CN110066345B - 一种多糖酯的制备方法 - Google Patents

一种多糖酯的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110066345B
CN110066345B CN201910291215.6A CN201910291215A CN110066345B CN 110066345 B CN110066345 B CN 110066345B CN 201910291215 A CN201910291215 A CN 201910291215A CN 110066345 B CN110066345 B CN 110066345B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ionic liquid
polysaccharide
starch
group
enyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910291215.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110066345A (zh
Inventor
张金明
张军
张晓程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemistry CAS
Original Assignee
Institute of Chemistry CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemistry CAS filed Critical Institute of Chemistry CAS
Priority to CN201910291215.6A priority Critical patent/CN110066345B/zh
Publication of CN110066345A publication Critical patent/CN110066345A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110066345B publication Critical patent/CN110066345B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00Preparation of cellulose esters of organic acids
    • C08B3/08Preparation of cellulose esters of organic acids of monobasic organic acids with three or more carbon atoms, e.g. propionate or butyrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/02Esters
    • C08B31/04Esters of organic acids, e.g. alkenyl-succinated starch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0051Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Fructofuranans, e.g. beta-2,6-D-fructofuranan, i.e. levan; Derivatives thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

一种多糖酯的制备方法,包括以下步骤:将多糖溶解在离子液体[RCOO]A+或其与有机溶剂构成的混合溶剂中,加入酰化试剂
Figure DDA0002024966170000011
Figure DDA0002024966170000012
进行反应即得到所述多糖酯;所述离子液体的阴离子[RCOO]为有机酸阴离子;其阳离子A+选自咪唑阳离子、吡啶阳离子或季铵盐阳离子;所述离子液体和酰化试剂中的R基团相同,R基团包括:C2‑20烷基、卤代C1‑20烷基、C2‑20烯基、C3‑20环烷基、C6‑20芳基或5‑20元杂芳基。所述方法可以通过控制离子液体与酰化试剂中R基相同,得到多糖酯上酯基相同的产物。并且本发明的方法得到的产物具有适宜的取代度和玻璃化转变温度,可溶于常见有机溶剂中。

Description

一种多糖酯的制备方法
技术领域
本发明属于高分子化学和天然高分子制备技术领域,具体涉及一种多糖酯的制备方法。
背景技术
多糖酯是一类重要的精细化学品,在油墨、涂料、纺织、塑料等众多领域有着重要的应用。比如:纤维素醋酸酯可用作高档服装纤维、香烟过滤嘴、分离膜、偏光膜、涂层等,也可以制成各种塑料板材、塑料片材、日用塑料制品等,如眼镜架、玩具、工具手柄等,应用广泛。纤维素苯甲酸酯和淀粉苯甲酸酯可用于制备手性色谱柱,拆分多种手性分子,是拆分效果优异的手性分离材料。目前工业上合成多糖酯均是采用非均相法制备,效率低、产物均一性差、产物结构难以调控。为此,人们发展了众多纤维素溶剂(如:N,N-二甲基甲酰胺/氯化锂等),实现均相可控合成多糖酯。然而,仍然缺少制备多糖酯的快速、高效且简便易行的合成方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种多糖酯的制备方法,包括以下步骤:将多糖溶解在离子液体[RCOO]-A+或其与有机溶剂构成的混合溶剂中,加入酰化试剂
Figure BDA0002024966150000011
进行反应即得到所述多糖酯;
所述离子液体的阴离子[RCOO]-为有机酸阴离子;其阳离子A+选自咪唑阳离子、吡啶阳离子或季铵盐阳离子;
所述离子液体和酰化试剂中的R基团相同,R基团包括:C2-20烷基、卤代C1-20烷基、C2-20烯基、C3-20环烷基、C6-20芳基或5-20元杂芳基。
