Способ получения алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы

Авторы патента:

C08B13 - Получение смешанных (простых и сложных) эфиров целлюлозы

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокзз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11,XII.1969 (№ 1384092/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Ч.197i3. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 22 Ч111.1973

N Кл. С 08Ь 13/00 йомитет ло делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 661,728.892(088.8) Авторы изобретения М. В. Прокофьева, И. М. Тимохин, В. И. Иссерлис и Е. П. Широков

Заявитель J

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛКАРБОКСИМЕТИЛОВЫХ

ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение касается получения смешанных алкилкарбоксиметиловых эфиров целл юлозы.

Известен способ получения метилкарбоксиалкилцеллюлозы в щелочной среде, заключающийся в том, что целлюлозу в виде листа обрабатывают избытком раствора монохлоруксусной кислоты или ее натриевой соли, затем избыток кислоты отжимают и далее лист обрабатывают в ванне раствором едкого натра, отжимают избыток щелочи, целлюлозный лист измельчают и помещают в автоклав, в котором полученную карбоксиметилцеллюлозу подвергают метилированию при температуре

80 С в течение 8 вЂ” 14 час. Этот способ характеризуется высокими расходными коэффициентами реагентов при низкой степени замещения по метоксильным и карбоксиметильн ым группам. Так, при степени замещения 0,02вЂ”

0,14 карбоксильных групп и 0,7 вЂ” 2,1 метоксильных групп на глюкозный остаток расход реагентов целлюлоза: хлористый метил: монохлоруксусная кислота составляет (в моль):

1:7,25:0,31. Кроме того, полученный продукт по своим свойствам является практически .иодифпкацией метилцеллюлозы. При обработке целлюлозы карбоксиметилирующим реагентом и щелочью, образующийся в большом количестве гликолят натрия замедляет последующую реакцию метилирован ия и связывает большое количество хлористого метила.

С целью устранения отмеченных н едостатков предложено проводить обработку целлю5 лозы в щелочной среде сначала алкилирующим, затем карбоксиметилирующим агентами при соотношении реагентов соответственно (в моль): 1:0,25 вЂ” 7,5:0,5 вЂ” 2,0. Учитывая, что реакция карбоксиметилирования превалирует

10 над реакцией метилированпя, загрузку этерифицирующих реагентов можно вести одновремен но.

Согласно предложенному способу щелочную целлюлозу обрабатывают алкнлирующим ре15 агентом, например хлористым метилом, в количестве от 0,25 до 7,5 моль на 1 моль целлюлозы, в зависимости от требуемой степени замещения, при температуре 20 вЂ” 80 С в течение от 1,0 до 4 час, затем в полученную реак20 цион ную массу вводят карбоксиметилирующий реагент, например натриевую соль монохлоруксусной кислоты в количестве 0,5 вЂ” 2,0 моль н а 1 моль целлюлозы, в зависимости от требуемой степенями замещения, при температу25 ре 20 вЂ” 80 С в течение 0,5 вЂ” 1,5 час; или щелочную целлюлозу обрабатывают одновременно алкилирующим (хлористым алкилом или диалкилсульфатом) и карбоксиметилирующим реагентами в количестве и прп температуре, 30 указанных выше, в течение 1 вЂ” 4 час. В зави384828

Предмет изобретения

Составитель Т. Мартинская

Текред Е. Борисова

1(орректор Е. Денисова

Редактор Л. Ушакова

Заказ 2299!4 Изд. Кз 679 Тираж 551 Подписное

11НИИПИ 1(омнтета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Сапунова, 2

Типография, пр. симости от условий производства выбирается последовательная или одновременная обработка щелочной целлюлозы алкилируюшчм и карбоксиметилирующим реагентами. Полученную алкилкарбоксиметилцеллюлозу подвергают последующей обработке известными способами.

