JPS62195395A - Production of low-molecular-weight cellulose derivative having narrow molecular weight distribution - Google Patents

Production of low-molecular-weight cellulose derivative having narrow molecular weight distribution

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JPS62195395A
JPS62195395A JP3509086A JP3509086A JPS62195395A JP S62195395 A JPS62195395 A JP S62195395A JP 3509086 A JP3509086 A JP 3509086A JP 3509086 A JP3509086 A JP 3509086A JP S62195395 A JPS62195395 A JP S62195395A
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molecular weight
derivative
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methanol
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肇 浪越
Yoichi Yuki
結城 陽一
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Abstract

PURPOSE:To easily obtain the titled substance useful as a filler for separation having high stability of quality, by heating a cellulose in an acidic aqueous solution to decrease the molecular weight, converting the decomposed cellulose to a derivative under a condition to maintain the molecular weight, reprecipitating in an organic solvent and fractionating a component having different molecular weight. CONSTITUTION:An acetylated cellulose is heated in an acidic aqueous solution such as dilute hydrochloric acid at 90 deg.C for 30min to obtain a cellulose having decreased molecular weight. The product is converted to a derivative by reacting with phenyl isocyanate, etc., under a mild condition to maintain its molecular weight. The derivative is reprecipitated in a hydrated or anhydrous organic solvent (e.g. methanol) to fractionate a component having different molecular weight. The objective low-molecular-weight cellulose derivative having a polymerization degree of 5-400 and narrow molecular weight distribution characterized by a (number-average molecular weight)/(weight-average molecular weight) ratio of <=3 can be produced by this process.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はセルロースを酸性水溶液中加熱して低分子量化
したセルロースを誘導体化し、低分子量で分子量分布が
狭いセルロース誘導体を得る方法に関する。低分子量で
しかも分子量分布の狭いセルロース誘導体は粘度が低い
、溶解性が高い、分子鎖の長さが均一であるなどのため
優れた物性を持つことから、その用途範囲が広く、例え
ばシリカゲルなどの担体に吸着あるいは化学結合させた
場合に、製造が容易でしかも品質安定性の優れた分離用
充填剤が得られる。また、高分子液晶とした場合には優
れた性能が期待される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for obtaining a cellulose derivative having a low molecular weight and a narrow molecular weight distribution by derivatizing cellulose which has been heated in an acidic aqueous solution to reduce its molecular weight. Cellulose derivatives with low molecular weight and narrow molecular weight distribution have excellent physical properties such as low viscosity, high solubility, and uniform molecular chain length, so they have a wide range of applications, such as silica gel, etc. When adsorbed or chemically bonded to a carrier, a separating packing material that is easy to manufacture and has excellent quality stability can be obtained. Moreover, when used as a polymer liquid crystal, excellent performance is expected.

(従来技術と問題点) 従来、このような低分子量セルロース誘導体の製法とし
ては、アセチル化セルロースを酸によって解重合させる
方法があるが、分子量分布は必ずしも狭まくなく、また
、他の誘導体に変換する場合には脱アセチル化する必要
があった。
(Prior art and problems) Conventionally, the method for producing such low molecular weight cellulose derivatives is to depolymerize acetylated cellulose with acid, but the molecular weight distribution is not necessarily narrow and it is difficult to convert it to other derivatives. In this case, deacetylation was necessary.

一方、酸性水溶液中加熱して低分子量化したセルロース
としては■型セルロースである微結晶セルロース(商品
名アビセル等)および、■型セルロースを酸性水溶液中
で低分子量化したレベルオフセルロースが知られている
。本発明者らは、セルロースを酸性水溶液中加熱して得
られるこれら低分子量セルロースを分子量が変化しない
温和な条件で誘導体化を行った後、これをゲル・バミュ
エーション・クロマトグラフィー(GPC)によって分
析すると、単一ピークではなく少なくとも二つ以上の分
子量の異なる成分の混合物であることを見出し、更にこ
れらの成分を分別する方法を鋭意検討した結果、再沈殿
によって完全に分別する方法を見出して本発明を完成す
るに至った。
On the other hand, microcrystalline cellulose (trade name: Avicel, etc.), which is a ■-type cellulose, and level-off cellulose, which is a ■-type cellulose whose molecular weight has been lowered in an acidic aqueous solution, are known as cellulose that has been heated in an acidic aqueous solution to lower its molecular weight. There is. The present inventors derivatized these low molecular weight cellulose obtained by heating cellulose in an acidic aqueous solution under mild conditions where the molecular weight does not change, and then analyzed this by gel permeation chromatography (GPC). They discovered that the peak was not a single peak, but rather a mixture of at least two components with different molecular weights, and as a result of intensive study of methods to separate these components, they discovered a method to completely separate them by reprecipitation, which led to the development of this book. The invention was completed.