根据本发明的实施方案,所述多糖选自纤维素、淀粉、壳聚糖、甲壳素、木聚糖、菊糖、葡聚糖、普鲁兰糖中的至少一种。
优选地,所述纤维素选自微晶纤维素、棉浆粕、精制棉、木浆粕、竹浆粕、草浆粕、棉短绒中的至少一种;
优选地,所述淀粉包括可溶性淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、直链淀粉、支链淀粉中的至少一种。
作为实例,所述酰化试剂选自丙酸酐、丁酸酐、苯甲酰氯、环己基甲酰氯、肉桂酰氯。
根据本发明的实施方案,所述离子液体的阴离子[RCOO]-选自丙酸根、丁酸根、苯甲酸根、环己基甲酸根、肉桂酸根;所述离子液体的阳离子A+选自1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基-3-甲基阳离子。
作为实例,所述离子液体选自1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Amim][CH3CH2COO])、1-丁基-3-甲基咪唑丙酸盐([Bmim][CH3CH2COO])、1-乙基-3-甲基咪唑丁酸盐([Emim][CH3CH2CH2COO])、1-丁基-3-甲基咪唑丙酸盐([Bmim][CH3CH2COO])、1-乙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Emim][CH3CH2COO])、1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐([Bmim][PhCOO])、1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])、1-丁基-3-甲基咪唑肉桂酸盐([Bmim][CCOO])。
根据本发明的实施方案,所选离子液体与酰化试剂中R基相同,因而得到的多糖酯上酯基相同。
作为实例,使用1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Amim][CH3CH2COO])离子液体、或1-丁基-3-甲基咪唑丙酸盐([Bmim][CH3CH2COO])离子液体、或1-乙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Emim][CH3CH2COO])离子液体时,丙酸酐作为酰化试剂;使用1-乙基-3-甲基咪唑丁酸盐([Emim][CH3CH2CH2COO])离子液体时,丁酸酐作为酰化试剂;使用1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐([Bmim][PhCOO])离子液体时,苯甲酰氯作为酰化试剂;使用1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])离子液体时,环己基甲酰氯作为酰化试剂;使用1-丁基-3-甲基咪唑肉桂酸盐([Bmim][CCOO])离子液体时,肉桂酰氯作为酰化试剂。
根据本发明的实施方案,所述有机溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基咪唑、咪唑、吡啶、氯仿中的一种、两种或更多种。
根据本发明的实施方案,离子液体与有机溶剂的质量比为(6~12):1,例如(7~11):1。
根据本发明的实施方案,所述多糖在离子液体或离子液体与有机溶剂中的质量浓度(wt%)为1%~20%,优选为5%~18%,还优选为6%~15%。
根据本发明的实施方案,所述反应的温度为0℃~100℃,优选为20℃~80℃,例如为20℃~60℃,或40℃~60℃。
根据本发明的实施方案,所述酰化试剂与多糖重复单元的摩尔比为0.3:1~7:1,优选为0.5:1~5:1。
根据本发明的实施方案,所述反应的时间为1~60分钟,优选为15~30分钟。
根据本发明的实施方案,所述方法还包括反应完成后的沉淀、洗涤和干燥步骤,所述沉淀使用的沉淀剂为水、醇、或其混合物。
根据本发明的实施方案,所述醇选自乙醇、甲醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中至少一种。
根据本发明的实施方案,所述制备方法得到的多糖酯的取代度为0.5~3。
本发明还提供如上所述方法制备得到的多糖酯。
本发明的有益效果:
本发明的制备方法通过控制离子液体与酰化试剂中R基相同,无需使用催化剂,可以快速、高效得到多糖酯上酯基相同的产物。反应体系均一,产物结构均匀且易于调控;特别是对于难于合成的环烷烃酰化多糖可以实现快速、高效地合成。并且本发明的方法得到的产物具有可调的取代度和多种取代基团,可溶于常见有机溶剂中,或具有较低的玻璃化转变温度,因此可作为一种精细化学品原料,用于制备各种材料,例如高档服装纤维、香烟过滤嘴、分离膜、偏光膜、涂层、塑料板材、塑料片材、日用塑料制品等,如眼镜架、玩具、工具手柄等。
此外,本申请的方法还改善了多糖酯制备过程中需大量使用溶剂及收率低等问题。本申请的制备方法具有过程简单、快速、高效、环境友好等优点。
术语定义与解释
术语“C1-20烷基”应理解为表示具有1~20个碳原子的直链或支链饱和一价烃基。优选“C2-8烷基”,“C2-8烷基”表示具有2、3、4、5、6、7或8个碳原子的直链和支链烷基。所述烷基是例如乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、1,2-二甲基丙基、新戊基、1,1-二甲基丙基、4-甲基戊基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、2-乙基丁基、1-乙基丁基、3,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,1-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基或1,2-二甲基丁基等或它们的异构体。
