DE842939C - Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern

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DE842939C
DE842939C DEF3808D DEF0003808D DE842939C DE 842939 C DE842939 C DE 842939C DE F3808 D DEF3808 D DE F3808D DE F0003808 D DEF0003808 D DE F0003808D DE 842939 C DE842939 C DE 842939C
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DE
Germany
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parts
cellulose
acid
production
cellulose esters
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Expired
Application number
DEF3808D
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English (en)
Inventor
Richard Dr Fleischhauer
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.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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    • 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
    • C08B3/02Catalysts used for the esterification

Landscapes

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

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern I)ie Herstellung von Celluloseestern, z. B. von Acetylcellulose, erfolgt bekanntlich durch Einwirkung von Carbonsäuren und Carbonsäureanhydriden auf Cellulose, wobei der Zusatz eines Katalysators erforderlich ist, da andernfalls eine Esterbildung im nennenswerten Urnfange nicht crfolgt.
  • Als Katalysatoren worden bisher in der Praxis hauptsächlich Schwefelsäure oder C hlorzink verwendet. Außerdem sind noch Zusätze, wie Perschwefelsaure oder aliphatische Dicarbonsäuren, z. B. Adipinsäure (belgisches Patent 448 I46), verwendet worden.
  • Durch diese Zusätze kann man zu Produkten gelangen, deren I,ösungen eine höhere Viskosität aufweisen, als man Sie mit Schwefelsäure allein erhält. Bei der Vcrwendung von Chlorzink allein als Katalysator sind sehr große Mengen dieses Stoffes erforderlich, deren restlose Entfernung aus dem Endprodukt Schwierigkeiten bereitet.
  • Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, daß man Celluloseester von wertvollen technischen Eigenschaften, welche sich im allgemeinen mit -besonders hoher Viskosität lösen, erhält, wenn man die Veresterungsreaktion in Gegenwart von Aminosulfonsäure durchführt.
  • Dabei kommt man im allgemeinen mit nur geringen Zusätzen dieser Verbindung aus.
  • An Stelle von Aminosulfonsäure können auch deren N- Substitutionsprodukte, wie N-Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl- oder Arylderivate, Verwendung finden.
  • Außer Aminosulfonsäure bzw. deren N-Substitutionsprodukten können auch noch weitere Zusätze, beispielsweise Schwefelsäure, aliphatische Dicarbon- säuren oder andere geeignete Verbindungen, wie sie bisher bei der Veresterungsreaktion schon angewendet wurden, zugesetzt werden.
  • Offenbar beruht der günstige Einfluß der Aminosulfonsäure darauf, daß das Cellulosemolekül geschont wird und ein Abbau bei der Veresterungsreaktion in viel geringerem Maße eintritt als bei der Verwendung von Schwefelsäure als Katalysator.
  • Dies drückt sich in den hohen K-Werten der Lösungen der erfindungsgemäß hergestellten Produkte aus.
  • Infolge des schonenden Einflusses der vorliegenden Katalysatoren kann die Veresterung der Cellulose auch bei höheren Temperaturen durchgeführt werden, als dies mit Schwefelsäure wegen des damit verbundenen Abbaues der Cellulose möglich ist, so daß etwa in dem Reaktionsgemisch auftretende örtliche Überhitzungen oder Temperaturschwankungen sich nicht so leichtschädigend auf die Eigenschaften des Endproduktes auswirken können.
  • Das Verfahren kann für die Herstellung von einheitlichen Estern der Cellulose, z. B. Cellulosetriacetat oder Cellulosetributyrat, aber auch für die Herstellung von Mischestern, z. B. Celluloseacetopropionat oder -acetobutyrat, Celluloseacetonitrat sowie Estern mit höheren aliphatischen Carbonsäuren benutzt werden.
  • Die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Cellulosetriester lassen sich in der üblichen Weise partiell verseifen, wobei Produkte mit gleichfalls wertvollen Eigenschaften erhalten werden.