(問題点を解決するための手段) 即ち、本発明は酸性水溶液中加熱し低分子量化したセル
ロースを温和な条件で誘導体化した後、含水もしくは無
水有機溶媒中で再沈殿させて分子量の異なる成分を分別
することを特徴とする低分子量で分子量分布が狭いセル
ロース誘導体の製法に関する。本発明に於いて用いられ
る原料のセルロースはいかなるものでもよく、普通に綿
もしくはパルプから得られるものやレーヨンのような再
生セルロース等を使用すればよい。また、望ましい分子
量を得るため低分子量化する前に原料セルロースをアル
カリ水溶液で処理を行なってもよく、または行わなくて
も良い。本発明に於いて用いられる低分子量セルロース
は原料のセルロースの種類、酸性水溶液中ので低分子量
化の時間、温度、酸濃度などによってその分子量を調節
することが出来る。本発明において、セルロースを低分
子量化する場合の酸性水溶液とは、具体的には強酸の水
溶液を言う。用いる強酸としてはいかなるものでも良い
が硫酸、゛塩酸、硝酸、過塩素酸などが例示される。ま
た、その温度は墾ましい分子量に応じて、反応温度、反
応時間とともに適宜選択することが出来るが、通常1乃
至5規定が好ま゛しい。
(Means for Solving the Problems) That is, the present invention derivatizes cellulose which has been heated in an acidic aqueous solution to reduce its molecular weight under mild conditions, and then reprecipitates it in a water-containing or anhydrous organic solvent to obtain components with different molecular weights. This invention relates to a method for producing cellulose derivatives having a low molecular weight and a narrow molecular weight distribution, which is characterized by fractionating the cellulose derivatives. The raw material cellulose used in the present invention may be of any type, such as those normally obtained from cotton or pulp, or regenerated cellulose such as rayon. Further, in order to obtain a desired molecular weight, the raw cellulose may or may not be treated with an aqueous alkaline solution before lowering the molecular weight. The molecular weight of the low molecular weight cellulose used in the present invention can be adjusted by adjusting the type of cellulose used as a raw material, the time for reducing the molecular weight in an acidic aqueous solution, temperature, acid concentration, etc. In the present invention, the acidic aqueous solution used to lower the molecular weight of cellulose specifically refers to an aqueous solution of a strong acid. Any strong acid may be used, and examples thereof include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and perchloric acid. Further, the temperature can be appropriately selected along with the reaction temperature and reaction time depending on the desired molecular weight, but 1 to 5 normal is usually preferred.

また、加熱温度は40°C乃至沸点が好ましい。Further, the heating temperature is preferably 40°C to the boiling point.

本発明において使用される、上記条件により酸性水溶液
中加熱して低分子量化したセルロースとしては例えば、
市販されている微結晶セルロースもしくは、例えばセル
ロースケミストリー・アンド・テクノロジー18巻、4
47頁(1984)に記載されている如き、アルセル化
したセルロースやレーヨンなどの再生セルロース(■型
セルロース)を低分子量化したレベルオフセルロースが
例示される。これらは、容易に入手できることから好ま
しい。本発明におけるセルロース誘導体とはセルロース
の水酸基に置換基のついたものを言う。
Examples of the cellulose used in the present invention, which has been heated in an acidic aqueous solution to lower its molecular weight under the above conditions, include:
Commercially available microcrystalline cellulose or, for example, Cellulose Chemistry and Technology Vol. 18, 4
Examples include level-off cellulose, which is obtained by lowering the molecular weight of regenerated cellulose (■-type cellulose) such as alcelized cellulose and rayon, as described on page 47 (1984). These are preferred because they are easily available. The cellulose derivative in the present invention refers to a cellulose with a substituent attached to the hydroxyl group.

