JP2009091543A - Method for producing cellulose acetate derivative and new cellulose acetate derivative - Google Patents

Method for producing cellulose acetate derivative and new cellulose acetate derivative Download PDF

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JP2009091543A JP2008085242A JP2008085242A JP2009091543A JP 2009091543 A JP2009091543 A JP 2009091543A JP 2008085242 A JP2008085242 A JP 2008085242A JP 2008085242 A JP2008085242 A JP 2008085242A JP 2009091543 A JP2009091543 A JP 2009091543A
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幸嗣 前田
Ikuo Takahashi
郁夫 高橋
Hirokazu Ikeda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for industrially efficiently producing a cellulose acetate derivative having a high substitution degree and excellent in various characteristics, particularly optical characteristics. <P>SOLUTION: In the method for producing a cellulose acetate derivative, cellulose acetate having a total substitution degree of acetyl groups of 1.5-2.9 is allowed to react with a modifier reactive with a hydroxyl group, whereby a modifying group corresponding to the modifier is introduced into a hydroxyl group in the 6-position of a glucose skeleton to produce a cellulose acetate derivative having a higher substitution degree, wherein when the number of moles of water contained in the reaction system at the time of reaction initiation is denoted by x, the number of moles of hydroxyl groups in the 6-positions of the glucose skeletons of the cellulose acetate as a starting material is denoted by y, and the total number of moles of hydroxyl groups in the 2- and 3-positions of the glucose skeletons of the cellulose acetate is denoted by z, the modifier is used in a range from more than x moles to not more than (x+y+0.5z) moles to preferentially introduce the modifying group into a hydroxyl group in the 6-position of a glucose skeleton. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸着剤、フィルム、光学異性体分離剤等の原材料、特に写真材料や光学材料等として有用な置換度の高いセルロースアセテート誘導体の製造方法、及び6位に芳香族アシル基が選択的に導入された新規なセルロースアセテート誘導体に関する。   The present invention is a method for producing a cellulose acetate derivative having a high degree of substitution useful as a raw material such as an adsorbent, a film, an optical isomer separating agent, particularly a photographic material or an optical material, and an aromatic acyl group is selectively selected at the 6-position. The present invention relates to a novel cellulose acetate derivative introduced in 1.

セルロースの水酸基に複数の修飾基(例えば、アセチル基とアセチル基以外の修飾基)が導入されているセルロース誘導体が知られている。例えば、特開2002−322201号公報には、セルロースの水酸基の水素原子が、置換もしくは無置換の芳香族アシル基と置換もしくは無置換の脂肪族アシル基で置換されているセルロース混合酸エステル化合物が開示されており、このセルロース混合酸エステル化合物によれば、光学的等方性、透明性、耐水性、寸度安定性に優れたフィルムを形成可能であることが記載されている。この文献の実施例ではセルロースベンゾエートトリフルオロアセテート等が合成されている。   Cellulose derivatives are known in which a plurality of modifying groups (for example, acetyl groups and modified groups other than acetyl groups) are introduced into the hydroxyl groups of cellulose. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-322201 discloses a cellulose mixed acid ester compound in which a hydrogen atom of a hydroxyl group of cellulose is substituted with a substituted or unsubstituted aromatic acyl group and a substituted or unsubstituted aliphatic acyl group. It is disclosed that according to this cellulose mixed acid ester compound, a film excellent in optical isotropy, transparency, water resistance, and dimensional stability can be formed. In the examples of this document, cellulose benzoate trifluoroacetate and the like are synthesized.

また、特開2006−328298号公報には、セルロースエステルを主とする組成物を溶融して製膜した光学フィルムであって、該セルロースエステルが下記式(1)及び(2)を満たす光学フィルムが開示されている。
式(1) 2.4≦X+Y≦2.9
式(2) 0.3≦Y≦1.5
(式中、Xは酢酸による置換度を表し、Yは芳香族カルボン酸による置換度を表す)
この文献の実施例では、セルロースを原料とし、これに2種のカルボン酸を反応させてセルロースアセテートベンゾエート等のセルロース混合アシレートを合成している。しかし、この反応は不均一条件下での反応であり、均一に反応が進行しない。また、セルロース表面で反応性の高い方のカルボン酸が反応し、その後、反応性の低い方のカルボン酸が反応すると考えられる。さらに、生成するセルロースエステル誘導体は、アセチル基リッチな誘導体、ベンゾイル基リッチな誘導体等、分子間のばらつきが大きい組成物となる。その結果、生成物間で溶媒に対する溶解度が異なり、相分離を起こしたり、ドープとした場合に濁りを生じる、濾過がしにくい、濾過ができない、分子間置換度分布が大きくなる等の不利な特徴を持つ組成物が得られる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-328298 discloses an optical film formed by melting a composition mainly composed of cellulose ester, wherein the cellulose ester satisfies the following formulas (1) and (2). Is disclosed.
Formula (1) 2.4 <= X + Y <= 2.9
Formula (2) 0.3 <= Y <= 1.5
(Wherein X represents the degree of substitution with acetic acid and Y represents the degree of substitution with aromatic carboxylic acid)
In the examples of this document, cellulose is used as a raw material, and two kinds of carboxylic acids are reacted with this to synthesize cellulose mixed acylate such as cellulose acetate benzoate. However, this reaction is a reaction under heterogeneous conditions, and the reaction does not proceed uniformly. In addition, it is considered that the more reactive carboxylic acid reacts on the cellulose surface, and then the less reactive carboxylic acid reacts. Furthermore, the cellulose ester derivative to be produced is a composition having a large variation between molecules, such as a derivative rich in acetyl group or a derivative rich in benzoyl group. As a result, the solubility in the solvent differs among the products, causing phase separation or turbidity when used as a dope, difficult to filter, unable to filter, and increasing intermolecular substitution degree distribution. A composition having is obtained.

特開2007−199392号公報および特開2007−199391号公報には、特定の光学特性を有するセルロースアシレートフィルムが開示されている。しかし、これらの文献では、グルコース骨格の6位のベンゾイル基置換度が高いものは得られているものの、総置換度が高く、且つ6位にアセチル基以外のアシル基をリッチに導入したセルロースアシレートは得られていない。   Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2007-199392 and 2007-199391 disclose cellulose acylate films having specific optical characteristics. However, although these documents have obtained a high degree of benzoyl group substitution at the 6-position of the glucose skeleton, the cellulose acylate having a high total substitution degree and a rich introduction of an acyl group other than an acetyl group at the 6-position. The rate has not been obtained.

特開2002−322201号公報JP 2002-322201 A 特開2006−328298号公報JP 2006-328298 A 特開2007−199392号公報JP 2007-199392 A 特開2007−199391号公報JP 2007-199391 A

本発明の目的は種々の特性、特に光学的特性に優れた置換度の高いセルロースアセテート誘導体を工業的に効率よく製造する方法を提供することにある。本発明の他の目的は、種々の特性、特に光学的特性に優れた新規なセルロースアセテート誘導体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for industrially efficiently producing a cellulose acetate derivative having various properties, particularly optical properties, and a high degree of substitution. Another object of the present invention is to provide a novel cellulose acetate derivative excellent in various properties, particularly optical properties.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、 アセチル基総置換度が1.5〜2.9であるセルロースアセテートに、反応系内の水分量とグルコピラノース骨格の各位置の水酸基量を考慮した量の水酸基反応性の修飾剤を反応させると、グルコピラノース骨格の6位の水酸基に前記修飾剤に対応する修飾基が選択的に導入されること、及びこうして得られるセルロースアセテート誘導体は光学的特性に優れることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have determined that the amount of water in the reaction system and each position of the glucopyranose skeleton are added to cellulose acetate having an acetyl group total substitution degree of 1.5 to 2.9. When a hydroxyl-reactive modifier in an amount that takes into account the amount of hydroxyl groups is reacted, a modifying group corresponding to the modifier is selectively introduced into the hydroxyl group at the 6-position of the glucopyranose skeleton, and the cellulose acetate thus obtained The derivative was found to have excellent optical properties, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、アセチル基総置換度が1.5〜2.9であるセルロースアセテートに、水酸基反応性の修飾剤を反応させ、グルコース骨格の6位の水酸基に前記修飾剤に対応する修飾基を導入して、置換度のより高いセルロースアセテート誘導体を製造する方法であって、反応開始時の反応系内に含まれる水のモル数をx、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の6位の水酸基のモル数をy、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の2位及び3位の水酸基の総モル数をzとしたとき、前記修飾剤をxモルより多く(x+y+0.5z)モル以下の範囲で使用して、前記修飾基をグルコース骨格の6位の水酸基に選択的に導入することを特徴とするセルロースアセテート誘導体の製造方法を提供する。   That is, in the present invention, a cellulose acetate having a total substitution degree of acetyl group of 1.5 to 2.9 is reacted with a hydroxyl group reactive modifier, and the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton is modified corresponding to the modifier. A method for producing a cellulose acetate derivative having a higher degree of substitution by introducing a group, wherein x is the number of moles of water contained in the reaction system at the start of the reaction, and the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton of the raw material cellulose acetate Where y is the number of moles and z is the total number of hydroxyl groups at the 2nd and 3rd positions of the glucose skeleton of the raw material cellulose acetate, the modifier is used in a range of more than x moles and not more than (x + y + 0.5z) moles. And providing a method for producing a cellulose acetate derivative, wherein the modifying group is selectively introduced into the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton.

前記修飾剤として、カルボン酸、カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物およびイソシアネート化合物から選択された化合物を使用できる。   As the modifying agent, a compound selected from carboxylic acid, carboxylic acid halide, carboxylic acid anhydride and isocyanate compound can be used.

前記製造方法において、修飾剤を反応させた後、反応生成物にさらに別の修飾剤を反応させて、該修飾剤に対応する修飾基を残存する水酸基の少なくとも一部に導入してもよい。   In the production method, after reacting the modifying agent, another modifying agent may be reacted with the reaction product to introduce a modifying group corresponding to the modifying agent into at least a part of the remaining hydroxyl groups.

本発明は、また、アセチル基総置換度が1.5〜2.9であり、6位におけるアセチル基以外のアシル基置換度が、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基置換度の和よりも大きいことを特徴とするセルロースアセテート誘導体を提供する。このセルロースアセテート誘導体において、6位におけるアセチル基以外のアシル基置換度が、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基置換度の和の1.5倍以上であるのが好ましい。また、アセチル基以外のアシル基は芳香族アシル基又はプロピオニル基であってもよい。   In the present invention, the total substitution degree of the acetyl group is 1.5 to 2.9, and the substitution degree of the acyl group other than the acetyl group at the 6-position is the substitution degree of the acyl group other than the acetyl group at the 2-position and the 3-position. A cellulose acetate derivative characterized by being larger than the sum is provided. In this cellulose acetate derivative, the acyl group substitution degree other than the acetyl group at the 6-position is preferably 1.5 times or more the sum of the substitution degree of acyl groups other than the acetyl group at the 2-position and the 3-position. The acyl group other than the acetyl group may be an aromatic acyl group or a propionyl group.

なお、原料として用いるセルロースアセテート及び生成物であるセルロースアセテート誘導体の各アシル基の総置換度は慣用の方法、例えば1H−NMR法、13C−NMR法などにより測定できる。また、各アシル基の置換度分布(グルコース骨格の2位、3位及び6位の置換度)は、13C−NMR法などの公知の方法により測定できる。測定方法については、手塚(Tezuka, Carbohydr. Res., 273, 83(1995))の方法、及び特開2002−338601号公報を参照できる。 In addition, the total substitution degree of each acyl group of the cellulose acetate derivative used as a raw material and the product can be measured by a conventional method such as 1 H-NMR method or 13 C-NMR method. The substitution degree distribution of each acyl group (substitution degree at the 2nd, 3rd and 6th positions of the glucose skeleton) can be measured by a known method such as 13 C-NMR method. Regarding the measurement method, the method of Tezuka (Tezuka, Carbohydr. Res., 273, 83 (1995)) and JP-A-2002-338601 can be referred to.

