JPS6321681B2 - - Google Patents

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JPS6321681B2
JPS6321681B2 JP7548380A JP7548380A JPS6321681B2 JP S6321681 B2 JPS6321681 B2 JP S6321681B2 JP 7548380 A JP7548380 A JP 7548380A JP 7548380 A JP7548380 A JP 7548380A JP S6321681 B2 JPS6321681 B2 JP S6321681B2
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JP
Japan
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wood
cellulose
wood flour
methanol
solvent
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JPS572301A (en
Inventor
Nobuo Shiraishi
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木材から直接セルロース誘導体を製造
する方法に関するものである。より詳しくは本発
明は、化学的に木材を改質したのち有機溶剤を分
離剤として使用して高収率でセルロース誘導体を
うる新規なセルロース誘導体の製造法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing cellulose derivatives directly from wood. More specifically, the present invention is a novel method for producing cellulose derivatives in which the cellulose derivatives are obtained in high yield by chemically modifying wood and then using an organic solvent as a separating agent.

セルロース誘導体の調製は従来、木綿(コツト
ン)リンター精製物および木材からの溶解パルプ
の誘導体化により行なわれており、木材から直接
セルロース誘導体を得ようとする試みはほとんど
なされていない。数少ない例の一つとして木材中
のセルロースの天然状態の分子量を定量する目的
で、木材を混酸ニトロ化剤で直接ニトロ化し、ニ
トロ化中に酸化されて劣化し、低分子量化したニ
トロ化リグニンをまずメタノールで抽出し、次い
でニトロセルロースをアセトンで抽出して得てい
る例がある。
Cellulose derivatives have conventionally been prepared by derivatizing purified cotton linters and dissolving pulp from wood, and there have been few attempts to obtain cellulose derivatives directly from wood. As one of the few examples, in order to quantify the molecular weight of cellulose in the natural state in wood, wood was directly nitrated with a mixed acid nitrating agent, and the nitrated lignin, which was oxidized and degraded during nitration and had a lower molecular weight, was There is an example of first extracting with methanol and then extracting nitrocellulose with acetone.

この反応例ではリグニンが反応中著しく分解さ
れ、アルコールでリグニンの抽出が可能になり、
従つて当該セルロース誘導体が残存する形になる
という特異な系とみなされて来た。しかしこの手
法は、樹種選択性が著しく高く、針葉樹特に落葉
松(カラマツ)での検討が目立つものであり、ま
た水の混入による発熱などによる反応中の爆発、
不注意な乾燥操作による爆発などの危険が実験段
階でも生じており、一般的なニトロセルロース調
製法とはなつていない。
In this reaction example, lignin is significantly decomposed during the reaction, making it possible to extract lignin with alcohol.
Therefore, it has been regarded as a unique system in which the cellulose derivative remains in a residual form. However, this method has extremely high tree species selectivity, and studies on coniferous trees, especially deciduous pine (larch), are notable.
Risks such as explosions due to careless drying operations have occurred even during the experimental stage, and this method has not become a common method for preparing nitrocellulose.

木綿リンターは木材パルプに比べて高価である
がa―セルロース純度が本来高く(天然状態で約
90%)、良質のセルロース誘導体が得られること
から、セルロース誘導体の製造原料として重きが
置かれている。一方木材からの溶解パルプ製造法
としては亜硫酸パルプ化―アルカリ精製法がより
広く用いられているが、この亜硫酸法にはいくつ
かの欠点がある。すなわち、1)使用できる樹種
が限定される、2)蒸解廃液中の薬品の回収や木
材成分の利用が困難であり、これを排出すると河
川汚濁の原因となる。3)製造方法が量産、自動
化に適しない、4)パルプ品質、特に紙の強度が
クラフト法のそれに劣ることなどである。また、
クラフト法では、廃液を濃縮し、有機物を熱源と
して燃焼、残る無機物を蒸解薬液として回収再利
用しているが、この方法においても廃液濃縮に多
大のエネルギーを要する等の欠点がある。
Cotton linters are more expensive than wood pulp, but a-cellulose purity is inherently high (approx.
90%), and because it yields high-quality cellulose derivatives, it is valued as a raw material for the production of cellulose derivatives. On the other hand, as a method for producing dissolving pulp from wood, the sulfite pulping-alkali refining method is more widely used, but this sulfite method has several drawbacks. Namely, 1) the types of trees that can be used are limited, and 2) it is difficult to recover chemicals and utilize wood components in the cooking waste, and discharging this will cause river pollution. 3) The manufacturing method is not suitable for mass production or automation; 4) The pulp quality, especially the strength of the paper, is inferior to that of the Kraft method. Also,
In the Kraft method, the waste liquid is concentrated, the organic matter is used as a heat source to burn it, and the remaining inorganic matter is recovered and reused as a cooking chemical, but this method also has drawbacks, such as requiring a large amount of energy to concentrate the waste liquid.