ざらに具体的にはセルロースカルバメート、アシル化セ
ルロース、セルロースエーテル類が挙げられる。分子量
が変化しない温和な条件での誘導体化の方法としては例
えば次の様な方法がある。即ち、上記方法で得られた低
分子量セルロースは種々のイソシアナートもしくは酸ハ
ライドととリジンあるいはトリエチルアミン中で反応さ
せることにより、反応系内を強酸性にすることを防いで
分子量を変えることなく夫々、セルロースカルバメート
誘導体及びアシル化セルa−スにすることが出来る。ま
た、セルロースカルバメート誘導体及びアシル化セルロ
ースはイソシアナートもしくは酸ハライドのモル比を適
宜変えることによって、置換度を調節することが出来る
。また、必要に応じて反応を妨げない溶媒を使用するこ
とができるが上記例の様にピリジンあるいはトリエチル
アミンなどの有機塩基は過剰に用いることにより反応を
促進し、強酸性化によるセルロースの解重合を避けるこ
とが出来るため好ましい溶媒である。得られたセルロー
ス誘導体の重合度は好ましくは5乃至400であるがさ
らに好ましくは10乃至250であり、誘導体化する前
の低分子量セルロースの重合度と同じである。このよう
にして得られるセルロースカルバメート誘導体及びアシ
ル化セルロースとしてはセルロースフェニルカルバメー
ト、セルロース−p−トリルカルバメート、セルロース
−p−クロロフェニルカルバメート、セルロース−〇−
クロロフェニルカルバメート、セルロース−3,4−ジ
クロロフェニルカルバメート、セルロース−2,6−ジ
クロロフェニルカルバメート、セルロース−p−ブロモ
フェニルカルバメート、セルロース−p−フルオロフェ
ニルカルバメート、セルロース−p−ニドaフェニルカ
ルバメート、セルロース−3,5−ジメチルフェニルカ
ルバメート、セルロース−1)−)リフルオロメチルフ
ェニルカルバメート、セルロースベンゾエ−ト、セルロ
ース−p−メトキシベンゾエート、セルロース−p−メ
チルベンゾエート、セルロース−m−メチルベンゾエー
ト、セルロース−p−ターシャリ−ブチルベンゾエート
、セルロース−p−フルオロベンゾエート、セルロース
−3,5−ジクロロベンゾエート、セルロースシンナメ
ート、セルロース−p−メチルシンナメート、セルロー
スアセテート、セルロースフェニルアセテート、セルロ
ースプロピオネート、セルロース−〇−メチルベンゾエ
ート、セルロース−4−フェニルアゾフェニルカルバメ
ートなどが例示される。
Specifically, cellulose carbamates, acylated cellulose, and cellulose ethers can be mentioned. Examples of derivatization methods under mild conditions where the molecular weight does not change include the following methods. That is, by reacting the low molecular weight cellulose obtained by the above method with various isocyanates or acid halides in lysine or triethylamine, the reaction system is prevented from becoming strongly acidic and the molecular weight is not changed. It can be made into cellulose carbamate derivatives and acylated cellulose. Furthermore, the degree of substitution of cellulose carbamate derivatives and acylated cellulose can be adjusted by appropriately changing the molar ratio of isocyanate or acid halide. In addition, a solvent that does not interfere with the reaction can be used if necessary, but as in the above example, using an excess of organic bases such as pyridine or triethylamine accelerates the reaction and prevents depolymerization of cellulose due to strong acidification. This is a preferred solvent because it can be avoided. The degree of polymerization of the obtained cellulose derivative is preferably 5 to 400, more preferably 10 to 250, which is the same as the degree of polymerization of low molecular weight cellulose before derivatization. Cellulose carbamate derivatives and acylated cellulose thus obtained include cellulose phenyl carbamate, cellulose-p-tolyl carbamate, cellulose-p-chlorophenyl carbamate, cellulose-〇-
Chlorophenyl carbamate, cellulose-3,4-dichlorophenyl carbamate, cellulose-2,6-dichlorophenyl carbamate, cellulose-p-bromophenyl carbamate, cellulose-p-fluorophenyl carbamate, cellulose-p-nide a phenyl carbamate, cellulose-3, 5-dimethylphenyl carbamate, cellulose-1)-)lifluoromethylphenyl carbamate, cellulose benzoate, cellulose-p-methoxybenzoate, cellulose-p-methylbenzoate, cellulose-m-methylbenzoate, cellulose-p-tertiary -Butyl benzoate, cellulose p-fluorobenzoate, cellulose 3,5-dichlorobenzoate, cellulose cinnamate, cellulose p-methyl cinnamate, cellulose acetate, cellulose phenylacetate, cellulose propionate, cellulose 〇-methylbenzoate , cellulose-4-phenylazophenyl carbamate, and the like.

またこの他セルロースエーテル類も容易に得られるが、
その合成方法としてはアルキルハライドを用いてアルキ
ル化する方法、若しくはオキシラン、オキセタンなどの
エポキシドの開環反応による方法が好ましい。セルロー
スエーテルの例としては、セルロースメチルエーテル、
セルロースエチルエーテル、セルロース−n−プロピル
エーテル、セルロースベンジルエーテル、カルボキシメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、2−ヒ
ドロキシプロピルセルロース等が例示される。
Other cellulose ethers are also easily obtained, but
Preferred methods for its synthesis include alkylation using an alkyl halide, or ring-opening reaction of epoxides such as oxirane and oxetane. Examples of cellulose ethers include cellulose methyl ether,
Examples include cellulose ethyl ether, cellulose-n-propyl ether, cellulose benzyl ether, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and 2-hydroxypropyl cellulose.

