DE522054C - Process for the production of cellulose ethers - Google Patents

Process for the production of cellulose ethers

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DE522054C
DE522054C DEI33496D DEI0033496D DE522054C DE 522054 C DE522054 C DE 522054C DE I33496 D DEI33496 D DE I33496D DE I0033496 D DEI0033496 D DE I0033496D DE 522054 C DE522054 C DE 522054C
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Germany
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cellulose
ethers
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mol
alkylating agent
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DEI33496D
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German (de)
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Dr Gerhard Balle
Dr Karl Ost
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IG Farbenindustrie AG
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IG Farbenindustrie AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/193Mixed ethers, i.e. ethers with two or more different etherifying groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/16Aryl or aralkyl ethers

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

Verfahren zur Herstellung von Celluloseäthern Bei der Herstellung von Cellulose:itliern hat sich gezeigt, daß diejenigen Äther, die i1/2 bis z1/2 Mol. Alkyl pro Mol. Cellulose enthalten, für technische Verwendungszwecke insofern am geeignetsten sind, als sie die weitaus besten mechanischen Eigenschaften besitzen. Daneben haben sie jedoch den großen Nachteil, daß sie, vor allein die Äther der Anfangsglieder der aliphatischen Reihe, gegen Wasser, besonders bei niederen Temperaturen, ziemlich unbeständig sind, wodurch ihre Verwendungsmöglichkeit für sehr viele Zwecke ausgeschlossen ist.Process for the manufacture of cellulose ethers During manufacture of cellulose: it has been shown that those ethers which i1 / 2 to z1 / 2 Moles of alkyl per mole of cellulose, for technical purposes are most suitable as they have by far the best mechanical properties. In addition, however, they have the great disadvantage that they, in front of the ethers of the Initial members of the aliphatic series, against water, especially at low temperatures, are rather volatile, which makes them usable for a great many purposes is excluded.

Stellt man andererseits durch weitergehende Alkylierung Äther dar, deren Alkylierungsgrad über 21/2 Mol. pro Mol. Cellulose liegt, so erhält man Produkte, die zwar gegen Wasser beständig sind, in ihrer Festigkeit dagegen erheblich den Äthern mit unter a1'!2 Mol. Alkyl pro Mol. Cellulose nachstehen.If, on the other hand, ethers are produced by further alkylation, whose degree of alkylation is above 21/2 mol. per mol. of cellulose, products are obtained which are resistant to water, but considerably in their strength Ethers with less than a1 '! 2 moles of alkyl per mole of cellulose are inferior.

Es wurde nun gefunden, daß man Alkylcellulosen mit etwa i1/.2 bis z1/2 Mol. Alkyl pro Mol. Cellulose unter Erhaltung der besonders günstigen mechanischen Eigenschaften dieser Ätherklasse völlig wasserfest herstellen kann, wenn man bei der Herstellung der Celluloseäther aus Metallverbindungen der Cellulose und Halogenalkyl auf io bis 3o Mol. Alkylhalogenid bis zu 2 Mol. Aralkylhalogenid verwendet. , Die Einwirkung dieser Mischung auf eine geeignete Alkalicellulose oder eine andere Metallverbindung der Cellulose kann sowohl in der flüssigen als auch in der Gasphase erfolgen.It has now been found that alkyl celluloses with about i1 / .2 to z1 / 2 mol. of alkyl per mol. of cellulose while maintaining the particularly favorable mechanical Properties of this class of ether can be made completely waterproof if one is at the production of cellulose ethers from metal compounds of cellulose and haloalkyl to 10 to 30 moles of alkyl halide up to 2 moles of aralkyl halide. , The Action of this mixture on a suitable alkali cellulose or other metal compound the cellulose can take place both in the liquid and in the gas phase.

Die Verätherung erfolgt bei solchen Temperaturen und gegebenenfalls solchen Drukken, daß eine Verseifung des überschüssig angewandten Alkylierungsmittels vermieden wird. Die Verseifungstemperaturen der verschiedenen Alkylierungsmittel unter verschiedenen Drucken weichen je nach der Art der angewandten Alkylierungsmittel voneinander ab. Sie sind teils in der Literatur beschrieben, z. B. die der Halogenalkyle, teils sind sie durch einfache Vorversuche leicht zu ermitteln.The etherification takes place at such temperatures and if necessary such pressures that saponification of the excess alkylating agent used is avoided. The saponification temperatures of the various alkylating agents under different pressures depending on the type of alkylating agent used from each other. Some of them are described in the literature, e.g. B. those of the haloalkyls, in some cases, they are easy to determine through simple preliminary tests.

Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Cellulosealkyläther sind im Gegensatz zu den bisher bekannten Cellulosealkyläthern von mittlerer All:ylierungsstufe, welche zwar sonst gute mechanische Eigenschaften besitzen, aber eine gewisse Empfindlichkeit gegen Wasser zeigen, gegen Wasser weitgehend unempfindlich und besitzen außerdem auch gute mechanische Eigenschaften. Z. B. tritt bei einem Film aus Äthylcellulose, welche gemäß der Erfindung unter Zusatz von Benzylchlorid hergestellt worden ist, Wasserempfindlichkeit in Gestalt der Wasserlängung in ganz unbedeutendem Maße in die Erscheinung.. Beim Eintauchen in Wasser von o° C bleibt der Film völlig unverändert und -neigt nicht das geringste Bestreben sich aufzulösen oder zu verändern. Daß die Beseitigung der Wasserempfindlichheit durch Einführung geringer Mengen von Aralkylgruppen -zu erreichen war, war nicht vorauszusehen.The cellulose alkyl ethers produced by the process described above are in contrast to the previously known cellulose alkyl ethers of a medium all: ylation stage, which otherwise have good mechanical properties, but a certain sensitivity show to water, largely insensitive to water and also have also good mechanical properties. E.g. a film made of ethyl cellulose which has been prepared according to the invention with the addition of benzyl chloride, Water sensitivity in shape the elongation of the water in a very insignificant way Dimensions in the appearance .. When immersed in water of 0 ° C, the film remains complete unchanged and inclined not the slightest effort to dissolve or change. That the elimination of water sensitivity by introducing small amounts of Aralkyl groups could not be foreseen.