以上のように、従来木材を原料としてセルロー
ス誘導体を調製するためには、あらかじめ木材よ
りセルロースを分離し、次いで誘導体化するとい
う手順で行なわれており、またセルロース以外の
木材成分の利用が困難であるという欠点を持つて
いる。本発明はこれらの繁雑なパルプ製造工程を
省略し、木材から直接セルロース誘導体を製造
し、しかも木材中に含まれるセルロース以外の成
分を有効に活用できる状態で分離取得する方法を
提供するものである。
As mentioned above, in order to prepare cellulose derivatives using wood as a raw material, the conventional procedure is to separate cellulose from wood and then derivatize it, and it is difficult to use wood components other than cellulose. It has some drawbacks. The present invention provides a method for omitting these complicated pulp manufacturing steps, producing cellulose derivatives directly from wood, and separating and obtaining components in a state that can effectively utilize components other than cellulose contained in wood. .

すなわち、本発明は水酸基の一部に少なくとも
一種の有機基を導入した木材を、加熱した後低級
脂肪族アルコールで処理し、不溶成分としてセル
ロース誘導体を分離することを特徴とするセルロ
ース誘導体の製造法である。
That is, the present invention provides a method for producing cellulose derivatives, which comprises heating wood into which at least one type of organic group has been introduced into some of the hydroxyl groups, and then treating it with a lower aliphatic alcohol to separate the cellulose derivative as an insoluble component. It is.

本発明で用いる予め有機基を導入した木材、好
ましくは粉砕された木材(以下木粉という)とは
木粉をある種の改質剤で処理することにより、木
粉中に含まれているセルロース、ヘミセルロー
ス、リグニンなどの化学成分中の水酸基の少なく
とも一部に化学反応を生起せしめ、具体的には水
素原子を少なくとも一種の有機基で置換して成る
変性された木粉である。
Wood into which organic groups have been introduced in advance, preferably pulverized wood (hereinafter referred to as wood flour), used in the present invention refers to the wood that has been treated with a certain type of modifier to obtain the cellulose contained in the wood flour. It is a modified wood flour made by causing a chemical reaction in at least some of the hydroxyl groups in chemical components such as , hemicellulose, and lignin, and specifically replacing hydrogen atoms with at least one type of organic group.

ここで処理されるべき木粉の原木、樹種にはと
くに制限がないが、改質処理を受けやすいという
意味では材質が柔らかいものや、均質粉末が入手
しやすいものが好ましい。
There are no particular restrictions on the raw wood or tree species of the wood powder to be treated here, but in the sense that it is easy to undergo modification treatment, it is preferable to use soft materials or materials for which homogeneous powder is easily available.

木粉はとくに著しく微粉末にする必要がなく20
〜60メツシユ程度で十分である。
Wood flour does not need to be made into a particularly fine powder20
~60 meters is sufficient.

木粉の改質処理は、原理的には木材組識を膨潤
させるか、反応の進行とともに木材中の成分の誘
導体を膨潤あるいは木材組識内で溶解させる溶媒
あるいは反応試剤・溶剤の存在下で、木粉の水酸
基と反応しうる化合物(改質剤)を作用させ、水
酸基の水素原子を置換して改質剤の有機基を導入
することにより行なわれる。
In principle, wood flour modification treatment is carried out in the presence of a solvent or a reaction agent/solvent that swells the wood structure or causes derivatives of components in the wood to swell or dissolve within the wood structure as the reaction progresses. This is carried out by reacting a compound (modifying agent) that can react with the hydroxyl groups of wood flour, replacing the hydrogen atoms of the hydroxyl groups, and introducing the organic groups of the modifier.

木粉に導入される有機基の種類及び導入に使用
される反応は、目的とするセルロース誘導体の種
類により選択されることは云うまでもないが、比
較的容易に採用される反応としては水酸基のエス
テル化ないしはエーテル化である。
It goes without saying that the type of organic group to be introduced into wood flour and the reaction used for the introduction are selected depending on the type of cellulose derivative intended, but a reaction that is relatively easily adopted is the reaction of hydroxyl groups. Esterification or etherification.