しかし、本発明者らは、上記、セルロースを酸性水溶液
中加熱して得られる低分子量セルロースを分子量が変化
しない温和な条件で誘導体化を行ったセルロース誘導体
は、これをゲル・パミュエーション・クロマトグラフィ
ー(GPC)によって分析すると、単一ピークではなく
少なくとも二つ以上の分子量の異なる成分の混合物であ
ることを見出した。しかし、例えばジャーナル・オフ・
ポリマー・サイエンス・ポリマー・ケミストリー・エデ
ィジョン、12巻、1065頁(1974)に記載され
ている如く、過激な条件で硝酸セルロース化を行った場
合のGPCパターンは幅広い単一ピークであり、これは
分子量が誘導体化反応に於て変化したものと考えられる
。さて、これら低分子量セルロース誘導体は粘度が低い
、溶解性が高い等の理由から幅広い用途が考えられるが
、より高い性能を得るには、より均一にする必要がある
。即ち、本発明の特徴をなす分子量分布の狭いセルロー
ス誘導体はGPCにおいて単一でしかもピーク幅の狭い
均一なポリマーを意味し、このようなポリマーを得るに
はざらに含水もしくは無水π俵溶媒中で再沈殿させて分
子量の異なる成分を分別することが必要である。分別の
ための再沈殿に使用される含水もしくは無水有機溶媒は
いかなるものでもよい。即ち、再沈殿溶媒は単一もしく
は混合のいずれでもよく得られた粗セルロース誘導体の
種類、分子量、置換度などに応じて適宜選択すれば良い
。再沈殿の方法は適当な溶媒にセルロース誘導体を溶解
しておき、再沈殿溶媒中に移せば良いが溶解するための
1容媒と沈殿させるための溶媒の容量比を選ぶ必要があ
る。通常、低分子量の成分が溶液中に残り、より高分子
量の成分が沈殿するようにし、望む分子量の成分に他の
成分が含まれない様にすればよい。こうして得られた分
子量分布の狭いセルロース誘導体の単分散性は好ましく
は数平均分子量7型量平均分子in (MW/MN)の
比が3以下である。このようにして得られた低分子量セ
ルロースカルバメート誘導体及びアシル化セルロース及
びセルロースエーテル類は溶解度が高く、低粘度である
ためシリカゲルなどの担体に坦持させ易く、品質が高く
均一な分離用充填剤が得られると期待される、また、高
分子液晶としても優れた性能が期待される。また、これ
らセルロース誘導体から元のセルロースに容易に再変換
できる場合は、重合度が低く、分子量分布の狭いセルロ
ースが得られる。
However, the present inventors have derivatized the low-molecular-weight cellulose obtained by heating cellulose in an acidic aqueous solution under mild conditions that do not change the molecular weight. When analyzed by GPC, it was found that the peak was not a single peak but a mixture of at least two or more components with different molecular weights. However, for example, journal off
As described in Polymer Science Polymer Chemistry Edition, Vol. 12, p. 1065 (1974), the GPC pattern when cellulose nitrate is formed under extreme conditions is a broad single peak; It is thought that the molecular weight changed during the derivatization reaction. Now, these low molecular weight cellulose derivatives can be used in a wide range of applications due to their low viscosity and high solubility, but in order to obtain higher performance, it is necessary to make them more uniform. In other words, the cellulose derivative with a narrow molecular weight distribution, which is a feature of the present invention, means a uniform polymer with a single and narrow peak width in GPC, and in order to obtain such a polymer, it is generally necessary to process it in a hydrous or anhydrous π bale solvent. It is necessary to separate components with different molecular weights by reprecipitation. Any water-containing or anhydrous organic solvent may be used for reprecipitation for fractionation. That is, the reprecipitation solvent may be selected as appropriate depending on the type, molecular weight, degree of substitution, etc. of the obtained crude cellulose derivative, either alone or as a mixture. The reprecipitation method involves dissolving the cellulose derivative in a suitable solvent and transferring it to the reprecipitation solvent, but it is necessary to select the volume ratio of one volume for dissolution and the solvent for precipitation. Generally, components with lower molecular weights remain in solution and components with higher molecular weights precipitate, so that the components of the desired molecular weight do not contain other components. The monodispersity of the cellulose derivative having a narrow molecular weight distribution thus obtained is preferably such that the ratio of number average molecular weight 7 type weight average molecule in (MW/MN) is 3 or less. The low molecular weight cellulose carbamate derivatives, acylated celluloses, and cellulose ethers obtained in this way have high solubility and low viscosity, so they can be easily supported on carriers such as silica gel, and can be used as high-quality and uniform separation fillers. It is expected that it will be obtained, and it is also expected to have excellent performance as a polymer liquid crystal. Furthermore, if these cellulose derivatives can be easily reconverted to the original cellulose, cellulose with a low degree of polymerization and a narrow molecular weight distribution can be obtained.

