JP2011195788A - Cellulose derivative and method of manufacturing cellulose derivative - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable simple synthesis of a cellulose derivative having preferable thermoplasticity and heat resistance.SOLUTION: The method of manufacturing a cellulose derivative includes (A) a hydrocarbon group, (B) a group including an acyl group: -CO-Rand an alkyleneoxy group: -R-O-2, (wherein Ris a hydrocarbon group, and Ris an alkylene group), and (C) an acyl group: -CO-R, (wherein Ris a hydrocarbon group) as a substituent while satisfying following formulae: DS(A)=0 to 2.2, MS(B)=0.1 to 1.9, and DS(C)=0.5 to 1.7, (wherein DS(A) and DS(C) are each a degree of substitution of the substituents (A) and (C), and MS(B) is a degree of molar substitution of the substituent (B)). The method includes (1) a first step of obtaining an alkali cellulose by reacting at least 2.0 mol equivalent of a base per anhydrous glucose unit of the cellulose, (2) a second step of obtaining a cellulose ether by reacting at least 2.0 mol equivalent of a halogenated hydrocarbon and at least 0.1 mol equivalent of an alkylene oxide per anhydrous glucose unit of the cellulose, and (3) a third step of esterifying the cellulose ether.

Description

本発明は、新規なセルロース誘導体、及びセルロース誘導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a novel cellulose derivative and a method for producing a cellulose derivative.

コピー機、プリンター等の電気・電子機器を構成する部材には、その部材に求められる特性、機能等を考慮して、各種の素材が使用されている。例えば、電気・電子機器の駆動機等を収納し、当該駆動機を保護する役割を果たす部材(筺体)にはPC(Polycarbonate)樹脂、ABS(Acrylonitrile−butadiene−styrene)樹脂、PC/ABS等が一般的に多量に使用されている(特許文献1)。これらの樹脂は、石油を原料とする化合物から合成されている。   Various materials are used for members constituting electric and electronic devices such as copiers and printers in consideration of characteristics and functions required for the members. For example, PC (Polycarbonate) resin, ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, PC / ABS, etc. are used as members (housings) that house a drive machine for electric / electronic devices and protect the drive machine. It is generally used in large quantities (Patent Document 1). These resins are synthesized from compounds made from petroleum.

石油等の化石資源は、長年、地中深くに固定されてきた炭素を主成分とするものである。このような化石資源を原料とする製品が焼却され、二酸化炭素が大気中に放出された場合、本来は大気中に現存しなかった炭素が二酸化炭素として急激に放出されることになり、地球温暖化の一因となる。したがって、PC樹脂、ABS樹脂等は、電気・電子機器用部材の素材としては優れた特性を有するが、化石資源を原料とするため、地球温暖化の観点からは好ましくない。   Petroleum and other fossil resources are mainly composed of carbon that has been fixed deep underground for many years. When such fossil resource-based products are incinerated and carbon dioxide is released into the atmosphere, carbon that originally did not exist in the atmosphere will be rapidly released as carbon dioxide, resulting in global warming. Contributes to Therefore, PC resin, ABS resin, and the like have excellent characteristics as materials for members for electric and electronic devices, but are not preferable from the viewpoint of global warming because they use fossil resources as raw materials.

対して、植物は、大気中の二酸化炭素と水とを原料として光合成により生成される。そのため、たとえ植物から得られる樹脂が焼却され二酸化炭素が発生しても、その二酸化炭素は元々大気中にあった二酸化炭素に相当するため、大気中の二酸化炭素の総量は増減しないと考えることができる。この考えから、植物由来の樹脂は、いわゆる「カーボンニュートラル」な材料と称されている。現在、石油由来の樹脂に代わって、植物由来の樹脂を用いることが、地球温暖化を防止する上で急務となっている。   In contrast, plants are produced by photosynthesis using carbon dioxide and water in the atmosphere as raw materials. Therefore, even if the resin obtained from plants is incinerated and carbon dioxide is generated, it is considered that the total amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase or decrease because the carbon dioxide is equivalent to carbon dioxide originally in the atmosphere. it can. From this point of view, plant-derived resins are referred to as so-called “carbon neutral” materials. Currently, it is an urgent need to use plant-derived resins instead of petroleum-derived resins in order to prevent global warming.

例えば、PC樹脂において、その原料の一部にデンプン等の植物由来資源を使用することにより石油の使用量を低減する方法が提案されている(特許文献2)。しかし、この方法では低減量は不十分であり、石油の使用量を低減する樹脂の開発がより一層求められている。   For example, a method of reducing the amount of petroleum used by using plant-derived resources such as starch as a part of the raw material of PC resin has been proposed (Patent Document 2). However, the amount of reduction is insufficient with this method, and development of a resin that reduces the amount of petroleum used is further demanded.

特開昭56−55425号公報JP-A-56-55425 特開2008−24919号公報JP 2008-24919 A

本発明者らはカーボンニュートラルな樹脂として、セルロースを使用することに着目した。しかしながら、セルロースは一般的に熱可塑性を持たないため、加熱等により成形することが困難であるため、成形加工に適さない。また、たとえ熱可塑性を付与できたとしても、耐熱性に劣るといった問題がある。
また、セルロースを原料として、合成反応をさせて新たなセルロース誘導体へと加工する場合、合成反応ごとにその反応条件を大幅に変更する必要がある。通常セルロースは反応しにくい樹脂として知られているからである。したがって、複数の工程を経る際には、その工程ごとにセルロース反応物を取り出し、次いで、異なる反応系に容器を変えて反応工程を行うことが必要である。例えば、セルロースのエーテル化とエステル化とでは、それぞれ塩基、酸性下で行うことが工業製法として一般的である。一方の反応系を行った後は一旦反応物を取り出し、異なる反応系(例えば、塩基溶媒の反応系から酸性溶媒の反応系)での反応を行う必要がある。このため、セルロースの加工は、手間がかかり、設備も大きくなり、工業的に不利である。
本発明の目的は、良好な熱可塑性及び耐熱性を有し、成形加工に適したセルロース誘導体を簡便に製造する製造方法を提供することである。
The present inventors have focused on using cellulose as a carbon neutral resin. However, since cellulose generally does not have thermoplasticity, it is difficult to mold by heating or the like, and thus is not suitable for molding. Moreover, even if thermoplasticity can be provided, there exists a problem that it is inferior to heat resistance.
In addition, when a synthetic reaction is performed using cellulose as a raw material to process it into a new cellulose derivative, it is necessary to significantly change the reaction conditions for each synthetic reaction. This is because cellulose is generally known as a resin that does not easily react. Therefore, when going through a plurality of steps, it is necessary to take out the cellulose reactant for each step, and then change the vessel to a different reaction system to perform the reaction step. For example, the etherification and esterification of cellulose are generally carried out under a base and an acid, respectively, as an industrial production method. After performing one reaction system, it is necessary to take out a reactant once and to perform a reaction in a different reaction system (for example, a reaction system of a basic solvent to a reaction system of an acidic solvent). For this reason, the process of a cellulose takes an effort, an installation becomes large, and it is industrially disadvantageous.
An object of the present invention is to provide a production method for easily producing a cellulose derivative having good thermoplasticity and heat resistance and suitable for molding.

上記課題は以下の手段により達成することができる。
<1>(A)炭化水素基、(B)アシル基:−CO−RB1とアルキレンオキシ基:−RB2−O−とを含む基(RB1は炭化水素基を表し、RB2はアルキレン基を表す)、及び、(C)アシル基:−CO−R(Rは炭化水素基を表す)、を置換基として有し、下記式を満たすセルロース誘導体の製造方法であって、
DS(A)=0〜2.2、MS(B)=0.1〜1.9、DS(C)=0.5〜1.7
[上記式中、DS(A)及びDS(C)はそれぞれ置換基(A)、(C)の置換度、MS(B)は置換基(B)のモル置換度を表す]
(1)セルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量の塩基を反応させてアルカリセルロースを得る第一工程、
(2)前記アルカリセルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量のハロゲン化炭化水素及び少なくとも0.1モル当量のアルキレンオキシドを反応させることにより、セルロースエーテルを得る第二工程、並びに
(3)前記セルロースエーテルにエステル化を行う第三工程、を備えたことを特徴とするセルロース誘導体の製造方法。
<2>前記第二工程の後に、セルロースエーテルを反応容器から取り出さずに第三工程を行うことを特徴とする<1>に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<3>前記第一工程で用いられる塩基が強塩基であることを特徴とする<1>又は<2>に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<4>DS(A)=1.2〜2.2、MS(B)=0.1〜1.0、DS(C)=0.5〜1.7である<1>に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<5>DS(A)=1.2〜2.2、MS(B)=0.1〜0.6、DS(C)=0.7〜1.7である<1>に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<6>DS(A)=1.2〜1.6、MS(B)=0.1〜0.3、DS(C)=1.0〜1.7である<1>に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<7>前記(B)RB2の炭素数が2〜4であることを特徴とする<1>〜<6>のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<8>前記(A)炭化水素基の炭素数が1〜3であることを特徴とする<1>〜<7>のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
<9>前記(C)Rの炭素数が1〜4であることを特徴とする<1>〜<8>のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。
The said subject can be achieved by the following means.
<1> a group containing (A) a hydrocarbon group, (B) an acyl group: —CO—R B1 and an alkyleneoxy group: —R B2 —O— (R B1 represents a hydrocarbon group, and R B2 represents an alkylene group) And (C) acyl group: —CO—R C (R C represents a hydrocarbon group) as a substituent, and a method for producing a cellulose derivative satisfying the following formula:
DS (A) = 0-2.2, MS (B) = 0.1-1.9, DS (C) = 0.5-1.7
[Wherein DS (A) and DS (C) represent the degree of substitution of substituents (A) and (C), respectively, and MS (B) represents the degree of molar substitution of substituent (B).
(1) a first step of obtaining alkali cellulose by reacting cellulose with at least 2.0 molar equivalent of base per anhydroglucose unit of the cellulose;
(2) a second step of obtaining cellulose ether by reacting the alkali cellulose with at least 2.0 molar equivalent of halogenated hydrocarbon and at least 0.1 molar equivalent of alkylene oxide per anhydroglucose unit of the cellulose; And (3) A method for producing a cellulose derivative, comprising a third step of esterifying the cellulose ether.
<2> The method for producing a cellulose derivative according to <1>, wherein the third step is performed after the second step without removing the cellulose ether from the reaction vessel.
<3> The method for producing a cellulose derivative according to <1> or <2>, wherein the base used in the first step is a strong base.
<4> The cellulose according to <1>, wherein DS (A) = 1.2 to 2.2, MS (B) = 0.1 to 1.0, and DS (C) = 0.5 to 1.7. A method for producing a derivative.
<5> The cellulose according to <1>, wherein DS (A) = 1.2 to 2.2, MS (B) = 0.1 to 0.6, and DS (C) = 0.7 to 1.7. A method for producing a derivative.
<6> The cellulose according to <1>, wherein DS (A) = 1.2 to 1.6, MS (B) = 0.1 to 0.3, and DS (C) = 1.0 to 1.7. A method for producing a derivative.
<7> The method for producing a cellulose derivative according to any one of <1> to <6>, wherein (B) R B2 has 2 to 4 carbon atoms.
<8> The method for producing a cellulose derivative according to any one of <1> to <7>, wherein the hydrocarbon group (A) has 1 to 3 carbon atoms.
<9> The method for producing a cellulose derivative according to any one of <1> to <8>, wherein (C) RC has 1 to 4 carbon atoms.