エステル化には酸ハロゲン化物、酸無水物およ
び脂肪酸など各種酸が、またエーテル化には塩化
メチル、塩化エチル、エチレンクロルヒドリンな
どハロゲン化物、エチレンオキシドなどエポキシ
化合物、クロル酢酸塩、硫酸ジメチル、硫酸ジエ
チル、チタニウムアルキレートなどの有機金属化
合物などが改質剤として使用される。また、これ
らの反応では前者で硫酸、ピリジン、塩化亜塩な
ど、後者でカ性ソーダなどアルカリなどが触媒と
して用いられる場合もある。導入される有機基の
好適剤としてはアセチル基、プロピオニル基、ブ
チル基、バレロイル基、カプロイル基、カプリロ
イル基、ラウロイル基、パルミトイル基、ステア
ロイル基などの脂肪酸アシル基、ベンゾイル基な
どの芳香族アシル基、メチル基、エチル基など短
鎖アルキル基、カルボキシメチル基、ベンジル基
およびポリオキシメチレン基、ポリアルキレング
リコール基など、ペンチル基、オクチル基、ドデ
シル基などの長鎖アルキル基および類縁基などが
挙げられる。さらに、これらの有機基の2種以上
を、たとえばアセチル基とブチリル基を導入する
ことも可能である。
Various acids such as acid halides, acid anhydrides, and fatty acids are used for esterification, and halides such as methyl chloride, ethyl chloride, and ethylene chlorohydrin, epoxy compounds such as ethylene oxide, chloroacetate, dimethyl sulfate, and sulfuric acid are used for etherification. Organometallic compounds such as diethyl and titanium alkylate are used as modifiers. In addition, in these reactions, sulfuric acid, pyridine, subchloride, etc. may be used as catalysts in the former case, and alkalis such as caustic soda may be used as catalysts in the latter case. Preferred organic groups to be introduced include fatty acid acyl groups such as acetyl, propionyl, butyl, valeroyl, caproyl, capryloyl, lauroyl, palmitoyl, and stearoyl groups, and aromatic acyl groups such as benzoyl. , short chain alkyl groups such as methyl group, ethyl group, carboxymethyl group, benzyl group, polyoxymethylene group, polyalkylene glycol group, long chain alkyl group such as pentyl group, octyl group, dodecyl group, and similar groups. It will be done. Furthermore, it is also possible to introduce two or more of these organic groups, such as an acetyl group and a butyryl group.

有機基の導入を円滑にするための反応中および
反応に先立つ木材の膨潤は通常溶媒あるいは水な
いしそれらの溶液を用いるが、処理すべき木材組
識の凝集緻密度や置換の程度および反応種によ
り、溶媒の種類、処理条件などを適宜選択するこ
とが出来る。
Swelling of wood during and prior to the reaction to facilitate the introduction of organic groups usually uses a solvent, water, or a solution thereof, but depending on the agglomeration density of the wood structure to be treated, degree of substitution, and reactive species , the type of solvent, processing conditions, etc. can be selected as appropriate.

このような処理により得られる有機基の導入に
よつて改質された木粉の性質、特に加熱処理、溶
出処理によるセルロース以外の成分の分離の容易
さは有機基の種類および水酸基の置換率によつて
異なる。木材中の水酸基の置換率は置換基モラリ
テイーで表わすのが便利である。すなわち木材
1000gについて置換により導入された置換基のモ
ル数により表わされる。因に純セルロースについ
て云えば完全置換が行なわれた場合置換基モラリ
テイーは約18.5であり、木材がリグニン30%、ヘ
ミセルロース25%、セルロース45%で構成されて
いると仮定した場合100%置換を行なつた場合の
置換基モラリテイーは約13.0となる。
The properties of wood flour modified by the introduction of organic groups obtained through such treatments, especially the ease with which components other than cellulose can be separated by heat treatment and elution treatment, depend on the type of organic groups and the substitution rate of hydroxyl groups. It's different. It is convenient to express the substitution rate of hydroxyl groups in wood in terms of substituent morality. i.e. wood
It is expressed by the number of moles of substituents introduced by substitution per 1000 g. For pure cellulose, if complete substitution is performed, the substituent morality is approximately 18.5, and if wood is composed of 30% lignin, 25% hemicellulose, and 45% cellulose, then 100% substitution will result. The substituent morality in the case of aging is approximately 13.0.

本発明においては後続の処理工程を容易にする
ためにも置換基モラリテイーは8以上にすること
が望ましい。
In the present invention, the substituent morality is preferably 8 or more in order to facilitate subsequent processing steps.

