SU384828A1

SU384828A1 - METHOD OF OBTAINING ALKILKARBOXYMETHYL ETHULAR PULSES

Info

Publication number: SU384828A1
Application number: SU1384092A
Authority: SU
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1973-05-29

Description

Изобретенне касаетс получени смешанных алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы .The invention relates to the preparation of mixed alkyl carboxymethyl cellulose ethers.

Известен способ получени метилкарбоксиалкилцеллюлозы в щелочной среде, заключающнйс в том, что целлюлозу в виде листа обрабатывают избытком раствора монохлоруксусной кислоты или ее натриевой соли., затем избыток кислоты отжимают и далее лист обрабатывают в ванне раствором едкого натра, отжимают избыток щелочи, целлюлозный лист измельчают и помещают в автоклав, в котором полученную карбоксиметилцеллюлозу подвергают метилированию при температуре 80°С в течение 8-14 час. Этот способ характеризуетс высокими расходными коэффициентами реагентов при низкой степени замещени по метоксильным и карбоксиметильным группам. Так, при степени замещени 0,02- 0,14 карбоксильных групп и 0,7-2,1 метоксильных групп на глюкозпый остаток расход реагентов целлюлоза: хлористый метил: монохлоруксусна кислота составл ет (в 1:7,25:0,31. Кроме того, полученный продукт по своим свойствам вл етс практически юдификацией метилцеллюлозы. При обработке целлюлозы карбоксиметилирующим реагентом и щелочью, образующийс в большом количестве гликол т натри замедл ет последующую реакцию метилировани и св зывает больщое количество хлористого метила .A method of producing methylcarboxyalkyl cellulose in an alkaline medium is that cellulose in the form of a sheet is treated with an excess solution of monochloroacetic acid or its sodium salt. Then the excess acid is drained and then the sheet is treated in a bath with caustic soda, the excess alkali is pressed, the cellulose sheet is crushed and placed in an autoclave, in which the resulting carboxymethyl cellulose is subjected to methylation at a temperature of 80 ° C for 8-14 hours. This method is characterized by high reagent consumption ratios with a low degree of substitution in the methoxyl and carboxymethyl groups. Thus, with a degree of substitution of 0.02-0.14 carboxyl groups and 0.7-2.1 methoxyl groups per glucose residue, the consumption of reagents cellulose: methyl chloride: monochloroacetic acid is (1: 7.25: 0.31. In addition, the resulting product is, in terms of its properties, practically a measure of methylcellulose.When cellulose is treated with a carboxymethylating agent and alkali, a large amount of sodium glycolate slows down the subsequent methylation reaction and binds a large amount of methyl chloride.

С целью устранени отмеченных недостатков иредложено проводить обработку целлюлозы в щелочной среде сначала алкилирующим , затем карбоксиметилирующнм агентами при соотношении реагентов соответственно (в моль): 1:0,25-7,5:0,5-2,0. Учитыва , что реакци карбоксиметилировани превалируетIn order to eliminate the noted deficiencies, it is recommended that cellulose be treated in an alkaline medium with an alkylating agent and then a carboxymethylating agent with a ratio of reagents, respectively (in mol): 1: 0.25-7.5: 0.5-2.0. Considering that the carboxymethylation reaction is prevalent

над реакцией метилировани , загрузку этерифицирующих реагентов можно вести одновремевню .over the methylation reaction, the esterifying reagents can be loaded at the same time.

Согласно предложенному способу щелочную целлюлозу обрабатывают алкнлирующим реагентом , например хлористым метилом, в количестве от 0,25 до 7,5 моль на 1 моль целлюлозы , в зависимости от требуемой степени замещени , при температуре 20-80°С в течение от 1,0 до 4 час, затем в полученную реакциоииую массу ввод т карбоксиметилирующий реагент, например натриевую соль мопохлоруксусной кислоты в количестве 0,5-2,0 моль Hia 1 моль целлюлозы, в зависимости от требуемой степени замещени , при темиературе 20-80°С в течение 0,5-1,5 час; или щелочную целлюлозу обрабатывают одновременно алкилирующим (хлористым алкилом или диалкилсульфатом) и карбоксиметилирующим реагентами в количестве и при температуре,According to the proposed method, the alkaline cellulose is treated with an alklining reagent, for example methyl chloride, in an amount of from 0.25 to 7.5 mol per 1 mol of cellulose, depending on the required degree of substitution, at a temperature of 20-80 ° C for from 1.0 to 4 hours, then a carboxymethylation agent, for example, sodium salt of mopochloroacetic acid in an amount of 0.5-2.0 mol Hia 1 mol of cellulose, depending on the required degree of substitution, with temperature 20-80 ° C for 0 is introduced into the resulting reaction mass. , 5-1.5 hours; or alkaline cellulose is treated simultaneously with alkylating (alkyl chloride or dialkyl sulfate) and carboxymethyl reagents in an amount and at a temperature