本発明のセルロース誘導体の製造方法では、良好な成形片外観と剛性を有するセルロース誘導体を簡便に合成することができる。   In the method for producing a cellulose derivative of the present invention, a cellulose derivative having a good molded piece appearance and rigidity can be easily synthesized.

以下において、本発明のセルロース誘導体の製造方法及び該製造方法により製造されるセルロース誘導体について詳細に説明する。   Below, the manufacturing method of the cellulose derivative of this invention and the cellulose derivative manufactured by this manufacturing method are demonstrated in detail.

<セルロース誘導体の製造方法> <Method for producing cellulose derivative>

本発明のセルロース誘導体の製造方法は、セルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量の塩基を反応させてアルカリセルロースを得る第一工程を含む。第一工程で得られたアルカリセルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量のハロゲン化炭化水素及び少なくとも0.1モル当量のアルキレンオキシドを反応させることにより、セルロースエーテルを得る第二工程を含む。アルカリ化を行う第一工程と、過剰のハロゲン化炭化水素及びアルキレンオキシドによりエーテル化反応する第二工程を経ることで、その後のエステル化を、反応容器から取り出さずに行うことができる。本発明では、セルロースの反応を活性化させることにより、良好な耐熱性等を有するセルロース誘導体を、反応容器から反応系を取り出すことなく製造することができる。   The method for producing a cellulose derivative of the present invention includes a first step of obtaining alkali cellulose by reacting cellulose with at least 2.0 molar equivalent of a base per anhydroglucose unit of the cellulose. The alkali cellulose obtained in the first step is reacted with at least 2.0 molar equivalent of halogenated hydrocarbon and at least 0.1 molar equivalent of alkylene oxide per anhydroglucose unit of the cellulose to obtain a cellulose ether. Includes two steps. By passing through the first step of alkalinization and the second step of etherification reaction with excess halogenated hydrocarbon and alkylene oxide, the subsequent esterification can be carried out without taking out from the reaction vessel. In this invention, the cellulose derivative which has favorable heat resistance etc. can be manufactured by taking out reaction of a cellulose, without taking out a reaction system from reaction container.

[第一工程]
本発明の第一工程は、セルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量の塩基を反応させることにより、アルカリセルロースを得る工程である。
[First step]
The first step of the present invention is a step of obtaining alkali cellulose by reacting cellulose with at least 2.0 molar equivalent of base per anhydroglucose unit of the cellulose.

本発明のセルロース誘導体の製造方法は、セルロースを原料とし、セルロースを反応容器から取り出さずにエーテル化及びエステル化することが出来るため好適に本発明のセルロース誘導体を製造することができる。セルロースの原料としては限定的でなく、例えば、綿、リンター(例えばコットンリンター)、パルプ(例えば木材パルプ)等が挙げられる。   The method for producing a cellulose derivative of the present invention is preferably made of cellulose as a raw material, and can be etherified and esterified without taking out the cellulose from the reaction vessel. The raw material of cellulose is not limited, and examples thereof include cotton, linter (for example, cotton linter), and pulp (for example, wood pulp).

本発明のセルロース誘導体をアルカリセルロースにアルカリ化する工程では、塩基を用いる。塩基は公知の弱塩基、及び強塩基のいずれも用いることができるが、強塩基を用いることが好ましい。   In the step of alkalizing the cellulose derivative of the present invention into alkali cellulose, a base is used. As the base, any of a known weak base and strong base can be used, but it is preferable to use a strong base.

強塩基としては例えば水酸化アルカリが用いられる。水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が用いられるが、水酸化ナトリウムが好ましい。また、水酸化アルカリは水溶液として用いられるが、その濃度は、10重量%以上が好ましく、更に好ましくは20〜80重量%である。   For example, alkali hydroxide is used as the strong base. As the alkali hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and the like are used, and sodium hydroxide is preferable. Moreover, although alkali hydroxide is used as aqueous solution, the density | concentration is 10 weight% or more, More preferably, it is 20-80 weight%.

アルカリ化する塩基の添加量としては、過剰の塩基を添加する。後述のエーテル化後に反応容器から取り出すことなくエステル化を行うためである。アルカリ化する塩基の添加量としては、反応させるセルロースの無水グルコース単位あたり2.0モル当量以上の塩基を添加することが必要である。添加する塩基の量としてより具体的には、2.0〜10.0モル当量が好ましく、3.0〜10.0モル当量が更に好ましく、6.0〜10.0モル当量が最も好ましい。   As the amount of the base to be alkalized, an excess base is added. This is because esterification is performed without taking out from the reaction vessel after etherification described later. As the addition amount of the base to be alkalized, it is necessary to add at least 2.0 molar equivalent of base per anhydroglucose unit of cellulose to be reacted. More specifically, the amount of the base to be added is preferably 2.0 to 10.0 molar equivalents, more preferably 3.0 to 10.0 molar equivalents, and most preferably 6.0 to 10.0 molar equivalents.

第一工程の反応温度は、セルロースの反応溶液の、粘性と反応速度の観点から5〜70℃であることが好ましく、20〜50℃であることが反応性の観点から更に好ましい。   The reaction temperature in the first step is preferably 5 to 70 ° C, more preferably 20 to 50 ° C, from the viewpoint of viscosity and reaction rate of the cellulose reaction solution, and further preferably 20 to 50 ° C.

第一工程の反応時間は、0.5〜2時間であることが好ましく、副生成物の発生を抑えるために、0.5〜1時間であることが好ましい。   The reaction time in the first step is preferably 0.5 to 2 hours, and preferably 0.5 to 1 hour in order to suppress the generation of by-products.

本発明における第一工程は、本発明の製造方法において1回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回処理を行う場合は、全ての第一工程が終了したあとで、目的のアルカリセルロースが得られていればよい。   The 1st process in this invention may be performed only once in the manufacturing method of this invention, and may be performed in multiple times. In the case of performing the treatment a plurality of times, it is sufficient that the target alkali cellulose is obtained after all the first steps are completed.

本発明における第一工程の溶媒としては、限定的でないが、水が好ましい。第一工程と第二工程は、後述する第二工程の溶媒と水/有機溶媒の二相系を形成した反応系で行われることが好ましい。   The solvent for the first step in the present invention is not limited, but water is preferred. The first step and the second step are preferably performed in a reaction system in which a two-phase system of a solvent and a water / organic solvent in the second step described later is formed.

本発明における圧力としては、限定的でないが、密閉又は過熱して自然上昇する程度であることが好ましく、具体的には0.1〜5.0MPaが好ましく、0.1〜3.5MPaがより好ましく、0.1〜2.5MPaが更に好ましい。   The pressure in the present invention is not limited, but is preferably such that the pressure naturally rises due to sealing or overheating, specifically 0.1 to 5.0 MPa is preferable, and 0.1 to 3.5 MPa is more preferable. Preferably, 0.1 to 2.5 MPa is more preferable.

第一工程で得られるアルカリセルロースとは、セルロースの水酸基が解離した状態(例えば、水酸化ナトリウムと使用した場合には、セルロースナトリウムアルコラート)である。   The alkali cellulose obtained in the first step is a state in which the hydroxyl group of cellulose is dissociated (for example, cellulose sodium alcoholate when used with sodium hydroxide).

[第二工程]
第二工程とは、第一工程で得られたアルカリセルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量のハロゲン化炭化水素及び少なくとも0.1モル当量のアルキレンオキシドを反応させることによりセルロースエーテルを得る工程のことをいう。
[Second step]
In the second step, the alkali cellulose obtained in the first step is reacted with at least 2.0 molar equivalent of halogenated hydrocarbon and at least 0.1 molar equivalent of alkylene oxide per anhydroglucose unit of the cellulose. It refers to the process of obtaining cellulose ether.