有機基の導入の際使用する溶剤および膨潤剤
(反応剤と組合せて膨潤効果が大きくなる場合は
反応剤も含む)の好適例としては、N2O4―ジメ
チルホルムアミド系、トリクロロ酢酸―クロロホ
ルム系、トリクロロ酢酸―ベンゼン系、SO2―ジ
エチルアミン―ジメチルスルホキシド系、パラフ
オルムアルデヒド―ジメチルスルホキシド系、ジ
メチルホルムアミドなどジアルキルアミド、トリ
クロロ酢酸、氷酢酸、塩化エチレン、尿素―硫酸
アンモニウム系、硫酸アンモニウム―ジメチルホ
ルムアミド系、酢酸カリウム―無水酸系、酢酸カ
リウム―ジメチルホルムアミド系、カ性ソーダー
水系などが挙げられる。木粉の改質条件にもとく
に制限がないが、代表的な手段は木粉と溶剤の混
合物を室温あるいは所定温度で撹拌し、これに改
質剤および場合により触媒を連続的あるいは一時
に添加して、室温あるいは150℃以下の所定温度
で、所望の有機基が、所望割合導入するまで反応
させた後、溶媒を除去して木粉を十分に洗浄、乾
燥する方法である。
Suitable examples of the solvent and swelling agent (including the reactant if the swelling effect increases when combined with the reactant) used when introducing an organic group include N 2 O 4 -dimethylformamide type, trichloroacetic acid-chloroform type. , trichloroacetic acid-benzene series, SO 2 -diethylamine-dimethylsulfoxide series, paraformaldehyde-dimethylsulfoxide series, dialkylamides such as dimethylformamide, trichloroacetic acid, glacial acetic acid, ethylene chloride, urea-ammonium sulfate series, ammonium sulfate-dimethylformamide series, Examples include potassium acetate-anhydrous acid system, potassium acetate-dimethylformamide system, and caustic soda water system. There are no particular restrictions on the conditions for modifying wood flour, but a typical method is to stir a mixture of wood flour and a solvent at room temperature or a predetermined temperature, and then add a modifier and optionally a catalyst continuously or all at once. This method involves reacting at room temperature or at a predetermined temperature of 150° C. or lower until the desired proportion of the desired organic groups is introduced, and then removing the solvent and thoroughly washing and drying the wood flour.

このようにして得られた改質木粉は加熱処理に
よりセルロース誘導体とセルロース以外の成分と
の分離が容易になるように変性される。この加熱
処理は通常100℃以上好ましくは200℃以上の温度
で行なう。この加熱処理は改質木粉を直接加熱し
て、場合により木粉を溶融させると云つた方法で
実施することもできるが、適当な有機溶媒中で行
なうのも好ましい方法である。
The modified wood flour thus obtained is modified by heat treatment so that the cellulose derivative and components other than cellulose can be easily separated. This heat treatment is usually carried out at a temperature of 100°C or higher, preferably 200°C or higher. Although this heat treatment can be carried out by directly heating the modified wood flour and possibly melting the wood flour, it is also preferable to carry out the heat treatment in a suitable organic solvent.

有機基の導入された改質木粉は有機溶剤に対す
る溶解性、親和性が改良されているため、それぞ
れ改質の方法、程度および溶媒の種類によつて異
なるが、有機溶媒に完全にあるいは高度に溶解し
たり、また膨潤したりする。最も好ましくは改質
木粉を完全に溶解する溶媒を用いて、その中で加
熱処理を行なうのが良い。この場合は得られた溶
液を低級脂肪族アルコールで処理すれば容易にセ
ルロース誘導体を不溶成分として分離することが
できる。
Modified wood flour with organic groups has improved solubility and affinity for organic solvents, so it is completely or highly resistant to organic solvents, depending on the modification method, degree, and type of solvent. dissolves in or swells. Most preferably, the heat treatment is performed in a solvent that completely dissolves the modified wood flour. In this case, the cellulose derivative can be easily separated as an insoluble component by treating the resulting solution with a lower aliphatic alcohol.

加熱処理工程で好ましく用いられる有機溶媒と
しては中性のものが好ましく、また2種以上の有
機溶媒の混合物であつてもよい。例えば、脂肪族
アシル化木粉の場合、ベンジルエーテル、スチレ
ンオキサイド(1,2―エポキシエチルベンゼ
ン)、n―ブチルアセテート―アセトン系、テト
ラヒドロフラン―アセトン系、ベンゼン―アセト
ン系、イソプロピルエーテル―エチレングリコー
ル系が特に好ましく、ジメチルスルホキシド、エ
チルベンゼン、ベンゾイルクロライド、エピクロ
ルヒドリン、キシレン―ピリジン系、クロルベン
ゼン―メチルセロソルブ系、テトラヒドロフラン
―ピリジン系なども使用することができる。
The organic solvent preferably used in the heat treatment step is preferably neutral, and may be a mixture of two or more organic solvents. For example, in the case of aliphatic acylated wood flour, benzyl ether, styrene oxide (1,2-epoxyethylbenzene), n-butyl acetate-acetone, tetrahydrofuran-acetone, benzene-acetone, and isopropyl ether-ethylene glycol are used. Particularly preferred are dimethyl sulfoxide, ethylbenzene, benzoyl chloride, epichlorohydrin, xylene-pyridine, chlorobenzene-methylcellosolve, tetrahydrofuran-pyridine, and the like.

