Способ получения

Авторы патента:

C08B13 - Получение смешанных (простых и сложных) эфиров целлюлозы

348575

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сом ьоветоиих

Социалкотичеоиих

1 еор длни

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 07.YI I.1967 (№ 1171384/23-4) :11. Кл. С 08b 13!00 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Коцитрт оо делам хзаоретоний н открыткИ чри Соаете т1иннотроа

CCCP

УДК 661.728.8(088.8) Опубликовано 23.VIII.1972. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 8.1Х.1972

Авторы изобретения

И. М. Тимохин, В. В. Першикова и А. И, Малинина

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

СМЕШАННЪ!Х КАРБОКСИМЕТИЛСЕРНОКИСЛЬ!Х ЭФИРОВ

ЦЕЛЛ ЮЛ ОЗЫ

Изобретение относигся к способам получения смешанных эфиров целлюлозы.

Водо- и щелочерастворимые эфиры целлюлозы, в частности карбоксиметилцеллюлоза, находят широкое практическое применение в различных отраслях техники. Они применяются в TLl

Известен способ получения смешанного карбоксиметилсернокислого эфира целлюлозы.

Этот способ является многостадийным, он включает в себя карбоксиметилирование путем взаимодействия целлюлозы с монохлоруксусной кислотой в концентрированном растворе едкого натра; выделение карбоксиметилцсллюлозы из реакционной смеси, ее очистку от избытка едкого патра и сушку с последующей обработкой полученной карбоксиметилцеллюлозы хлорсульфоновой кислотой в качестве сульфатирующего реагента в присутствии ппрндина. Известный способ предполагает применение в качестве су.чьфатнрующего рсагснта хлорсульфоновой кислоты, которую нельзя нспользсвать при наличии воды и щелочи вследствие чрсзвычайно интенсивного разложения xëoðñóëüôottëçîé кислоты; п11овсдение реакции В 11 pllc) тствии органического основания вЂ” пириднна, явчяющсгося весьма токсичным; обязательное вы10 деление карбокснметилсернокислого эфира целлюлозы из реакционной смеси и тщательную его очистку от пиридина, так как в противном случае он не может быть использован для практических целей.

С целью упрощения процесса и у.чучшения качества целевого продукта предложен способ, заключающийся в том. что щелочную целлюлозу подвергают одновременной обра20 ботке карбоксиметилирующими и сульфатирующпми реаге тами. Причем, желательно в качестве сульфатирующего реагента использовать фторсульфонат натрия или аммония и процесс вести в присутствии раствора бен25 зола в этаноле.

Использование в качестве сульфатирующего средства фторсульфонатов щелочных металлов или аммония исключает применение пиридина, так как фторсульфонаты характернЗО зуются сравнительно высокой устойчивостью

348575

Предмет изобретения

Составитель С. Котова

Техред Л. Куклина

Корректор Е. Михеева

Редактор О. Филиппова

Заказ 2872/12 Изд. № !191 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр.

Сапунова, 2 к гидролитическому действию водных растворов щелочей.

Способ легко регулирует основные свойства карбоксиметилсерно кислых эфиров целлюлозы, а именно: степень замещения как по карбоксиметильным, так и по сульфатным группам, степень полимеризации, а также однородность продукта в отношении его растворимости в воде.

В частности (см. пример 3) карбоксиметилсернокислый эфир целлюлозы, полученный по предлагаемому способу, характеризуется полной растворимостью в воде. В то же время, карбоксиметилсернокислый эфир целлюлозы даже при значительно больших расходах карбоксиметилирующего и сульфатирующего реагентов, состоит из водорастворимой и нерастворимой в воде фракций. Совместное использование для обработки щелочной целлюлозы монохлорацетата и фторсульфоната натрия позволяет получить вещество с новыми свойствами, в.частности высокой устойчивостью к осаждающему действию ионов кальция и магния.

Пример 1. Древесную целлюлозу в виде порошка суспендируют в среде, состоящей из

55 вес. /p этанола и 45 вес. /о бензола (20 вес. ч. на 1 вес. ч. целлюлозы), и подвергают мерсеризации водным раствором едкого натра концентрации 225 г-л при комнатной температуре в течение 30 мин при непрерывном перемешивании. Полученную щелочную целлюлозу обрабатывают монохлоруксусной кислотой и фторсульфонатом аммония. Реакционную смесь нагревают до 50 С, перемешивают 5 час, нейтрализуют уксусной кислотой, а продукт очищают от примесей путем их экстрагирования водным раствором метанола в аппаратах Сокслета. Молярное соотношение целлюлоза: NaOH: C1CHpCOOH:

: МН4$0зЕ = 1: 1: 0,1: 0,1.

Результаты анализа, /о.

Содержание серы 1,46 натрия 1,96

Это соответствует степени замещения по карбоксиметильным группам у! вЂ” вЂ” 7 и степени этерификации по сульфатным группам у2 вЂ” вЂ” 8 по формуле:

СвН70з (OH) з,вз (OCHzCOONa) p,от (0$0з1 1а) p,pâ

Полученный продукт полностью растворим в бо/о-ном растворе едкого натра при комнатной температуре и образует вязкие растворы.

Пример 2. Смешанный эфир получают по примеру 1, но вместо фторсульфоната

35 аммония используют фторсульфонат натрия и молярное соотношение целлюлоза: NaOH:

: С1СН2СООН: NaSOpF составляет 1: 3: 1: 1.

Полученный продукт имеет степень замещения по карбоксиметильным группа.м у!вЂ” = 75 и по сульфатным группам 72 вЂ”вЂ” 80, что соответствует формуле:

СвН70 (ОН) в(ОСН2СООМа) p75(0$03Na) psp

Продукт полностью растворим в воде и образует вязкие растворы.

I1 р и м е р 3. 1 кг нарезанной вискозной целлюлозы (или нарезанной целлюлозной бумаги) с влажностью 5 обрабатывают в измельчителе Вернера-Пфлейдерера 2 л водного раствора едкого натра (235 г/л NaOH) при комнатной температуре и перемешивании в течение 2 час. К щелочной целлюлозе добавляют монохлорацетат натрия и фторсульфонат натрия, после чего реакционную смесь перемешивают еще 1 час при комнатной температуре и в течение 30 мин при нагревании до 50 С. Затем массу выдерживают в термостате с температурой воздуха 50 С 5 час.

Молярное соотношение целлюлоза: iNaOH:

: ClCHgCOONa: Ма$0Р=1: 2: 1: 1.

Полученный продукт имеет степень замещения по карбоксиметильным группам у1 вЂ” вЂ” 50 и по сульфатным группам у2=57, что соответствует формуле:

СвНтОг (ОН) $,pç (ОСНзСООИа) р,pp (OSOpNa) p,вт

Продукт полностью растворим в воде, 0,5 /о-ный водный раствор имеет вязкость

8,5 с-пуаз. При добавлении к 0,5 /о-ному водному раствору равного объема 5/о-ных растворов СаС12, МдС1з осадка не образуется.

1. Способ получения смешанных карбоксиметилсернокислых эфиров целлюлозы из щелочной целлюлозы с применением карбоксиметилирующего реагента, сульфатирующего реагента, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и улучшения свойств целевого продукта, щелочную целлюлозу подвергают одновременной обработке карбокси метилирующим и сульфатирующим реагентов с последующим выделением целевого про дукта известными методами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сульфатирующего реагента применяют фторсульфонат натрия или аммония и процесс ведут в присутствии раствора бензола в этаноле.