第一工程で得られたアルカリセルロースをエーテル化する工程では、ハロゲン化炭化水素及びアルキレンオキシドを用いる。第一工程の後に第二工程を行うが、第一工程の後に適宜他の工程を入れても良い。他の工程とは、例えば冷却をする工程であってもよいし、他の置換基を導入するような反応であってもよい。   In the step of etherifying the alkali cellulose obtained in the first step, a halogenated hydrocarbon and an alkylene oxide are used. Although a 2nd process is performed after a 1st process, you may insert another process suitably after a 1st process. The other process may be, for example, a cooling process or a reaction that introduces another substituent.

セルロースをエーテル化するためにハロゲン化炭化水素を用いることができる。具体的なハロゲン化炭化水素としては、C2n+1−X(Xはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン)で表されるハロゲン化炭化水素又はその誘導体が好ましい。具体的には、nは1〜4が好ましく、1〜3が更に好ましく、1〜2が最も好ましい。 Halogenated hydrocarbons can be used to etherify cellulose. Specific halogenated hydrocarbons, C n H 2n + 1 -X (X is fluorine, chlorine, bromine, halogen iodine) halogenated hydrocarbon or its derivative represented by are preferred. Specifically, n is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and most preferably 1 to 2.

第二工程で用いるハロゲン化炭化水素の添加量としては、原料のセルロースに対して過剰のハロゲン化炭化水素を用いる。後述のエーテル化後に反応容器から取り出すことなくエステル化を行うためである。ハロゲン化炭化水素の添加量としては、反応させる無水グルコース単位あたり2.0モル当量以上のハロゲン化炭化水素を添加することが必要である。添加するハロゲン化炭化水素の量としてより具体的には、2.0〜10モル当量が好ましく、3.0〜10モル当量が更に好ましく、6.0〜9.0モル当量が最も好ましい。   As the addition amount of the halogenated hydrocarbon used in the second step, an excess of halogenated hydrocarbon is used relative to the raw material cellulose. This is because esterification is performed without taking out from the reaction vessel after etherification described later. As the addition amount of the halogenated hydrocarbon, it is necessary to add 2.0 mol equivalent or more of the halogenated hydrocarbon per anhydroglucose unit to be reacted. More specifically, the amount of the halogenated hydrocarbon to be added is preferably 2.0 to 10 molar equivalents, more preferably 3.0 to 10 molar equivalents, and most preferably 6.0 to 9.0 molar equivalents.

セルロースをエーテル化するために、アルキレンオキシドを用いる。アルキレンオキシドの炭素数は、例えば1〜7であり、より具体的には、1〜5が好ましく、1〜4が更に好ましい。アルキレンオキシドの例としては、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレンなどが用いられる。   Alkylene oxide is used to etherify the cellulose. Carbon number of alkylene oxide is 1-7, for example, More specifically, 1-5 are preferable and 1-4 are still more preferable. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and the like.

第二工程で用いるアルキレンオキシドの添加量としては、反応させる無水グルコース単位あたり0.1モル当量以上のアルキレンオキシドを添加することが必要である。添加するアルキレンオキシドの量としてより具体的には、0.1〜8.0モル当量が好ましく、0.2〜5.0モル当量が更に好ましく、0.3〜3.0モル当量が最も好ましい。   As the addition amount of the alkylene oxide used in the second step, it is necessary to add an alkylene oxide of 0.1 molar equivalent or more per anhydroglucose unit to be reacted. More specifically, the amount of alkylene oxide to be added is preferably 0.1 to 8.0 molar equivalent, more preferably 0.2 to 5.0 molar equivalent, and most preferably 0.3 to 3.0 molar equivalent. .

第二工程の反応温度は、40〜130℃であることが好ましく、50〜120℃であることが更に好ましい。40℃以上であるとエーテル化剤の拡散速度が速くなり、反応性の観点で好ましい。130℃以下であると反応系の内圧の観点から、副反応が抑制されるので好ましい。   The reaction temperature in the second step is preferably 40 to 130 ° C, more preferably 50 to 120 ° C. When the temperature is 40 ° C. or higher, the diffusion rate of the etherifying agent is increased, which is preferable from the viewpoint of reactivity. From the viewpoint of the internal pressure of the reaction system, it is preferable that the temperature is 130 ° C. or lower because side reactions are suppressed.

第二工程の反応時間は、総時間として4〜10時間であることが好ましく、6〜8時間であることが更に好ましい。第三工程の反応時間は3〜12時間であることが好ましく、4〜8時間であることが更に好ましい。   The reaction time in the second step is preferably 4 to 10 hours, more preferably 6 to 8 hours as a total time. The reaction time in the third step is preferably 3 to 12 hours, and more preferably 4 to 8 hours.

本発明における第二工程は、本発明の製造方法において1回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回処理を行う場合は、全ての第二工程が終了したあとで、目的のセルロースエーテルが得られていればよい。   The 2nd process in this invention may be performed only once in the manufacturing method of this invention, and may be performed in multiple times. In the case of performing the treatment a plurality of times, it is sufficient that the target cellulose ether is obtained after all the second steps are completed.

第二工程の溶媒は、ベンゼン又はトルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒が用いられる。エーテル化時のハロゲン化炭化水素の蒸気圧を下げる観点から、特にトルエンが好ましく用いられる。第二工程の溶媒は、1種又は2種であってもよいが、二相系を形成していることが好ましい。   As the solvent in the second step, an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene or toluene is used. From the viewpoint of lowering the vapor pressure of the halogenated hydrocarbon during etherification, toluene is particularly preferably used. The solvent in the second step may be one type or two types, but preferably forms a two-phase system.

第二工程で得られる化合物は、例えば、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭素数1〜4のアルキル基で置換されたセルロースエーテル又はヒドロキシアルキルセルロース等が得られる。
具体的には、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ブチルセルロース、アリルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどが挙げられる。
The compound obtained in the second step is, for example, cellulose ether or hydroxyalkyl cellulose in which a hydrogen atom of a hydroxyl group contained in cellulose is substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Specific examples include methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, butyl cellulose, allyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxymethyl cellulose.

第二工程における未反応のアルキレンオキシドは、ポリオールの形で存在していてもよい。   The unreacted alkylene oxide in the second step may be present in the form of a polyol.

[第三工程]
第三工程とは、第二工程で得られたセルロースエーテルにエステル化を行う工程のことをいう。
第二工程で得られたセルロースエーテルは、反応容器から取り出すことなく第三工程でエステル化する。エステル化工程には、塩基と酸無水物が用いられる。第二工程の後に第三工程を行うが、第二工程の後に適宜他の工程を入れても良い。
[Third step]
A 3rd process means the process of esterifying the cellulose ether obtained at the 2nd process.
The cellulose ether obtained in the second step is esterified in the third step without being taken out from the reaction vessel. In the esterification step, a base and an acid anhydride are used. Although the third step is performed after the second step, other steps may be appropriately added after the second step.

セルロースをエステル化するための塩基としては、例えば、ピリジン、ルチジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン、ジエチルブチルアミン、ジアザビシクロウンデセンなどのアミン類、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩、トリエチルアミン等を使用することができる。中でも、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミン等のアミン類が好ましい。   As the base for esterifying cellulose, for example, amines such as pyridine, lutidine, dimethylaminopyridine, triethylamine, diethylbutylamine, diazabicycloundecene, alkali metal carbonates such as potassium carbonate, triethylamine and the like are used. be able to. Of these, amines such as pyridine, dimethylaminopyridine, and triethylamine are preferable.

セルロースをエステル化するための塩基の添加量としては、好ましくは、第二工程で得られたセルロースエーテルに対して2.0〜10.0モル当量である。   The addition amount of the base for esterifying cellulose is preferably 2.0 to 10.0 molar equivalents relative to the cellulose ether obtained in the second step.

酸無水物としては、例えば、炭素数4〜18のカルボン酸からなるカルボン酸無水物を用いることができる。このようなカルボン酸無水物としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸、酪酸無水物、吉草酸無水物、ヘキサン酸無水物、ヘプタン酸無水物、オクタン酸無水物、2−エチルヘキサン酸無水物、ノナン酸無水物、デカン酸無水物、ラウリン酸無水物、ミリスチン酸無水物、パルミチン酸無水物、ステアリン酸無水物、無水プロピオン酸等が挙げられる。特に好ましくは、酢酸無水物、酪酸無水物、無水プロピオン酸等である。   As the acid anhydride, for example, a carboxylic acid anhydride composed of a carboxylic acid having 4 to 18 carbon atoms can be used. Examples of such carboxylic anhydrides include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, hexanoic anhydride, heptanoic anhydride, octanoic anhydride, 2-ethylhexanoic anhydride. Nonanoic acid anhydride, decanoic acid anhydride, lauric acid anhydride, myristic acid anhydride, palmitic acid anhydride, stearic acid anhydride, propionic acid anhydride and the like. Particularly preferred are acetic anhydride, butyric anhydride, propionic anhydride and the like.

酸無水物の添加量としては、好ましくは2.0〜10.0モル当量である。   The amount of acid anhydride added is preferably 2.0 to 10.0 molar equivalents.

第三工程の反応温度は、20〜70℃であることが好ましく、30〜60℃であることが更に好ましい。20度以上であるとエステル化剤の拡散速度が速くなり、反応性の観点で好ましい。70℃以下であると副反応が抑制されるので好ましい。   The reaction temperature in the third step is preferably 20 to 70 ° C, and more preferably 30 to 60 ° C. When it is 20 degrees or more, the diffusion rate of the esterifying agent is increased, which is preferable from the viewpoint of reactivity. It is preferable that the temperature is 70 ° C. or lower because side reactions are suppressed.