(実施例) 以下、実施例をもって、本発明を詳述するが、本発明が
これに限定されるものでないことは言うまでもない。尚
、実施例中分子量は標準ポリスチレンに対する較正曲線
を用いてGPC法により求めた。GPCカラムはTSK
 G4000HXL  と 5hodex KF−80
3を連結し、溶媒にはテトラヒドロフランを使用した。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto. In addition, the molecular weight in the examples was determined by the GPC method using a calibration curve for standard polystyrene. GPC column is TSK
G4000HXL and 5hodex KF-80
3 were connected, and tetrahydrofuran was used as the solvent.

実施例1 アルセル化したセルロース(■型セルロース)を希塩酸
中30分間90℃乙こ加熱する。冷却後、f過し、続い
て水およびメタノールで洗浄する。得られた低分子量セ
ルロースをよく乾燥し、16.2gをはかり取る。これ
に乾燥ピリジン324m lを加え、ゆっくり加熱しな
がらフェニルイソシアナート818を滴下する。その後
反応温度を100℃に上げ7時間反応する。反応終了後
15℃に冷却し一晩放置した後、メタノール30m1を
ゆっくり滴下する。、メタノール−水(2:1)混合溶
媒3工中に移し沈殿させる。得られた租生成物はf過し
、ざらにメタノール−水(2:1)混合溶媒500m 
lで洗浄した後、乾燥する。得られた淡褐色固体は、聞
/MN=2.37であった。これをアセトン310 m
lに溶解し、エタノール900m I中径して沈殿させ
る。沈殿部をもう一度アセトン20軸lに溶解した後、
メタノールll中に移し沈殿させる。沈殿した白色固体
はr別して乾燥すると18.7g (収率44%)であ
った。この白色固体は、IRスペクトル、NMRスペク
トルより、セルローストリスフェニルカルバメートであ
ることを確認した。
Example 1 Arcelized cellulose (■-type cellulose) is heated at 90° C. for 30 minutes in dilute hydrochloric acid. After cooling, it is filtered and subsequently washed with water and methanol. The obtained low molecular weight cellulose was thoroughly dried and 16.2 g was weighed out. 324 ml of dry pyridine is added to this, and phenyl isocyanate 818 is added dropwise while heating slowly. Thereafter, the reaction temperature was raised to 100°C and the reaction was continued for 7 hours. After the reaction was completed, the mixture was cooled to 15° C. and left overnight, and then 30 ml of methanol was slowly added dropwise. , and transferred to a methanol-water (2:1) mixed solvent for precipitation. The obtained product was filtered and mixed with 500ml of methanol-water (2:1) mixed solvent.
After washing with l, dry. The light brown solid obtained had a density/MN of 2.37. Add this to 310 m of acetone
Dissolve in 900ml of ethanol and precipitate. After dissolving the precipitate again in 20 liters of acetone,
Transfer to 1 liter of methanol and precipitate. The precipitated white solid was separated and dried to give 18.7 g (44% yield). This white solid was confirmed to be cellulose trisphenyl carbamate by IR spectrum and NMR spectrum.

IRスペクトル; 3500cm  v NH,330
0cm  v Nll。
IR spectrum; 3500cm v NH, 330
0cm v Nll.

1700cm  vc=0 、1530cm  シN8
NMRスペクトル; 18Hbroad single
tδ7゜7Hmultipulets  δ6.0−3
.0元素分析 測定値;  C;60.93χ、H;4.68χ、N;
7.93χ理論値;  C;62.42%:、 H;4
.85% 、 N ;8.09%[(C2?H25N3
08 )nとして]得られたセルローストリスフェニル
カルバメートの分子量は次の通りであった。
1700cm vc=0, 1530cm S N8
NMR spectrum; 18Hbroad single
tδ7゜7Hmultipulets δ6.0-3
.. 0 elemental analysis measurement value; C; 60.93χ, H; 4.68χ, N;
7.93χ theoretical value; C; 62.42%:, H; 4
.. 85%, N; 8.09% [(C2?H25N3
08)n] The molecular weight of the obtained cellulose trisphenyl carbamate was as follows.

