DE1694048B - Verwendung von cyclischen Aminoxyden als Losungsmittel - Google Patents

Description

Viele natürlich vorkommende und synthetische Stoffe mit starken intermolekularen Wasserstoffbindungen, wie beispielsweise Wolle, Seide, Haare, Federn und Cellulose, sind bekanntlich in üblichen Lösungsmiucln unlöslich. Einige dieser Stoffe können nur durch Anwendung extremer Lösungsbedingungen, d. h. bei hohen Temperaturen oder in stark sauren oder basischen Lösungsmitteln in Lösung gebracht werden, wobei ein Abbau der Stoffmoleküle erfolgen kann. Es lassen sich derartige Stoffe nur nach einer mehrtägigen Behandlung in Lösung bringen. Andere dieser Stoffe bleiben auch unter diesen drastischen Lösungsbedingungen unlöslich. Im Hinblick auf das schlechte Lösungsverhalten derartiger Stoffe in inerten und üblichen Lösungsmitteln ist es praktisch unmöglieh oder zumindest nur schwierig möglich, die chemischen und physikalischen Eigenschaften derartiger Stoffe zu modifizieren oder zu verbessern.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich bestimmte gesättigte cyclische Aminoxyde hervorragend als Lösungsmittel zum Lösen natürlich vorkommender und synthetischer hochmolekularer organischer Stoffe eignen.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von cyclischen Aminoxyden der Formel

»ο

^CH₃

worin Z die zur Vervollständigung eines gesättigten heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome darstellt, als Lösungsmittel zum Lösen natürlich vorkommender und synthetischer, organischer Stoffe mit intermolekularen Wasserstoffbindungen.

Ganz besonders eignen sich die erfindungsgemäß verwendeten cyclischen Aminoxyde zum Lösen von hochmolekularen organischen Stoffen mit intermolekularen Wasserstoffbindungen. Beim Lösen dieser hochmolekularen organischen Stoffe treten keine chemischen Reaktionen auf, noch erfolgt ein Abbau der Stoffe. Solche Lösungen lassen sich beispielsweise zum Spinnen von Fäden oder zum Gießen von Filmen und Folien verwenden. Des weiteren lassen sich die in den cyclischen Aminoxyden gelösten Polymeren leicht durch chemische Reaktionen modifizieren.

Unter Verwendung der beschriebenen cyclischen Aminoxyde ist es möglich, Lösungen von natürlich vorkommenden und synthetischen hochmolekularen organischen Stoffen herzustellen, in denen die hochmolekularen organischen Stoffe in Mengen bis zu etwa 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Lösung, vorliegen.

Als besonders vorteilhafte cyclische Aminoxyde haben sich N-Methylmorpholin-N-oxyd, N-Methylpiperidin-N-oxyd, N-Methylpyrrolidin-N-oxyd und N-Methylazacycloheptan-N-oxyd erwiesen.

Die beschriebenen cyclischen Aminoxyde eignen sich beispielsweise hervorragend zum Lösen von solchen hochmolekularen organischen Stoffen, wie Wolle, Seide, Haaren, Federn, ,5-Amylose, Casein, Zein, Gelatine, Gummiarabikum, Lignin und Polyamiden, wie beispielsweise Nylon.

Eine Wasserstoffbindung läßt sich ganz allgemein definieren als eine Bindung oder ein Ineinandergreifen zwischen einer funktionellen Gruppe A-H und einem Atom oder einer Gruppe von Atomen B in gleichen oder in verschiedenen Molekülen, wobei die Gruppe A-H durch das Η-Atom an die Gruppe B gebunden wird. Λ und B stammen gewöhnlich von den Elementen N, O oder F ab. Das Vorliegen derartiger Wasserstoffbindungen läßt sich durch Molekulargewichtsbestimmungen oder durch spektroskopische Messungen ermitteln. (Nähere Angaben zur Wasserstoffbind iing finden sich in dem Buch von P i m e η t e 1 und M c C 1 e 11 a η, »The Hydrogen Bond«, W. H. Freeman & Co., Verlag San Francisco, USA, 1960.)

