DE527616C - Process for the production of mixed ethers of cellulose - Google Patents

Process for the production of mixed ethers of cellulose

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DE527616C
DE527616C DEI37205D DEI0037205D DE527616C DE 527616 C DE527616 C DE 527616C DE I37205 D DEI37205 D DE I37205D DE I0037205 D DEI0037205 D DE I0037205D DE 527616 C DE527616 C DE 527616C
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DE
Germany
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cellulose
ethylene oxide
reaction
mixed ethers
production
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Expired
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DEI37205D
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German (de)
Inventor
Dr Max Hagedorn
Dr Erich Rossbach
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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
    • C08B11/02Alkyl or cycloalkyl ethers
    • C08B11/04Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals
    • C08B11/08Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with hydroxylated hydrocarbon radicals; Esters, ethers, or acetals thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/193Mixed ethers, i.e. ethers with two or more different etherifying groups

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Description

Verfahren zur Herstellung von mischäthern der Cellulose Einfache und gemischte Äther der Cellulose werden bisher durch Umsetzung von Alkalicellulose mit einem oder mehreren Halogenalkylen erhalten. Das Verfahren hat den Nachteil, daß die Reaktion, insbesondere bei den höheren Alkylen, hohe Temperaturen, hohe Alkalikonzentrationen und längere Zeiten benötigt, wenn nicht faserhaltige ungleichmäßige Äther von schlechten Löslichkeitseigenschaften und geringer technischer Verwendbarkeit entstehen sollen.Process for the production of mixed ethers of cellulose Simple and mixed ethers of cellulose are hitherto produced by the conversion of alkali cellulose obtained with one or more haloalkylenes. The procedure has the disadvantage that the reaction, especially with the higher alkylene, high temperatures, high Alkali concentrations and longer times needed if not fibrous uneven Ether with poor solubility properties and little technical usability should arise.

Es wurde nun gefunden, daß die Verätherung der Alkalicellulose mit Halogenalkylen durch einen Zusatz von Äthylenoxyd oder seinen Homologen erheblich beschleunigt wird, so daß eine wesentliche Verkürzung der Reaktionsdauer und eine Herabsetzung derReaktionstemperatur möglich ist. Die Reaktionsbeschleunigung wird bereits durch einen Bruchteil eines Mol. Athylenoxyd auf ein Mol. Cellulose bewirkt. Es können jedoch auch größere Mengen von Äthylenoxyd angewandt werden.It has now been found that the etherification of alkali cellulose with Haloalkylene considerably through the addition of ethylene oxide or its homologues is accelerated, so that a substantial shortening of the reaction time and a Lowering the reaction temperature is possible. The reaction acceleration will already effected by a fraction of a mole of ethylene oxide to a mole of cellulose. However, larger amounts of ethylene oxide can also be used.

Bei Anwendung von Verätherungsgemischen, welche neben Halogenalkylen Äthylenoxyd oder seine Homologen enthalten, entstehen nicht einfache, sondern Mischäther, da das Radikal des Äthylenoxyds ebenfalls in das Cellulosemolekül eintritt.When using ethereal mixtures, which in addition to haloalkylenes Containing ethylene oxide or its homologues, the result is not simple, but mixed ethers, because the radical of ethylene oxide also enters the cellulose molecule.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, Alkylcellulose durch Behandlung mit Äthylenoxyd oder seinen Homologen weiter zu veräthern. Im Gegensatz zum vorliegenden Verfahren, welches den Mischäther in einem Arbeitsgang herstellt und die eine Verätherungskomponente, nämlich das Äthylenoxyd, gleichzeitig als Reaktionsbeschleuniger verwendet, arbeitet das ältere Verfahren in zwei Arbeitsgängen. In der gleichen Weise unterscheidet sich von dem vorliegenden Verfahren ein anderes bekanntes Verfahren, nach welchem Cellulose mit Äthylenoxyd behandelt und die Hydroxylgruppen der Substituenten¢`des entstehenden Celluloseoxyäthers mit Alkylierungsmitteln weiter veräthert werden. Außerdem können bei diesem Verfahren keine Mischäther der Cellulose entstehen, da nur solche Oxyäther der Cellulose verarbeitet werden, bei denen sämtliche OH-Gruppen der Cellulose veräthert sind, so daß nur noch eine Alkylierung der am Alkyl stehenden OH-Gruppen in Frage kommt.While it has been suggested to treat alkyl cellulose further etherification with ethylene oxide or its homologues. In contrast to the present one Process which produces the mixed ether in one operation and which has an etherification component, namely the ethylene oxide, used at the same time as a reaction accelerator, works the older process in two steps. It differs in the same way from the present method another known method according to which Cellulose treated with ethylene oxide and the hydroxyl groups of the substituents ¢ `des resulting Celluloseoxyäthers are further etherified with alkylating agents. In addition, no mixed ethers of cellulose can arise in this process, because only those oxyethers of cellulose are processed in which all OH groups the cellulose are etherified, so that only an alkylation of those on the alkyl OH groups comes into question.