溶媒の沸点以上に加熱するときは、耐圧容器中
で行なうこともできる。
When heating to a temperature higher than the boiling point of the solvent, it can also be carried out in a pressure-resistant container.

場合により加熱処理工程で用いる有機溶媒とし
て低級脂肪族アルコールを採用し、加熱処理と同
時に改質木粉中の非セルロース成分を液相に移
し、不溶成分としてセルロース誘導体を分離取得
することも可能である。この場合かなりの高温と
長い加熱時間、一般には高い有機基の置換率が必
要とされる。
In some cases, it is also possible to use a lower aliphatic alcohol as the organic solvent used in the heat treatment process, transfer the non-cellulose components in the modified wood flour to the liquid phase at the same time as the heat treatment, and separate and obtain cellulose derivatives as insoluble components. be. In this case, fairly high temperatures and long heating times are required, and generally a high substitution rate of organic groups is required.

他方、改質木粉を適切な温度でそれぞれ加熱す
ることにより、溶融させることも可能である。た
とえば、脂肪族アシル化木粉ではアセチル化、プ
ロピオニル化木粉で300〜320℃、より高級アシル
化木粉で250℃程度の温度で短時間(数分)処理
すると溶融が認められる。
On the other hand, it is also possible to melt the modified wood flour by respectively heating it at a suitable temperature. For example, aliphatic acylated wood flour can be melted when treated for a short time (several minutes) at a temperature of 300 to 320°C for acetylated or propionylated wood flour, and about 250°C for higher acylated wood flour.

加熱処理を施された改質木粉は、溶液、膨潤状
態、もしくは溶融物の形で低級脂肪族アルコール
で処理することにより沈でんないし固形物として
セルロース誘導体を溶液ないし抽出物としてリグ
ニン、ヘミセルロースおよびその他木材成分の誘
導体の混合物に別けることが出来る。たとえば、
低級アシル化木粉の溶液をメタノール中に投入す
ることにより、改質木材の約45%が沈でん区分
に、また55%が溶解区分に入る。前者がセルロー
スの低級アシレート、また後者がセルロースアシ
レート以外の木材成分に由来することが確かめら
れた。
The heat-treated modified wood flour can be treated with lower aliphatic alcohols in solution, swollen state, or melt form to produce cellulose derivatives as precipitates or solids, such as lignin, hemicellulose, and others as solutions or extracts. It can be divided into mixtures of derivatives of wood components. for example,
By introducing a solution of lower acylated wood flour into methanol, about 45% of the modified wood falls into the sedimentation category and 55% into the dissolution category. It was confirmed that the former was derived from a lower acylate of cellulose, and the latter was derived from a wood component other than cellulose acylate.

ここで使用される低級脂肪族アルコールとして
はメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノールなど炭素数1〜4程度の脂肪族アルコール
を挙げることができる。
Examples of lower aliphatic alcohols used here include aliphatic alcohols having about 1 to 4 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, and butanol.

本発明により得られるセルロース誘導体はその
誘導体として95%以上の純度をもち、必要に応じ
て分別沈でん法、液体クロマトグラフイー法など
通常の手法により精製も可能である。すなわち、
これまで行なわれていない木材より直接セルロー
ス誘導体を得る手法であるといえる。
The cellulose derivative obtained by the present invention has a purity of 95% or more as a derivative thereof, and can be purified by conventional methods such as fractional precipitation and liquid chromatography, if necessary. That is,
It can be said that this is a method of obtaining cellulose derivatives directly from wood, which has not been done before.

他方、セルロース誘導体から分離され、炭化水
素やアルコールに溶解状態で得られるリグニン、
ヘミセルロースおよびその他木材成分誘導体はそ
のまま、あるいは溶媒の溜去による回収の後、単
独で、または架橋剤など反応性化合物、合成高分
子など混合剤、その他の添加の下で、成形材料、
接着剤などとして利用しうる外、その溶液そのも
のを液体燃料として用いることも可能である。こ
れらはパルプ工業、セルロース誘導体工業の現状
では木材のセルロース区分が主として利用され、
他の成分の多くは廃棄物として取扱われており、
その利用が望まれるにも拘わらず十分に進みえな
いでいることを考えると意義が大きい。
On the other hand, lignin, which is separated from cellulose derivatives and obtained dissolved in hydrocarbons or alcohol,
Hemicellulose and other wood component derivatives can be used as they are, or after being recovered by distillation of the solvent, used alone or with the addition of reactive compounds such as crosslinking agents, mixtures such as synthetic polymers, or other additives to molding materials.
In addition to being used as an adhesive, the solution itself can also be used as a liquid fuel. Currently, the pulp and cellulose derivative industries mainly use the cellulose section of wood.
Many of the other ingredients are treated as waste,
This is of great significance considering that although its use is desired, progress has not been made sufficiently.