本発明の製造方法によれば、アセチル基総置換度が1.5〜2.9という有機溶媒に溶解しやすいセルロースアセテートを原料として用いるので、均一系でアシル化反応等を行うことができるため、セルロースを原料とする場合と比較して反応速度を著しく速めることができるとともに、分子間で置換度が均一なセルロースアセテート誘導体を効率よく製造できる。また、反応開始時の反応系内の水分量及び原料セルロースアセテートのグルコース骨格の2位、3位及び6位の水酸基の量を考慮して修飾剤の使用量を定めるので、該修飾剤に対応する修飾基(例えば、ベンゾイル基等)を位置選択的に、すなわちグルコース骨格の6位に高選択的に、且つ所望量導入することができる。また、修飾剤を反応させた後、反応生成物にさらに別の修飾剤を反応させることにより、所望の位置に所望する修飾基を導入することができる。また、本発明の製造方法によれば、6位の水酸基に芳香族アシル基が選択的に導入された新規なセルロースアセテート誘導体を工業的に効率よく製造できる。   According to the production method of the present invention, since cellulose acetate which is easily dissolved in an organic solvent having an acetyl group total substitution degree of 1.5 to 2.9 is used as a raw material, an acylation reaction or the like can be performed in a homogeneous system. Compared with the case where cellulose is used as a raw material, the reaction rate can be remarkably increased, and a cellulose acetate derivative having a uniform degree of substitution between molecules can be efficiently produced. In addition, the amount of modifier used is determined in consideration of the amount of water in the reaction system at the start of the reaction and the amount of hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions of the glucose skeleton of the raw cellulose acetate. The modifying group (for example, benzoyl group) can be introduced in a regioselective manner, that is, in a highly selective manner at the 6-position of the glucose skeleton. Moreover, after making a modifier react, a desired modifier group can be introduce | transduced into a desired position by making another modifier react with a reaction product. Moreover, according to the production method of the present invention, a novel cellulose acetate derivative in which an aromatic acyl group is selectively introduced into the hydroxyl group at the 6-position can be produced industrially efficiently.

また、本発明により6位の水酸基に芳香族アシル基が選択的に導入された新規なセルロースアセテート誘導体が提供される。このセルロースアセテート誘導体は、種々の特性、特に光学的特性、例えばフィルム化して延伸した場合の配向複屈折や光弾性係数に係る特性に優れるため、光学材料等として使用できる。   The present invention also provides a novel cellulose acetate derivative in which an aromatic acyl group is selectively introduced into the 6-position hydroxyl group. This cellulose acetate derivative is excellent in various properties, particularly optical properties, for example, properties related to orientation birefringence and photoelastic coefficient when stretched into a film, and thus can be used as an optical material or the like.

[セルロースアセテート誘導体の製造]   [Production of cellulose acetate derivative]

本発明のセルロースアセテート誘導体の製造方法では、アセチル基総置換度が1.5〜2.9であるセルロースアセテートに、水酸基反応性の修飾剤を反応させ、グルコース骨格の6位の水酸基に前記修飾剤に対応する修飾基を導入して、置換度のより高いセルロースアセテート誘導体を製造する。   In the method for producing a cellulose acetate derivative of the present invention, a hydroxyl group-reactive modifier is reacted with cellulose acetate having an acetyl group total substitution degree of 1.5 to 2.9, and the modification is made to the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton. A cellulose acetate derivative having a higher degree of substitution is produced by introducing a modifying group corresponding to the agent.

本発明では、原料としてアセチル基総置換度が1.5〜2.9のセルロースアセテートを用いるので、原料が有機溶媒に溶解しやすく、均一系でアシル化反応等の修飾基導入反応を行うことができる。そのため、セルロースを原料として修飾基を導入する場合と比較して、分子間の置換度分布のばらつきを少なくでき、置換度分布の均一なセルロースアセテート誘導体を得ることができる。原料として用いるセルロースアセテートのアセチル基総置換度は、好ましくは1.7〜2.7、さらに好ましくは1.9〜2.5である。   In the present invention, since cellulose acetate having a total substitution degree of acetyl group of 1.5 to 2.9 is used as a raw material, the raw material is easily dissolved in an organic solvent, and a modification group introduction reaction such as an acylation reaction is performed in a homogeneous system. Can do. Therefore, compared with the case where a modifying group is introduced using cellulose as a raw material, variation in the distribution of substitution degree between molecules can be reduced, and a cellulose acetate derivative having a uniform substitution degree distribution can be obtained. The total degree of acetyl group substitution of cellulose acetate used as a raw material is preferably 1.7 to 2.7, more preferably 1.9 to 2.5.

水酸基反応性の修飾剤としては、水酸基に対して反応性を有する修飾剤であればよく、例えば、カルボン酸、カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物、イソシアネート化合物などが挙げられる。   The hydroxyl-reactive modifier may be any modifier that is reactive with a hydroxyl group, and examples thereof include carboxylic acid, carboxylic acid halide, carboxylic acid anhydride, and isocyanate compound.

カルボン酸には、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、脂環式カルボン酸などが含まれる。これらのカルボン酸は置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、シリル基、シリルオキシ基、炭素数1〜12のアルキル基(メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、t−ブチル基等)、炭素数1〜12のアルコキシ基(メトキシ、エトキシ、プロポキシ基等)、炭素数6〜20のアリール基(フェニル、ナフチル基等)、炭素数6〜20のアリールオキシ基(フェニルオキシ、ナフチルオキシ基等)、炭素数1〜20のアシル基(アセチル、プロピオニル、ベンゾイル基等)、炭素数1〜20の置換又は無置換カルバモイル基、炭素数1〜20の置換又は無置換カルバモイルオキシ基、炭素数1〜20のスルファモイル基、炭素数1〜20のスルファモイルオキシ基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスフィニルオキシ基、ホスホノオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノアミノ基、炭素数1〜20のウレイド基、カルボキシル基、炭素数1〜20の置換オキシカルボニル基(アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基等)などが挙げられる。   Carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, and the like. These carboxylic acids may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a hydroxyl group, a nitro group, a silyl group, a silyloxy group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms (methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-butyl group, etc.) , C1-C12 alkoxy groups (methoxy, ethoxy, propoxy groups, etc.), C6-C20 aryl groups (phenyl, naphthyl groups, etc.), C6-C20 aryloxy groups (phenyloxy, naphthyloxy) Group), C1-C20 acyl group (acetyl, propionyl, benzoyl group, etc.), C1-C20 substituted or unsubstituted carbamoyl group, C1-C20 substituted or unsubstituted carbamoyloxy group, carbon A sulfamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, a sulfamoyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphono group Phosphinyloxy group, phosphonooxy group, phosphinylamino group, phosphonoamino group, ureido group having 1 to 20 carbon atoms, carboxyl group, substituted oxycarbonyl group having 1 to 20 carbon atoms (alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group) And an aralkyloxycarbonyl group).

カルボン酸の代表的な例として、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、(メタ)アクリル酸、桂皮酸、トリフルオロ酢酸などの置換基を有していてもよい脂肪族カルボン酸;安息香酸、1−ナフチルカルボン酸、2−ナフチルカルボン酸、m−メチル安息香酸、p−メチル安息香酸、m−メトキシ安息香酸、p−メトキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ安息香酸、3,4,5−トリメトキシ安息香酸、2,4,6−トリメチル安息香酸、m−シアノ安息香酸、p−シアノ安息香酸、m−クロロ安息香酸、p−クロロ安息香酸、m−フルオロ安息香酸、p−フルオロ安息香酸、2,5−ジクロロ安息香酸、p−アセチル安息香酸、p−フェニル安息香酸、p−ホルミル安息香酸、p−t−ブチル安息香酸、p−ブトキシ安息香酸、m−アセトキシ安息香酸、p−アセトキシ安息香酸、m−メトキシカルボニル安息香酸、p−メトキシカルボニル安息香酸、m−ベンジルオキシ安息香酸、p−ベンジルオキシ安息香酸、p−シクロヘキシル安息香酸、p−メタンスルホニルアミノ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、m−アセトアミノ安息香酸、p−アセトアミノ安息香酸、m−ベンゾイルアミノ安息香酸、p−ベンゾイルアミノ安息香酸、m−ベンゾイルオキシ安息香酸、p−ベンゾイルオキシ安息香酸、m−ベンジル安息香酸、p−ベンジル安息香酸、m−(N−フェニルカルバモイルオキシ)安息香酸、p−(N−フェニルカルバモイルオキシ)安息香酸、p−(エトキシカルボニルアミノ)安息香酸、p−メチルチオ安息香酸、p−フェニルチオ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、p−(4−ピリジル)安息香酸などの置換基を有していてもよい芳香族カルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸等の置換基を有していてもよい脂環式カルボン酸などが挙げられる。   Representative examples of carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids that may have a substituent such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, (meth) acrylic acid, cinnamic acid, and trifluoroacetic acid. Acid; benzoic acid, 1-naphthylcarboxylic acid, 2-naphthylcarboxylic acid, m-methylbenzoic acid, p-methylbenzoic acid, m-methoxybenzoic acid, p-methoxybenzoic acid, 3,5-dimethoxybenzoic acid, 3 , 4,5-trimethoxybenzoic acid, 2,4,6-trimethylbenzoic acid, m-cyanobenzoic acid, p-cyanobenzoic acid, m-chlorobenzoic acid, p-chlorobenzoic acid, m-fluorobenzoic acid, p -Fluorobenzoic acid, 2,5-dichlorobenzoic acid, p-acetylbenzoic acid, p-phenylbenzoic acid, p-formylbenzoic acid, pt-butylbenzoic acid, p-butoxy Benzoic acid, m-acetoxybenzoic acid, p-acetoxybenzoic acid, m-methoxycarbonylbenzoic acid, p-methoxycarbonylbenzoic acid, m-benzyloxybenzoic acid, p-benzyloxybenzoic acid, p-cyclohexylbenzoic acid, p -Methanesulfonylaminobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, m-acetaminobenzoic acid, p-acetaminobenzoic acid, m-benzoylaminobenzoic acid, p-benzoylaminobenzoic acid, m-benzoyloxybenzoic acid Acid, p-benzoyloxybenzoic acid, m-benzylbenzoic acid, p-benzylbenzoic acid, m- (N-phenylcarbamoyloxy) benzoic acid, p- (N-phenylcarbamoyloxy) benzoic acid, p- (ethoxycarbonyl) Amino) benzoic acid, p-methylthiobenzoic acid, p- An aromatic carboxylic acid which may have a substituent such as enylthiobenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, p- (4-pyridyl) benzoic acid; a fat which may have a substituent such as cyclohexanecarboxylic acid And cyclic carboxylic acids.

カルボン酸ハライドには、前記カルボン酸に対応するカルボン酸クロライド、カルボン酸ブロマイドなどが含まれる。カルボン酸無水物には、前記カルボン酸に対応するカルボン酸無水物が含まれる。   Carboxylic acid halides include carboxylic acid chlorides and carboxylic acid bromides corresponding to the carboxylic acids. The carboxylic acid anhydride includes a carboxylic acid anhydride corresponding to the carboxylic acid.

イソシアネート化合物には、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環式イソシアネートなどが含まれる。これらのイソシアネートは置換基を有していてもよい。置換基としては前記カルボン酸が有していてもよい置換基と同様の置換基が挙げられる。   The isocyanate compound includes aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, alicyclic isocyanate and the like. These isocyanates may have a substituent. Examples of the substituent include the same substituents as the substituent that the carboxylic acid may have.