Auf Grund starker intermolekularer Wasserstoffbindungen ist eine große Anzahl natürlich vorkommender organischer Stoffe, und zwar polymerer als auch monomerer Stoffe, in üblichen Lösungsmitteln unlöslich. Auf Grund des Vorhandenseins derartiger polarer Bindungen sind die meisten nicht polaren Lösungsmittel nicht dazu in der Lage, diese Bindungen zu solvatisieren, so daß diese Verbindungen in Lösung gebracht werden können. Auch die meisten polaren Lösungsmittel sind nicht wirksam, und zwar deshalb nicht, weil sie entweder nicht die organischen oder die nicht polaren Bindungsteile des Moleküls zu solvatisieren vermögen. Da die meisten dieser natürlich vorkommenden organischen Stoffe ein hohes Molekulargewicht besitzen, führt eine teilweise Solvatisierung in der Regel nicht zu einer Lösung der Verbindung.

Die erfindungsgemäß verwendeten cyclischen Aminoxyde lassen sich leicht herstellen durch Umsetzung von gesättigten tertiären Aminen mit Wasserstoffperoxyd in Wasser. So läßt sich beispielsweise N-Methylmorpholin-N-oxyd durch Umsetzung von N-Methylmorpholin mit Wasserstoffperoxyd in Wasser herstellen.

Die Verwendbarkeit bestimmter tertiärer Aminoxyde als Lösungsmittel für Polymere ist an sich bekannt. So werden beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 185 657 ungesättigte Amin-N-oxyde, wie beispielsweise Oxyde des Pyridins. der Picoline und der Lutidine, als Lösungsmittel für eine begrenzte Klasse von Homo- und Mischpolymeren des Acrylnitrils beschrieben. Im Gegensatz zu den bekannten ungesättigten Amin-N-oxyden vermögen die erfindungsgemäß verwendeten Aminoxyde eine bedeutend größere Anzahl von Verbindungen, und zwar sowohl natürlichen als auch synthetischen, wie auch polymeren oder monomeren Charakters zu lösen.

Aus der USA.-Patcntschrift 2 179 181 ist es ferner bekannt, daß bestimmte Oxyde tertiärer Amine, einschließlich bestimmter heterocyclischer Amine, Cellulose zu lösen vermögen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Triäthylaminoxyd, N-Äthylmorpholin-N-oxyd, N/N'-Dimethylpiperazin-N.N'-dioxyd, 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan -1.4 - dioxyd und Chinuclidinol-N-oxyd keine Lösungsmittel für Cellulose sind.

Aus der USA.-Patentschrift 3 239 535 ist es des weiteren bekannt, Oxyde von tertiären Aminen als Härtungsmittel für Epoxyde zu verwenden. In diesem Falle werden die Aminoxyde in dem flüssigen Harz oder Polymeren gelöst und mit dem Harz zur Umsetzung gebracht. Im übrigen beträgt die Konzentration der Aminoxyde nicht mehr als 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Epoxydharze.

Ein Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Aminoxyde besteht darin, daß sie selbst in den meisten üblichen Lösungsmitteln, wie beispielsweise

Wasser. Methanol, Acetonitril und Dimethylsulfoxyd. löslich sind. Infolgedessen ist es mit Hilfe üblicher Lösungsmittel leicht möglich, Aminoxyde beispielsweise von Fäden oder Folien, die aus Aminoxydlösungen hergestellt wurden, zu entfernen. Des weiteren ist es möglich. Lösungen von Stoffen in cyclischen Aminoxyden der angegebenen Formel mit den verschiedensten bekannten Lösungsmitteln zu verdünnen, beispielsweise mit Dimethylsulfoxyd, Sulfolan, 1,4 - Oxathian - 4 - oxyd oder N - Methylpyrrolidon, wobei sich in leichter Weise bestimmte Viskositätsgrade einstellen lassen. Des weiteren kann die Verwendung von Verdünnungsmitteln den Ablauf chemischer Reaktionen mit den gelösten Stoffen erleichtern. ■

Auf Grund der zum Lösen der verschiedensten Stoffen anwendbaren milden Bedingungen läßt sich eine bessere Kontrolle über ablaufende chemische Reaktionen der gelösten Stoffe und der erhaltenen Produkte erzielen. Die Erfindung ermöglicht beispielsweise die Monoacetylierung von Cellulose in einer Stufe in einer Aminoxydlösung, im Gegensatz zu dem bisher üblichen Verfahren, das aus zwei Stufen bestand, nämlich der vollständigen Acetylierung der Cellulose und einer nachfolgenden Hydrolyse zum gewünschten Monoacetat.