Für das neue Verfahren eignen sich alle Arten von Cellulose und ihren Umwandlungsprodukten und alle Alkalikonzentrationen, mit denen Alkalicellulosehergestellt werden kann. Als Verätherungsmittel können alle einfachen und substituierten, gesättigten und ungesättigten Halogenalkyle in den verschiedensten Mischungsverhältnissen verwendet werden. Außer dem Äthylenoxyd selbst können als Reaktionsbeschleuniger und zweite Verätherungskomponente alle Verbindungen, welche den Äthylenoxydring aufweisen, angewandt werden. Die Reaktion kann in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, z.l3.Chlorbenzol, duxchgeführt werden; zur weiteren Beschleunigung der Verätherung kann man noch andere Katalysatoren, z. B. Dimethylanilin, zusetzen.All types of cellulose and theirs are suitable for the new process Conversion products and all alkali concentrations with which alkali cellulose is manufactured can be. All simple and substituted, saturated ones can be used as etherifying agents and unsaturated haloalkyls are used in a wide variety of mixing ratios will. Besides the ethylene oxide itself can be used as a reaction accelerator and second Etherification component all compounds which have the ethylene oxide ring, can be applied. The reaction can in the presence of thinners, z.l3.chlorobenzene, be carried out; to further accelerate the etherification you can still use other catalysts, e.g. B. dimethylaniline, add.