イソシアネート化合物の代表的な例として、例えば、フェニルイソシアネート、1−ナフチルイソシアネート、2−ナフチルイソシアネート、2−メチルフェニルイソシアネート、3−メチルフェニルイソシアネート、4−メチルフェニルイソシアネート、3,5−ジメチルフェニルイソシアネート、2−クロロフェニルイソシアネート、3−クロロフェニルイソシアネート、4−クロロフェニルイソシアネート、2−メトキシフェニルイソシアネート、3−メトキシフェニルイソシアネート、4−メトキシフェニルイソシアネート、2−ニトロフェニルイソシアネート、3−ニトロフェニルイソシアネート、4−ニトロフェニルイソシアネート等の芳香族イソシアネート;メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、ブチルイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。   As typical examples of the isocyanate compound, for example, phenyl isocyanate, 1-naphthyl isocyanate, 2-naphthyl isocyanate, 2-methylphenyl isocyanate, 3-methylphenyl isocyanate, 4-methylphenyl isocyanate, 3,5-dimethylphenyl isocyanate, 2-chlorophenyl isocyanate, 3-chlorophenyl isocyanate, 4-chlorophenyl isocyanate, 2-methoxyphenyl isocyanate, 3-methoxyphenyl isocyanate, 4-methoxyphenyl isocyanate, 2-nitrophenyl isocyanate, 3-nitrophenyl isocyanate, 4-nitrophenyl isocyanate Aromatic isocyanates such as methyl isocyanate, ethyl isocyanate, butyl isocyanate And aliphatic isocyanates such as bets and the like.

6位の水酸基に導入される修飾基は、修飾剤がカルボン酸、カルボン酸ハライド又はカルボン酸無水物の場合は、対応するアシル基であり、修飾剤がイソシアネート化合物の場合は、対応する置換カルバモイル基である。例えば、修飾剤が酢酸、酢酸クロライド又は無水酢酸の場合は、導入される修飾基はアセチル基であり、修飾剤が安息香酸、安息香酸クロライド又は無水安息香酸の場合は、導入される修飾基はベンゾイル基であり、修飾剤がフェニルイソシアネートである場合には、導入される修飾基はフェニルカルバモイル基である。   The modifying group introduced into the 6-position hydroxyl group is a corresponding acyl group when the modifying agent is a carboxylic acid, a carboxylic acid halide or a carboxylic anhydride, and when the modifying agent is an isocyanate compound, the corresponding substituted carbamoyl It is a group. For example, when the modifying agent is acetic acid, acetic acid chloride or acetic anhydride, the modifying group to be introduced is an acetyl group, and when the modifying agent is benzoic acid, benzoic acid chloride or benzoic anhydride, the modifying group to be introduced is When it is a benzoyl group and the modifying agent is phenyl isocyanate, the modifying group to be introduced is a phenylcarbamoyl group.

本発明の重要な特徴は、反応開始時の反応系内に含まれる水のモル数をx、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の6位の水酸基のモル数をy、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の2位及び3位の水酸基の総モル数をzとしたとき、前記修飾剤をxモルより多く(x+y+0.5z)モル以下の範囲で使用する点にある。修飾剤を失活させる系内の水分量を考慮して、修飾剤の使用量を前記の範囲とすることで、所望の修飾基をグルコース骨格の6位の水酸基に選択的に、且つ所望量導入することができる。   An important feature of the present invention is that x is the number of moles of water contained in the reaction system at the start of the reaction, y is the number of moles of the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton of the raw cellulose acetate, and 2 of the glucose skeleton of the raw cellulose acetate. When the total number of moles of the hydroxyl group at the position and the 3-position is z, the modifier is used in the range of more than x moles and not more than (x + y + 0.5z) moles. Considering the amount of water in the system for deactivating the modifier, the amount of modifier used is within the above range, so that the desired modifying group can be selectively added to the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton and the desired amount. Can be introduced.

修飾剤の使用量は、好ましくは、(x+0.1y)モル以上、(x+y+0.2z)モル以下の範囲である。また、(x+0.1y)モル以上、(x+1.2y)モル以下の範囲も好ましい。修飾剤の使用量を前記範囲内で選択することにより、修飾剤の6位水酸基への導入量を調整できる。   The amount of the modifier used is preferably in the range of (x + 0.1y) mol or more and (x + y + 0.2z) mol or less. Moreover, the range of (x + 0.1y) mol or more and (x + 1.2y) mol or less is also preferable. By selecting the amount of the modifier used within the above range, the amount of the modifier introduced into the 6-position hydroxyl group can be adjusted.

原料セルロースアセテートと水酸基反応性の修飾剤を反応させると、セルロースアセテートのグルコース骨格の6位の水酸基に、該修飾剤に対応する修飾基が優先して導入される。その後、残りの水酸基(6位の残りの水酸基、2位及び3位の水酸基)には、反応生成物に(必要に応じて後処理をし、反応生成物を単離した後)別の修飾剤(第2の修飾剤)を反応させて、該第2の修飾剤に対応する修飾基を導入することもできる。第2の修飾剤の使用量を選択することにより、該修飾剤の導入量を調整できる。   When the raw material cellulose acetate and a hydroxyl group-reactive modifier are reacted, a modifying group corresponding to the modifying agent is preferentially introduced into the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton of cellulose acetate. Thereafter, the remaining hydroxyl groups (remaining hydroxyl groups at the 6-position, hydroxyl groups at the 2-position and the 3-position) are subjected to another modification to the reaction product (after post-treatment as necessary and isolation of the reaction product). An agent (second modifier) can be reacted to introduce a modifying group corresponding to the second modifier. By selecting the amount of the second modifier used, the amount of the modifier introduced can be adjusted.

例えば、原料セルロースアセテートに、修飾剤として芳香族アシル化剤(芳香族カルボン酸、芳香族カルボン酸ハライド又は芳香族カルボン酸無水物)を反応させて、グルコース骨格の6位の水酸基に芳香族アシル基(ベンゾイル基等)を選択的に導入することにより、6位芳香族アシル基リッチなセルロースアセテート誘導体を得ることができる。また、原料セルロースアセテートに、第1の修飾剤として芳香族アシル化剤を反応させて、グルコース骨格の6位の水酸基に芳香族アシル基(ベンゾイル基等)を選択的に導入した後、第2の修飾剤として脂肪族アシル化剤(脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸ハライド又は脂肪族カルボン酸無水物)を反応させ、グルコース骨格の2位及び3位の水酸基に脂肪族アシル基(アセチル基等)を導入することにより、6位芳香族アシル基リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体を得ることができる。さらに、原料セルロースアセテートに、第1の修飾剤として脂肪族アシル化剤を反応させて、グルコース骨格の6位の水酸基に脂肪族アシル基(アセチル基等)を選択的に導入した後、第2の修飾剤として芳香族アシル化剤を反応させ、グルコース骨格の2位及び3位の水酸基に芳香族アシル基(ベンゾイル基等)を導入することにより、2位及び3位芳香族アシル基リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体を得ることができる。   For example, the raw material cellulose acetate is reacted with an aromatic acylating agent (aromatic carboxylic acid, aromatic carboxylic acid halide or aromatic carboxylic acid anhydride) as a modifier, and an aromatic acyl is added to the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton. By selectively introducing a group (such as a benzoyl group), a cellulose acetate derivative rich in the 6-position aromatic acyl group can be obtained. In addition, the raw material cellulose acetate is reacted with an aromatic acylating agent as a first modifying agent to selectively introduce an aromatic acyl group (such as a benzoyl group) into the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton. An aliphatic acylating agent (aliphatic carboxylic acid, aliphatic carboxylic acid halide, or aliphatic carboxylic acid anhydride) as a modifier of the amino acid, and an aliphatic acyl group (acetyl group) on the 2nd and 3rd hydroxyl groups of the glucose skeleton Etc.), a highly substituted cellulose acetate derivative rich in the 6-position aromatic acyl group can be obtained. Furthermore, after reacting a raw material cellulose acetate with an aliphatic acylating agent as a first modifier and selectively introducing an aliphatic acyl group (such as an acetyl group) into the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton, By reacting an aromatic acylating agent as a modifying agent and introducing an aromatic acyl group (such as a benzoyl group) into the 2- and 3-position hydroxyl groups of the glucose skeleton, the 2- and 3-position aromatic acyl groups are rich. A highly substituted cellulose acetate derivative can be obtained.

このようにして、最初に用いる修飾剤(第1の修飾剤)の使用量、及び必要に応じて次に用いられる別の修飾剤(第2の修飾剤)の使用量を選択することにより、置換度(第1の修飾剤に対応する修飾基の置換度、第2の修飾剤に対応する修飾基の置換度、及び総置換度)、及び置換基分布を制御することができる。   In this way, by selecting the usage amount of the first modifying agent (first modifying agent) and the usage amount of another modifying agent (second modifying agent) to be used next if necessary, The degree of substitution (the degree of substitution of the modifying group corresponding to the first modifying agent, the degree of substitution of the modifying group corresponding to the second modifying agent, and the total degree of substitution) and the distribution of substituents can be controlled.

セルロースアセテートと修飾剤との反応において、反応溶媒としては、原料や生成物の溶解性に優れ且つ反応を阻害しないような溶媒であれば特に限定されず、原料の種類等により適宜選択できる。そのような溶媒として、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、蟻酸メチルなどのエステル系溶媒;ピリジン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、アセトニトリル、ニトロメタンなどの含窒素化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソランなどのエーテル類(環状エーテル類、鎖状エーテル類);塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素;ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物などが例示される。これらの中でも、原料や生成物の溶解性等の点でピリジン、塩化メチレン、クロロホルム、シクロヘキサノンが好ましく、特にピリジンが好適である。溶媒は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   In the reaction between cellulose acetate and the modifier, the reaction solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that is excellent in the solubility of raw materials and products and does not inhibit the reaction, and can be appropriately selected depending on the type of raw materials. Examples of such solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and isophorone; ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, and methyl formate; pyridine, N, N-dimethylformamide, Nitrogen-containing compounds such as N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetonitrile, nitromethane; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane (cyclic ethers, chain ethers); methylene chloride, chloroform, dichloroethane, tetrachloroethane And halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride; sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide. Among these, pyridine, methylene chloride, chloroform, and cyclohexanone are preferable from the viewpoint of solubility of raw materials and products, and pyridine is particularly preferable. A solvent can be used individually or in combination of 2 or more types.

反応に供する原料セルロースアセテートの反応系中における濃度は、溶解度や反応効率等を考慮して適宜選択できるが、一般には2〜50重量%、好ましくは5〜20重量%程度である。   The concentration of the raw material cellulose acetate used in the reaction can be appropriately selected in consideration of solubility, reaction efficiency, etc., but is generally about 2 to 50% by weight, preferably about 5 to 20% by weight.

本発明の製造方法において、修飾剤(カルボン酸、カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物、イソシアネート化合物等)の反応系への添加方式としては特に制限はなく、一括して添加してもよいが、反応を制御するため、逐次添加(連続的又は間欠的に添加)するのが好ましい。   In the production method of the present invention, there is no particular limitation on the method of adding a modifier (carboxylic acid, carboxylic acid halide, carboxylic acid anhydride, isocyanate compound, etc.) to the reaction system, and it may be added all at once. In order to control the reaction, it is preferable to add sequentially (added continuously or intermittently).

