяется в воде с образованием прозрачных растворов.

Пример 5. К 2,0 г сульфатной целлюлозы приливают смесь 4 r И О, и 80 г димети3тформамида и перемешивают до получения однородного раствора. К раствору при перемешивании добавляют 4,00 r сульфаминовокислого аммония. Через 1 мин после начала реакции образовавшийся пористый осадок отделяют от реакционной смеси на фильтре, промывают смесью ацетона с водой, затем чистым ацетоном и сушат на воздухе. Выход полимера 2,29 r

253 4

С.З ° 0.41, Полученная аммониевая соль сульфата целлюлозы полностью растворима в воде.

Пример 6.Поступают аналогично примеру 1 с тем отличием, что пористый осадок отделяют от реакционной смеси через 5 мин после начала реакции. Выход аммониевой соли сульфата целлюлозы 2,31 г, С.3. гидроксильных групп на сульфатные 0 43.

Полученная аммониевая соль сульфата целлюлозы полностью растворима в воде.

Таким образом, предлагаемый способ получения сульфатов целлюлозы отличается от известных более простой технологией процесса, так как он позволяет отказаться от использования агрессивных и опасных в обраще- нии сульфатирующих реагентов, исключить стадию осаждения целевых продуктов из реакционной среды и значительно сократить время проведе.ния процесса.