なお、溶解したリグニン、ヘミセルロース成分
を液体燃料として使用する場合は、加熱処理の温
度を高くするか、処理時間を長くするか、あるい
は弱酸を微量加えて処理することにより、溶解量
を増大させ、液体燃料の溶液としての安定性など
を向上させることが可能である。
In addition, when using dissolved lignin and hemicellulose components as a liquid fuel, the amount dissolved can be increased by increasing the heat treatment temperature, lengthening the treatment time, or adding a small amount of weak acid. It is possible to improve the stability of liquid fuel as a solution.

本発明の改質木材よりセルロース誘導体を直接
物理化学的手法で得る方法は従来存在しなかつた
ものであり、加うるに、従来問題となつて来た木
材のパルプ化の際の廃液の利用法において格段の
利点を見いだしうるものである。特にセルロース
誘導体以外の成分が最終的にアルコール溶解状態
でもたらされることから、木材の液体燃料化とい
う側面を持ち、今後のバイオマス技術の進歩に伴
うアルコール燃料の実用化が期待されている現在
意義が見い出される。
The method of obtaining cellulose derivatives from the modified wood of the present invention by direct physicochemical methods has never existed, and in addition, it solves the problem of using waste liquid from pulping wood, which has been a problem in the past. It is possible to find significant advantages in this. In particular, since components other than cellulose derivatives are ultimately obtained in an alcohol-dissolved state, it has the potential to turn wood into liquid fuel, and is currently significant as alcohol fuels are expected to be put into practical use as biomass technology advances in the future. be discovered.

以下に実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。
The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例 1 予め無水トリフルオル酢酸38ミリモル(5.4
ml)、ラウリン酸40ミリモルおよびベンゼン20ml
を混合し、30℃で1時間放置、予備反応(熟成)
させたのちに、絶乾の木粉(40〜60メツシユ、カ
バ辺材)1gを投入し、密栓して30℃で24時間放
置、反応させた。
Example 1 38 mmol of trifluoroacetic anhydride (5.4
ml), lauric acid 40 mmol and benzene 20 ml
Mix and leave at 30℃ for 1 hour for preliminary reaction (ripening)
After this, 1 g of bone dry wood flour (40 to 60 mesh, birch sapwood) was added, the container was tightly stoppered, and left at 30° C. for 24 hours to react.

反応後メタノール約20mlを加え、過剰のアシル
化試薬を分解した後、ソツクスレー抽出用G―2
グラスフイルターで集、数回メタノールを注い
で洗浄し、次いで24時間メタノールによるソツク
スレー抽出を行つた。その後、送風乾燥さらに一
昼夜70℃で真空乾燥して改質木粉2.4gを得た。
After the reaction, add about 20ml of methanol to decompose the excess acylation reagent, and then add G-2 for Soxhlet extraction.
It was collected with a glass filter, washed several times with methanol, and then subjected to Soxhlet extraction with methanol for 24 hours. Thereafter, the mixture was air-dried and then vacuum-dried at 70°C for one day and night to obtain 2.4 g of modified wood flour.

上で得た改質木粉0.1gを試験管にとりベンジ
ルエーテル10mlを加えて250℃の油浴中で加熱し
た。改質木粉は約30分の加熱で溶解し淡黄色の透
明な溶液が得られた。この溶液を過剰のメタノー
ル中に投入すると白色の沈でんが生じた。沈でん
を別により回収しゲルパーミエーシヨン分析に
より分子量の推定を行なつた。すなわち、
WhatmanセルロースCF―11のラウロイル化によ
り得た平均分子量(重量)125000のセルロースト
リラウレートを標品として、そのゲルパーミエー
シヨン曲線と比較したところ上で得られたセルロ
ース誘導体の分子量は標品のそれとほぼ同等であ
ることが解つた。
0.1 g of the modified wood flour obtained above was placed in a test tube, 10 ml of benzyl ether was added thereto, and the mixture was heated in an oil bath at 250°C. The modified wood flour was dissolved by heating for about 30 minutes, and a pale yellow transparent solution was obtained. When this solution was poured into excess methanol, a white precipitate formed. The precipitate was collected separately and its molecular weight was estimated by gel permeation analysis. That is,
Cellulose trilaurate with an average molecular weight (weight) of 125,000 obtained by lauroylation of Whatman cellulose CF-11 was used as a standard and compared with its gel permeation curve. The molecular weight of the cellulose derivative obtained above was that of the standard. It turns out that it is almost the same.