本発明における第三工程は、本発明の製造方法において1回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回処理を行う場合は、全ての第三工程が終了したあとで、目的のセルロース誘導体が得られていればよい。   The 3rd process in this invention may be performed only once in the manufacturing method of this invention, and may be performed in multiple times. In the case of performing the treatment a plurality of times, it is sufficient that the target cellulose derivative is obtained after all the third steps are completed.

[セルロース誘導体]
本発明の製造方法によって得られるセルロース誘導体は、
A)炭化水素基、
B)アシル基:−CO−RB1とアルキレンオキシ基:−RB2−O−とを含む基(Rは炭化水素基を表す。)、及び
C)アシル基:−CO−R(Rは炭化水素基を表す。)
を有する。
すなわち、本発明におけるセルロース誘導体は、セルロース{(C10}に含まれる水酸基の水素原子の少なくとも一部が、前記A)炭化水素基、前記B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基、及び前記C)アシル基(−CO−R)により置換されている。
より詳細には、本発明におけるセルロース誘導体は、下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有する。
[Cellulose derivative]
The cellulose derivative obtained by the production method of the present invention is
A) a hydrocarbon group,
B) an acyl group: -CO-R B1 and an alkyleneoxy group: group (R B including the -R B2 -O- represents a hydrocarbon group), and C) an acyl group:. -CO-R C (R C represents a hydrocarbon group.)
Have
That is, in the cellulose derivative in the present invention, at least a part of the hydrogen atoms of the hydroxyl group contained in cellulose {(C 6 H 10 O 5 ) n } is A) a hydrocarbon group, B) an acyl group (—CO—). R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—) and the C) acyl group (—CO—R C ).
More specifically, the cellulose derivative in the present invention has a repeating unit represented by the following general formula (2).

一般式(2)

Figure 2011195788
General formula (2)
Figure 2011195788

上記式において、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、A)炭化水素基、B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基、及びC)アシル基(−CO−R)を表す。R及びRは、炭化水素基を表す。但し、R、R、及びRの少なくとも一部が炭化水素基を表し、R、R、及びRの少なくとも一部がアシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基を表し、R、R、及びRの少なくとも一部がアシル基(−CO−R)を表す。これらの有機基は、置換又は無置換であってもよい。 In the above formula, R 2 , R 3 and R 6 are each independently a hydrogen atom, A) a hydrocarbon group, B) an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—). And C) an acyl group (—CO—R C ). R B and R C represent a hydrocarbon group. However, R 2, R 3, and at least a portion of the R 6 represents a hydrocarbon group, R 2, R 3, and at least part of an acyl group (-CO-R B) an alkylene group of R 6 ( -R B2 -O-), and at least part of R 2 , R 3 , and R 6 represents an acyl group (-CO-R C ). These organic groups may be substituted or unsubstituted.

本発明のセルロース誘導体は、上記のようにβ−グルコース環の水酸基の少なくとも一部がA)炭化水素基、B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基、及びC)アシル基(−CO−R)によってエーテル化及びエステル化されていることにより、熱可塑性を発現することができ、成形加工に適したものとすることができる。
また、このセルロース誘導体は、成形体としても優れた強度及び耐熱性を発現することができ、特に熱成形材料として有用である。更には、セルロースは完全な植物由来成分であるため、カーボンニュートラルであり、環境に対する負荷を大幅に低減することができる。
As described above, in the cellulose derivative of the present invention, at least a part of the hydroxyl groups of the β-glucose ring is A) a hydrocarbon group, B) an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—). ), And C) an ether group and an ester group by an acyl group (—CO—R C ), can exhibit thermoplasticity and can be suitable for molding processing. .
In addition, this cellulose derivative can exhibit excellent strength and heat resistance as a molded body, and is particularly useful as a thermoforming material. Furthermore, since cellulose is a completely plant-derived component, it is carbon neutral and can greatly reduce the burden on the environment.

なお、本発明にいう「セルロース」とは、多数のグルコースがβ−1,4−グリコシド結合によって結合した高分子化合物であって、セルロースのグルコース環における2位、3位、6位の炭素原子に結合している水酸基が無置換であるものを意味する。また、「セルロースに含まれる水酸基」とは、セルロースのグルコース環における2位、3位、6位の炭素原子に結合している水酸基を指す。   The “cellulose” referred to in the present invention is a polymer compound in which a large number of glucoses are bonded by β-1,4-glycosidic bonds, and the carbon atoms at the 2nd, 3rd and 6th positions in the glucose ring of cellulose. Means that the hydroxyl group bonded to is unsubstituted. Further, “hydroxyl group contained in cellulose” refers to a hydroxyl group bonded to carbon atoms at the 2nd, 3rd and 6th positions in the glucose ring of cellulose.

前記セルロース誘導体は、その全体のいずれかの部分に前記A)炭化水素基、B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基、及びC)アシル基(−CO−R)を含んでいればよく、同一の繰り返し単位からなるものであってもよいし、複数の種類の繰り返し単位からなるものであってもよい。また、前記セルロース誘導体は、ひとつの繰り返し単位において前記A)〜C)の置換基をすべて含有する必要はない。
より具体的な態様としては、例えばセルロース誘導体が有するアルキレンオキシ基が2種である場合、以下の態様が挙げられる。
(1)R、R及びRの一部が、
A)炭化水素基で置換されている繰り返し単位と、
、R及びRの一部が、B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基で置換されている繰り返し単位と、
、R及びRの一部が、C)アシル基(−CO−R)で置換されている繰り返し単位と、
から構成されるセルロース誘導体。
(2)ひとつの繰り返し単位のR、R及びRのいずれかが、
A)炭化水素基、
B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基、及び、
C)アシル基(−CO−R
で置換されている(すなわち、ひとつの繰り返し単位中に前記A)〜C)の置換基をすべて有する)同種の繰り返し単位から構成されるセルロース誘導体。
(3)置換位置や置換基の種類が異なる繰り返し単位が、ランダムに結合しているセルロース誘導体。
また、セルロース誘導体の一部には、無置換の繰り返し単位(すなわち、前記一般式(1)において、R、R及びRすべてが水素原子である繰り返し単位)を含んでいてもよい。
The cellulose derivative has a group containing A) a hydrocarbon group, B) an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—) in any part of the whole, and C ) An acyl group (—CO—R C ) may be contained, and may be composed of the same repeating unit, or may be composed of a plurality of types of repeating units. Further, the cellulose derivative need not contain all the substituents of A) to C) in one repeating unit.
As a more specific aspect, for example, when there are two types of alkyleneoxy groups of the cellulose derivative, the following aspects are exemplified.
(1) A part of R 2 , R 3 and R 6 is
A) a repeating unit substituted with a hydrocarbon group;
A repeating unit in which a part of R 2 , R 3 and R 6 is substituted with a group containing B) an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—);
A repeating unit in which a part of R 2 , R 3 and R 6 is substituted with C) an acyl group (—CO—R C );
Cellulose derivative composed of
(2) One of R 2 , R 3 and R 6 of one repeating unit is
A) a hydrocarbon group,
B) a group containing an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—), and
C) Acyl group (—CO—R C )
A cellulose derivative composed of the same type of repeating unit substituted with (that is, having all of the substituents A) to C) in one repeating unit).
(3) A cellulose derivative in which repeating units having different substitution positions and different types of substituents are bonded at random.
Further, a part of the cellulose derivative may contain an unsubstituted repeating unit (that is, a repeating unit in which R 2 , R 3 and R 6 are all hydrogen atoms in the general formula (1)).

前記A)としての炭化水素基は、脂肪族基及び芳香族基のいずれでもよい。脂肪族基である場合は、直鎖、分岐及び環状のいずれでもよく、不飽和結合を持っていてもよい。脂肪族基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基等が挙げられる。
前記A)としての炭化水素基は、脂肪族基が好ましく、より好ましくはアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基(低級アルキル基)である。具体的には、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、更に好ましくはメチル基、エチル基、最も好ましくはメチル基である。
The hydrocarbon group as A) may be either an aliphatic group or an aromatic group. In the case of an aliphatic group, it may be linear, branched or cyclic, and may have an unsaturated bond. Examples of the aliphatic group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. Examples of the aromatic group include a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and an anthryl group.
The hydrocarbon group as A) is preferably an aliphatic group, more preferably an alkyl group, and still more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (lower alkyl group). Specifically, it is preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, more preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably a methyl group.

前記B)におけるアシル基(−CO−RB1)において、RB1は炭化水素基を表す。RB1は、脂肪族基及び芳香族基のいずれでもよい。脂肪族基である場合は、直鎖、分岐及び環状のいずれでもよく、不飽和結合を持っていてもよい。脂肪族基及び芳香族基としては、前記のものが挙げられる。
B1としては、具体的にはアルキル基又はアリール基である。アルキル基又はアリール基としては、具体的には炭素数1〜12のアルキル基又はアリール基であり、好ましくは炭素数1〜12のアルキル基であり、より好ましくは炭素数2〜4のアルキル基であり、最も好ましくは炭素数3のアルキル基(すなわち、プロピル基)である。
具体的には、RB1としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、tert−ブチル基、イソヘプチル基等が挙げられる。好ましくは、Rはエチル基、プロピル基であり、最も好ましくはプロピル基である。
In the acyl group (—CO—R B1 ) in B ), R B1 represents a hydrocarbon group. R B1 may be either an aliphatic group or an aromatic group. In the case of an aliphatic group, it may be linear, branched or cyclic, and may have an unsaturated bond. Examples of the aliphatic group and the aromatic group include those described above.
R B1 is specifically an alkyl group or an aryl group. The alkyl group or aryl group is specifically an alkyl group or aryl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. And most preferably an alkyl group having 3 carbon atoms (that is, a propyl group).
Specifically, as R B1 , methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, 2-ethylhexyl group, tert-butyl group, isoheptyl group and the like Is mentioned. Preferably, R B is ethyl group, a propyl group, most preferably a propyl group.