указанных выше, в течение 1-4 час. В зависимости от условий производства выбираетс последовательна или одновременна обработка щелочной целлюлозы алкилирующим и карбоксиметилирующим реагентами. Полученную алкилкарбоксиметилцеллюлозу подвергают последующей обработке известными способами.above for 1-4 hours. Depending on the production conditions, sequential or simultaneous treatment of alkaline cellulose with alkylating and carboxymethylating reagents is selected. The resulting alkyl carboxymethyl cellulose is subjected to subsequent processing by known methods.

Предложенный способ позвол ет получить различные алкилкарбоксиметиловые эфиры целлюлозы, например метилкарбокспметилцеллюлозу , этилкарбоксиметилцеллюлозу, с различной степенью замещени по алкильным и карбоксиметильным группам при сравнительно низкой степени замещени (например, по 0,2 метоксильных и карбоксильных групп на глюкозный остаток), обладающие хорошей растворимостью в воде и в растворах щелочей и кислот. Способ позвол ет сократить продолжительность процесса получени алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы, расход реагентов, а также значительно упростить технологический процесс.The proposed method allows to obtain various alkyl carboxymethyl cellulose ethers, for example methylcarboxymethyl cellulose, ethyl carboxymethyl cellulose, with different degrees of substitution in alkyl and carboxymethyl groups with a relatively low degree of substitution (for example, 0.2 methoxy and carboxyl groups with glucose residue) with good solubility in life. and in solutions of alkalis and acids. The method allows to reduce the duration of the process of obtaining alkyl carboxymethyl cellulose ethers, the consumption of reagents, as well as significantly simplify the process.

Пример 1. 1 кг вискозной целлюлозы погружают в 20 л 18,5%-ного раствора едкого натра, выдерживают ее в ванне 1 час, затем отжимают от избытка щелочи до веса 2,7 кг. После этого щелочную целлюлозу в течение 2 час измельчают в измельчителе типа ВернераПфлейдерера и подают в реактор (автоклав), где обрабатывают хлористым метилом в количестве 150 г и выдерживают 1,5 час при температуре около 50°С. Затем избыток хлористого метила удал ют из реактора (в процессе реакции было израсходовано 0,51 г, а использовано 0,34 моль хлористого метила на 1 моль целлюлозы), в реакционную массу ввод т 350 г натриевой соли монохлоруксусной кислоты , что соответствует 0,5 моль на 1 моль целлюлозы, в течение 45 мин при температуре 17-21°С. Дл нейтрализации избытка щелочи в реакционную массу подают 450 г бикарбоната натри и перемещивают его 0,5 час при температуре 17-21°С. Далее массу выгружают в стационарную емкость, где она находитс до окончани реакции карбоксиметилировани . Полученна метилкарбоксиметнлцеллюлоза имеет степень замещени по метоксильным и карбоксиметильным группам 0,2 и 0,24 соответственно, растворимость в воде полн1а .Example 1. 1 kg of viscose pulp is immersed in 20 liters of 18.5% sodium hydroxide solution, kept in the bath for 1 hour, then squeezed from an excess of alkali to a weight of 2.7 kg. After that, the alkali cellulose for 2 hours, the grinder in the grinder of the type WernerPfleiderer and served in the reactor (autoclave), where it is treated with methyl chloride in the amount of 150 g and incubated for 1.5 hours at a temperature of about 50 ° C. Then, excess methyl chloride is removed from the reactor (0.51 g was consumed during the reaction, and 0.34 mol of methyl chloride was used per 1 mol of cellulose), 350 g of monochloroacetic acid sodium salt was added to the reaction mass, which corresponds to 0.5 mol per 1 mol of cellulose, for 45 minutes at a temperature of 17-21 ° C. In order to neutralize the excess alkali, 450 g of sodium bicarbonate is fed into the reaction mass and it is moved 0.5 hour at a temperature of 17-21 ° C. Next, the mass is discharged into a stationary container, where it remains until the end of the carboxymethylation reaction. The resulting methylcarboxymethylcellulose has a degree of substitution in the methoxy and carboxymethyl groups of 0.2 and 0.24, respectively, and its solubility in water is complete.