反応系には、反応の促進、生成するハロゲン化水素等の捕捉のため、必要に応じて塩基を添加してもよい。塩基としては、例えば、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の含窒素芳香族化合物、トリエチルアミン、トリn−ブチルアミン、トリi−プロピルアミン等の第三級アミン、無機塩基などが挙げられる。ピリジンなどは前記のように溶媒としても使用できる。また、修飾剤としてカルボン酸を用いる場合には、硫酸、過塩素酸等の酸触媒を反応系に添加してもよい。   If necessary, a base may be added to the reaction system in order to promote the reaction and capture the generated hydrogen halide and the like. Examples of the base include nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine and dimethylaminopyridine, tertiary amines such as triethylamine, tri-n-butylamine and tri-propylamine, and inorganic bases. Pyridine and the like can be used as a solvent as described above. Moreover, when using carboxylic acid as a modifier, an acid catalyst such as sulfuric acid or perchloric acid may be added to the reaction system.

反応温度は、原料の種類によっても異なるが、通常0〜150℃、好ましくは30〜130℃程度である。   The reaction temperature varies depending on the type of raw material, but is usually 0 to 150 ° C, preferably about 30 to 130 ° C.

上記反応により、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の6位の水酸基に使用した修飾剤に対応する修飾基(例えば、アシル基、置換カルバモイル基等)が選択的に且つ所望量導入されたセルロースアセテート誘導体が生成する。前記のように、残りの水酸基には、別の修飾基を同様にして導入できる。   By the above reaction, a cellulose acetate derivative in which a modifying group (for example, acyl group, substituted carbamoyl group, etc.) corresponding to the modifying agent used for the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton of the raw material cellulose acetate is selectively introduced in a desired amount is obtained. Generate. As described above, another modifying group can be similarly introduced into the remaining hydroxyl groups.

反応終了後、反応混合液にアルコールを添加して、反応性の高い残存する過剰の修飾剤(酸ハライド、酸無水物、イソシアネート化合物等)を、反応性が極めて低く水や有機溶媒に対する溶解性の高いエステルに変換するのが好ましい。このように過剰の修飾剤をエステルに変換することにより、修飾剤剤由来の不純物、例えば、修飾剤の加水分解生成物であるカルボン酸などの水や有機溶媒に対する溶解性の低い化合物、その他の不純物による製品の着色や白濁、機能発現の妨害、製品中への不純物の混入などのトラブルを防止することができ、高純度、高品質のセルロースアセテート誘導体を工業的に効率よく得ることが可能となる。   After completion of the reaction, alcohol is added to the reaction mixture, and the remaining excess modifiers (acid halide, acid anhydride, isocyanate compound, etc.) with high reactivity are extremely low in reactivity and soluble in water and organic solvents. Is preferably converted to an ester having a high molecular weight. By converting the excess modifier to an ester in this way, impurities derived from the modifier, for example, compounds having low solubility in water or organic solvents such as carboxylic acid which is a hydrolysis product of the modifier, other It is possible to prevent troubles such as coloring and white turbidity of the product due to impurities, interference of function expression, mixing of impurities into the product, etc., and it is possible to industrially efficiently obtain high purity and high quality cellulose acetate derivatives. Become.

前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどの一価アルコール;エチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコールが使用できる。これらの中でも、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、2−ブタノール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールなどの炭素数1〜5のアルコールが好ましい。   Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, hexanol, Monohydric alcohols such as octanol, cyclopentyl alcohol, cyclohexyl alcohol, and benzyl alcohol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin can be used. Among these, alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, 2-butanol, t-butyl alcohol, pentanol, 2-pentanol, and 3-pentanol are preferable.

アルコールの使用量は、残存する過剰の修飾剤をすべてエステル化するのに必要な量であればよく、例えば、残存する過剰の修飾剤1モルに対して、1〜20モル、好ましくは1.5〜10モル程度である。アルコールの量が少なすぎると、修飾剤が完全にエステル化されずに残存する場合があり、アルコールの量が多すぎると生成したセルロースアセテート誘導体が沈殿する場合がある。この段階でセルロースアセテート誘導体が沈殿すると不純物を取り込みやすいため、残存する修飾剤のエステル化反応は、生成したセルロースアセテート誘導体が沈殿しない条件で(均一系で)行うのが好ましい。   The amount of alcohol used may be an amount necessary for esterifying all of the remaining excess modifier. For example, 1 to 20 mol, preferably 1. About 5 to 10 moles. If the amount of alcohol is too small, the modifying agent may remain without being completely esterified, and if the amount of alcohol is too large, the produced cellulose acetate derivative may precipitate. When the cellulose acetate derivative is precipitated at this stage, impurities are easily taken in. Therefore, the esterification reaction of the remaining modifier is preferably carried out under a condition that does not precipitate the produced cellulose acetate derivative (in a homogeneous system).

アルコールと残存する過剰の修飾剤との反応における反応温度は、目的物であるセルロースアセテート誘導体や添加するアルコールの種類に応じて適宜選択できるが、セルロースアセテート誘導体における水酸基の置換基(修飾基)と添加するアルコールとのエステル交換反応を抑制するため、通常80℃以下、好ましくは60℃以下、さらに好ましくは50℃以下である。反応温度の下限は反応の進行を損なわない温度であればよく、例えば30℃、好ましくは40℃である。反応時間は、反応温度等により異なるが、一般には0.1〜12時間、好ましくは0.1〜3時間程度である。   The reaction temperature in the reaction between the alcohol and the remaining excess modifier can be appropriately selected according to the cellulose acetate derivative as the target product and the type of alcohol to be added. In order to suppress the transesterification reaction with the added alcohol, it is usually 80 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower. The minimum of reaction temperature should just be a temperature which does not impair progress of reaction, for example, 30 degreeC, Preferably it is 40 degreeC. The reaction time varies depending on the reaction temperature and the like, but is generally about 0.1 to 12 hours, preferably about 0.1 to 3 hours.

前記原料セルロースアセテートと修飾剤との反応後の反応混合液から、必要に応じて上記のように過剰のアシル化剤等の修飾剤をエステル化した後、目的物であるセルロースアセテート誘導体を分離する。セルロースアセテートの分離方法としては特に限定されず、例えば、沈殿、晶析、濾過、洗浄、乾燥、抽出、濃縮、カラムクロマトグラフィーなどの方法を単独で又は2以上を適宜組み合わせて使用できるが、操作性、精製効率等の点で、沈殿(再沈殿を含む)操作によりセルロースアセテート誘導体を分離する方法が特に好ましい。沈殿操作は、生成したセルロースアセテート誘導体を含む溶液をセルロースアセテート誘導体の貧溶媒中に注ぐなど、セルロースアセテート誘導体を含む溶液を該貧溶媒と混合することにより行われる。セルロースアセテート誘導体を含む溶液の溶媒(セルロースアセテート誘導体の良溶媒)としては、例えば、ピリジン等の含窒素複素環化合物、アセトン等のケトン、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、エステル、エーテル、アミド、非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。前記溶媒として、特に、ピリジン等の含窒素複素環化合物、アセトン等のケトン、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素が好ましい。   From the reaction mixture after the reaction between the raw material cellulose acetate and the modifying agent, if necessary, esterify the modifying agent such as excess acylating agent as described above, and then separate the cellulose acetate derivative as the target product. . The method for separating cellulose acetate is not particularly limited. For example, precipitation, crystallization, filtration, washing, drying, extraction, concentration, column chromatography and the like can be used alone or in appropriate combination of two or more. A method of separating the cellulose acetate derivative by precipitation (including reprecipitation) is particularly preferable in terms of properties, purification efficiency, and the like. The precipitation operation is performed by mixing the solution containing the cellulose acetate derivative with the poor solvent, such as pouring the solution containing the produced cellulose acetate derivative into the poor solvent of the cellulose acetate derivative. Examples of the solvent for the solution containing the cellulose acetate derivative (good solvent for the cellulose acetate derivative) include, for example, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine, ketones such as acetone, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, esters, ethers, amides, Examples include aprotic polar solvents. These solvents can be used alone or in combination of two or more. As the solvent, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine, ketones such as acetone, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride are particularly preferable.

セルロースアセテート誘導体の貧溶媒としては、セルロースアセテート誘導体の溶解度の低い溶媒であればよく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、2−ブタノール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールなどの炭素数1〜5のアルコール(特に一価アルコール);水;ヘキサン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン等の脂環式炭化水素などが挙げられる。これらの溶媒は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。2種以上の溶媒を組み合わせた例として、2種以上の炭素数1〜5のアルコールの混合液、炭素数1〜5のアルコールと水との混合液などが挙げられる。貧溶媒としては、特に炭素数1〜5のアルコールが好ましい。   The poor solvent of the cellulose acetate derivative may be a solvent having a low solubility of the cellulose acetate derivative. For example, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, 2-butanol, t-butyl alcohol, pentanol, 2-pen Examples thereof include alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as tanol and 3-pentanol (particularly monohydric alcohols); water; aliphatic hydrocarbons such as hexane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Examples of a combination of two or more solvents include a mixed solution of two or more types of alcohol having 1 to 5 carbon atoms, a mixed solution of alcohol having 1 to 5 carbon atoms and water, and the like. As the poor solvent, alcohol having 1 to 5 carbon atoms is particularly preferable.

前記沈殿操作の際に用いる貧溶媒の量は、セルロースアセテート誘導体の溶液100重量部に対して、例えば50〜20000重量部、好ましくは100〜10000重量部、さらに好ましくは150〜1000重量部である。貧溶媒の量が少なすぎると、高品質のセルロースアセテート誘導体を効率よく取得することが困難になる場合があり、逆に貧溶媒の量が多すぎると、経済的に不利になる。   The amount of the poor solvent used in the precipitation operation is, for example, 50 to 20000 parts by weight, preferably 100 to 10,000 parts by weight, and more preferably 150 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the cellulose acetate derivative solution. . If the amount of the poor solvent is too small, it may be difficult to efficiently obtain a high-quality cellulose acetate derivative. Conversely, if the amount of the poor solvent is too large, it is economically disadvantageous.

沈殿したセルロースアセテート誘導体は、濾過、遠心分離等の固液分離操作に付し、得られた固体を、必要に応じて再沈殿に付した後、乾燥することにより、高純度、高品質のセルロースアセテート誘導体を得ることができる。   The precipitated cellulose acetate derivative is subjected to solid-liquid separation operations such as filtration and centrifugation, and the obtained solid is subjected to reprecipitation as necessary, followed by drying to obtain high-purity and high-quality cellulose. An acetate derivative can be obtained.

セルロースアセテート誘導体の精製方法として、セルロースアセテート誘導体の粉体(例えば、上記沈殿操作により得られたもの)を、セルロースアセテート誘導体は溶解しにくく、アシル化剤等の修飾剤とアルコールとの反応で生成するエステルやその他の不純物は溶解しやすい溶媒で洗浄(抽出)する方法も好ましい。このような溶媒としては、前記セルロースアセテート誘導体の貧溶媒として例示した溶媒が挙げられる。それらのなかでも、前記炭素数1〜5のアルコールが好ましい。   As a method for purifying cellulose acetate derivatives, cellulose acetate derivative powders (for example, those obtained by the above-described precipitation operation), cellulose acetate derivatives are difficult to dissolve, and are produced by the reaction of modifiers such as acylating agents with alcohol. A method of washing (extracting) the ester and other impurities with a solvent that is easily dissolved is also preferred. As such a solvent, the solvent illustrated as a poor solvent of the said cellulose acetate derivative is mentioned. Among these, the said C1-C5 alcohol is preferable.