また、赤外吸収スペクトルおよび核磁気共鳴ス
ペクトルにより上で得られた沈でんがセルロース
ラウレート(置換基モラリテイー:11.2)である
ことが確認された。リグニン成分から由来すると
思われる成分は極めて少なく、赤外吸収スペクト
ルに1500および1600cm-1の微小なシグナルを示し
ているが、核磁気共鳴スペクトルでは全く検知さ
れなかつた。
Further, it was confirmed by infrared absorption spectrum and nuclear magnetic resonance spectrum that the precipitate obtained above was cellulose laurate (substituent morality: 11.2). The amount of components thought to be derived from lignin components was extremely small, showing minute signals at 1500 and 1600 cm -1 in the infrared absorption spectrum, but was not detected at all in the nuclear magnetic resonance spectrum.

これらの結果より、一度250℃近傍の温度でベ
ンジルエーテルに溶解した後、メタノール沈でん
区分として回収される改質木材成分は少量(5%
以下)のリグニン誘導体を含むセルロースラウレ
ートであること、その他の成分はメタノール中に
溶解したままであることが結論できる。このこと
は改質木材中より簡単にセルロース誘導体を分取
し、その他の成分はメタノール溶液として利用で
きることを示している。
From these results, the modified wood component recovered as a methanol precipitate fraction after being dissolved in benzyl ether at a temperature around 250°C is small (5%).
It can be concluded that the cellulose laurate contains the lignin derivative (below), and that the other components remain dissolved in methanol. This shows that the cellulose derivative can be easily separated from the modified wood and the other components can be used as a methanol solution.

実施例 2 絶乾の木粉(40〜60メツシユ、カバ辺材)5
g、ラウロイルクロライド22ml(20.8g;95ミリ
モル)、ピリジン9ml(8.8g;111.8ミリモル)
およびジメチルホルムアミド70mlを三角フラスコ
に採り、冷却管を取りつけ100℃で6時間反応さ
せた。
Example 2 Bone dry wood flour (40-60 mesh, birch sapwood) 5
g, lauroyl chloride 22 ml (20.8 g; 95 mmol), pyridine 9 ml (8.8 g; 111.8 mmol)
and 70 ml of dimethylformamide were placed in an Erlenmeyer flask, a condenser was attached, and the flask was reacted at 100°C for 6 hours.

反応後、反応液を約500mlのメタノール中に投
入し、未反応アシル化剤および溶剤を改質木粉中
より粗く抽出した後、エタノールによるソツクス
レー抽出を24時間行つた。その後送風乾燥さらに
一昼夜70℃で真空乾燥して13.3gの改質木粉を得
た。
After the reaction, the reaction solution was poured into about 500 ml of methanol, and after roughly extracting the unreacted acylating agent and solvent from the modified wood flour, Soxhlet extraction with ethanol was performed for 24 hours. Thereafter, it was air-dried and then vacuum-dried at 70°C for one day and night to obtain 13.3 g of modified wood flour.

この改質木粉0.5gを採りアセトン―ベンゼン
(1:1容)混合溶媒10mlと混合、耐圧容器を用
い250℃で90分処理し5%溶液を得た。次にごく
少量の不溶解成分は過により除去した。
0.5 g of this modified wood flour was taken, mixed with 10 ml of acetone-benzene (1:1 volume) mixed solvent, and treated at 250°C for 90 minutes using a pressure vessel to obtain a 5% solution. Next, a very small amount of undissolved components were removed by filtration.

この溶液をメタノール中に投入したところ黄白
色の沈でん0.18gを生じた。この沈でんを赤外吸
収スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、ゲルパー
ミエーシヨン分析により分析したところ高純度の
置換基モラリテイー11.0のラウリルセルロースで
あつて、高分子量を保持していることが確認され
た。
When this solution was poured into methanol, 0.18 g of yellowish white precipitate was produced. When this precipitate was analyzed by infrared absorption spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and gel permeation analysis, it was confirmed that it was highly purified laurylcellulose with a substituent morality of 11.0 and maintained a high molecular weight.

一方得られたメタノール溶液はUV検出ゲルパ
ーミエーシヨン分析の結果低分子量化したリグニ
ン成分を多く含むことが確認された。この溶液は
安定で室温で放置しても溶質の析出、ゲル化など
の現象は認められなかつた。
On the other hand, as a result of UV detection gel permeation analysis, it was confirmed that the obtained methanol solution contained a large amount of lignin components with low molecular weight. This solution was stable and no phenomena such as solute precipitation or gelation were observed even when it was left at room temperature.