MN=25900.Md/MN=1.35 (重合度5
0)得られたセルローストリスフェニルカルバメートの
THFからえられたドープは肉眼で観察すると見かけ上
濁っており、また玉虫色及びまたは真珠様を呈していた
。また、直交偏光顕微鏡での観察ではTHF中のドープ
は少なくとも試料の一部分を光が透過した。
MN=25900. Md/MN=1.35 (degree of polymerization 5
0) The resulting dope obtained from THF of cellulose trisphenyl carbamate appeared cloudy when observed with the naked eye, and had an iridescent and/or pearl-like appearance. Furthermore, when observed with an orthogonal polarization microscope, light transmitted through at least a portion of the sample in the THF dope.

実施例2 レーヨン(■型セルロース)を希塩酸中、1時間半90
℃に加熱する冷却後、ろ過し、続いて水およびメタノー
ルで洗浄する。得られた低分子量セルロースをよく乾燥
し、1.5gをはかり取る。これに乾燥ピリジン50m
 lを加えさらに乾燥トリエチルアミン11.6mlを
加えて攪拌しながら桂皮酸クロリド10.5gをベンゼ
ン5gに溶解したものを滴下する。その後反応温度を8
5℃に1.5時間、さらに100℃に上げ3時間反応す
る。反応終了後15℃に冷却しメタノールに滴下し沈殿
させる。租生成物はろ過し、さらにメタノールで洗浄し
た後、乾燥する。
Example 2 Rayon (■ type cellulose) was soaked in dilute hydrochloric acid for 1 hour and a half at 90°C.
After cooling, heat to °C and filter, followed by washing with water and methanol. The obtained low molecular weight cellulose is thoroughly dried and 1.5 g is weighed out. Add this to 50m of dry pyridine.
11.6 ml of dry triethylamine was added thereto, and a solution of 10.5 g of cinnamic acid chloride dissolved in 5 g of benzene was added dropwise while stirring. Then the reaction temperature was increased to 8
The mixture was heated to 5°C for 1.5 hours, then raised to 100°C and reacted for 3 hours. After the reaction is completed, the mixture is cooled to 15° C. and added dropwise to methanol for precipitation. The milled product is filtered, further washed with methanol, and then dried.

収量は5.0gであった。得られた淡褐色固体は、IR
スペクトル、NMRスペクトルより、セルローストリシ
ンナメートであることを確認した。
Yield was 5.0g. The light brown solid obtained was IR
It was confirmed from the spectrum and NMR spectrum that it was cellulose tricinnamate.

IRスペクトル; 3050cm−1付近、オレフィン
性C−H伸縮振動。
IR spectrum; around 3050 cm-1, olefinic C-H stretching vibration.

1640cm” ’C=C,伸縮振動 1585.1500,1460cm−1,ベンゼン環内
炭票と炭素間の伸縮による骨格 振動。
1640cm'''C=C, stretching vibration 1585.1500, 1460cm-1, skeletal vibration due to stretching between carbon and carbon in benzene ring.

1250cm−1、エステルのC−0伸縮振動。1250 cm-1, C-0 stretching vibration of ester.

1040−1160cm−1セルロースのC−0−Cの
伸縮振動。
1040-1160 cm-1 C-0-C stretching vibration of cellulose.

990cnr 1オレフィン性C−H変角振動。990cnr 1 Olefinic C-H bending vibration.

675−900 cm−1ベンゼン環の面外変角振動 (塩化メチレンに溶解後、食塩に塗布し、乾燥したもの
を測定した。) セルロースのOH基に基ず< 3450cm−1付近の
吸収はほとんど認められずほぼ三置換体であることを示
した。
675-900 cm-1 Out-of-plane bending vibration of benzene ring (measured after dissolving in methylene chloride, applying to common salt, and drying) Based on the OH group of cellulose, absorption near < 3450 cm-1 is almost non-existent. This was not observed, indicating that it was almost a trisubstituted product.

NMRスペクトル; 5.9−7.8ppm  桂皮酸
の部分のプロトン 3.2−5.5 ppm  セルロースのグルコース環
及び6位のメチレン のプロトン (これらの吸収の強度比は3:1であった)。
NMR spectrum; 5.9-7.8 ppm protons of the cinnamic acid moiety 3.2-5.5 ppm protons of the glucose ring and methylene at position 6 of cellulose (the intensity ratio of these absorptions was 3:1) .