前記B)としてのアシル基(−CO−RB1)とアルキレンオキシ基(−RB2−O−)とを含む基は、下記一般式(1)で表される構造を含む基であることが好ましい。 The group containing an acyl group (—CO—R B1 ) and an alkyleneoxy group (—R B2 —O—) as B ) is a group containing a structure represented by the following general formula (1). preferable.

一般式(1)

Figure 2011195788
General formula (1)
Figure 2011195788

式中、RB2はアルキレン基を表し、アルキレンオキシ基(−RB2−O−)として複数含んでいてもよいし、1つだけ含むものであってもよい。xは1〜10の整数を表し、x=1〜5が好ましく、x=1〜3がより好ましい。 In the formula, R B2 represents an alkylene group, which may include a plurality of alkyleneoxy groups (—R B2 —O—), or may include only one. x represents an integer of 1 to 10, preferably x = 1 to 5, and more preferably x = 1 to 3.

前期B)の基は、より具体的には下記一般式(1’)又は一般式(1”)で表すことができる。式中、nは独立に2〜4の整数を表し、好ましくは2〜3の整数を表す。mは、独立に1〜4の整数を表し、好ましくは1〜3の整数を表す。   More specifically, the group of B) can be represented by the following general formula (1 ′) or general formula (1 ″). In the formula, n independently represents an integer of 2 to 4, preferably 2 Represents an integer of ˜3, m independently represents an integer of 1 to 4, and preferably represents an integer of 1 to 3;

一般式(1’)

Figure 2011195788
General formula (1 ')
Figure 2011195788

[式中、xは1〜5の整数、好ましくは1〜3の整数を表す。]   [Wherein, x represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3. ]

一般式(1”)   General formula (1 ")

Figure 2011195788
Figure 2011195788

[式中、xは1〜5の整数、好ましくは1〜3の整数を表す。]   [Wherein, x represents an integer of 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3. ]

式中、RB1は前記と同義であり、好ましい範囲も同様である。nの上限は特に限定されず、アルキレンオキシ基の導入量等により変わるが、例えば10程度である。
本発明のセルロース誘導体において、アルキレンオキシ基を1つだけ含む前記B)の基(上記式一般式(1’)においてnが1である基)と、アルキレンオキシ基を2以上含む前記B)の基(上記式一般式(1’)においてnが2以上である基)とが混合して含まれていてもよい。
In the formula, R B1 has the same meaning as described above, and the preferred range is also the same. The upper limit of n is not particularly limited, and varies depending on the amount of alkyleneoxy group introduced, but is about 10, for example.
In the cellulose derivative of the present invention, a group of B) containing only one alkyleneoxy group (a group in which n is 1 in the above formula (1 ′)) and B) containing two or more alkyleneoxy groups And a group (a group in which n is 2 or more in the above formula (1 ′)) may be mixed and contained.

前期C)としてのアシル基(−CO−R)において、Rは炭化水素基を表す。Rが表す炭化水素基としては、前記RB1で挙げたものと同様のものを適用することができる。Rの好ましい範囲も前記RB1と同様である。 In previous period C) as acyl group (-CO-R C), R C represents a hydrocarbon group. As the hydrocarbon group represented by R C, the same groups as those described above for R B1 can be used. The preferred range of R C is the same as R B1 .

前記A)としての炭化水素基、前記RB1及び前記Rが表す炭化水素基、並びにアルキレン基は、さらなる置換基を有していてもよいし無置換でもよいが、無置換であることが好ましい。
特に、RB1及びRがさらなる置換基を有する場合、水溶性を付与するような置換基、例えば、スルホン酸基、カルボキシル基などを含まないことが好ましい。これらの基を含まないことにより、水に不溶なセルロース誘導体及びそれらからなる成形材料が得られる。
The hydrocarbon group as A), the hydrocarbon group represented by R B1 and R C , and the alkylene group may have a further substituent or may be unsubstituted, but may be unsubstituted. preferable.
In particular, when R B1 and R C have a further substituent, it is preferable not to include a substituent that imparts water solubility, such as a sulfonic acid group or a carboxyl group. By not containing these groups, a cellulose derivative insoluble in water and a molding material comprising them are obtained.

前記A)としての炭化水素基、RB1、R、及びアルキレン基がさらなる置換基を有する場合、さらなる置換基としては、例えば、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(アルキル基部分の炭素数は好ましくは1〜5)、アルケニル基等が挙げられる。なお、前記Rがアルキル基以外である場合は、アルキル基(好ましくは炭素数1〜5)を置換基として有することもできる。 When the hydrocarbon group, R B1 , R C , and the alkylene group as A) have a further substituent, examples of the further substituent include a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom) , A hydroxy group, an alkoxy group (the alkyl group portion preferably has 1 to 5 carbon atoms), an alkenyl group, and the like. In addition, when said R is other than an alkyl group, it can also have an alkyl group (preferably C1-C5) as a substituent.

また、本発明におけるセルロース誘導体を成形材料として用いる場合は、水不溶性であることが好ましいため、カルボキシル基等の水溶性の置換基を実質的に有さないことが好ましい。セルロース誘導体がカルボキシル基を実質的に有さないことにより水不溶性とすることができ、より成形加工に適したものとなる。
ここで「カルボキシル基を実質的に有さない」とは、本発明におけるセルロース誘導体が全くカルボキシル基を有さない場合のみならず、本発明におけるセルロース誘導体が水に不溶な範囲で微量のカルボキシル基を有する場合を包含するものとする。例えば、原料であるセルロースにカルボキシル基が含まれる場合があり、これを用いて前記A)〜C)の置換基を導入したセルロース誘導体はカルボキシル基が含まれる場合があるが、これは「カルボキシル基を実質的に有さないセルロース誘導体」に含まれるものとする。
また、「水不溶性である」とは、25℃の水100質量部への溶解度が5質量部以下であることを意味する。
Moreover, when using the cellulose derivative in this invention as a molding material, since it is preferable that it is water-insoluble, it is preferable not to have substantially water-soluble substituents, such as a carboxyl group. When the cellulose derivative does not substantially have a carboxyl group, it can be made water-insoluble and more suitable for molding.
Here, “substantially has no carboxyl group” means not only when the cellulose derivative in the present invention has no carboxyl group, but also in a range in which the cellulose derivative in the present invention is insoluble in water. Including the case where it has. For example, a cellulose which is a raw material may contain a carboxyl group, and a cellulose derivative in which the substituents A) to C) are introduced using this may contain a carboxyl group. In a cellulose derivative substantially free of
Further, “water insoluble” means that the solubility in 100 parts by mass of water at 25 ° C. is 5 parts by mass or less.

セルロース誘導体中のA)炭化水素基、B)アシル基(−CO−RB1)とアルキレンオキシ基(−C2n−O−)とを含む基、及びC)アシル基(−CO−R)の置換位置、並びにβ−グルコース環単位当たりの各置換基の数(置換度)は、DS(A)=0〜2.2、MS(B)=0.1〜1.9、DS(C)=0.5〜1.7である。 In the cellulose derivative, A) a hydrocarbon group, B) a group containing an acyl group (—CO—R B1 ) and an alkyleneoxy group (—C n H 2n —O—), and C) an acyl group (—CO—R). C )) and the number of substitution groups per β-glucose ring unit (substitution degree) are DS (A) = 0 to 2.2, MS (B) = 0.1 to 1.9, DS (C) = 0.5 to 1.7.

例えば、A)炭化水素基の置換度DS(A)(繰り返し単位中、β−グルコース環の2位、3位及び6位の水酸基に対するA)炭化水素基の数)は、0〜2.2であることが好ましく、1.2〜2.2であることがより好ましく、1.2〜1.6であることが最も好ましい。
B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−C2n−O−)とを含む基の置換度DS(B)(繰り返し単位中、β−グルコース環のセルロース構造の2位、3位及び6位の水酸基に対するB)アシル基とエチレンオキシ基を含む基の数)は、0<DS(B)であることが好ましい。0<DS(B)であることにより、溶融開始温度を低くできるので、熱成形をより容易に行うことができる。
C)アシル基(−CO−R)の置換度DS(C)(繰り返し単位中、β−グルコース環のセルロース構造の2位、3位及び6位の水酸基に対するC)アシル基の数)は、0.1<DS(C)である。具体的には、0.5〜1.7が好ましく、0.7〜1.7が更に好ましく、1.0〜1.7が最も好ましい。
For example, A) the degree of substitution DS (A) of the hydrocarbon group (A) the number of the hydrocarbon groups with respect to the hydroxyl groups at the 2-position, 3-position and 6-position of the β-glucose ring in the repeating unit) is from 0 to 2.2. It is preferable that it is 1.2-2.2, and it is most preferable that it is 1.2-1.6.
B) Degree of substitution DS (B) of a group containing an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—C n H 2n —O—) (in the repeating unit, 2 of the cellulose structure of the β-glucose ring) It is preferable that B) the number of groups containing an acyl group and an ethyleneoxy group with respect to the hydroxyl groups at the 3rd and 6th positions is 0 <DS (B). Since 0 <DS (B), the melting start temperature can be lowered, so that thermoforming can be performed more easily.
C) Degree of substitution DS (C) of acyl group (—CO—R C ) (C) in the repeating unit, C) of the cellulose structure of the β-glucose ring, C) the number of acyl groups relative to the hydroxyl groups at positions 3, 3 and 6. 0.1 <DS (C). Specifically, 0.5 to 1.7 is preferable, 0.7 to 1.7 is more preferable, and 1.0 to 1.7 is most preferable.