In der Literatur sind sogenannte gemischte Äther der Cellulose, d. h. solche Äther, welche z. B. neben Äthylgruppen Benzylgruppen enthalten, beschrieben, jedoch haben diese gemischten Äther, in denen ungefähr die gleiche Anzahl Moleküle Äthyl und Benzyl oder auch nur nennenswerte Mengen Benzyl vorhanden sind, nicht die oben gekennzeichneten guten mechanischen Eigenschaften.In the literature, so-called mixed ethers of cellulose, i.e. H. such ethers, which z. B. contain benzyl groups in addition to ethyl groups, described, however, these have mixed ethers in which approximately the same number of molecules Ethyl and benzyl or even significant amounts of benzyl are not present the good mechanical properties identified above.

Dagegen sind die Produkte des vorliegenden Verfahrens nicht als gemischte Äther in üblichem Sinne zu bezeichnen, da hier das Aralkylhalogenid nur in vollkommen untergeordnetem Maße benutzt wird und überraschenderweise trotzdem die Wasserunbeständigkeit der Celluloseäther mit etwa il/" bis 21/2 Mol. Alkyl pro Möl. Cellulose völlig behoben wird, ohne daß die hervorragenden mechanischen Eigenschaften dieser Produkte herabgesetzt werden. Beispiel 96o Gewichtsteile Holzzellstoff in Pappenform werden 2 Stunden in 5o °Joiger Natronlauge bei 3o° getränkt, dann auf einen Gehalt von 3 bis 6 Mol. Alkali (berechnet auf i Mol. Cellulose) abgepreßt, zerfasert und =kürze Zeit der Reife bei 2o° überlassen. Die erhaltene Natroncellulose wird in einem Druckgefäß mit einem Gemisch von 5 46o Teilen Chloräthyl und 76z Teilen Benzylchlorid (also auf i Mol. Cellulose i q Mbl. Chloräthyl und i Mol. Benzylchlorid) bei einer Temperatur von iio bis i2o° und dem diesen Temperaturen entsprechenden Dampfdruck des Alkylierungsmittelgemisches 6 bis 7 Stunden erhitzt. Nach Entfernung des überschüssigen Chloräthyls wird das Reaktionsprodukt durch Waschen mit Wasser von überschüssigem Alkali und Kochsalz und durch geeignete organische Lösungsmittel von etwa vorhandenem überschüssigem Benzylchlorid befreit und dann getrocknet.In contrast, the products of the present process are not considered to be mixed To designate ether in the usual sense, since here the aralkyl halide is only completely is used to a lesser extent and, surprisingly, the water instability nonetheless the cellulose ether with about 1/2 "to 21/2 mol. alkyl per mol. cellulose completely eliminated without reducing the excellent mechanical properties of these products will. Example 96o parts by weight of wood pulp in cardboard form are 2 hours soaked in 50 ° Joiger sodium hydroxide solution at 30 °, then to a content of 3 to 6 mol. Alkali (calculated on 1 mole of cellulose) squeezed, shredded and = short time of Left to ripen at 20 °. The sodium cellulose obtained is placed in a pressure vessel with a mixture of 5,460 parts of chloroethyl and 76z parts of benzyl chloride (i.e. on 1 mole of cellulose i q Mbl. of chloroethyl and 1 mole of benzyl chloride) at one temperature from 10 to 10 ° and the vapor pressure of the alkylating agent mixture corresponding to these temperatures Heated for 6 to 7 hours. After removing the excess chloroethyl, the Reaction product by washing with water from excess alkali and common salt and by suitable organic solvents of any excess present Liberated benzyl chloride and then dried.

Das erhaltene Produkt ist in einem Gemisch von Alkohol und Benzol im Verhältnis von i : i völlig klar löslich und ist gegen Wasser, selbst Eiswasser, vollkommen beständig.The product obtained is in a mixture of alcohol and benzene completely clearly soluble in the ratio of i: i and is against water, even ice water, perfectly consistent.

Claims (1)

PATEN T ANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Äthern der Cellulose durch Einwirkung alkylierender Mittel auf Metallverbindungen der Cellulose unter Verwendung eines Überschusses des alkylierenden Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß man dem zur Verwendung gelangenden Alkylierungsmittel auf je io bis 3o Mol. bis zu 2 Mol. Aralkylhalogenid zusetzt und die Alkylierung bei solchen Temperaturen und gegebenenfalls Drucken vornimmt, bei welchen eine Verseifung des überschüssig angewandten Alkylierungsmittels zu freier Säure vermieden wird. PATENT CLAIM A process for the preparation of ethers of cellulose by the action of alkylating agents on metal compounds of cellulose using an excess of the alkylating agent, characterized in that up to 2 mol of aralkyl halide is added to the alkylating agent used for every 10 to 30 mol and carrying out the alkylation at temperatures and optionally pressures at which saponification of the excess alkylating agent used to form free acid is avoided.
DEI33496D 1928-02-11 1928-02-11 Process for the production of cellulose ethers Expired DE522054C (en)

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