本発明の製造法により、置換基(修飾基)による総置換度が1.6〜3.0、アセチル基総置換度が1.5〜2.9、アセチル基以外の置換基による総置換度が0.1〜1.5、2位の置換度が0.5〜1.0、3位の置換度が0.5〜1.0、6位の置換度が0.5〜1.0であるセルロースアセテート誘導体を得ることができる。   According to the production method of the present invention, the total degree of substitution with substituents (modifying groups) is 1.6 to 3.0, the total degree of substitution with acetyl groups is 1.5 to 2.9, and the total degree of substitution with substituents other than acetyl groups. 0.1-1.5, the substitution degree at the 2-position is 0.5-1.0, the substitution degree at the 3-position is 0.5-1.0, and the substitution degree at the 6-position is 0.5-1.0. A cellulose acetate derivative can be obtained.

また、上記のように、第1の修飾剤としてアセチル化剤以外のアシル化剤(芳香族アシル化剤、プロピオニル化剤等)を用い、必要に応じて第2の修飾剤として脂肪族アシル化剤(アセチル化剤等)を用いることにより、6位がアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)リッチなセルロースアセテート誘導体(6位芳香族アシル基等リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体を含む)を得ることができる。また、第1の修飾剤として脂肪族アシル化剤(アセチル化剤等)を用い、第2の修飾剤としてアセチル化剤以外のアシル化剤(芳香族アシル化剤、プロピオニル化剤等)を用いることにより、2位及び3位がアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体を得ることができる。上記のアセチル基以外のアシル基としては、芳香族アシル基又はプロピオニル基が好ましく、特に芳香族アシル基が好ましい。   In addition, as described above, an acylating agent other than the acetylating agent (aromatic acylating agent, propionylating agent, etc.) is used as the first modifying agent, and aliphatic acylation is used as the second modifying agent as necessary. Cellulose acetate derivatives rich in acyl groups other than acetyl groups (aromatic acyl groups, propionyl groups, etc.) (highly substituted cellulose rich in 6-position aromatic acyl groups, etc.) by using agents (acetylating agents, etc.) Acetate derivatives). In addition, an aliphatic acylating agent (such as an acetylating agent) is used as the first modifying agent, and an acylating agent other than the acetylating agent (such as an aromatic acylating agent or a propionylating agent) is used as the second modifying agent. Thus, a highly substituted cellulose acetate derivative rich in acyl groups other than the acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) at the 2- and 3-positions can be obtained. As the acyl group other than the acetyl group, an aromatic acyl group or a propionyl group is preferable, and an aromatic acyl group is particularly preferable.

前記6位アセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)リッチなセルロースアセテート誘導体においては、アセチル基総置換度が1.5〜2.9であり、6位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度が、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度の和よりも大きいのが好ましい。6位における芳香族アシル基置換度は、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度の和の1.5倍以上、特に1.7倍以上であるのがより好ましい。6位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度は、例えば0.10〜0.40、好ましくは0.15〜0.35程度であり、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度は、それぞれ、例えば0〜0.12、好ましくは0〜0.09程度である。   In cellulose acetate derivatives rich in acyl groups other than the 6-position acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group, etc.), the total degree of acetyl group substitution is 1.5 to 2.9, and other than the acetyl group in the 6-position The degree of substitution of acyl groups (aromatic acyl groups, propionyl groups, etc.) is preferably greater than the sum of substitution degrees of acyl groups (aromatic acyl groups, propionyl groups, etc.) other than acetyl groups at the 2-position and 3-position. The substitution degree of the aromatic acyl group at the 6-position is 1.5 times or more, especially 1.7 times or more of the sum of the substitution degree of acyl groups other than the acetyl group at the 2-position and the 3-position (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) It is more preferable that The substitution degree of acyl groups other than the acetyl group at the 6-position (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) is, for example, about 0.10 to 0.40, preferably about 0.15 to 0.35, and the 2nd and 3rd positions. The degree of substitution with an acyl group other than the acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) is, for example, about 0 to 0.12, preferably about 0 to 0.09.

前記2位及び3位アセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体においては、アシル基総置換度が1.6〜3.0、アセチル基総置換度が1.5〜2.9、アセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)総置換度が0.1〜1.5であるのが好ましい。アシル基による総置換度は、好ましくは2.8〜3.0、さらに好ましくは2.9〜3.0である。また、アセチル基による総置換度は、好ましくは1.8〜2.8、さらに好ましくは2.2〜2.7である。アセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)総置換度は、好ましくは0.2〜1.2、さらに好ましくは0.3〜0.8である。また、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度の和は、6位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度に対して、好ましくは2.5倍以上であり、さらに好ましくは3.0倍以上である。2位におけるアシル基置換度、3位におけるアシル基置換度、6位におけるアシル基置換度は、それぞれ、通常0.9〜1.0の範囲である。また、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度の和は、通常0.1〜1.0、好ましくは0.15〜0.7、さらに好ましくは0.2〜0.5程度である。さらに、6位におけるアセチル基以外のアシル基(芳香族アシル基、プロピオニル基等)置換度は、通常0〜0.5、好ましくは0〜0.3、さらに好ましくは0〜0.2(例えば0.01〜0.2)程度である。アセチル基による6位の置換度は、通常0.5〜1.0、好ましくは0.7〜1.0、さらに好ましくは0.8〜1.0である。   In the highly substituted cellulose acetate derivative rich in acyl groups (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) other than the 2- and 3-position acetyl groups, the acyl group total substitution degree is 1.6 to 3.0, The degree of substitution is preferably 1.5 to 2.9, and the acyl group other than the acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) and the total degree of substitution is preferably 0.1 to 1.5. The total degree of substitution with an acyl group is preferably 2.8 to 3.0, more preferably 2.9 to 3.0. The total degree of substitution with an acetyl group is preferably 1.8 to 2.8, more preferably 2.2 to 2.7. The total substitution degree of acyl groups other than acetyl groups (aromatic acyl groups, propionyl groups, etc.) is preferably 0.2 to 1.2, more preferably 0.3 to 0.8. In addition, the sum of the substitution degree of the acyl group other than the acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) at the 2nd and 3rd positions is substituted with the acyl group other than the acetyl group (aromatic acyl group, propionyl group etc.) at the 6th position It is preferably 2.5 times or more, more preferably 3.0 times or more with respect to the degree. The degree of acyl group substitution at the 2-position, the degree of acyl group substitution at the 3-position, and the degree of acyl group substitution at the 6-position are usually in the range of 0.9 to 1.0, respectively. Moreover, the sum of substitution degree of acyl groups (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) other than the acetyl group at the 2-position and 3-position is usually 0.1 to 1.0, preferably 0.15 to 0.7, Preferably it is about 0.2-0.5. Furthermore, substitution degree of acyl groups other than the acetyl group at the 6-position (aromatic acyl group, propionyl group, etc.) is usually 0 to 0.5, preferably 0 to 0.3, more preferably 0 to 0.2 (for example, 0.01 to 0.2). The degree of substitution at the 6-position with an acetyl group is usually 0.5 to 1.0, preferably 0.7 to 1.0, and more preferably 0.8 to 1.0.

本発明の製造方法では、硫酸触媒を必要としないので、低分子量成分の生成を抑制でき、分子量分布を小さくすることができるとともに、生成物の着色を低減できる。例えば、本発明の方法により、着色度が、ハーゼン単位色数で、200以下、より好ましくは150以下、さらに好ましくは100以下のセルロース混合アシレートを得ることができる。   Since the production method of the present invention does not require a sulfuric acid catalyst, the production of low molecular weight components can be suppressed, the molecular weight distribution can be reduced, and coloring of the product can be reduced. For example, by the method of the present invention, a cellulose mixed acylate having a coloring degree of 200 or less, more preferably 150 or less, and further preferably 100 or less in terms of the Hazen unit color number can be obtained.

本発明の方法により得られるセルロースアセテート誘導体は、そのまま又はさらに誘導化して、繊維、吸着剤、フィルム(特に光学フィルム等)、光学異性体分離剤などの材料として使用できる。また、このセルロースアセテート誘導体又はさらにその誘導体を他の物質や材料に添加することで機能を変化させたり新たな機能を付加することができる。   The cellulose acetate derivative obtained by the method of the present invention can be used as a material such as a fiber, an adsorbent, a film (particularly an optical film), an optical isomer separating agent, or the like, as it is or further derivatized. Moreover, the function can be changed or a new function can be added by adding this cellulose acetate derivative or further its derivative to another substance or material.

特に、前記6位芳香族アシル基リッチなセルロースアセテート誘導体や、2位及び3位芳香族アシル基リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体は、光学的特性、例えばフィルム化して延伸した場合の配向複屈折や光弾性係数に係る特性に優れるため、光学材料等として好適に使用できる。この点に関し、以下に説明する。   In particular, the cellulose acetate derivative rich in the 6-position aromatic acyl group and the highly substituted cellulose acetate derivative rich in the 2-position and 3-position aromatic acyl groups have optical properties such as orientation birefringence when stretched into a film. And is excellent in the properties relating to the photoelastic coefficient, it can be suitably used as an optical material or the like. This will be described below.

グルコピラノース環の水酸基に芳香族アシル基が導入されたセルロースアセテート誘導体では、高分子鎖を延伸により配向させた場合、グルコピラノース環に酸素原子のみを介して結合している2位及び3位に導入された芳香族アシル基の芳香環は高分子鎖に対して直交方向に配置され、芳香環に起因する分極率は高分子鎖に対して直交する方向を向くと考えられる。したがって、2位及び3位に導入された芳香族アシル基はセルロース混合アシレートの配向複屈折を負にする作用をすると考えられる。一方、グルコピラノース環にメチレンオキシ基を介して結合している6位に導入された芳香族アシル基の芳香環はフレキシビリティに富むため、高分子鎖と同じ方向に配向し、芳香環に起因する分極率は高分子鎖に対して平行する方向を向くと考えられる。したがって、6位に導入された芳香族アシル基はセルロース混合アシレートの配向複屈折を正にする作用をすると考えられる。このため、芳香族アシル基が6位と比較して2位及び3位に相対的にリッチに存在する前記2位及び3位芳香族アシル基リッチな高置換度セルロースアセテート誘導体は、高分子鎖に直交する方向に分極率が大きい材料となり、大きな複屈折を示す方向がフィルムの延伸方向に対して直交することとなる(負の配向複屈折)。また、芳香族アシル基が2位及び3位と比較して6位に相対的にリッチに存在する前記6位芳香族アシル基リッチなセルロースアセテート誘導体は、高分子鎖に沿って分極率が大きい材料となり、大きな複屈折を示す方向がフィルムの延伸方向になる(正の配向複屈折)。正の配向複屈折を有する材料と負の配向複屈折を有する材料を適宜な割合でブレンドすることにより、位相差フィルムの配向複屈折を制御することができる。また、上記芳香族アシル基の置換位置の分布は光弾性複屈折にも影響を与えると考えられる。以上、藤井貞男、「高分子系位相差フィルムの要求特性と材料設計」、『液晶』、第9巻、第4号、2005年、第227頁〜第236頁参照。したがって、本発明のセルロースアセテート誘導体は位相差フィルムや、偏光フィルムの保護フィルムなどの原材料として有用である。   In the cellulose acetate derivative in which an aromatic acyl group is introduced into the hydroxyl group of the glucopyranose ring, when the polymer chain is oriented by stretching, it is bonded to the 2nd and 3rd positions bonded to the glucopyranose ring only through the oxygen atom. It is considered that the aromatic ring of the introduced aromatic acyl group is arranged in a direction orthogonal to the polymer chain, and the polarizability due to the aromatic ring faces in the direction orthogonal to the polymer chain. Therefore, it is considered that the aromatic acyl group introduced into the 2nd and 3rd positions acts to make the orientation birefringence of the cellulose mixed acylate negative. On the other hand, the aromatic ring of the aromatic acyl group introduced at the 6-position bonded to the glucopyranose ring via the methyleneoxy group is highly flexible, so it is oriented in the same direction as the polymer chain, resulting from the aromatic ring The polarizability is considered to be in the direction parallel to the polymer chain. Therefore, it is considered that the aromatic acyl group introduced at the 6-position acts to make the orientation birefringence of the cellulose mixed acylate positive. Therefore, the highly substituted cellulose acetate derivative rich in the 2-position and 3-position aromatic acyl groups, in which the aromatic acyl group is relatively rich in the 2-position and 3-position as compared with the 6-position, is a polymer chain. A material having a high polarizability in a direction orthogonal to the direction, and a direction showing a large birefringence is orthogonal to the stretching direction of the film (negative orientation birefringence). In addition, the cellulose acetate derivative rich in 6-position aromatic acyl group in which the aromatic acyl group is relatively rich in the 6-position as compared with the 2-position and 3-position has a high polarizability along the polymer chain. The direction in which the film becomes a material and exhibits large birefringence is the film stretching direction (positive orientation birefringence). By blending a material having a positive orientation birefringence and a material having a negative orientation birefringence at an appropriate ratio, the orientation birefringence of the retardation film can be controlled. The distribution of the substitution positions of the aromatic acyl group is considered to affect the photoelastic birefringence. As described above, see Sadao Fujii, “Required Properties and Material Design of Polymer Phase Retardation Film”, “Liquid Crystal”, Vol. 9, No. 4, 2005, pages 227 to 236. Therefore, the cellulose acetate derivative of the present invention is useful as a raw material for a retardation film and a protective film for a polarizing film.