术语“C2-20烯基”应理解为表示直链或支链的一价烃基,其包含一个或多个双键并且具有2~20个碳原子,优选“C2-6烯基”。“C2-6烯基”应理解为优选表示直链或支链的一价烃基,其包含一个或多个双键并且具有2、3、4、5或6个碳原子,特别是2或3个碳原子(“C2-3烯基”),应理解,在所述烯基包含多于一个双键的情况下,所述双键可相互分离或者共轭。所述烯基是例如乙烯基、烯丙基、(E)-2-甲基乙烯基、(Z)-2-甲基乙烯基、(E)-丁-2-烯基、(Z)-丁-2-烯基、(E)-丁-1-烯基、(Z)-丁-1-烯基、戊-4-烯基、(E)-戊-3-烯基、(Z)-戊-3-烯基、(E)-戊-2-烯基、(Z)-戊-2-烯基、(E)-戊-1-烯基、(Z)-戊-1-烯基、己-5-烯基、(E)-己-4-烯基、(Z)-己-4-烯基、(E)-己-3-烯基、(Z)-己-3-烯基、(E)-己-2-烯基、(Z)-己-2-烯基、(E)-己-1-烯基、(Z)-己-1-烯基、异丙烯基、2-甲基丙-2-烯基、1-甲基丙-2-烯基、2-甲基丙-1-烯基、(E)-1-甲基丙-1-烯基、(Z)-1-甲基丙-1-烯基、3-甲基丁-3-烯基、2-甲基丁-3-烯基、1-甲基丁-3-烯基、3-甲基丁-2-烯基、(E)-2-甲基丁-2-烯基、(Z)-2-甲基丁-2-烯基、(E)-1-甲基丁-2-烯基、(Z)-1-甲基丁-2-烯基、(E)-3-甲基丁-1-烯基、(Z)-3-甲基丁-1-烯基、(E)-2-甲基丁-1-烯基、(Z)-2-甲基丁-1-烯基、(E)-1-甲基丁-1-烯基、(Z)-1-甲基丁-1-烯基、1,1-二甲基丙-2-烯基、1-乙基丙-1-烯基、1-丙基乙烯基、1-异丙基乙烯基。
术语“C3-20环烷基”应理解为表示饱和的一价单环或双环烃环,其具有3~20个碳原子,优选“C3-10环烷基”。术语“C3-10环烷基”应理解为表示饱和的一价单环或双环烃环,其具有3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子。所述C3-10环烷基可以是单环烃基,如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基或环癸基,或者是双环烃基如十氢化萘环;也可以是C7-12桥环环烷基,如降冰片烷、金刚烷、二环[2,2,2]辛烷。
术语“C6-20芳基”应理解为表示具有6~20个碳原子的一价芳香性或部分芳香性的单环、双环或三环烃环,优选“C6-14芳基”。术语“C6-14芳基”应理解为优选表示具有6、7、8、9、10、11、12、13或14个碳原子的一价芳香性或部分芳香性的单环、双环或三环烃环(“C6-14芳基”),特别是具有6个碳原子的环(“C6芳基”),例如苯基;或联苯基,或者是具有9个碳原子的环(“C9芳基”),例如茚满基或茚基,或者是具有10个碳原子的环(“C10芳基”),例如四氢化萘基、二氢萘基或萘基,或者是具有13个碳原子的环(“C13芳基”),例如芴基,或者是具有14个碳原子的环(“C14芳基”),例如蒽基。当所述C6-20芳基被取代时,其可以为单取代或者多取代。并且,对其取代位点没有限制,例如可以为邻位、对位或间位取代。
术语“5-20元杂环基”指包含3至20个原子的饱和、不饱和或部分饱和的单环、二环或三环,其中1、2、3、4或5个环原子选自氮、硫或氧,除非另有说明,其可通过碳或氮来连接,其中-CH2-基团任选被-C(O)-代替;其中除非另有相反说明,环氮原子或环硫原子任选被氧化以形成N-氧化物或S-氧化物或环氮原子任选被季铵化;其中环中的-NH任选被乙酰基、甲酰基、甲基或甲磺酰基取代;及环任选被一个或多个卤素取代。应该理解的是,当杂环基中S原子和O原子的总数超过1时,这些杂原子不彼此相邻。若所述杂环基为二环或三环,则至少一个环可任选为杂芳族环或芳族环,条件是至少一个环是非杂芳族的。若所述杂环基为单环,则其一定不是芳族的。杂环基的实例包括但不限于哌啶基、N-乙酰基哌啶基、N-甲基哌啶基、N-甲酰基哌嗪基、N-甲磺酰基哌嗪基、高哌嗪基、哌嗪基、氮杂环丁烷基、氧杂环丁烷基、吗啉基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基、二氢吲哚基、四氢吡喃基、二氢-2H-吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻喃基、四氢噻喃-1-氧化物、四氢噻喃-1,1-二氧化物、1H-吡啶-2-酮和2,5-二氧代咪唑烷基、琥珀酰亚胺基、马来酰亚胺基。
附图说明
图1为制备例1中,1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])的核磁氢谱。测试方法及仪器:取约5mg样品在室温下溶于0.5mL氘代二甲基亚砜中,在Bruker AV400核磁仪上室温测试,扫描次数16次。
图2为实施例4中,木浆粕丙酸酯的核磁氢谱。测试方法及仪器:取约5mg样品在室温下溶于0.5mL氘代二甲基亚砜中,再向溶液中加入一滴氘代三氟乙酸。在Bruker AV400核磁仪上室温测试,扫描次数16次。根据木浆粕骨架氢的积分面积和丙酰基上甲基氢的积分面积,计算取代度。
图3为实施例6中,淀粉苯甲酸酯的核磁氢谱。测试方法及仪器:取约5mg样品在室温下溶于0.5mL氘代二甲基亚砜中,再向溶液中加入一滴氘代三氟乙酸。在Bruker AV400核磁仪上室温测试,扫描次数64次。根据淀粉骨架氢的积分面积和苯甲酰基上芳香氢的积分面积,计算取代度。
图4为实施例6中,淀粉苯甲酸酯的差示扫描量热测试(DSC)曲线。测试方法及仪器:使用Perkin-Elmer公司DSC-7,取约5mg样品先从20℃以20℃/min速率升到200℃,恒温3min;然后快速降温至20℃,恒温5min;最后,从20℃以20℃/min的速率升至240℃,DSC曲线和玻璃化转变温度(Tg)由第二次升温扫描测得。
图5为实施例8中,微晶纤维素环己基甲酸酯的核磁氢谱。测试方法及仪器:取约5mg样品在室温下溶于0.5mL氘代二甲基亚砜中,再向溶液中加入一滴氘代三氟乙酸。在Bruker AV400核磁仪上室温测试,扫描次数64次。根据纤维素骨架氢的积分面积和环己基甲酰基上氢的积分面积,计算取代度。