Die Leichtigkeit, mit der die Lösung der verschiedensten organischen Stoffe erreicht werden kann, erschließt viele neue Anwendungsgebiete dieser Stoffe. Im Hinblick auf den leichten Ablauf chemischer Reaktionen in cyclischen Aminoxydlösungen lassen sich neue und neuartige Stoffe mit verbesserten und neuen Eigenschaften herstellen.

Wird beispielsweise Cellulose in einem Aminoxyd gelöst, so läßt sie sich in Lösung, beispielsweise mit Äthylendiacetat, Isopropenylacetat oder Methoxyäthylacetat zu Celluloseacetaten umsetzen oder mit Vinylbutyrat oder Methylbutyrat zu Cellulosebutyraten oder mit anderen Estern zu entsprechenden Celluloseestern. In Lösung läßt sich Cellulose weiterhin mit Acrylnitril zu Cyanoäthylcellulose umsetzen, mit Acrylamid zu Celluloseoxyäthylformamid, mit Methylvinylketon zu Celluloseoxyäthylmethylketon und mit anderen ci.p'-ungesäuigten Verbindungen zu den entsprechenden Celluloseethern. In entsprechender Weise reagiert Cellulose, die in einem Aminoxyd nach der Erfindung gelöst ist, mit Äthylenoxyd, wobei Hydroxyäthylcellulose erhalten wird, und mit Äthylensulfid, wobei entsprechend Mercaptoäthylcellulose erhalten wird. Des weiteren lassen sich beispielsweise Stoffe wie Seide, Polyamide (Nylon), Wolle oder Baumwolle, in Lösung modifizieren und beispielsweise zu Fäden und Fasern besonderer vorteilhafter Eigenschaften verarbeiten. Auch andere Stoffe können in Lösung derart modifiziert werden, daß sich aus den Lösungen neuartige Fäden und Fasern spinnen oder neuartige Formkörper herstellen lassen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Aminoxyde lassen sich auch zum Anlösen der Oberfläche der verschiedensten Stoffe verwenden. Die dabei auf den Oberflächen der Stoffe gebildeten Lösungen dienen als Klebstoffe, die dann einen Körper aus gleichem Material oder verschiedenem Material, dessen Oberfläche gleichfalls mit einem Aminoxyd behandelt worden ist, zu binden vermögen. Auf diese Weise können beispielsweise sogenannte nicht gewebte Textilien hergestellt werden. Des weiteren ist es beispielsweise möglich, andere Stoffe auf physikalischem Wege in die Oberflächenlösung einzuarbeiten oder chemische Reaktionen hierin durchzuführen, um der Oberfläche des Materials neue und wünschenswerte Charakteristika zu verleihen. So ist es beispielsweise S möglich, Gewebe mit besonderer Steifigkeit und Knitterfestigkeit durch teilweise Acetylierung oder Cyanoäthylierung der Oberfläche herzustellen.

T. Herstellung der cyclischen Aminoxyde

A. Herstellung von N-Methylmorpholin-N-oxyd

In einen 22 1 fassenden Kolben, ausgerüstet mit einem Glasrührer und einem Tropftrichter, der sieb auf einem Dampfbad befand, wurden 6050 g N-Methylmorpholiii und 500 ml Wasser eingefüllt. Die Lösung wurde auf 67°C erhitzt, worauf innerhalb