Предложенный способ позволяет получить различные алкплкарбоксиметиловые эфиры целлюлозы, например метилкарбоксиметилцеллюлозу, этилкарбоксиметилцеллюлозу, с различной степенью замещения по алкильным и карбоксиметильным группам при сравнительно низкой степени замещения (например, по 0,2 метоксильных и карбоксильных групп на глюкозный остаток), обладающие хорошей растворимостью в воде и в растворах щелочей и кислот. Способ позволяет сократить продолжительность процесса получения алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы, расход реагентов, а также зн ачительн о упростить технологический процесс.

Пример 1. 1 кг вискозной целлюлозы погружают в 20 л 18,5/о-ного раствора едкого натра, выдерживают ее в ванне 1 час, затем отжимают от избытка щелочи до веса 2,7 кг.

После этого щелочную целлюлозу в течение

2 час измельчают в измельчителе типа ВернераПфлейдерера и подают в реактор (автоклав), где обрабатывают хлористым метилом в количестве 150 г и выдерживают 1,5 час при температуре около 50 С. Затем избыток хлористого метила удаляют из реактора (в процессе реакции было израсходовано 0,51 г, а использовано 0,34 моль хлористого метила на 1 моль целлюлозы), в реакционную массу вводят

350 г натриевой соли монохлоруксусной кислоты, что соответствует 0,5 моль на 1 моль целлюлозы, в течен ие 45 мин при температуре 17 вЂ” 21 С. Для нейтрализации избытка щелочи в реакционную массу подают 450 г бикарбоната натрия и перемешивают его 0,5 час при температуре 17 вЂ” 21 С. Далее массу выгружают в стационарную емкость, где она находится до окончания реакции карбоксиметилирования. Полученная метилкарбоксиметилцеллюлоза имеет степень замещения по метоксильным и карбоксиметильным группам 0,2 и 0,24 соответственно, растворимость в воде полн а я, 25

ЗО

Пример 2. 1 кг целлюлозы мерсеризуют, как в примере 1. После метилирования реакционную смесь обрабатывают 160 мл 50%ного раствора едкого натра, что соответствует

0,5 мо.."ь па 1 моль целлюлозы, и 1000 г натриевой соли монохлоруксусной кислоты, что соответствует 1,5 моль на 1 моль целлюлозы.

После дозревания, как в примере 1, полученный продукт имеет степень замещения по метоксильным группам 0,2 и по карбоксиметильным 0,7, растворимость в воде полн ая.

Пример 3. 1 кг измельченной целлюлозы загружают в измельчитель Вернера-Пфлейдерера, куда вводят 3000 мл раствора едкого патра концентрацией 387 г/л. Мерсеризацшо проводят при 20 С в течение 2 час. После этого в аппарат вводят 650 г (0,93 моль на 1 моль целлюлозы) натриевой соли монохлоруксусной кислоты и 1450 г диметилсульфата (1,86 моль на 1 моль целлюлозы) . Реакционную смесь перемешивают при температуре 20вЂ”

40 С в течение 2 час. При этом происходит одновременно реакция метилирован ия и «арбоксиметилирования. Полученная метилкарбоксиметилцеллюлоза имеет степень замещения по метоксильным группам О,бб и по карбоксиметильным 0,35, растворимость в воде полная.

Пример 4. 1 кг целлюлозы мерсеризуют, как в примере 1. Затем щелочную целлюлозу обрабатывают в автоклаве 6,5 кг хлористого этила в течение 2 час при температуце 50 С.

Далее в реакционную массу вводят 55 л едкого патра 50%-ной концентрации и 550 г натриевой соли монохлоруксусной кислоты.

После дозревания этилкарбоксиметилцелл1олоза имеет степень замегцен ия 0,50 по этоксильным группам и 0,67 по карбоксиметильным, растворимость в воде полная.

Способ получения алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы путем обработки целлюлозы в щелочной среде алкилирующим и карбоксиметилирующим агентами последовательно или одновременно, отличающийся тем, что, обработку проводят при соотношении реагентов в молях вЂ” целлюлоза: алкилирующий агент: карбоксиметилирующий агент 1:0,25вЂ”

7,5: 0,5 вЂ” 2,0 соответственно.