本発明のセルロースアセテート誘導体においては、硫酸根の含有量が該セルロースアセテート誘導体に対して、例えば200重量ppm以下(例えば1〜200重量ppm)、好ましくは150重量ppm以下(例えば1〜150重量ppm)、さらに好ましくは100重量ppm以下(例えば1〜100重量ppm)、特に好ましくは50重量ppm以下(例えば1〜50重量ppm)である。硫酸根が多く残留すると、製品乾燥時や経時変化で製品の色味が黄色に着色するなどの問題を生じることがある。また、機能阻害を起こす要因になる可能性がある。   In the cellulose acetate derivative of the present invention, the sulfate group content is, for example, 200 ppm by weight or less (for example, 1 to 200 ppm by weight), preferably 150 ppm by weight or less (for example, 1 to 150 ppm by weight) based on the cellulose acetate derivative. ), More preferably 100 ppm by weight or less (for example, 1 to 100 ppm by weight), and particularly preferably 50 ppm by weight or less (for example, 1 to 50 ppm by weight). If a large amount of sulfate radicals remain, problems such as yellowing of the product color may occur when the product is dried or changes with time. In addition, there is a possibility of causing a functional inhibition.

ここでいう硫酸根は、結合硫酸、非結合の硫酸、硫酸塩、硫酸エステル、硫酸錯体などの形でセルロース混合アシレート中に存在している硫酸根の全量を意味する。セルロース混合アシレート中の硫酸根の含有量は、絶乾状態の試料(セルロース混合アシレート)を1300℃の電気炉で焼成し、昇華した亜硫酸ガスを10重量%過酸化水素水にトラップし、電量測定法によって定量する(SO4 2-換算の値)ことにより測定できる。単位はセルロース混合アシレートに対する重量ppmである。電量滴定法の分析条件は以下の通りである。電量滴定法に用いる機器として、例えば、三菱化学製の商品名「TOX−10Σ」などが挙げられる。
温度:1100℃
試料量:20±2mg
燃焼ガス:酸素ガス(99.7%以上)
通気量:アルゴン200ml/min、酸素150ml/min
燃焼管:石英ガラス管(内管内径13mm、外管内径22mm)
The sulfate radical here means the total quantity of sulfate radicals present in the cellulose mixed acylate in the form of bound sulfuric acid, unbound sulfuric acid, sulfate, sulfate ester, sulfate complex, and the like. The content of sulfate radicals in the cellulose mixed acylate was determined by calcining an absolutely dry sample (cellulose mixed acylate) in an electric furnace at 1300 ° C, trapping the sublimed sulfurous acid gas in 10% by weight hydrogen peroxide, and measuring the coulometry. It can be measured by quantifying by a method (SO 4 2- converted value). The unit is ppm by weight with respect to cellulose mixed acylate. The analysis conditions of the coulometric titration method are as follows. As an apparatus used for the coulometric titration method, for example, trade name “TOX-10Σ” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation may be mentioned.
Temperature: 1100 ° C
Sample amount: 20 ± 2mg
Combustion gas: Oxygen gas (99.7% or more)
Aeration rate: argon 200 ml / min, oxygen 150 ml / min
Combustion tube: quartz glass tube (inner tube inner diameter 13 mm, outer tube inner diameter 22 mm)

本発明の製造方法によれば、硫酸を用いる必要がないので、前記のような硫酸根の含有量が極めて低いセルロース混合アシレートを得ることができる。   According to the production method of the present invention, since it is not necessary to use sulfuric acid, it is possible to obtain a cellulose mixed acylate having a very low sulfate radical content as described above.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。実施例及び比較例中、「2位Ac基」は2位のアセチル基置換度、「3位Ac基」は3位のアセチル基置換度、「6位Ac基」は6位のアセチル基置換度、「2位Pr基」は2位のプロピオニル基置換度、「3位Pr基」は3位のプロピオニル基置換度、「6位Pr基」は6位のプロピオニル基置換度、「2位Bz基」は2位のベンゾイル基置換度、「3位Bz基」は3位のベンゾイル基置換度、「6位Bz基」は6位のベンゾイル基置換度を示す。また、「ppm」はケミカルシフト、又は重量ppmを意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In Examples and Comparative Examples, “2-position Ac group” is 2-position acetyl group substitution degree, “3-position Ac group” is 3-position acetyl group substitution degree, and “6-position Ac group” is 6-position acetyl group substitution. “2-position Pr group” is the 2-position propionyl group substitution degree, “3-position Pr group” is the 3-position propionyl group substitution degree, “6-position Pr group” is the 6-position propionyl group substitution degree, “2-position Pr group” “Bz group” represents the degree of substitution of the benzoyl group at the 2-position, “3-position Bz group” represents the degree of substitution of the benzoyl group at the 3-position, and “6-position Bz group” represents the degree of substitution of the benzoyl group at the 6-position. “Ppm” means chemical shift or weight ppm.

なお、アシル基の置換度(DS)、グルコース骨格の2位の置換度(DS2)、グルコース骨格の3位の置換度(DS3)、及びグルコース骨格の6位の置換度(DS6)の測定は以下のようにして行った。測定条件は以下に示す通りである。
測定機器:Bruker製AVANCE600
測定モード:1H−NMR、13C−NMR
測定溶媒:重クロロホルム(TMS入)
測定温度:40℃
置換基分布は、アシル基が導入されたカルボニル基のシグナルより求める。シグナルは、置換基の種類、置換度、置換基が導入された位置によって形状が変わるため、置換基の種類、置換度、導入された位置によって、シグナルが出てくる位置をシンプルな系で確認した上で、該セルロースアシレートの測定を行う必要がある。置換度や置換基分布によって、正確な位置の特定方法は異なるが、今回の実施例における置換基分布の数値は、以下のようにして算出したものである。
例えばセルロースアセテートベンゾエートの場合、試料をピリジン溶媒中、無水プロピオン酸でプロピオニル化した後、重クロロホルム溶媒中で1H−NMRスペクトルを測定し、各置換基の置換度を算出した後、13C−NMRスペクトルを測定し、164〜167ppm付近に現れるベンゾイルカルボニル炭素のシグナルを、図1で示したような点(図中、△で示す。シグナルの谷の位置;164.9ppm付近及び165.5ppm付近)で分割し、高磁場側から2、3、6位の各ベンゾイルカルボニル炭素の積分強度と定義する。次式からグルコース骨格のi位におけるベンゾイル置換度DSBzi(iは2、3又は6)を求めた。DSBzはベンゾイル基総置換度を示す。
DSBzi=DSBz×(i位ベンゾイルカルボニル炭素シグナル積分強度)/(2 ,3及び6位ベンゾイルカルボニル炭素シグナル積分強度の和)
In addition, the measurement of the substitution degree of the acyl group (DS), the substitution degree of the 2-position of the glucose skeleton (DS2), the substitution degree of the 3-position of the glucose skeleton (DS3), and the substitution degree of the 6-position of the glucose skeleton (DS6) It carried out as follows. The measurement conditions are as shown below.
Measuring equipment: AVANCE600 manufactured by Bruker
Measurement mode: 1 H-NMR, 13 C-NMR
Measuring solvent: deuterated chloroform (with TMS)
Measurement temperature: 40 ° C
The substituent distribution is determined from the signal of the carbonyl group into which the acyl group has been introduced. The shape of the signal changes depending on the type of substituent, degree of substitution, and the position where the substituent is introduced. In addition, it is necessary to measure the cellulose acylate. Although the exact position specifying method differs depending on the degree of substitution and the substituent distribution, the numerical value of the substituent distribution in the present example is calculated as follows.
For example, in the case of cellulose acetate benzoate, in pyridine solvent sample, after propionylated with propionic anhydride, the 1 H-NMR spectrum in deuterochloroform solvent was measured, after calculating a degree of substitution of each substituent group, 13 C- The NMR spectrum was measured, and the signal of benzoylcarbonyl carbon appearing in the vicinity of 164 to 167 ppm was indicated by a point as shown in FIG. 1 (indicated by Δ in the figure. Signal trough positions; around 164.9 ppm and around 165.5 ppm) ) And defined as the integrated intensity of each benzoylcarbonyl carbon at positions 2, 3, and 6 from the high magnetic field side. The degree of benzoyl substitution DSBzi (i is 2, 3 or 6) at the i-position of the glucose skeleton was determined from the following formula. DSBz represents the total degree of substitution of benzoyl groups.
DSBzi = DSBz * (i-position benzoylcarbonyl carbon signal integral intensity) / (sum of 2,3 and 6-position benzoylcarbonyl carbon signal integral intensity)

また、着色度は、JIS−K0071−1化学製品の色をもとに測定を行った。すなわち、塩化メチレン/メタノール=90/10の混合溶媒40mLに、製品2.4gを溶かして得られたドープを比色管に入れ、前記のJIS規格に記載の基準色と比較することで、着色度(ハーゼン単位色数)を測定した。   Further, the degree of coloring was measured based on the color of JIS-K0071-1 chemical product. That is, the dope obtained by dissolving 2.4 g of the product in 40 mL of a mixed solvent of methylene chloride / methanol = 90/10 is put into a colorimetric tube, and colored by comparing with the reference color described in the JIS standard. The degree (number of Hazen unit colors) was measured.