また、セルロース誘導体中に存在する無置換の水酸基の数も特に限定されない。水素原子の置換度DSh(重合単位中、2位、3位及び6位の水酸基が無置換である割合)は0〜1.5の範囲とすることができ、好ましくは0〜0.6とすることができる。DShを0.6以下とすることにより、熱成形材料の流動性を向上させたり、熱分解の加速・成形時の熱成形材料の吸水による発泡等を抑制させたりできる。   Further, the number of unsubstituted hydroxyl groups present in the cellulose derivative is not particularly limited. The substitution degree DSh of hydrogen atoms (ratio in which the hydroxyl groups at the 2-position, 3-position and 6-position in the polymerization unit are unsubstituted) can be in the range of 0 to 1.5, preferably 0 to 0.6. can do. By setting DSh to 0.6 or less, it is possible to improve the fluidity of the thermoforming material, or to accelerate the thermal decomposition and suppress foaming due to water absorption of the thermoforming material during molding.

また、本発明におけるセルロース誘導体は、前記A)炭化水素基、B)アシル基(−CO−R)とアルキレンオキシ基(−C2n−O−)とを含む基、及びC)アシル基(−CO−R)以外の置換基を有しても良い。有してもよい置換基の例としては、例えばヒドロキシエチル基、ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエトキシエチル基が挙げられる。よって、セルロース誘導体が有するすべての置換基の各置換度の総和は3であるが、(DS(A)+DS(B)+DS(C)+DS)は3以下である。 The cellulose derivative in the present invention includes A) a hydrocarbon group, B) a group containing an acyl group (—CO—R B ) and an alkyleneoxy group (—C n H 2n —O—), and C) acyl. You may have substituents other than group (-CO-R < C >). Examples of the substituent that may be included include a hydroxyethyl group, a hydroxyethoxyethyl group, and a hydroxyethoxyethoxyethyl group. Therefore, the total sum of the degree of substitution of all substituents of the cellulose derivative is 3, but (DS (A) + DS (B) + DS (C) + DS h ) is 3 or less.

また、前記B)の基におけるアルキレンオキシ基(−C2n−O−)の導入量はモル置換度(MS:グルコース残基あたりの置換基の導入モル数)で表される(セルロース学会編集、セルロース辞典P142)。アルキレンオキシ基のモル置換度MS(B)は、0<MS(B)であることが好ましく、0.1〜1.9であることがより好ましく、0.1〜1.0であることが更に好ましく、0.1〜0.6であることが最も好ましい。 In addition, the amount of alkyleneoxy group (—C n H 2n —O—) introduced into the group B) is represented by the molar substitution degree (MS: the number of moles of substituent introduced per glucose residue) (Cellulose Society of Japan). Edit, Cellulose Dictionary P142). The molar substitution degree MS (B) of the alkyleneoxy group is preferably 0 <MS (B), more preferably 0.1 to 1.9, and more preferably 0.1 to 1.0. More preferred is 0.1 to 0.6.

セルロース誘導体の分子量は、数平均分子量(Mn)が5×10〜1000×10の範囲が好ましく、10×10〜800×10の範囲が更に好ましく、10×10〜500×10の範囲が最も好ましい。また、重量平均分子量(Mw)は、7×10〜10000×10の範囲が好ましく、100×10〜5000×10の範囲が更に好ましく、500×10〜5000×10の範囲が最も好ましい。この範囲の平均分子量とすることにより、成形体の成形性、力学強度等を向上させることができる。
分子量分布(MWD)は1.1〜10.0の範囲が好ましく、2.0〜8.0の範囲が更に好ましい。この範囲の分子量分布とすることにより、成形性等を向上させることができる。
本発明における、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(MWD)の測定は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて行うことができる。具体的には、N−メチルピロリドンを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から予め求められた換算分子量較正曲線を用いて求めることができる。
The molecular weight of the cellulose derivative is preferably a number average molecular weight (Mn) in the range of 5 × 10 3 to 1000 × 10 3 , more preferably in the range of 10 × 10 3 to 800 × 10 3 , and 10 × 10 3 to 500 × 10. A range of 3 is most preferred. The weight average molecular weight (Mw) is preferably in the range of 7 × 10 3 to 10000 × 10 3 , more preferably in the range of 100 × 10 3 to 5000 × 10 3 , and in the range of 500 × 10 3 to 5000 × 10 3 . Is most preferred. By setting the average molecular weight within this range, it is possible to improve the moldability and mechanical strength of the molded body.
The molecular weight distribution (MWD) is preferably in the range of 1.1 to 10.0, and more preferably in the range of 2.0 to 8.0. By setting the molecular weight distribution within this range, moldability and the like can be improved.
In the present invention, the number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (MWD) can be measured using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, N-methylpyrrolidone can be used as a solvent, a polystyrene gel can be used, and the molecular weight can be obtained using a conversion molecular weight calibration curve obtained in advance from a constituent curve of standard monodisperse polystyrene.

本発明で得られるセルロース誘導体の用途は、とくに限定されるものではないが、例えば、成形体として、電気電子機器(家電、OA・メディア関連機器、光学用機器及び通信機器等)の内装又は外装部品、自動車、機械部品、住宅・建築用材料等が挙げられる。これらの中でも、優れた耐熱性を有しており、環境への負荷が小さい観点から、例えば、コピー機、プリンター、パソコン、テレビ等といった電気電子機器用の外装部品(特に筐体)として好適に使用することができる。
上記成形体は、必要に応じて、フィラー、難燃剤、その他のポリマー、可塑剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、離型剤、帯電防止剤、難燃助剤、加工助剤、ドリップ防止剤、抗菌剤、防カビ剤、染料若しくは顔料を含む着色剤等の種々の添加剤を含有していてもよい。
The use of the cellulose derivative obtained in the present invention is not particularly limited. For example, as a molded body, the interior or exterior of an electric / electronic device (home appliance, OA / media related device, optical device, communication device, etc.) is used. Examples include parts, automobiles, machine parts, housing and building materials. Among these, from the viewpoint of having excellent heat resistance and low environmental impact, for example, it is suitable as an exterior component (especially a casing) for electrical and electronic equipment such as a copying machine, a printer, a personal computer, and a television. Can be used.
If necessary, the molded body may be filled with fillers, flame retardants, other polymers, plasticizers, stabilizers (antioxidants, UV absorbers, etc.), mold release agents, antistatic agents, flame retardant aids, processing aids. Various additives such as a colorant including an agent, an anti-drip agent, an antibacterial agent, an antifungal agent, and a dye or pigment may be contained.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は以下に示す実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited to the examples shown below.

<合成例1:P−1の合成>
オートクレーブ(耐圧硝子工業製、簡易型オートクレーブTEM−D3000M)に解砕パルプ100g、水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム148g/水150mL、セルロースの無水グルコース単位あたり6.1モル当量)を量り取り、窒素雰囲気下、45℃で1時間攪拌した(第一工程)。放冷後、ドライアイス/メタノールバスで−40℃に冷却し、更に、トルエン150mL、クロロメタン186g(セルロースの無水グルコース単位あたり6モル当量)、酸化プロピレン20g(セルロースの無水グルコース単位あたり0.6モル当量)を加えて、60℃で1時間、90℃で6時間攪拌した(第二工程)。室温に戻した後、系内の残存ガスを排気し、更に、無水酢酸300mL、トリエチルアミン150mLを加えて、50℃で6時間攪拌した。室温に戻した後、水6Lへ激しく攪拌しながら投入することで褐色固体を得た(第三工程)。得られた褐色固体を熱水6Lで洗浄する操作を3回、更にメタノール2L/水6L混合溶媒で洗浄する操作を3回繰り返すことで灰白色固体を得た。得られた灰白色固体を吸引濾過によりろ別し、100℃で6時間真空乾燥することにより目的のセルロース誘導体(P−1、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(収量145g)。
<Synthesis Example 1: Synthesis of P-1>
100 g of pulverized pulp, sodium hydroxide aqueous solution (148 g of sodium hydroxide / 150 mL of water, 6.1 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) in an autoclave (manufactured by pressure-resistant glass industry, simplified autoclave TEM-D3000M), nitrogen The mixture was stirred at 45 ° C. for 1 hour under the atmosphere (first step). After standing to cool, it was cooled to −40 ° C. with a dry ice / methanol bath, and further 150 mL of toluene, 186 g of chloromethane (6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), 20 g of propylene oxide (0.6 per anhydroglucose unit of cellulose) (Molar equivalent) was added, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour and at 90 ° C. for 6 hours (second step). After returning to room temperature, the residual gas in the system was exhausted, and 300 mL of acetic anhydride and 150 mL of triethylamine were further added, followed by stirring at 50 ° C. for 6 hours. After returning to room temperature, the mixture was poured into 6 L of water with vigorous stirring to obtain a brown solid (third step). The operation of washing the obtained brown solid with 6 L of hot water was repeated 3 times, and further the operation of washing with a mixed solvent of 2 L of methanol / 6 L of water was repeated 3 times to obtain an off-white solid. The obtained off-white solid was separated by suction filtration and vacuum-dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain the objective cellulose derivative (P-1, substitution degree, molecular weight described in Table 1) as off-white powder ( Yield 145 g).