ίο eines Zeitraumes von 4 bis 5 Stunden 4850 g einer 35%igen Wasserstoffperoxydlösung zugegeben wurden. Dabei wurde eine Temperatur von 67 bis 72⁰C eingehallen. Nach beendeter Zugabe wurde die Reaktionsmischung unter Rühren derselben noch 2 Stunden lang auf einer Temperatut zwischen 67 und 72⁰C gehalten. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur während der Nacht wurde überschüssiges Peroxyd durch Zugabe von 10 g Catalascenzym und 2stündiges Rühren zerstört. Als der Kaliumjodidtest für Peroxyd

jo negativ ausfiel, wurde das erhaltene gelbe öl in zwei Anteile aufgeteilt. Jeder der Anteile wurde in einen 121 fassenden Kolben, ausgerüstet mit Rührer und Vcresterungs-Destillieraufsatz nach Dean — Stark, eingefüllt, worauf jeweils 3 1 Benzol 2ugesetzt wurden. Zunächst wurde ein azeotropcs Benzol-Wasser-Gemisch abdestilliert, bis eine Probe N-Methylmorpholin-N-oxyd erhalten wurde, die einen Schmelzpunkt von 74 bis 76^CC erhielt. Das heiße öl wurde dann von dem Benzol abgetrennt und in 10 1 Azeton gegossen. Durch Filtration wurde eine feste Masse erhalten, die im Vakuum getrocknet wurde. Die Ausbeute an N-Methylmorpholin-N-oxyd betrug 6280 g. Die Verbindung besaß einen Schmelzpunkt von 74 bis 76° C.

B. Herstellung von N-Methy|pyrrolidin-N-oxyd

In einen 12 1 fassenden Kolben, ausgerüstet mit mechanischem Rührer und Tropftrichter, wurden 1430 g N-Methylpyrrolidin und 300 ml Wasser gegeben. Innerhalb eines Zeitraumes von 2^x/₂ Stunden wurden dann tropfenweise 1611 g einer 35%igen Wasserstoffperoxydlösung zugegeben. Während der Zugabe des Peroxyds wurde eine Temperatur von 63 bis 71⁰C durch äußere Kühlung aufrechterhalten. Nach beendigter Zugabe sowie nach Beendigung der Wärmeentwicklung wurde die Mischung auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und noch langsam 3 Tage lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde dann mit 1,51 Wasser verdünnt und filtriert. Das überschüssige Peroxyd wurde durch Zugabe von Catalasecnzym zerstört. Das Catalaseenzym wurde in 2 ml Portionen zugegeben, bis der Peroxydlest

mit Kaliumiodid negativ verlief. Die Reaktionsmischung wurde dann auf ein auf 55 bis 6O⁰C warmes Wasserbad gebracht. Unter Rühren der Reaktionsmischung mittels eines vakuumdichten Rührers

und eines Sauggebläses wurde über Nacht unter Konzentrierung der Reaktionsmischung Wasser abdestilliert. Dann wurde 11 Acetonitril zugegeben, worauf die Mischung bei 55 bis 6O⁰C gerührt und das Lösungsmittel mittels eines Aspirators entfernt wurde. Daraufhin wurde ein weiterer Liter Acetonitril zugegeben, worauf die Mischung wiederum bei 55 bis 60" C gerührt und das Lösungsmittel mittels eines Sauggebläses entfernt wurde. Es wurden 1900 g hydratisiertes N-Methylpyrrolidin-N-oxyd erhalten, welches einen Refraktionsindex von nf⁵ 1,4768 besaß.

C. Herstellung von N-Methylpiperidin-N-oxyd

Nach dem unter B beschriebenen Verfahren wurden 1180 g N-Methylpiperidin in 250 ml Wasser mit 1072 g 35%iger Wasserstoffperoxydlösung umgesetzt. Es wurden 1445 g hydratisiertes N-Methylpiperidin-N-oxyd mit einem Refraktionsindex von n£ 1,4850 erhalten.