  • Beispiel I 20 Teile Baumwollinters werden bei 25 bis 30 in ein Gemisch von IOO Teilen Eisessig, IOO Teilen Essigsäureanhydrid und 4 Teilen Aminosulfonsäure eingetragen. Man rührt etwa 24 Stunden bei dieser Temperatur. Während dieser Zeit geht das Reaktionsgemisch in eine hochviskose Masse über, welche nach dem Fällen mit Wasser, Auswaschen und Trocknen etwa 33 Teile Triacetylcellulose liefert. Das Produkt ist in Tetrachloräthan oder Glykolchlorhydrin sowie in einem Gemisch von g Teilen Methylenchlorid und I Teil Methanol löslich. Die IO/ge klare hochviskose Lötung in dem letzteren Lösungsmittelgemisch hat einen K-Wert von 77,5, während bei der Acetylierung mit Schwefelsäure als Katalysator unter sonst gleichen Bedingungen ein Produkt erhalten wird, das in 1 °/Oiger Lösung einen K-Wert von nur 33,6 ergibt. Der Essigsäuregehalt (nach Ost) beträgt 60,70/0 Eine Triacetylcellulose mit ähnlichen Eigenschaften erhält man, wenn man an Stelle von Baumwollinters von einem Buchenholzedelzellstoff mit 98010 a-Cellulosegehalt ausgeht.
  • Beispiel 2 Führt man die Veresterung nach den Angaben des Beispiels I, aber in Gegenwart von 2 Teilen Aminosulfonsäure bei 30° während 25 Stunden durch, so erhält man 33 Teile einer Triacetylcellulose, deren I°/Oige Lösung in Methylenchlorid + Methanol (9: 1) einen K-Wert von 8I,5 ergibt.
  • Bei Gegenwart von I Teil Schwefelsäure und 2 Teilen Aminosulfonsäure wurden nach 61/2stündiger Umsetzungsdauer 34 Teile einer Triacetylcellulose erhalten, deren K-Wert in 1 0/0iger Lösung von Methylenchlorid + Methanol (: : 1) 64,6 beträgt, während bei der Veresterung mit I Teil Schwefelsäure ohne Zusatz von Aminosulfonsäure etwa 32 Teile einer Triacetylcellulose vom K-Wert 6I,6 erhalten werden.
  • Beispiel 3 20 Teile Baumwollinters werden bei 25 bis 30° in ein Gemisch von IOO Teilen Eisessig, IOO Teilen Essigsäureanhydrid, I Teil Aminosulfonsäure und o, 6 Teilen Adipinsäure eingetragen und das Gemisch etwa 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Die dann nur noch sehr schwer rührbare Masse bleibt über Nacht stehen.
  • Die erhaltene Triacetylcellulose wird in der üblichen Weise aufgearbeitet und im Vakuum bei 40° getrocknet. Man erhält 32 Teile trockne Triacetylcellulose.
  • Sie ist in einem Gemisch von g Teilen Methylenchlorid und I Teil Methanol löslich. Eine I°/Oige Lösung ergibt einen K-Wert von 86,9. Der Essigsäuregehalt (nach Ost) beträgt 60, 7°/o. Die Lösungen zeigen eine besonders hohe Viskosität.
  • Ein entsprechender Versuch, bei dem an Stelle von Aminosulfonsäure 0,3 Teile Schwefelsäure als Katalysator angewandt wurden, ergab ein Produkt mit einem Essigsäuregehalt von 60,801o, aber einem K-Wert von nur 60,7.
  • Die Veresterungsreaktion kann auch in Gegenwart eines indifferenten Lösungsmittels, wie z. B. Methylenchlorid, Dichloräthylen oder Tetrachlorkohlenstoff, durchgeführt werden.
  • Beispiel 4 20 Teile Baumwollinters werden mit etwa 7 Teilen Eisessig befeuchtet und in einem geschlossenen Gefäß etwa 12 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur sich selbst überlassen. Dann trägt man das erhaltene Pro dukt in ein Gemisch von etwa 25 Raumteilen Essigsäureanhydrid, I40 Raumteilen Methylenchlorid und etwa 70 Raumteilen Propionsäureanhydrid sowie I Teil Adipinsäure und etwa o, 8 Teilen Aminosulfonsäure ein, hält die Temperatur etwa I Stunde bei 35 bis 40° und 61/2 Stunden bei 45 bis 500. Es entsteht eine klare viskose Masse. Man rührt noch einige Stunden bei 20 bis 25° nach, setzt etwa 15 Raumteile einer etwa 2 0/0eigen Schwefelsäure hinzu und erhitzt 2 Stunden auf 50 bis 55°. Dann fügt man IO Raumteile einer doppeltnormalen Acetatlösung in IO Teilen Wasser hinzu, destilliert das Methylenchlorid ab und fällt das Celluloseacetopropionat durch Zugabe von etwa 40 Teilen Wasser aus. Nach dem Filtrieren, Auswaschen mit Wasser und Trocknen im Vakuum werden etwa 35 Teile eines leicht zerreibbaren, farblosen Pulvers erhalten, das sich in Methylenchlorid + Methanol (9: 1) sowie in Glykolchlorhydrin klar, in Aceton mit leichter Trübung löst. Der K-Wert einer 10/gen Lösung in Methylenchlorid + Methanol (: : 1) beträgt 52,2.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Veresterungsreaktion Aminosulfonsäure oder deren N-Substitutionsprodukte als Katalysatoren verwendet werden.
DEF3808D 1944-10-07 1944-10-07 Verfahren zur Herstellung von Celluloseestern Expired DE842939C (de)

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DE (1) DE842939C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE955141C (de) * 1952-02-28 1956-12-27 Sandoz Ag Verfahren zur Acylierung von Cellulose unter Erhaltung der Faserstruktur
DE961529C (de) * 1955-08-19 1957-04-11 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zum Acetylieren von aus Viskose regenerierten Cellulosefasern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE955141C (de) * 1952-02-28 1956-12-27 Sandoz Ag Verfahren zur Acylierung von Cellulose unter Erhaltung der Faserstruktur
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