実施例 3 木粉(40〜60メツシユ、カバ辺材)1gを尿素
―硫酸アンモニウム、それぞれ10重量%を含む水
溶液に浸漬し、24時間放置後別乾燥した。得ら
れた前処理済木粉にジメチルホルムアミド7mlと
無水酢酸3.4mlを加え冷却管を付した三角フラス
コ中で85℃15分間反応させた。
Example 3 1 g of wood flour (40 to 60 mesh, birch sapwood) was immersed in an aqueous solution containing 10% by weight of each of urea and ammonium sulfate, left for 24 hours, and then dried separately. 7 ml of dimethylformamide and 3.4 ml of acetic anhydride were added to the obtained pretreated wood flour, and the mixture was reacted at 85° C. for 15 minutes in an Erlenmeyer flask equipped with a cooling tube.

反応後、反応液を約300mlのメタノール中に投
入しアセチル化剤、触媒および溶剤を抽出し、
別後十分水洗した。その後送風乾燥さらに一夜70
℃で真空乾燥して改質木粉(アセチル化木粉)
1.42gを得た。得られたアセチル化木粉に15gの
ベンジルエーテルを加え280℃で約30分間加熱処
理するとアセチル化木粉は完全に溶解して淡黄色
の透明な溶液が得られた。この溶液は室温で放置
することによりゲルが析出するが約80℃の加熱で
再び透明な溶液となる。この溶液をメタノール中
に投ずることにより、黄白色の固体がメタノール
不溶液成分として析出する。
After the reaction, the reaction solution was poured into about 300ml of methanol to extract the acetylating agent, catalyst and solvent.
After separation, it was thoroughly washed with water. After that, air drying for another night 70
Modified wood flour (acetylated wood flour) by vacuum drying at °C
1.42g was obtained. When 15 g of benzyl ether was added to the obtained acetylated wood flour and heated at 280°C for about 30 minutes, the acetylated wood flour was completely dissolved and a pale yellow transparent solution was obtained. When this solution is left at room temperature, a gel precipitates, but when heated to about 80°C, it becomes a transparent solution again. By pouring this solution into methanol, a yellowish white solid is precipitated as a methanol-insoluble component.

このものは赤外吸収スペクトルおよび核磁気共
鳴スペクトルにより置換基モラリテイ10.9のセル
ロースアセテートであることが確認された。
This product was confirmed to be cellulose acetate with a substituent morality of 10.9 by infrared absorption spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy.

実施例 4 無水トリフルオル酢酸60.9g(0.29モル)、ラ
ウリン酸73g(0.39モル)およびクロロホルム
170mlを混合し、50℃で20分間放置、予備反応
(熟成)させた後に、絶乾の木粉(40〜60メツシ
ユ、カバ辺材)5gを投入し、冷却管を取りつけ
50℃で4時間放置反応させた。
Example 4 60.9 g (0.29 mol) of trifluoroacetic anhydride, 73 g (0.39 mol) of lauric acid and chloroform
Mix 170ml and let stand at 50℃ for 20 minutes to pre-react (ripen), then add 5g of bone dry wood flour (40-60 mesh, birch sapwood) and attach a cooling pipe.
The mixture was left to react at 50°C for 4 hours.

反応後、反応液を約500mlのメタノール中に投
入し未反応アシル化剤および溶剤を改質木粉中よ
り粗く抽出した後、エタノールによるソツクスレ
ー抽出を24時間行なつた。その後送風乾燥さらに
一昼夜70℃で真空乾燥して14.2gの改質木粉を得
た。
After the reaction, the reaction solution was poured into about 500 ml of methanol to coarsely extract the unreacted acylating agent and solvent from the modified wood flour, followed by Soxhlet extraction with ethanol for 24 hours. Thereafter, it was air-dried and then vacuum-dried at 70°C for one day and night to obtain 14.2 g of modified wood flour.

上で得た改質木粉0.5gをメタノール10mlと共
に耐圧容器に入れ250℃で2時間熱処理した。固
形分のうち56.5%がメタノールに溶解し、約0.28
gが固体のまま回収された。回収された固体の主
成分がラウリルセルロースであることが赤外吸収
スペクトル、核磁気共鳴スペクトルにより確認さ
れた。
0.5 g of the modified wood flour obtained above was placed in a pressure container together with 10 ml of methanol and heat treated at 250° C. for 2 hours. 56.5% of the solid content is dissolved in methanol, approximately 0.28
g was recovered as a solid. It was confirmed by infrared absorption spectrum and nuclear magnetic resonance spectrum that the main component of the recovered solid was lauryl cellulose.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 水酸基の一部に少なくとも一種の有機基を導
入した木材を加熱した後低級脂肪族アルコールで
処理し、不溶成分としてセルロース誘導体を分離
することを特徴とするセルロース誘導体の製造
法。
1. A method for producing a cellulose derivative, which comprises heating wood into which at least one kind of organic group has been introduced into a portion of the hydroxyl groups, and then treating the wood with a lower aliphatic alcohol to separate the cellulose derivative as an insoluble component.
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