Пример 2. 1 кг целлюлозы мерсеризуют, как в примере 1. После метилировани реакционную смесь обрабатывают 160 мл 50%ного раствора едкого натра, что соответствует 0,5 моль па 1 ,«о./гь целлюлозы, и 1000 г натриевой солн монохлоруксусной кислоты, что соответствует 1,5 моль на 1 моль целлюлозы. После дозревани , как в примере 1, полученный продукт имеет степень замещени по метоксильным группам 0,2 и по карбоксимет1гльным 0,7, растворимость в воде полна .Example 2. 1 kg of cellulose is mercerized as in Example 1. After methylation, the reaction mixture is treated with 160 ml of a 50% solution of caustic soda, which corresponds to 0.5 mol pa 1, o / g of cellulose, and 1000 g of sodium monochloroacetic acid which corresponds to 1.5 mol per 1 mol of cellulose. After maturation, as in Example 1, the product obtained has a degree of substitution at a methoxy group of 0.2 and a carboxymethyl group of 0.7, and the solubility in water is complete.

Пример 3. 1 кг измельченной целлюлозы загружают в измельчитель Вернера-Пфлейдерера , куда ввод т 3000 мл раствора едкогоExample 3. 1 kg of pulverized pulp is loaded into a Werner-Pfleiderer grinder, where 3000 ml of caustic solution is injected

натра концентрацией 387 г/л. Мерсеризацию провод т при 20°С в течение 2 час. После этого в аннарат ввод т 650 г (0,93 моль на 1 моль целлюлозы) натриевой соли монохлоруксусной кислоты и 1450 г диметилсульфатаsoda concentration of 387 g / l. Mercerization is carried out at 20 ° C for 2 hours. After that, 650 g (0.93 mol per 1 mol of cellulose) of sodium salt of monochloroacetic acid and 1450 g of dimethyl sulfate are introduced into annarat.

(1,86 люль на 1 жоль целлюлозы). Реакционную смесь перемещивают при температуре 20- 40°С в течепие 2 час. При этом происходит одновременно реакци метилировани и карбоксиметилировани . Полученна метнлкарбоксиметилцеллюлоза имеет степень замещени по метоксильным группам 0,66 и по карбоксиметильны .м 0,35, растворимость в воде полна . Пример 4. 1 кг целлюлозы мерсеризуют,(1.86 people per 1 jol of cellulose). The reaction mixture is moved at a temperature of 20-40 ° C for 2 hours. When this occurs, the methylation and carboxymethylation reaction occur simultaneously. The resulting methylcarboxymethylcellulose has a degree of substitution by methoxy groups of 0.66 and carboxymethyl. M 0.35, the solubility in water is complete. Example 4. 1 kg of cellulose mercerized

как в примере 1. Затем щелочную целлюлозу обрабатывают в автоклаве 6,5 кг хлористого этила в течение 2 час при температуре 50°С. Далее в реакционную массу ввод т 55 л едкого натра 50%-ной концентрации и 550 гas in example 1. Then the alkaline cellulose is treated in an autoclave with 6.5 kg of ethyl chloride for 2 hours at 50 ° C. Then 55 l of caustic soda of 50% concentration and 550 g are introduced into the reaction mass.

натриевой соли монохлоруксусной кислоты. После дозревани этилкарбоксиметилцеллюлоза имеет степень замещени 0,50 по этоксильным группам и 0,67 по карбоксиметильным , растворимость в воде полна .sodium salt of monochloracetic acid. After ripening, ethyl carboxymethyl cellulose has a degree of substitution of 0.50 for ethoxy groups and 0.67 for carboxymethyl, and its solubility in water is complete.

Предмет изобретени Subject invention

Способ получени алкилкарбоксиметиловых эфиров целлюлозы путем обработки целлюлозы в щелочной среде алкилирующим и карбоксиметилирующим агентами последовательно или одновременно, отличающийс тем, что, обработку провод т при соотношении реагентов в мол х - целлюлоза: алкилирующийThe method of producing alkyl carboxymethyl cellulose ethers by treating cellulose in alkaline medium with alkylating and carboxymethylating agents sequentially or simultaneously, characterized in that the treatment is carried out at a ratio of reactants in moles x - cellulose: alkylating

агент: карбоксиметилирующий агент 1:0,25 - 7,5:0,5-2,0 соответственно.agent: carboxymethylating agent 1: 0.25 - 7.5: 0.5-2.0, respectively.