D. Herstellung von N-Methylazacycloheptan-

N-oxyd

In einen 121 fassenden Kolben, ausgerüstet mit mechanischem Rührer und Tropftrichter, wurden 925 g N-Methylazacycloheptan und 250 ml Wasser gebracht. Die Lösung wurde auf 65° C erhitzt, worauf innerhalb eines Zeitraumes von 2'/₂ Stunden 700 g 35%iges Wasserstoffperoxyd tropfenweise zugesetzt wurden. Während der Zugabc wurde eine Ter peratur von 65 bis 72⁰C eingebalten. Nach beendete Zugabe wurde die Reaktionsmischung 4 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt. Eine geringe Menge Ol (Ausgangsmaterial), welches sich nicht umgesetzt halle, wurde mit 11 Benzol extrahiert. Das überschüssige Peroxyd wurde durch Zugabe von Catalaseenzym zerstört. Die Zugabe des Catalaseenzyms erfolgte in 2 ml Portionen, bis der Peroxydtest mit Kaliumiodid negativ verlief. Unter Erwärmen auf einem Wasserbad auf 55 bis 6O⁰C und Rühren mit einem vakuumdichten Rührer sowie einem Sauggebläse wurde die Reaktionsmischung unter Entfernung von Wasser innerhalb einer Stunde konzentriert. Das zurückgebliebene öl wurde dann kräftig mit 600 ml 2,2-Dimethoxypropan verrührt, wobei die Mischung so stark erhitzt wurde, daß die Mischung schwach siedete. Es bildeten sich zwei Schichten, die voneinander getrennt wurden. Das Reak-■ tionsprodukt wurde filtriert, wobei eine geringe Menge gallertartiger unlöslicher Stoffe abfiltriert wurde. Das öl wurde dann nochmals 2 Stunden lang unter Verwendung eines Sauggebläses konzentriert. Es wurden 1090 g eines dunkelbernstcinfarbenen Öles mit einem Refraktionsindex von ni' 1,4755 erhallen.

N-oxyd gebracht. Der Kolben wurde dann in ein ölbad eines Thermostaten gebracht. Die Ölbadtemperatur betrug 90" C. Das Aminoxyd wurde etwa 10 Minuten lang gerührt, bis es geschmolzen war. Unter weiterem Rühren wurden 7,5 g langfasriger Baumwolle zugesetzt. In weniger als 5 Minuten trat eine vollständige Lösung ein.

Beispiel 2
Lösung eines Baumwollgewebes

3 g eines zu 100% aus Baumwolle bestehenden Gewebes wurden in Stücke einer Größe von 1,27 cm² zerschnitten und in einem Mischer 2 Minuten lang enifaserl. Das erhaltene Material wurde dann zu 97 g N-Melhylpiperidin-N-oxyd gegeben, das vorher in einen Kolben, wie im Beispiel 1 beschrieben, bei 90° C eingebracht wurde. Es wurde eine klare viskose Masse erhalten, die mit 100 g Dimethylsulfoxyd verdünnt wurde. Der heiße Ansatz wurde dann durch einen Büchner-Trichter aus Sinterglas filtriert. Ein Teil des Filtrals wurde in eine Methanol-Aceton-Mischung (1:1) ausgefällt, wobei eine aus Cellulose bestehende fasrige feste Masse erhalten wurde. Der andere Teil des Filtrats wurde in Form eines Filmes auf eine Glasplatte gegossen. Zur Entfernung noch vorhandenen Aminoxyds wurde der Film mit einer Methanol-Aceton-Mischung im Verhältnis 1:1 extrahiert. Es hinterblieb ein zäher, transparenter Film.

Beispiel 3

Lösung von Filterpapier

Ein rundes Filterpapier eines Durchmessers von 18,5 cm (3 g) wurde in einem Mischgerät 2 Minuten lang entfasert. Das entfaserte Material wurde dann zu 97 g N-Methylpyrrolidin-N-oxyd gegeben, das sich in einem Kolben befand, der in ein ölbad einer durch einen Thermostaten auf 100⁰C konstant gehaltenen Temperatur gesetzt worden war. Die erhaltene Mischung wurde dann 1 Stunde lang mechanisch gerührt, wobei eine klare Masse erhalten wurde.

20 ml dieser Masse wurden dann mit einem gleichen Volumen l,4-Oxathian-4-oxyd verdünnt und auf eine Glasplatte gegossen. Das Lösungsmittel wurde mittels siedenden Methanols entfernt. Der zurückgebliebene getrocknete Film war zäh und transparent.

Durch Verspinnen des verdünnten Ansatzes in Methanol konnten feste monofile Fäden erhalten werden.