元素分析 測定値;  C;60.93”、 H;4.68: 、
 N ;7.93%理論値;  C;62.42X、 
H;4.85X 、 N ;8.09X[(C2tH2
sN30s)nとして]このセルローストリシンナメー
トの分子量は次の通りであった。
Elemental analysis measurement values: C: 60.93", H: 4.68: ,
N; 7.93% theoretical value; C; 62.42X,
H; 4.85X, N; 8.09X [(C2tH2
sN30s)n] The molecular weight of this cellulose tricinnamate was as follows.

MN=7200.MW/MN=1.53 (、重合度1
3)実施例3 レーヨンを希塩酸中、1時間半90℃に加熱する冷却後
、ヂ過し、続いて水およびメタノールで洗浄する。得ら
れた低分子量セルロースをよく乾燥し、1.5gをはか
り取る。これに乾燥ピリジン60m1を加えて攪拌しな
がらベンゾイルクロリド11.7gをベンゼン5gに溶
解したものを滴下する。その後反応温度を80℃に1.
5時間、さらに100℃己こ上げ3時間反応する。反応
終了後15℃に冷却しメタノールに滴下し沈殿させる。
MN=7200. MW/MN=1.53 (, degree of polymerization 1
3) Example 3 Rayon is heated in dilute hydrochloric acid to 90° C. for one and a half hours. After cooling, it is filtered and subsequently washed with water and methanol. The obtained low molecular weight cellulose is thoroughly dried and 1.5 g is weighed out. To this was added 60 ml of dry pyridine, and while stirring, a solution of 11.7 g of benzoyl chloride dissolved in 5 g of benzene was added dropwise. After that, the reaction temperature was increased to 80°C.
The mixture was heated to 100° C. for 5 hours and then reacted for 3 hours. After the reaction is completed, the mixture is cooled to 15° C. and added dropwise to methanol for precipitation.

租生成物はデ過し、さらにメタノールで洗浄した後、乾
燥する。収量は4.3gであった。
The milled product is filtered, further washed with methanol, and then dried. The yield was 4.3g.

このセルローストリベンゾエートの分子量は次の通りで
あった。
The molecular weight of this cellulose tribenzoate was as follows.

MN=7700.聞/MN=1.40 (重合度16)
実施例4 微結晶セルロース(E、Merck製Avicel)を
よく乾燥し、25gをはかり取る。これに乾燥とリジン
500m1を加え、ゆフくり加熱しなからI)−)リル
イソシアナート100gを滴下するその後反応温度を1
10℃に上げ7時間反応する。反応終了後15℃に冷却
しメタノール20…1をゆっくり滴下する。−晩放置し
た後、メタノール3.21と水1.61の混合溶媒中に
移し沈殿させる。得られた租生成物は房過し、さらにメ
タノール200m lで洗浄した後、乾燥する。得られ
た淡褐色固体はMW/MN ”9.2であった。これを
アセトン500m lに溶解した後、再びエタノール4
1中に移し沈殿させる。沈殿した白色固体はf別して乾
燥させると81gあった。得られた白色固体はIRスペ
クトルおよびNMRスペクトルよりセルローストリス−
p−)リルカルバメートであることを確認した。分子量
は次の通りであった。
MN=7700. /MN=1.40 (degree of polymerization 16)
Example 4 Microcrystalline cellulose (E, Avicel manufactured by Merck) was thoroughly dried and 25 g was weighed out. Dry and add 500 ml of lysine to this, boil and heat, then dropwise add 100 g of lylisocyanate (I)-). Then, reduce the reaction temperature to 1
Raise the temperature to 10°C and react for 7 hours. After the reaction was completed, the mixture was cooled to 15° C. and 20.1 methanol was slowly added dropwise. - After standing overnight, it is transferred to a mixed solvent of 3.21 parts of methanol and 1.6 parts of water to precipitate. The obtained milled product is filtered, further washed with 200 ml of methanol, and then dried. The obtained light brown solid had a MW/MN of 9.2. After dissolving it in 500 ml of acetone, it was again dissolved in 4 ml of ethanol.
1 and precipitate. The precipitated white solid was 81 g after being separated and dried. The obtained white solid was found to be cellulose tris-
It was confirmed that it was p-)lyl carbamate. The molecular weights were as follows.

MN=51000.毘/MN=1.59 (i合皮91
)得られたセルローストリス−p−)リルカルバメート
のTHFからえられたドープは肉眼で観察すると見かけ
上濁っており、また玉虫色及びまたは真珠様を呈してい
た。また、直交偏光顕微鏡での観察ではT HF中のド
ープは少なくとも試料の一部分を光が透過した。
MN=51000. Bi/MN=1.59 (i synthetic leather 91
) The resulting dope obtained from THF of cellulose tris-p-)lyl carbamate appeared cloudy when observed with the naked eye, and had an iridescent and/or pearl-like appearance. Furthermore, when observed with an orthogonal polarization microscope, light transmitted through at least a portion of the sample in the THF dope.