<合成例2:P−2の合成>
合成例1において第二工程の反応温度を60℃で1時間、100℃で6時間に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−2、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(収量138g)。
<Synthesis Example 2: Synthesis of P-2>
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that the reaction temperature in the second step was changed to 60 ° C. for 1 hour and 100 ° C. for 6 hours, the target cellulose derivative (P-2, substitution degree and molecular weight are listed in Table 1). Obtained as an off-white powder (yield 138 g).

<合成例3:P−3の合成>
合成例2において第一工程で用いる水酸化ナトリウムを222g(セルロースの無水グルコース単位あたり9.1モル当量)、第二工程で用いるクロロメタンを278g(セルロースの無水グルコース単位あたり6.1モル当量)、酸化プロピレンを25g(セルロースの無水グルコース単位あたり0.7モル当量)に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−3、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(135g)。
<Synthesis Example 3: Synthesis of P-3>
In Synthesis Example 2, 222 g of sodium hydroxide used in the first step (9.1 mol equivalent per anhydroglucose unit of cellulose) and 278 g of chloromethane used in the second step (6.1 mol equivalent per anhydroglucose unit of cellulose) The target cellulose derivative (P-3, the degree of substitution and the molecular weight are listed in Table 1) in the same manner except that propylene oxide was changed to 25 g (0.7 molar equivalent per anhydroglucose unit of cellulose) as an off-white powder. Obtained (135 g).

<合成例4:P−4の合成>
合成例1において第二工程で用いるクロロメタンをクロロエタン235g(セルロースの無水グルコース単位あたり6モル当量)に変更し、反応温度を60℃で1時間、120℃で6時間に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−4、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(148g)。
<Synthesis Example 4: Synthesis of P-4>
The same procedure was performed except that chloromethane used in the second step in Synthesis Example 1 was changed to 235 g of chloroethane (6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), and the reaction temperature was changed to 1 hour at 60 ° C and 6 hours at 120 ° C. The target cellulose derivative (P-4, substitution degree, molecular weight is listed in Table 1) was obtained as an off-white powder (148 g).

<合成例5:P−5の合成>
合成例1において第二工程で用いるクロロメタンをブロモプロパン450g(セルロースの無水グルコース単位あたり6モル当量)に変更し、反応温度を60℃で1時間、100℃で6時間に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−5、置換度、分子量は表1に記載)を黒褐色粉体として得た(163g)。
<Synthesis Example 5: Synthesis of P-5>
It is the same except that the chloromethane used in the second step in Synthesis Example 1 is changed to 450 g of bromopropane (6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), and the reaction temperature is changed to 1 hour at 60 ° C. and 6 hours at 100 ° C. Thus, the objective cellulose derivative (P-5, substitution degree, molecular weight described in Table 1) was obtained as a black-brown powder (163 g).

<合成例6:P−6の合成>
合成例4において第三工程で用いる無水酢酸を無水プロピオン酸に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−6、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(155g)。
<Synthesis Example 6: Synthesis of P-6>
In the same manner as in Synthesis Example 4 except that acetic anhydride used in the third step was changed to propionic anhydride, the target cellulose derivative (P-6, substitution degree, molecular weight described in Table 1) was obtained as an off-white powder ( 155g).

<合成例7:P−7の合成>
合成例3において第二工程で用いるクロロメタンをクロロエタン355g(セルロースの無水グルコース単位あたり9モル当量)に、酸化プロピレンを酸化ブチレン20g(セルロースの無水グルコース単位あたり0.5モル当量)に変更し、反応温度を60℃で1時間、120℃で6時間に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−7、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色粉体として得た(128g)。
<Synthesis Example 7: Synthesis of P-7>
Chloromethane used in the second step in Synthesis Example 3 was changed to 355 g of chloroethane (9 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) and propylene oxide was changed to 20 g of butylene oxide (0.5 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), The target cellulose derivative (P-7, substitution degree, molecular weight is described in Table 1) was obtained as an off-white powder in the same manner except that the reaction temperature was changed to 60 ° C. for 1 hour and 120 ° C. for 6 hours (128 g). ).

<合成例8:P−8の合成>
合成例3において第二工程で用いるクロロメタンをクロロエタン235g(セルロースの無水グルコース単位あたり6モル当量)に、酸化プロピレンの量を60g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.7モル当量)に変更した以外は同様にして目的のセルロース誘導体(P−8、置換度、分子量は表1に記載)を灰白色固体として得た(156g)。
<Synthesis Example 8: Synthesis of P-8>
In Synthesis Example 3, chloromethane used in the second step was changed to 235 g of chloroethane (6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), and the amount of propylene oxide was changed to 60 g (1.7 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) Obtained the target cellulose derivative (P-8, substitution degree, molecular weight described in Table 1) as an off-white solid (156 g).

<比較化合物の合成例1:H−1の合成>
合成例1において第一工程で用いる水酸化ナトリウムを40g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.6モル当量)、第二工程で用いるクロロメタンを45g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.5モル当量)、酸化プロピレンを300g(セルロースの無水グルコース単位あたり8.5モル当量)に変更し、反応温度を60℃1時間、80℃3時間、100℃3時間に変更した以外は同様にして比較化合物(H−1、置換度、分子量は表1に記載)を黄白色無定形固体として得た(230g)。
<Synthesis Example of Comparative Compound 1: Synthesis of H-1>
40 g of sodium hydroxide used in the first step in Synthesis Example 1 (1.6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) and 45 g of chloromethane used in the second step (1.5 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) In the same manner, except that propylene oxide was changed to 300 g (8.5 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) and the reaction temperature was changed to 60 ° C. for 1 hour, 80 ° C. for 3 hours, and 100 ° C. for 3 hours. H-1, substitution degree, and molecular weight described in Table 1) were obtained as a yellowish white amorphous solid (230 g).

<比較化合物の合成例2:H−2の合成>
合成例1において第一工程で用いる水酸化ナトリウムを40g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.6モル当量)、酸化プロピレンを290g(セルロースの無水グルコース単位あたり8.2モル当量に、クロロメタンをクロロエタン60g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.5モル当量)に変更し、反応温度を60℃1時間、80℃3時間、120℃3時間に変更した以外は同様にして比較化合物(H−2、置換度、分子量は表1に記載)を灰褐色無定形固体として得た(183g)。
<Synthesis Example 2 of Comparative Compound: Synthesis of H-2>
40 g of sodium hydroxide used in the first step in Synthesis Example 1 (1.6 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), 290 g of propylene oxide (8.2 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose), and chloromethane as chloroethane Comparative compound (H-2, 2) was changed in the same manner except that the reaction temperature was changed to 60 g (1.5 molar equivalents per anhydroglucose unit of cellulose) and the reaction temperature was changed to 60 ° C. for 1 hour, 80 ° C. for 3 hours, and 120 ° C. for 3 hours. The degree of substitution and molecular weight described in Table 1) were obtained as a grey-brown amorphous solid (183 g).

<比較化合物の合成例3:H−4の合成>
オートクレーブ(耐圧硝子工業製、簡易型オートクレーブTEM−D3000M)に解砕パルプ100g、水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム45g/水150mL、セルロースの無水グルコース単位あたり1.8モル)を量り取り、窒素雰囲気下、45℃で1時間攪拌した(第一工程)。放冷後、ドライアイス/メタノールバスで−40℃に冷却し、更に、トルエン150mL、クロロエタン70g(セルロースの無水グルコース単位あたり1.8モル)、酸化プロピレン20g(セルロースの無水グルコース単位あたり0.6モル)を加えて、60℃で1時間、90℃で6時間攪拌した(第二工程)。室温に戻した後、系内の残存ガスを排気し、内容物を熱水5Lに激しく攪拌しながら投入することで、ゲル状固体を得た。得られたゲル状固体を熱時濾過した後、更に熱水5Lで3回洗浄し、100℃で6時間乾燥することにより白色固体を110g得た。得られた白色固体を5Lの三口フラスコに移し、ピリジン2Lを加えて室温で溶解させた。更に、無水酢酸0.5Lを加えて、50℃で6時間反応させた。室温に戻した後、反応混合物をメタノール10Lに激しく攪拌しながら投入することで、黄白色固体を得た。得られた黄白色固体を濾過した後、更にメタノール/水=2L/2L混合溶媒で洗浄する操作を3回繰り返し、得られた黄白色固体を吸引濾過によりろ別し、80℃で6時間真空乾燥することにより目的の比較化合物(H−4、置換度、分子量は表1に記載)を黄白色粉体として得た(収量140g)。
<Synthesis Example 3 of Comparative Compound: Synthesis of H-4>
Weighed 100 g of crushed pulp and sodium hydroxide aqueous solution (45 g of sodium hydroxide / 150 mL of water, 1.8 mol per anhydroglucose unit of cellulose) into an autoclave (manufactured by pressure-resistant glass industry, simplified autoclave TEM-D3000M), and nitrogen atmosphere The mixture was stirred at 45 ° C. for 1 hour (first step). After standing to cool, it was cooled to −40 ° C. with a dry ice / methanol bath, and further 150 mL of toluene, 70 g of chloroethane (1.8 mol per anhydroglucose unit of cellulose), 20 g of propylene oxide (0.6 per anhydroglucose unit of cellulose) Mol) was added and stirred at 60 ° C. for 1 hour and 90 ° C. for 6 hours (second step). After returning to room temperature, the residual gas in the system was evacuated, and the contents were poured into 5 L of hot water with vigorous stirring to obtain a gel-like solid. The obtained gel-like solid was filtered while hot, further washed with 5 L of hot water three times, and dried at 100 ° C. for 6 hours to obtain 110 g of a white solid. The obtained white solid was transferred to a 5 L three-necked flask, and 2 L of pyridine was added and dissolved at room temperature. Furthermore, 0.5 L of acetic anhydride was added and reacted at 50 ° C. for 6 hours. After returning to room temperature, the reaction mixture was poured into 10 L of methanol with vigorous stirring to obtain a yellowish white solid. After the obtained yellowish white solid was filtered, the operation of washing with a mixed solvent of methanol / water = 2L / 2L was repeated three times. The obtained yellowish white solid was separated by suction filtration, and vacuumed at 80 ° C. for 6 hours. By drying, the target comparative compound (H-4, substitution degree, molecular weight described in Table 1) was obtained as a yellowish white powder (yield 140 g).