II. Verwendung der cyclischen Aminoxyde

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1
Lösung von langfasriger Baumwolle

In einen 500-ml-Rundkolben, ausgerüstet mit einem Teflonrührer, wurden 242,5 g N-Methylmorpholin-

Beispiel 4

Das im Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde unter Verwendung von N-Mcthylazacycloheptan-N-oxyd an Stelle von N-Methylpyrrolidin-N-oxyd wiederholt. Es wurden entsprechende Ergebnisse erhalten.

Beispiel 5

Es wurden die Löslichkeiten verschiedener natürlicher und synthetischer Stoffe in den vier in der folgenden Tabelle I angegebenen cyclischen Aminen

A, B, C und D bestimmt. Dabei wurden die in der folgenden Tabelle erhaltenen Ergebnisse erhalten:

Tabelle I

Löslichkeit verschiedener natürlicher und synthetischer Stoffe O

CH,

Stoff (Polymer)

Wolle
Seide

Polyamid aus Hexamethylendiamin und

Adipinsäure (Nylon) Haare (menschliche)

Federn
Polyvinylalkohol

Polyäthylenoxyd Stärke (lösliche) /3-Amylose

Zucker

D-(x)-Mannose D-Glucose Polyvinylpyrrolidon Casein

Zein (aus Mais) Polyvinylacetat Sorbitol

Carboxymethylhydroxyathylcellulo.se Cellulosediacetat Cellulosemonoacetat Gelatine

N- Meth ylglucamin Gummiarabikum Cyanoäthylrohrzucker

Mischpolymerisat aus Vinyloxymethylmor-

pholinium-p-toluolsulfonat und Vinylacetat Cellobiose

Celluloseacetatbutyrat Glycogen

Polyäthylenterephthalat Polyacrylonitril Lignin

Gewicht des Stoffes ing

0,5 0,2

0,1 0,2

0,1

0,2

0,1

0,25

0,2

0,2

0,5

0,5

0,5

5,0

2,0

0,5

0,5

2,0

0,5

0,5

0,2

0,2

0,2

0,2 .

5,0

0,2

0,1

0,5

0,3

5,0

0,2

2,0

2,0

0,5

0,5 0,5

0,1 0,5 0,5 0,1 0,1

	Gewicht des
Lösungsmittel	Lösungsmittels
	in ρ
A	5
D	5
A	5
D	5
A	5
D	5
A	5
D	5
A	5
D	5
A	5
B	5
C	5
A	5
A	5
A	5 .
B	5
A	5
C	5
B	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A	5
A. .	5
A	5
A	5
B	5
A	5
A	5
C	5
C	5
A	5
A	5
A	5
A	10

Lösungstemperatur in ⁰C

150 125 120 140 160 130 150 150 150 145 130 120 120 100 130 130 130 130 100 100 UO 120 130 120 110 130 130 110 UO 100 140 100 100 140

120 120 120 120 160 160 160

109 534/351

Fortsetzung

10

Stoff (Polymer)

Polyäthylen

Polyanhydroglucose

Cellulose

Gewicht des Stoffes in g

Lösungsmittel

C
A
A
B
C
D

Gewicht des

Lösungsmittels

in g

Lösungstemperalui in C

UO
110
90
100
100
100

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

Es wurden die Löslichkeitseigenschaften verschiedener erfindungsgemäß verwendeter cyclischer Aminoxyde mit strukturell sehr ähnlichen Aminoxyden verglichen. Dabei wurden die in der folgenden Tabelle II erhaltenen Ergebnisse erhalten.

Tabelle II

Vergleich der Löslichkeit von Cellulose in verschiedenen tertiären Aminoxyden

Als Lösungsmittel für Cellulose

geeignete cyclische Aminoxyde

mich der Erfindung

CH₃

Als Lösungsmittel fur Cellulose

geeignete cyclische Aminoxyde

nach der Erfindung

N-Methylmorpholin-N-oxyd

N-Methylpiperidin-N-oxyd

CH₃

N-Methylazacyloheptan-N-oxyd

Als Lösungsmittel für Cellulose nicht geeignete

Aminoxyde ähnlicher Struktur 30 N-Methylpyrrolidin-N-oxyd

Ms Lösungsmittel für

Cellulose nicht geeignete

Aminoxyde ähnlicher Struktur

1,4-Dia2abicyclo[2,2,2]-octan-1,4-dioxyd

(C₁Hj)₃N-O
Triäthylaminoxyd

N-Äthylmorpholin-N-oxyd

Aus der Tabelle II ergibt sich, daß Cellulose in unerwarteter Weise in gesättigten cyclischen N-Methylamin-N-oxyden löslich ist, während sie in strukturell sehr ähnlichen N-äthylsubstituierten Aminoxyden, Diaminoxyden und nicht cyclischen tertiären Aminoxyden unlöslich ist.