製造例1
α−セルロースの含量が97%の木材パルプを解砕し、水分含量が5%となるまで乾燥した。解砕したパルプを前処理装置に供給し、100重量部のα−セルロースあたり25重量部の氷酢酸をパルプに加え、50℃にて30分間混合してセルロースを活性化させた。
活性化したセルロースを混練機型のアセチル化装置に移し、予め10℃に冷却しておいた280重量部の無水酢酸と450重量部の氷酢酸をこのアセチル化装置に加えた。次いで5重量部の濃硫酸を加えて、全混合物を混合した。反応によって内容物に熱が蓄積するので、アセチル化は、系の温度が最初の温度の10℃から68℃までほぼ一定の速度で50分間にわたって上昇するよう冷却により系の温度を制御しつつ行い、系の温度が68℃に10分間保持されるようにして実施した。
68℃の系に、24重量部の20重量%酢酸マグネシウム水溶液を加えた。酢酸マグネシウムの添加量は、系中の硫酸の中和に必要な量より化学量論的に過剰な量とした。完全に中和した混合物をオートクレーブに移し、ゲージ圧力が5kg/cm2の水蒸気を、混合物を攪拌しつつ混合物に吹きこんで、120℃に加熱した。混合物をこの温度に130分間保って第一熟成を行った。反応混合物を100℃以下まで急冷し、攪拌装置を備えた沈澱槽に移し、この槽に水を加えた。生成した酢酸セルロースを沈澱させ、遠心して溶剤を除去し、水洗槽に移してこの槽中で水で十分に洗い、槽から取り出して乾燥させた。
得られたセルロースジアセテートのアセチル基総置換度は2.19、2位のアセチル基置換度は0.76、3位のアセチル基置換度は0.79、6位のアセチル基置換度は0.64であった。
Production Example 1
Wood pulp having an α-cellulose content of 97% was crushed and dried to a moisture content of 5%. The pulverized pulp was supplied to a pretreatment device, 25 parts by weight of glacial acetic acid per 100 parts by weight of α-cellulose was added to the pulp, and the mixture was mixed at 50 ° C. for 30 minutes to activate the cellulose.
The activated cellulose was transferred to a kneader-type acetylation apparatus, and 280 parts by weight of acetic anhydride and 450 parts by weight of glacial acetic acid which had been cooled to 10 ° C. in advance were added to the acetylation apparatus. Then 5 parts by weight of concentrated sulfuric acid was added and the whole mixture was mixed. Since heat accumulates in the contents of the reaction, acetylation is performed while controlling the temperature of the system by cooling so that the temperature of the system rises from the initial temperature of 10 ° C. to 68 ° C. over a period of 50 minutes at a substantially constant rate. The temperature of the system was maintained at 68 ° C. for 10 minutes.
To the system at 68 ° C., 24 parts by weight of 20 wt% magnesium acetate aqueous solution was added. The amount of magnesium acetate added was stoichiometrically excessive from the amount required for neutralization of sulfuric acid in the system. The completely neutralized mixture was transferred to an autoclave, and steam with a gauge pressure of 5 kg / cm 2 was blown into the mixture while stirring the mixture and heated to 120 ° C. The mixture was kept at this temperature for 130 minutes for the first aging. The reaction mixture was quenched to 100 ° C. or lower, transferred to a precipitation tank equipped with a stirrer, and water was added to the tank. The produced cellulose acetate was precipitated, centrifuged to remove the solvent, transferred to a water washing tank, thoroughly washed with water in this tank, taken out of the tank and dried.
The obtained cellulose diacetate had a total acetyl group substitution degree of 2.19, a 2-position acetyl group substitution degree of 0.76, a 3-position acetyl group substitution degree of 0.79, and a 6-position acetyl group substitution degree of 0. .64.

実施例1(塩化ベンゾイルを用いたセルロースジアセテートのアシル化)
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースジアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)24.0g(グルコピラノース単位0.094mol)とピリジン456.0g(5.76mol)を添加して、50℃に液温を調整し、溶解した。次に共沸脱水を行い、173.5kgを留出させた。系内にピリジンを129.2g(1.64mol)を加えた後、系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は289ppmであった。続いて、塩化ベンゾイル6.32g(0.045mol)を23分かけて滴下した後、40℃に液温を調整し、温度を保って5時間熟成した。熟成後、反応液をメタノール1770.0g中に添加して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール150.0g×2回でリンス洗浄してから、アセトン348.0gで再溶解した。溶解液を、メタノール1770.0g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール157.0g×2回でリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートベンゾエートを25.9g(収率:92.7%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.78、3位Ac基:0.78、6位Ac基:0.64、2位Bz基:0.09、3位Bz基:0.04、6位Bz基:0.31であった。着色度はハーゼン単位色数で350であった。
Example 1 (Acylation of cellulose diacetate with benzoyl chloride)
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask) 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 24.0 g (glucopyranose unit 0.094 mol) and pyridine 456.0 g (5.76 mol) were added, and the solution temperature was adjusted to 50 ° C. and dissolved. . Next, azeotropic dehydration was performed to distill 173.5 kg. After 129.2 g (1.64 mol) of pyridine was added to the system, the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter, and the water content in the system was 289 ppm. Subsequently, 6.32 g (0.045 mol) of benzoyl chloride was added dropwise over 23 minutes, the liquid temperature was adjusted to 40 ° C., and the mixture was aged for 5 hours while maintaining the temperature. After aging, the reaction solution was added to 1770.0 g of methanol for reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with methanol 150.0 g × 2 times, and then redissolved with 348.0 g of acetone. The solution was put into 1770.0 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with methanol (157.0 g × 2 times), and dried under reduced pressure overnight to obtain 25.9 g (yield: 92.7%) of cellulose acetate benzoate. It was. When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, the 2-position Ac group: 0.78, the 3-position Ac group: 0.78, the 6-position Ac group: 0.64, and the 2-position Bz group : 0.09, 3-position Bz group: 0.04, 6-position Bz group: 0.31. The coloring degree was 350 in terms of Hazen unit colors.

実施例2(無水酢酸と塩化ベンゾイルを用いたセルロースジアセテートのアシル化)
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースジアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)50.1g(グルコピラノース単位0.20mol)とピリジン450.1g(5.7mol)を溶解した。系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は401.8ppmであった。50℃に液温を調整して、無水酢酸7.3g(0.08mol)を添加した後、60℃に液温を昇温し、7時間熟成を行った。続いて、反応液をメタノール2000.1g中に投入して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール199.9gでリンス洗浄してから、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥した。乾燥した繊維状個体をピリジン450.1g(5.7mol)で再溶解し、これに室温で塩化ベンゾイル38.0g(0.27mol)を30分かけて滴下した後、60℃に液温を調整し、温度を保って7時間熟成した。熟成後、液温を40℃以下にしてからメタノール8.7gを添加し、残存の塩化ベンゾイルを処理した。続いて反応液をメタノール1999.4g中に添加して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール199.9gでリンス洗浄してから、アセトン800.2gで再溶解した。溶解液を、メタノール4000.7g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール400.1gでリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートベンゾエートを54.1g(収率:89.6%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.87、3位Ac基:0.81、6位Ac基:0.87、2位Bz基:0.14、3位Bz基:0.21、6位Bz基:0.09であった。着色度はハーゼン単位色数で350であった。
Example 2 (Acylation of cellulose diacetate with acetic anhydride and benzoyl chloride)
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask) 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 50.1 g (glucopyranose unit 0.20 mol) and pyridine 450.1 g (5.7 mol) were dissolved. When the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter, the water content in the system was 401.8 ppm. After adjusting the liquid temperature to 50 ° C. and adding 7.3 g (0.08 mol) of acetic anhydride, the liquid temperature was raised to 60 ° C. and aging was performed for 7 hours. Subsequently, the reaction solution was put into 2000.1 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 199.9 g of methanol, and then dried under reduced pressure in a vacuum dryer at 60 ° C. overnight. The dried fibrous solid was redissolved with 450.1 g (5.7 mol) of pyridine, and 38.0 g (0.27 mol) of benzoyl chloride was added dropwise thereto at room temperature over 30 minutes, and the liquid temperature was adjusted to 60 ° C. The mixture was aged for 7 hours while maintaining the temperature. After aging, the liquid temperature was lowered to 40 ° C. or lower, and 8.7 g of methanol was added to treat the remaining benzoyl chloride. Subsequently, the reaction solution was added to 1999. 4 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 199.9 g of methanol, and redissolved with 800.2 g of acetone. The solution was poured into 4000.7 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 400.1 g of methanol, and dried under reduced pressure overnight to obtain 54.1 g (yield: 89.6%) of cellulose acetate benzoate. When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, the 2-position Ac group: 0.87, the 3-position Ac group: 0.81, the 6-position Ac group: 0.87, and the 2-position Bz group : 0.14, 3-position Bz group: 0.21, 6-position Bz group: 0.09. The coloring degree was 350 in terms of Hazen unit colors.

実施例3(塩化ベンゾイルと無水酢酸を用いたセルロースジアセテートのアシル化)
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースジアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)24.0g(グルコピラノース単位0.09mol)とピリジン456.0g(5.7mol)を溶解した。これを共沸脱水し、Pyを173.5gを留去した。その後、Pyを129.2g、系内に追加し、系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は289ppmであった。25℃に液温を調整して、塩化ベンゾイル6.3g(0.045mol)を30分かけて滴下した後、40℃に液温を調整し、温度を保って5時間熟成した。続いて、無水酢酸6.39g(0.06mol)を添加した後、60℃に液温を昇温し、5時間熟成を行った。続いて、液温を40℃以下にしてからメタノール200.1gを添加し、残存の無水酢酸を処理した。続いて反応液をメタノール1770.4g中に添加して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール300.9gでリンス洗浄してから、アセトン348.2gで再溶解した。溶解液を、メタノール1770.7g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール150.1gでリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートベンゾエートを24.7g(収率:88.4%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.91、3位Ac基:0.96、6位Ac基:0.69、2位Bz基:0.09、3位Bz基:0.04、6位Bz基:0.31であった。着色度はハーゼン単位色数で100であった。
Example 3 (Acylation of cellulose diacetate with benzoyl chloride and acetic anhydride)
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask) 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 24.0 g (glucopyranose unit 0.09 mol) and pyridine 456.0 g (5.7 mol) were dissolved. This was azeotropically dehydrated, and 173.5 g of Py was distilled off. Thereafter, 129.2 g of Py was added to the system, and the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter. The water content in the system was 289 ppm. The liquid temperature was adjusted to 25 ° C., and 6.3 g (0.045 mol) of benzoyl chloride was added dropwise over 30 minutes, and then the liquid temperature was adjusted to 40 ° C. and aged for 5 hours while maintaining the temperature. Subsequently, 6.39 g (0.06 mol) of acetic anhydride was added, and then the liquid temperature was raised to 60 ° C. and aging was performed for 5 hours. Subsequently, after the liquid temperature was lowered to 40 ° C. or less, 200.1 g of methanol was added to treat the remaining acetic anhydride. Subsequently, the reaction solution was added to 1770.4 g of methanol for reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 300.9 g of methanol, and redissolved with 348.2 g of acetone. The solution was put into 1770.7 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 150.1 g of methanol, and dried under reduced pressure overnight to obtain 24.7 g (yield: 88.4%) of cellulose acetate benzoate. When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, 2-position Ac group: 0.91, 3-position Ac group: 0.96, 6-position Ac group: 0.69, 2-position Bz group : 0.09, 3-position Bz group: 0.04, 6-position Bz group: 0.31. The degree of coloring was 100 in terms of Hazen unit colors.