图6为实施例10和11中,葡聚糖肉桂酸酯的差示扫描量热测试(DSC)曲线。测试方法及仪器:使用Perkin-Elmer公司DSC-7,取约5mg样品先从20℃以20℃/min速率升到200℃,恒温3min;然后快速降温至20℃,恒温5min;最后,从20℃以20℃/min的速率升至240℃,DSC曲线和玻璃化转变温度(Tg)由第二次升温扫描测得。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
如下实施例中取代度的测定方法:核磁氢谱:取约5mg样品在室温下溶于0.5mL氘代二甲基亚砜或氘代氯仿中,再向溶液中加入一滴氘代三氟乙酸。在Bruker AV400核磁仪上室温测试,扫描次数16-64次。根据多糖骨架氢的积分面积和酰基上氢的积分面积,计算取代度。
制备例1
参考文献Green Chem.,2007,9,1155中的合成方法制备了1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])。制备步骤:将100g 1-丁基-3甲基氯盐离子液体溶解于1L水中,经过717型阴离子树脂柱处理,然后向溶液中加入80g环己甲酸,室温搅拌72小时,过滤,滤液旋转蒸发除水,得到1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐。产物的核磁表征结果如图1所示。
实施例1
称取0.40g微晶纤维素加入到4.6g 1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Amim][CH3CH2COO])离子液体中,80℃下搅拌30min得到8wt%的纤维素/[Amim][CH3CH2COO]溶液;40℃下向其中加入1.35g丙酸酐,搅拌15min,水中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为2.02的微晶纤维素丙酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例2
称取1.5g微晶纤维素加入到8.5g 1-乙基-3-甲基咪唑丁酸盐([Emim][CH3CH2CH2COO])离子液体中,80℃下搅拌30min得到15wt%的纤维素/[Emim][CH3CH2CH2COO]溶液;40℃下向其中加入3.80g丁酸酐,搅拌15min,水中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为2.80的微晶纤维素丁酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例3
称取0.30g棉浆粕加入到4.7g 1-乙基-3-甲基咪唑丁酸盐([Emim][CH3CH2CH2COO])离子液体中,60℃下搅拌30min得到6wt%的棉浆粕/[Emim][CH3CH2CH2COO]溶液;60℃下向其中加入0.72g丁酸酐,搅拌15min,水中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为2.73的棉浆粕丁酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例4
称取0.5g木浆粕加入到9.5g 1-丁基-3-甲基咪唑丙酸盐([Bmim][CH3CH2COO])/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶剂([Bmim][CH3CH2COO]/DMF的质量比9:1)中,60℃下搅拌30min得到5wt%的木浆粕/[Bmim][CH3CH2COO]/DMF溶液;60℃下向其中加入1.11g丙酸酐,搅拌15min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥得到木浆粕丙酸酯,产物的表征结果如图4所示,经计算取代度为1.43。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例5
称取0.5g菊糖加入到4.5g 1-乙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Emim][CH3CH2COO])中,60℃下搅拌30min得到10wt%的菊糖/[Emim][CH3CH2COO]溶液;60℃下向其中加入0.80g丙酸酐,搅拌15min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为0.96的菊糖丙酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例6
称取0.6g可溶性淀粉加入到4.4g 1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐([Bmim][PhCOO])中,80℃下搅拌30min得到12wt%的可溶性淀粉/[Bmim][PhCOO]溶液;80℃下向其中加入1.0g苯甲酰氯,搅拌30min,甲醇/水混合溶剂(甲醇/水体积比1:1)中沉淀,洗涤、干燥得到淀粉苯甲酸酯,经计算取代度为1.68。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。产物的玻璃化转变温度(Tg)为175℃。
实施例7
称取0.9g微晶纤维素加入到9.1g 1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])中,80℃下搅拌30min得到9wt%的纤维素/[Bmim][ChCOO]溶液;60℃下向其中加入8.2g环己基甲酰氯,搅拌15min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为1.54的微晶纤维素环己基甲酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例8