Beispiel 7
Aminoxyde als Klebstoffe

N,N'-Dimethylpiperazin-N,N'-dioxyd

OH 2 Blatt Filterpapier wurden mit einer Lösung von 75% N-Methylmorpholin-N-oxyd in Methanol behandelt. Die beiden Blätter wurden dann zusammengepreßt und 2 Minuten lang auf 12O⁰C erhitzt. Die beiden Blätter verklebten dabei und ließen sich nach Waschen in Wasser zur Entfernung des Aminoxyds nicht mehr voneinander trennen.

Beispiel 8

Chinuclidinol-N-oxyd Eine Aufschlämmung von 5 g N-Methylmorpholin-N-oxyd, 5 g Methanol und 5 g Sand, welcher ein 50-Maschensieb passierte, wurde auf ein Filterpapier aufgetragen. Das Filterpapierblatt wurde dann auf 120° C erhitzt und daraufbin mit Methanol gewaschen. Es wurde ein sehr festes Sandpapier erhalten. Der Sand ließ sich mit Wasser nicht entfernen.

Beispiel 9

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verstärkung von Papier durch teilweise Acetylierung von Cellulose in Blattform.

	Unbchandelt	Behandelt
Naß	0 0,84	4,06 6,65
Trocken

Zunächst wurde eine Lösung hergestellt aus 50 g N-Methylmorpholin-N-oxyd. 50ml Dimethylsulfoxyd und 50 ml Äthylendiacetat. Die Lösung wurde in einem flachen Trog auf 120⁰C erhitzt. In die Lösung wurde dann ein Blatt Filterpapier 10 Sekunden lang eingetaucht. Nach der Entnahme aus dem Trog wurde das Papier in einem heißen Luftstrom getrocknet, mit Wasser, daraufhin Methanol und nochmals mit Aceton gewaschen und getrocknet.

Das Infrarotspektrum des Papiers wies eine Carbonylabsorption bei 1720 cm"¹ auf. Das Papier besaß die folgenden Berstfestigkeitswerte (kg/cm²):

lassen, d. h., die Erfindung ermöglicht beispielsweise die Herstellung von Celluloselösungcn. die sich anschließend leicht verestern lassen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung von cyclischen Aminoxyden der Formel

IO

'5

Den erfindungsgemäß hergestellten Lösungen lassen sich ohne Schwierigkeiten Pigmente, Plastifizierungsmittel, oberflächenaktive Stoffe, Hilfslösungsmittel, Stabilisatoren, Pholoreagenzien und andere Zusätze einverleiben, durch welche die Eigenschaften, die Verwendungszwecke oder die Anwendbarkeit der Lösungen verbessert bzw. erweitert werden können.

Die Erfindung ermöglicht somit unter anderem in einfacher Weise die Herstellung von Lösungen solcher Polymerer, die sich anschließend in Lösung verestern „ο

worin Z die zur Vervollständigung eines gesättigten heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome darstellt, als Lösungsmittel zum Lösen natürlich vorkommender und synthetischer organischer Stoffe mit intermolekularen Wasserstoffbindungen.

2. Verwendung von N-Methylmorpholin-N-oxyd, N-Methylpiperidin-N-oxyd, N-Methylpyrrolidin - N - oxyd oder N^: Methylazacycloheptan-N-oxyd nach Anspruch 1.

3. Verwendung von cyclischen Aminoxyden nach Ansprüchen 1 oder 2 zum Lösen von Wolle, Seide, Haaren, Federn, Polyamiden, /J-Amylose, Casein, Zein, Gelatine, Gummiarabikum oder Lignin.