Da die Verätherung infolge des Zusatzes von Äthylenoxyd unter sehr milden Bedingungen durchgeführt werden kann, werden die Cellu losederivate sehr geschont, und die aus ihren Lösungen hergestellten Filme und anderen Produkte zeichnen sich durch vorzügliche mechanische Eigenschaften aus. Dies kommt vorzugsweise in den Zahlen der Bruchdehnungs-und Falzprobe zum Ausdruck. Die' nach dem Verfahren erhaltenen Oxymischäther lassen sich allein oder im Gemisch mit den für andere Cellulosederivate üblichen Zusätzen, z. B. Weichmachungsmitteln, Füllmitteln, anderen Cellulosederivafen, Färbungsmitteln usw., zu Filmen, Fäden, Lacken, Überzügen, plastischen Massen, Imprägnierungslösungen usw. verarbeiten. Beispiel x i Mol. Alkalicellulose wird mit 6 Mol. Benzylchlorid und i Mol. Äthylenoxyd in einem auf 50° erwärmten Autoklaven gemicht. Durch die frei werdende Reaktionswärme steigert sich die Temperatur des Gemisches auf etwa i2o° C. Nach Ablauf der Hauptreaktion wird das Gemisch von neuem erhitzt und 2 bis 3 Stunden lang auf etwas über ioo° C gehalten. Sobald eine faserfreie Masse entstanden ist, wird sie abgekühlt, mit Äthanol durchknetet und extrahiert. Nach Entfernung des überschüssigen Benzylchlorids wird die Masse mit Wasser gewaschen, um das bei der Reaktion entstandene Natriumchlorid und überschüssiges Alkali in Lösung zu bringen. Die entstandene Benzyloxyäthyleellulose ist in Chloroform, Diäthylenoxyd und -Benzol löslich, in Benzin, Äthanol, Methanol und. Äther unlöslich. Beispiel 2 i Mol. Alkalicellulose wird mit 6 Mol. Benzylchlorid und i12 Mol. Butylenoxyd nach Beispiel i verarbeitet. Man erhält eine Benzyloxybutylcellulose, welche wie in Beispiel i löslich ist. Beispiel 3 i Mol. Alkalicellulose wird mit 3 Mol. Äthylenoxyd und 2o Mol. Propylchlorid im Autoklaven auf 50° C erwärmt, worauf die frei werdende Reaktionswärme die Temperatur des Gemisches auf etwa i?o° C- steigert. Nach 5 bis 7 Stunden ist eine faserfreie Masse entstanden, welche zur Wiedergewinnung des überschüssigen Propylchlorids auf dem Wasserbad erhitzt wird. Nachdem das bei der Reaktion entstandene Natriumchlorid und das überschüssige Alkali mit Wasser entfernt worden sind, wird das Reaktionsprodukt getrocknet. Man erhält eine benzollösliche Propyloxyäthylcellulose. Beispiel q. 12 g Alkalicellulose, welche in bekannterWeise aus q. g Zellstoff hergestellt worden sind, werden mit 25- g 2-Chlorbenzylehlorid und 1,25 g Äthylenoxyd nach Beispiel i verarbeitet. Man erhält 5,5 g einer Chlorbenzyloxyäthylcellulose.Since the etherification as a result of the addition of ethylene oxide is very low In mild conditions, the cellulose derivatives are very loose spared, and draw the films and other products made from their solutions are characterized by excellent mechanical properties. This preferably comes in the numbers of the elongation at break and folding test. The 'according to the procedure Oxymix ethers obtained can be used alone or in admixture with those for other cellulose derivatives usual additives, e.g. B. plasticizers, fillers, other cellulose derivatives, Colorants, etc., for films, threads, lacquers, coatings, plastic masses, impregnation solutions process etc. Example x 1 mol. Alkali cellulose is mixed with 6 mol. Benzyl chloride and 1 mole of ethylene oxide mixed in an autoclave heated to 50 °. Through the released heat of reaction increases the temperature of the mixture to about i2o ° C. After the main reaction has ended, the mixture is heated again and 2 to Maintained at a little over 100 ° C for 3 hours. As soon as a fiber-free mass has arisen is, it is cooled, kneaded with ethanol and extracted. After removal of the excess benzyl chloride, the mass is washed with water to reduce the the reaction resulting sodium chloride and excess alkali in solution. The resulting benzyloxyethyl cellulose is in chloroform, diethylene oxide and benzene soluble in gasoline, ethanol, methanol and. Ether insoluble. Example 2 i mole. Alkali cellulose is processed according to Example i with 6 moles of benzyl chloride and 12 moles of butylene oxide. A benzyloxybutyl cellulose is obtained which is soluble as in Example i. example 3 mol. Alkali cellulose is mixed with 3 mol. Ethylene oxide and 2o mol. Propyl chloride im Autoclave heated to 50 ° C, whereupon the heat of reaction released the temperature of the mixture increases to about 10 ° C. After 5 to 7 hours it is fiber-free Mass emerged, which was used to recover the excess propyl chloride heated in the water bath. After the sodium chloride formed in the reaction and the excess alkali has been removed with water, becomes the reaction product dried. A benzene-soluble propyloxyethyl cellulose is obtained. Example q. 12 g of alkali cellulose, which in a known manner from q. g pulp has been produced are, with 25 g of 2-chlorobenzyl chloride and 1.25 g of ethylene oxide according to the example i processed. 5.5 g of a chlorobenzyloxyethyl cellulose are obtained.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Mischäthern der Cellulose, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Alkalicellulose ein Gemisch eines einfachen oder substituierten gesättigten oder ungesättigten Halogenalkyls mit Äthylenoxyd oder einem seiner Homologen, gegebenenfalls in Gegenwart von Verdünnungsmitteln und weiteren Katalysatoren, einwirken läßt.PATENT CLAIM: Process for the production of mixed ethers of cellulose, characterized in that a mixture of a simple alkali cellulose or substituted saturated or unsaturated haloalkyls with ethylene oxide or one of its homologues, optionally in the presence of diluents and other catalysts.
DEI37205D 1929-02-26 1929-02-26 Process for the production of mixed ethers of cellulose Expired DE527616C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219463B (en) * 1956-04-30 1966-06-23 Dow Chemical Co Process for the preparation of water-soluble alkyl-hydroxyalkyl-cellulose ethers
DE2220381A1 (en) * 1971-04-29 1972-11-09 The Dow Chemical Co., Midland, Mich. (V.StA.) Water-soluble hydroxyethyl cellulose ether

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219463B (en) * 1956-04-30 1966-06-23 Dow Chemical Co Process for the preparation of water-soluble alkyl-hydroxyalkyl-cellulose ethers
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