称取0.6g微晶纤维素加入到9.4g 1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])中,80℃下搅拌30min得到6wt%的纤维素/[Bmim][ChCOO]溶液;60℃下向其中加入11.0g环己基甲酰氯,搅拌15min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为2.10的微晶纤维素环己基甲酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、氯仿等溶剂中。
实施例9
称取1.0g微晶纤维素加入到9.0g 1-丁基-3-甲基咪唑环己基甲酸盐([Bmim][ChCOO])中,80℃下搅拌30min得到10wt%的纤维素/[Bmim][ChCOO]溶液;60℃下向其中加入2.7g环己基甲酰氯,搅拌15min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为1.00的微晶纤维素环己基甲酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
实施例10
称取1.0g葡聚糖加入到9.0g 1-丁基-3-甲基咪唑肉桂酸盐([Bmim][CCOO])中,80℃下搅拌30min得到10wt%的葡聚糖/[Bmim][CCOO]溶液;40℃下向其中加入1.9g肉桂酰氯,搅拌30min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为1.45的葡聚糖肉桂酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。其玻璃化转变温度(Tg)为185℃。
实施例11
称取0.50g葡聚糖加入到9.5g 1-丁基-3-甲基咪唑肉桂酸盐([Bmim][CCOO])离子液体中,80℃下搅拌30min得到5wt%的葡聚糖/[Bmim][CCOO]溶液;40℃下向其中加入2.0g肉桂酰氯,搅拌30min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到取代度为2.80的葡聚糖肉桂酸酯。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、氯仿等溶剂中。产物的玻璃化转变温度(Tg)为150℃。
对比例1
称取0.5g微晶纤维素加入到9.5g 1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)中,80℃下搅拌30min得到5wt%的纤维素/BmimCl溶液;60℃下向其中加入2.5g环己基甲酰氯,搅拌30min,甲醇中沉淀,洗涤、干燥,得到的样品不能溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶等常见有机溶剂,取代度非常低(低于0.1)。
对比例2
称取0.50g微晶纤维素加入到9.5g 1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)离子液体中,80℃下搅拌30min得到5wt%的纤维素/AmimCl溶液;40℃下向其中加入1.35g丙酸酐,搅拌30min,水中沉淀,洗涤、干燥,得到的样品不能溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶等常见有机溶剂,取代度非常低(低于0.1)。
对比例3
称取0.40g微晶纤维素加入到4.6g 1-烯丙基-3-甲基咪唑丙酸盐([Amim][CH3CH2COO])离子液体中,80℃下搅拌30min得到8wt%的纤维素/[Amim][CH3CH2COO]溶液;25℃下向其中加入0.76g乙酸酐,搅拌15min,水中沉淀,洗涤、干燥,得到微晶纤维素乙酸丙酸酯,其中乙酰基取代度为0.80,丙酰基取代度为0.82。产物可溶解于二甲基亚砜、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺等溶剂中。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多糖酯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将多糖溶解在离子液体[RCOO]-A+或其与有机溶剂构成的混合溶剂中,加入酰化试剂
Figure FDA0002465660640000011
Figure FDA0002465660640000012
进行反应即得到所述多糖酯;
所述离子液体的阴离子[RCOO]-为有机酸阴离子;其阳离子A+选自咪唑阳离子、吡啶阳离子或季铵盐阳离子;
所述离子液体和酰化试剂中的R基团相同,R基团包括:C2-20烷基、卤代C1-20烷基、C2-20烯基、C3-20环烷基、C6-20芳基或5-20元杂芳基。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多糖选自纤维素、淀粉、壳聚糖、甲壳素、木聚糖、菊糖、葡聚糖、普鲁兰糖中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述纤维素选自微晶纤维素、棉浆粕、精制棉、木浆粕、竹浆粕、草浆粕、棉短绒中的至少一种;
所述淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、直链淀粉、支链淀粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述酰化试剂选自丙酸酐、丁酸酐、苯甲酰氯、环己基甲酰氯、肉桂酰氯。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述离子液体的阴离子[RCOO]-选自丙酸根、丁酸根、苯甲酸根、环己基甲酸根、肉桂酸根;所述离子液体的阳离子A+选自1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基-3-甲基阳离子。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多糖在离子液体或离子液体与有机溶剂中的质量浓度wt%为1%~20%。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基咪唑、咪唑、吡啶、氯仿中的一种、两种或更多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述离子液体与有机溶剂的质量比为(6~12):1。