実施例5 微結晶セルロース(1:Jlerck製Avicel)
をよく乾燥し、21.7gをはかり取る。これに乾燥ピ
リジン434m lを加え、ゆっくり加熱しなからp−
クロロフェニルイソシアナー) 100gを滴下するそ
の後反応温度を100℃に上げ、9時間反応する。反応
終了後15℃に冷却しメタノール70m1をゆっくり滴
下する。−晩放置した後、メタノール−水(1:1)混
合溶媒61中に移し沈殿させる。得られた租生成物はI
過し、さらにメタノール−水(1:1)混合溶媒11で
洗浄した後乾燥する、この粗生成物はMW/MN=9.
95であった。これを再び、アセトン500m lに溶
解し、エタノール−水(10: l)混合溶媒3.85
1に沈殿させる。沈殿物はア過し、乾燥させると均一な
ポリマーが56g得られた。
Example 5 Microcrystalline cellulose (1: Avicel manufactured by Jlerck)
Dry thoroughly and weigh out 21.7 g. Add 434 ml of dry pyridine to this, and slowly heat until the p-
After dropping 100 g of chlorophenylisocyaner, the reaction temperature was raised to 100°C and the reaction was continued for 9 hours. After the reaction was completed, the mixture was cooled to 15° C. and 70 ml of methanol was slowly added dropwise. - After standing overnight, the mixture is transferred to methanol-water (1:1) mixed solvent 61 to precipitate. The obtained product is I
This crude product, which is filtered, further washed with 11 methanol-water (1:1) mixed solvent, and then dried, has a MW/MN=9.
It was 95. This was dissolved again in 500 ml of acetone, and 3.85 ml of ethanol-water (10: 1) mixed solvent was added.
1. The precipitate was filtered and dried to yield 56 g of homogeneous polymer.

分子量は次の通りであった。The molecular weights were as follows.

MN”45900 、爪/MN=1.73 (重合度7
4)実施例6 微結晶セルロース(E、Merck製Avicel)を
よく乾燥し、15.8gを7,1かり取る。これに乾燥
ピリジン300m lを加え、ゆっくり加熱しなから3
,5−キシリルイソシアナート65gを滴下するその後
反応温度を95℃に上げ5時間反応する。反応終了後1
5℃に冷却しメタノール130m lをゆっくり滴下す
る。−晩装置した後、メタノール51中に移し沈殿させ
る。得られた粗生成物は房過し、さらにメタノール 1
1で洗浄した後、乾燥する。再び、アセトン500m 
lに溶解し、エタノール31に加えて沈殿させる。沈殿
物は濾過し、乾燥させると均一なポリマーが45.6g
得られた。一方、f液を留去して得られる固形物は5.
78であった。
MN”45900, nail/MN=1.73 (degree of polymerization 7
4) Example 6 Microcrystalline cellulose (E, Avicel manufactured by Merck) was thoroughly dried and 15.8 g was weighed in 7.1 portions. Add 300 ml of dry pyridine to this and heat slowly for 30 minutes.
, 65 g of 5-xylyl isocyanate were added dropwise, and then the reaction temperature was raised to 95°C and the reaction was continued for 5 hours. After the reaction 1
Cool to 5°C and slowly add 130ml of methanol dropwise. - After incubation overnight, transfer to methanol 51 and precipitate. The obtained crude product was filtered and further mixed with methanol 1
After washing with step 1, dry. Again, 500m of acetone
1 and added to ethanol 31 to precipitate. The precipitate is filtered and dried to yield 45.6g of homogeneous polymer.
Obtained. On the other hand, the solid matter obtained by distilling off the f liquid is 5.
It was 78.

分子型は次の通りであった。The molecular types were as follows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 酸性水溶液中加熱して低分子量化したセルロースを分子
量が変化しない温和な条件で誘導体化した後、含水もし
くは無水有機溶媒中で再沈殿させて分子量の異なる成分
を分別することを特徴とする重合度が5乃至400で、
数平均分子量/重量平均分子量の比が3以下の分子量分
布の狭い低分子量セルロース誘導体の製法。
A degree of polymerization characterized by derivatizing cellulose that has been heated in an acidic aqueous solution to reduce its molecular weight under mild conditions where the molecular weight does not change, and then re-precipitating in a water-containing or anhydrous organic solvent to separate components with different molecular weights. is 5 to 400,
A method for producing a low molecular weight cellulose derivative with a narrow molecular weight distribution and a number average molecular weight/weight average molecular weight ratio of 3 or less.
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