実施例4(無水プロピオン酸と塩化ベンゾイルを用いたセルロースジアセテートのアシル化)
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースダイアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)10.0g(グルコピラノース単位0.039mol)とピリジン90.0g(1.1mol)を溶解した。系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は650.98ppmであった。50℃に液温を調整して、無水プロピオン酸3.69g(0.028mol)を添加した後、60℃に液温を昇温し、7時間熟成を行った。続いて、反応液をメタノール400.1g中に投入して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール40.3gでリンス洗浄してから、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥した。乾燥した繊維状個体をピリジン90.1g(1.1mol)で再溶解し、これに室温で塩化ベンゾイル4.98g(0.035mol)を30分かけて滴下した後、60℃に液温を調整し、温度を保って7時間熟成した。熟成後、液温を40℃以下にしてからメタノール40.1gを添加し、残存の無水プロピオン酸を処理した。続いて反応液をメタノール400.0g中に添加して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール40.0gでリンス洗浄してから、アセトン160.0gで再溶解した。溶解液を、メタノール800.0g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール80.1gでリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートベンゾエートプロピオネートを11.9g(収率:93.8%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.78、3位Ac基:0.74、6位Ac基:0.68、2位Bz基:0.14、3位Bz基:0.17、6位Bz基:0.17、2位Pr基:0.08、3位Pr基:0.09、6位Pr基:0.15であった。着色度はハーゼン単位色数で200であった。
Example 4 (Acylation of cellulose diacetate with propionic anhydride and benzoyl chloride)
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask: 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 10.0 g (glucopyranose unit 0.039 mol) and pyridine 90.0 g (1.1 mol) were dissolved. When the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter, the water content in the system was 650.98 ppm. After adjusting the liquid temperature to 50 ° C. and adding 3.69 g (0.028 mol) of propionic anhydride, the liquid temperature was raised to 60 ° C. and aging was performed for 7 hours. Subsequently, the reaction solution was put into 400.1 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 40.3 g of methanol, and then dried under reduced pressure in a vacuum dryer at 60 ° C. overnight. The dried fibrous solid was redissolved with 90.1 g (1.1 mol) of pyridine, and 4.98 g (0.035 mol) of benzoyl chloride was added dropwise thereto at room temperature over 30 minutes, and the liquid temperature was adjusted to 60 ° C. The mixture was aged for 7 hours while maintaining the temperature. After aging, the liquid temperature was lowered to 40 ° C. or less, and 40.1 g of methanol was added to treat the remaining propionic anhydride. Subsequently, the reaction solution was added to 400.0 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 40.0 g of methanol, and then redissolved with 160.0 g of acetone. The solution was poured into 800.0 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 80.1 g of methanol, and then dried under reduced pressure overnight to obtain 11.9 g (yield: 93.8%) of cellulose acetate benzoate propionate. It was. When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, 2-position Ac group: 0.78, 3-position Ac group: 0.74, 6-position Ac group: 0.68, 2-position Bz group : 0.14, 3-position Bz group: 0.17, 6-position Bz group: 0.17, 2-position Pr group: 0.08, 3-position Pr group: 0.09, 6-position Pr group: 0.15 there were. The degree of coloring was 200 in terms of Hazen unit colors.

実施例5(無水酢酸と無水プロピオン酸を用いたセルロースジアセテートのアシル化)
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースダイアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)10.0g(グルコピラノース単位0.039mol)とピリジン90.0g(1.1mol)を溶解した。系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は600.30ppmであった。50℃に液温を調整して、無水酢酸8.04g(0.079mol)を添加した後、60℃に液温を昇温し、7時間熟成を行った。続いて、反応液をメタノール400.1g中に投入して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール40.3gでリンス洗浄してから、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥した。乾燥した繊維状個体をピリジン90.1g(1.1mol)で再溶解し、これに室温で無水プロピオン酸4.61g(0.035mol)を30分かけて滴下した後、60℃に液温を調整し、温度を保って7時間熟成した。熟成後、液温を40℃以下にしてからメタノール40.2gを添加し、残存の無水プロピオン酸を処理した。続いて反応液をメタノール400.2g中に添加して、再沈殿を行った。得られた繊維状固体をろ過後、メタノール40.3gでリンス洗浄してから、アセトン160.0gで再溶解した。溶解液を、メタノール801.1g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール80.0gでリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートプロピオネートを10.6g(収率:90.7%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.82、3位Ac基:0.78、6位Ac基:0.76、2位Pr基:0.18、3位Pr基:0.22、6位Pr基:0.24であった。着色度はハーゼン単位色数で50であった。
Example 5 (Acylation of cellulose diacetate using acetic anhydride and propionic anhydride)
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask: 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 10.0 g (glucopyranose unit 0.039 mol) and pyridine 90.0 g (1.1 mol) were dissolved. When the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter, the water content in the system was 600.30 ppm. After adjusting the liquid temperature to 50 ° C. and adding 8.04 g (0.079 mol) of acetic anhydride, the liquid temperature was raised to 60 ° C. and aging was performed for 7 hours. Subsequently, the reaction solution was put into 400.1 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 40.3 g of methanol, and then dried under reduced pressure in a vacuum dryer at 60 ° C. overnight. The dried fibrous solid was redissolved with 90.1 g (1.1 mol) of pyridine, and 4.61 g (0.035 mol) of propionic anhydride was added dropwise to the mixture at room temperature over 30 minutes. The temperature was maintained and the mixture was aged for 7 hours. After aging, the liquid temperature was lowered to 40 ° C. or less, and 40.2 g of methanol was added to treat the remaining propionic anhydride. Subsequently, the reaction solution was added to 400.2 g of methanol to perform reprecipitation. The obtained fibrous solid was filtered, rinsed with 40.3 g of methanol, and then redissolved with 160.0 g of acetone. The solution was poured into 801.1 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 80.0 g of methanol, and then dried under reduced pressure overnight to obtain 10.6 g (yield: 90.7%) of cellulose acetate propionate. . When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, the 2-position Ac group: 0.82, the 3-position Ac group: 0.78, the 6-position Ac group: 0.76, and the 2-position Pr group : 0.18, 3-position Pr group: 0.22, and 6-position Pr group: 0.24. The coloring degree was 50 in terms of Hazen unit colors.

比較例1(塩化ベンゾイルを用いたセルロースジアセテートのアシル化(全ベンゾエート化))
ガラス製の1L三口フラスコに、真空乾燥機内、60℃で一晩、減圧乾燥したセルロースダイアセテート(製造例1で得られたセルロースジアセテート;2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64)50.0g(グルコピラノース単位0.19mol)とピリジン450.3g(5.7mol)を溶解した。系内水分をカールフィッシャー水分計を用いて測定したところ、系内水分は581.5ppmであった。30℃に液温を調整して、塩化ベンゾイル35.9g(0.26mol)を添加した後、30℃で12時間熟成を行った。続いて、反応液をメタノール2143.7g中に投入し、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール214.4gでリンス洗浄してから、アセトン800.1gで再溶解した。溶解液を、メタノール4001.5g中に投入し、再度、繊維状の固体を析出させた。得られた繊維状固体を濾取し、メタノール400.1gでリンス洗浄してから、一晩減圧乾燥することで、セルロースアセテートベンゾエートを60.8g(収率:91.3%)得た。この製品の置換度、置換基分布を13C−NMRで測定したところ、2位Ac基:0.76、3位Ac基:0.79、6位Ac基:0.64、2位Bz基:0.24、3位Bz基:0.21、6位Bz基:0.36であった。着色度はハーゼン単位色数で60であった。
Comparative Example 1 (Acylation of cellulose diacetate with benzoyl chloride (total benzoate))
Cellulose diacetate (cellulose diacetate obtained in Production Example 1; 2-position Ac group: 0.76, 3-position Ac group: vacuum-dried overnight at 60 ° C. in a glass 1 L three-necked flask: 0.79, 6-position Ac group: 0.64) 50.0 g (glucopyranose unit 0.19 mol) and pyridine 450.3 g (5.7 mol) were dissolved. When the water content in the system was measured using a Karl Fischer moisture meter, the water content in the system was 581.5 ppm. The liquid temperature was adjusted to 30 ° C., and 35.9 g (0.26 mol) of benzoyl chloride was added, followed by aging at 30 ° C. for 12 hours. Subsequently, the reaction solution was poured into 2143.7 g of methanol to precipitate a fibrous solid. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 214.4 g of methanol, and redissolved with 800.1 g of acetone. The solution was poured into 4001.5 g of methanol to precipitate a fibrous solid again. The obtained fibrous solid was collected by filtration, rinsed with 400.1 g of methanol, and dried under reduced pressure overnight to obtain 60.8 g (yield: 91.3%) of cellulose acetate benzoate. When the substitution degree and substituent distribution of this product were measured by 13 C-NMR, the 2-position Ac group: 0.76, the 3-position Ac group: 0.79, the 6-position Ac group: 0.64, and the 2-position Bz group : 0.24, 3-position Bz group: 0.21, 6-position Bz group: 0.36. The coloring degree was 60 in terms of Hazen unit colors.

セルロースアセテートベンゾエート(3種)の13C−NMRスペクトル(一部分)を示す図である。It is a figure which shows the 13 C-NMR spectrum (partial) of a cellulose acetate benzoate (3 types).

Claims (6)

アセチル基総置換度が1.5〜2.9であるセルロースアセテートに、水酸基反応性の修飾剤を反応させ、グルコース骨格の6位の水酸基に前記修飾剤に対応する修飾基を導入して、置換度のより高いセルロースアセテート誘導体を製造する方法であって、反応開始時の反応系内に含まれる水のモル数をx、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の6位の水酸基のモル数をy、原料セルロースアセテートのグルコース骨格の2位及び3位の水酸基の総モル数をzとしたとき、前記修飾剤をxモルより多く(x+y+0.5z)モル以下の範囲で使用して、前記修飾基をグルコース骨格の6位の水酸基に選択的に導入することを特徴とするセルロースアセテート誘導体の製造方法。   The cellulose acetate having a total substitution degree of acetyl group of 1.5 to 2.9 is reacted with a hydroxyl-reactive modifier, and a modifying group corresponding to the modifier is introduced into the 6-position hydroxyl group of the glucose skeleton, A method for producing a cellulose acetate derivative having a higher degree of substitution, wherein x is the number of moles of water contained in the reaction system at the start of the reaction, y is the number of moles of the hydroxyl group at the 6-position of the glucose skeleton of the raw material cellulose acetate, When the total number of moles of hydroxyl groups at the 2-position and 3-position of the glucose skeleton of the raw material cellulose acetate is z, the modifier is used in the range of more than x moles (x + y + 0.5z) moles or less. A method for producing a cellulose acetate derivative, which is selectively introduced into a hydroxyl group at the 6-position of a glucose skeleton. 修飾剤が、カルボン酸、カルボン酸ハライド、カルボン酸無水物およびイソシアネート化合物から選択された化合物である請求項1記載のセルロースアセテート誘導体の製造方法。   The method for producing a cellulose acetate derivative according to claim 1, wherein the modifying agent is a compound selected from a carboxylic acid, a carboxylic acid halide, a carboxylic acid anhydride, and an isocyanate compound. 修飾剤を反応させた後、反応生成物にさらに別の修飾剤を反応させて、該修飾剤に対応する修飾基を残存する水酸基の少なくとも一部に導入する請求項1記載のセルロースアセテート誘導体の製造方法。   The cellulose acetate derivative according to claim 1, wherein after reacting the modifying agent, another modifying agent is reacted with the reaction product to introduce a modifying group corresponding to the modifying agent into at least a part of the remaining hydroxyl groups. Production method. アセチル基総置換度が1.5〜2.9であり、6位におけるアセチル基以外のアシル基置換度が、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基置換度の和よりも大きいことを特徴とするセルロースアセテート誘導体。   The total substitution degree of the acetyl group is 1.5 to 2.9, and the substitution degree of the acyl group other than the acetyl group at the 6-position is larger than the sum of the substitution degree of the acyl group other than the acetyl group at the 2-position and the 3-position. Characteristic cellulose acetate derivative. 6位におけるアセチル基以外のアシル基置換度が、2位及び3位におけるアセチル基以外のアシル基置換度の和の1.5倍以上である請求項4記載のセルロースアセテート誘導体。   The cellulose acetate derivative according to claim 4, wherein the acyl group substitution degree other than the acetyl group at the 6-position is 1.5 times or more the sum of the substitution degree of acyl groups other than the acetyl group at the 2-position and the 3-position. アセチル基以外のアシル基が芳香族アシル基又はプロピオニル基である請求項4又は5記載のセルロースアセテート誘導体。   The cellulose acetate derivative according to claim 4 or 5, wherein the acyl group other than the acetyl group is an aromatic acyl group or a propionyl group.
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JP2020515689A (en) * 2017-03-29 2020-05-28 イーストマン ケミカル カンパニー Regioselectively substituted cellulose ester

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