9.根据权利要求1~8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述方法得到的多糖酯的取代度为0.5~3。
10.权利要求1~9任一项所述方法制备得到的多糖酯。
CN201910291215.6A 2019-04-11 2019-04-11 一种多糖酯的制备方法 Active CN110066345B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910291215.6A CN110066345B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种多糖酯的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910291215.6A CN110066345B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种多糖酯的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110066345A CN110066345A (zh) 2019-07-30
CN110066345B true CN110066345B (zh) 2020-07-14

Family

ID=67367544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910291215.6A Active CN110066345B (zh) 2019-04-11 2019-04-11 一种多糖酯的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110066345B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101580549A (zh) * 2008-05-13 2009-11-18 中国科学院过程工程研究所 一种制备醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素的方法
WO2010037986A1 (fr) * 2008-10-03 2010-04-08 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de silanisation de polysaccharides
CN102977216A (zh) * 2008-08-13 2013-03-20 伊士曼化工公司 羧基化离子液体方法制备的区域选择性取代的纤维素酯以及由此制备的产物
CN109293951A (zh) * 2017-07-25 2019-02-01 中国科学院化学研究所 一种含有响应性荧光多糖衍生物的均相溶液及其制备方法和用途

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777074B2 (en) * 2008-02-13 2017-10-03 Eastman Chemical Company Regioselectively substituted cellulose esters produced in a halogenated ionic liquid process and products produced therefrom
US20130178614A1 (en) * 2011-10-25 2013-07-11 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Regioselectively substituted cellulose esters and efficient methods of preparing them
MY157672A (en) * 2012-05-31 2016-07-15 Otsuka Pharma Co Ltd Multilayer film and bag formed of multilayer film
CN104277121B (zh) * 2013-07-03 2017-02-08 中国科学院大连化学物理研究所 一种利用纤维素生产纤维素酯的方法
CN108840955A (zh) * 2018-06-13 2018-11-20 贵州大学 一种制备纤维素碳酸羧酸混合酯的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101580549A (zh) * 2008-05-13 2009-11-18 中国科学院过程工程研究所 一种制备醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素的方法
CN102977216A (zh) * 2008-08-13 2013-03-20 伊士曼化工公司 羧基化离子液体方法制备的区域选择性取代的纤维素酯以及由此制备的产物
WO2010037986A1 (fr) * 2008-10-03 2010-04-08 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de silanisation de polysaccharides
CN109293951A (zh) * 2017-07-25 2019-02-01 中国科学院化学研究所 一种含有响应性荧光多糖衍生物的均相溶液及其制备方法和用途