なお、以上で得られた化合物について、セルロースに含まれる水酸基(R、R及びR)に置換された官能基の種類、並びにDS及びMSは、Cellulose Communication 6,73−79(1999)及びChrality 12(9),670−674に記載の方法を利用して、H−NMRあるいは13C−NMRにより、観測及び決定した結果を表1に記載した。 Note that the compound obtained above, a hydroxyl group (R 2, R 3 and R 6) kinds of substituted functional groups contained in the cellulose, and DS and MS, Cellulose Communication 6,73-79 (1999) Table 1 shows the results of observation and determination by 1 H-NMR or 13 C-NMR using the method described in Chality 12 (9), 670-674.

<セルロース誘導体の物性測定>
得られたセルロース誘導体について、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を表1に示す。なお、これらの測定方法は以下の通りである。
[分子量]
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)の測定は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いた。具体的には、Nメチルピロリドンを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から予め求められた換算分子量較正曲線を用いて求めた。GPC装置は、HLC−8220GPC(東ソー社製)を使用した。
<Measurement of physical properties of cellulose derivative>
Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained cellulose derivative. These measuring methods are as follows.
[Molecular weight]
For the measurement of the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw), gel permeation chromatography (GPC) was used. Specifically, N-methylpyrrolidone was used as a solvent, a polystyrene gel was used, and the molecular weight was determined using a conversion molecular weight calibration curve obtained in advance from a constituent curve of standard monodisperse polystyrene. As the GPC apparatus, HLC-8220 GPC (manufactured by Tosoh Corporation) was used.

<実施例1:セルロース誘導体からなる成形体の作製>
[試験片作製]
上記で得られたセルロース誘導体(P−1)を射出成形機((株)井元製作所製、半自動射出成形機)に供給して表1に記載の成形温度(シリンダー温度)、金型温度60℃、射出圧力1.5kgf/cmにて4×10×80mmの多目的試験片(曲げ試験片)を成形した。
<Example 1: Production of molded body made of cellulose derivative>
[Test specimen preparation]
The cellulose derivative (P-1) obtained above is supplied to an injection molding machine (Imoto Seisakusho, semi-automatic injection molding machine), and the molding temperature (cylinder temperature) and mold temperature shown in Table 1 are set to 60 ° C. Then, a 4 × 10 × 80 mm multipurpose test piece (bending test piece) was molded at an injection pressure of 1.5 kgf / cm 2 .

<実施例2〜8、比較例1〜4>
実施例1と同様にして、セルロース誘導体(P−2)〜(P−8)、比較化合物(H−1)〜(H−2)、(H−4)ヒドロキシプロピルメチルセルロース(H−3、松本油脂製90MP4000)を用いて、表1の成形条件に従って成形し試験片を作製した。
<Examples 2-8, Comparative Examples 1-4>
In the same manner as in Example 1, cellulose derivatives (P-2) to (P-8), comparative compounds (H-1) to (H-2), (H-4) hydroxypropylmethylcellulose (H-3, Matsumoto) Using a fat and oil 90MP4000), a test piece was produced according to the molding conditions shown in Table 1.

<試験片の物性測定>
得られた試験片について、下記の方法にしたがって曲げ弾性率及び成型片外観を測定した。結果を表1に示す。
[曲げ弾性率(剛性)]
JISK7171に準拠して曲げ試験機によって曲げ弾性率を測定した。
[成型片外観]
得られた試験片について、成形片外観を下記のとおり官能評価した。
A:均一透明である。
B:半透明である。
C:白濁している。
A〜Bが実用に問題のない範囲である。
<Measurement of physical properties of test piece>
About the obtained test piece, the bending elastic modulus and the molded piece appearance were measured according to the following method. The results are shown in Table 1.
[Flexural modulus (rigidity)]
The bending elastic modulus was measured with a bending tester in accordance with JISK7171.
[Appearance of molded piece]
About the obtained test piece, the molded piece external appearance was sensory-evaluated as follows.
A: Uniform and transparent.
B: Translucent.
C: It is cloudy.
A to B are in a range where there is no problem in practical use.

Figure 2011195788
Figure 2011195788

表1の結果から明らかなように、本発明の製造方法を行うことによって、良好な成形片外観と高い剛性(曲げ弾性率)が付与されたセルロース誘導体を、反応容器から反応系の取り出しを行わずに、簡便に製造可能な方法を提供することができることがわかる。   As is clear from the results in Table 1, by carrying out the production method of the present invention, a cellulose derivative having a good molded piece appearance and high rigidity (flexural modulus) is taken out from the reaction vessel. It can be seen that a method that can be easily manufactured can be provided.

Claims (9)

(A)炭化水素基、
(B)アシル基:−CO−RB1とアルキレンオキシ基:−RB2−O−とを含む基(RB1は炭化水素基を表し、RB2はアルキレン基を表す)、及び、
(C)アシル基:−CO−R(Rは炭化水素基を表す)、
を置換基として有し、下記式を満たすセルロース誘導体の製造方法であって、
DS(A)=0〜2.2、
MS(B)=0.1〜1.9、
DS(C)=0.5〜1.7
[上記式中、DS(A)及びDS(C)はそれぞれ置換基(A)、(C)の置換度、MS(B)は置換基(B)のモル置換度を表す]
(1)セルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量の塩基を反応させてアルカリセルロースを得る第一工程、
(2)前記アルカリセルロースに、前記セルロースの無水グルコース単位あたり少なくとも2.0モル当量のハロゲン化炭化水素及び少なくとも0.1モル当量のアルキレンオキシドを反応させることにより、セルロースエーテルを得る第二工程、並びに、
(3)前記セルロースエーテルにエステル化を行う第三工程、を備えたことを特徴とするセルロース誘導体の製造方法。
(A) a hydrocarbon group,
(B) a group containing an acyl group: —CO—R B1 and an alkyleneoxy group: —R B2 —O— (R B1 represents a hydrocarbon group, R B2 represents an alkylene group), and
(C) Acyl group: —CO—R C (R C represents a hydrocarbon group),
Is a method for producing a cellulose derivative satisfying the following formula,
DS (A) = 0-2.2,
MS (B) = 0.1-1.9,
DS (C) = 0.5 to 1.7
[Wherein DS (A) and DS (C) represent the degree of substitution of substituents (A) and (C), respectively, and MS (B) represents the degree of molar substitution of substituent (B).
(1) a first step of obtaining alkali cellulose by reacting cellulose with at least 2.0 molar equivalent of base per anhydroglucose unit of the cellulose;
(2) a second step of obtaining cellulose ether by reacting the alkali cellulose with at least 2.0 molar equivalent of halogenated hydrocarbon and at least 0.1 molar equivalent of alkylene oxide per anhydroglucose unit of the cellulose; And
(3) A method for producing a cellulose derivative, comprising a third step of esterifying the cellulose ether.
前記第二工程の後に、セルロースエーテルを反応容器から取り出さずに第三工程を行うことを特徴とする請求項1に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The method for producing a cellulose derivative according to claim 1, wherein the third step is performed after the second step without removing the cellulose ether from the reaction vessel. 前記第一工程で用いられる塩基が強塩基であることを特徴とする請求項1又は2に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The method for producing a cellulose derivative according to claim 1 or 2, wherein the base used in the first step is a strong base. DS(A)=1.2〜2.2、MS(B)=0.1〜1.0、DS(C)=0.5〜1.7である請求項1に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The production of a cellulose derivative according to claim 1, wherein DS (A) = 1.2 to 2.2, MS (B) = 0.1 to 1.0, DS (C) = 0.5 to 1.7. Method. DS(A)=1.2〜2.2、MS(B)=0.1〜0.6、DS(C)=0.7〜1.7である請求項1に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The production of a cellulose derivative according to claim 1, wherein DS (A) = 1.2 to 2.2, MS (B) = 0.1 to 0.6, and DS (C) = 0.7 to 1.7. Method. DS(A)=1.2〜1.6、MS(B)=0.1〜0.3、DS(C)=1.0〜1.7である請求項1に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The production of a cellulose derivative according to claim 1, wherein DS (A) = 1.2 to 1.6, MS (B) = 0.1 to 0.3, DS (C) = 1.0 to 1.7. Method. 前記(B)RB2の炭素数が2〜4であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。 The method for producing a cellulose derivative according to any one of claims 1 to 6, wherein (B) R B2 has 2 to 4 carbon atoms. 前記(A)炭化水素基の炭素数が1〜3であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。   The method for producing a cellulose derivative according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrocarbon group (A) has 1 to 3 carbon atoms. 前記(C)Rの炭素数が1〜4であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のセルロース誘導体の製造方法。 9. The method for producing a cellulose derivative according to claim 1, wherein (C) RC has 1 to 4 carbon atoms.
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