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Application of ionic liquids for dissolving cellulose and fabricating cellulose-based materials: state of the art and future trends 》;Jinming Zhang et al;《materials chemistry frontiers》;20170216(第1期);全文 *
《以离子液体为介质的修饰改性对多糖结构与理化性质的影响研究进展》;白文强等;《食品科学》;20181015;第39卷(第10期);全文 *
《纤维素化学改性的研究进展》;姚一军等;《材料导报 A:综述篇》;20181204;第32卷(第10期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110066345A (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jogunola et al. Ionic liquid mediated technology for synthesis of cellulose acetates using different co-solvents
Mao et al. Cellulose nanocrystals’ production in near theoretical yields by 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([Bmim] HSO4)–mediated hydrolysis
Köhler et al. New solvents for cellulose: dimethyl sulfoxide/ammonium fluorides
Muhammad et al. Ionic liquid—a future solvent for the enhanced uses of wood biomass
CN107722127B (zh) 纤维素酯的制备方法
Kasprzak et al. Dissolution of cellulose in novel carboxylate-based ionic liquids and dimethyl sulfoxide mixed solvents
Chen et al. Homogeneous transesterification of sugar cane bagasse toward sustainable plastics
JP6799259B2 (ja) 多糖類誘導体及びリグニン誘導体の製造方法
Mine et al. Acetylation of α-chitin in ionic liquids
Zhang et al. Homogeneous esterification of cellulose in room temperature ionic liquids
BR0210403B1 (pt) processo para produzir um componente de catalisador de polimerização de olefina, catalisador de polimerização de olefina, e, uso de um catalisador.
Becherini et al. Levulinate amidinium protic ionic liquids (PILs) as suitable media for the dissolution and levulination of cellulose
Gan et al. Synthesis of kenaf cellulose carbamate using microwave irradiation for preparation of cellulose membrane
CN104277121B (zh) 一种利用纤维素生产纤维素酯的方法
JP2018504456A (ja) 栄養組成物中に使用するためのオリゴ糖組成物及びその生成方法
CN105199001B (zh) 一种纤维素长链脂肪酸酯或长短链混合酸酯的制备方法
TW201247711A (en) Ester of cellulose derivative and method for producing the same
El Hamdaoui et al. Homogeneous Esterification of Cellulose in the Mixture N‐Butylpyridinium Chloride/Dimethylsulfoxide
CN108101996A (zh) 利用纤维素生产纤维素质子型离子液体的方法
Liu et al. Robust superbase-based emerging solvents for highly efficient dissolution of cellulose
CN110066345B (zh) 一种多糖酯的制备方法
Yao et al. Rapid Homogeneous Acylation of Cellulose in a CO2 Switchable Solvent by Microwave Heating
CN105504235A (zh) 一种利用纤维素生产纤维素接枝聚乳酸共聚物的方法
US2072870A (en) Cellulose derivatives
Zhang et al. Homogeneous alkalization of cellulose in N-methylmorpholine-N-oxide/water solution

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant