SU523109A1 - The method of obtaining the mixed cellulose esters - Google Patents
The method of obtaining the mixed cellulose estersInfo
- Publication number
- SU523109A1 SU523109A1 SU2117129A SU2117129A SU523109A1 SU 523109 A1 SU523109 A1 SU 523109A1 SU 2117129 A SU2117129 A SU 2117129A SU 2117129 A SU2117129 A SU 2117129A SU 523109 A1 SU523109 A1 SU 523109A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- reaction
- cellulose
- chloride
- substitution
- obtaining
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Description
затора. Например, дл реакции взаимодействи НЦ и СНзСОС при 20°С зависимость содержани азота в полученном продукте через 60 мин после пачала реакции от концентрации А1С1з имеет вид: In N (%) 2,501 - 0,248 А1С1з1, г 0,983. Однако, как свидетельствуют экспериментальные данные, нар ду с образованием ацильных производных целлюлозы в малой степени протекают и окислительные превращени , причем число карбоксильных групп, определенных потенциометрическим тнтровапием , монотонно возрастает с увеличением концентрации А1С1з (см. табл. 1). Поэтому ко- 15 личество требуемого дл реакции катализатора в каждом отдельном случае должно определ тьс , исход из соображений целесообразности: необходим тот оптимум, при котором максимальному замещению нитрогрупп будет соответствовать минимальное образование СООН-группы. Таблица 1 Изменение содержани азота и количества карбоксильных групп при взаимодействии НЦ ( N 12,4, СООН-групп 0,15%) с хлористым ацетилом при через 60 мин после начала реакции Как видно из данных табл. 1, реакци идет с заметной скоростью уже при 20°С при относительно высоком содержании АЮЦ. Повышение температуры реакционной смеси позвол ет значительно увеличить скорость реакции 45 Вли ние растворителей на скорость переэте хлористыми ацилами в присутствии A ангидроглюкозное 25 ЗЭ -35 40 при том же содержании катализатора (см. табл. 2). Таблица 2 Вли ние температуры на скорость реакции денитровани в среде хлористого бензоила ( содержание азота в исходной НЦ 12,7%) Более того, повышение температуры ведени реакции позвол ет снизить количество А1С1з, необходимое дл достижени одного и того же результата. Изучеиие кинетики реакции каталитического денитровани НЦ позволило сделать вывод 0том, что дл различных хлористых ацилов процесс практически заканчиваетс в течение 1час (при мол рном соотношении А1С1з: ангидроглюкозное звено 3:1), однако оптимальна температура реакции различна дл разлнчных хлорангидридов. При этом количество вз того в реакцию хлористого ацила во всех случа х составл ло по отношению к НЦ 40 : 1 и диктовалось соображени ми удобства ведени процесса, так как при меньшем модуле затруднено равномерное распределение катализатора в реакционной смеси вследствие образовани высоков зкой массы, особенно при низких температурах. Использование в качестве разбавител реакционной среды (растворител НЦ) различных органических веществ оказывает в некоторых случа х существенное вли ние и, как правио , вызывает снижение скорости реакции переэтерификации (см. табл. 3). Таблица 3 ификагщи НЦ (содержание азота 12,7%) з (мол рное соотношение AiCis: звено 3:1)congestion. For example, for the reaction of the NC and CH3SOC at 20 ° C, the dependence of the nitrogen content in the resulting product 60 minutes after the reaction has been delayed and the concentration of A1Cl3 is: In N (%) 2.501 - 0.248 A1Cl1, g 0.983. However, as evidenced by experimental data, along with the formation of acyl cellulose derivatives, oxidative transformations occur to a small extent, and the number of carboxyl groups, determined by potentiometric synthesis, monotonously increases with increasing concentration of A1Cl3 (see Table 1). Therefore, the amount of the catalyst required for the reaction in each individual case should be determined, based on considerations of expediency: the optimum is needed at which the minimum formation of a COOH group corresponds to the maximum substitution of nitro groups. Table 1 Changes in the nitrogen content and the number of carboxyl groups in the interaction of NC (N 12.4, COOH-groups 0.15%) with acetyl chloride at 60 minutes after the start of the reaction. As can be seen from the data table. 1, the reaction proceeds at a noticeable rate already at 20 ° C with a relatively high content of LCC. An increase in the temperature of the reaction mixture makes it possible to significantly increase the reaction rate 45 The influence of solvents on the rate of transfer of acylamide chloride in the presence of A anhydroglucose 25 D-E-40 40 with the same content of catalyst (see Table 2). Table 2 The effect of temperature on the reaction rate of denitration in benzoyl chloride (nitrogen content in the initial nitrocellulose is 12.7%) Moreover, increasing the temperature of the reaction leads to a decrease in the amount of AlCl3 required to achieve the same result. The study of the kinetics of the catalytic denitration reaction of NTS led to the conclusion that for various chloride acyls the process almost ends within 1 hour (with a molar ratio of A1Cl: anhydroglucose unit 3: 1), however, the optimal reaction temperature is different for different acid chlorides. At the same time, the amount of acyl chloride taken in the reaction in all cases was relative to NTS 40: 1 and was dictated by considerations of the convenience of the process, since with a smaller modulus, it is difficult to uniformly distribute the catalyst in the reaction mixture due to the formation of a highly viscous mass, especially low temperatures. The use of various organic substances as a diluent of the reaction medium (solvent NC) in some cases has a significant effect and, as a rule, causes a decrease in the rate of the transesterification reaction (see Table 3). Table 3 Indicators NTS (nitrogen content 12.7%) s (molar ratio AiCis: link 3: 1)
Врем реакции 25 мин. Врем реакции 85 мин. Reaction time 25 min. Reaction time 85 min.
Б рамках теории донорно-акцепторного взаимодействи снижение скорости образовани ацильных производных в присутствии молекул растворител , располагающих свободной электронной парой, объ сн етс конкурирующим процессом координации этих молекул с AIGU за счет вакаитной орбитали центрального атома льюисовской кислоты с образованием комплекса «А1С1з, растворитель. Така координаци в общем случае преп тствует процессу активации хлорангидрида и последующему нуклеофильному замещению нитрогруппы, механизм которого можно (Представить следующей схемой:In the framework of the donor-acceptor interaction theory, the decrease in the rate of formation of acyl derivatives in the presence of solvent molecules having a free electron pair is explained by the competing process of coordinating these molecules with AIGU due to the vacuite orbitals of the central Lewis acid atom with the formation of the complex AlCl, solvent. Such coordination in the general case prevents the activation of the acid chloride and the subsequent nucleophilic substitution of the nitro group, the mechanism of which can be (Provide the following scheme:
RCOCl-f-AlCl, - (RCO-A1CU)RCOCl-f-AlCl, - (RCO-A1CU)
Целл. -0-ЫО2 + (КСО-А1С14)Целл.-O-COR+NO-iCl+AlClj .Zell -0-НО2 + (КСО-А1С14) Cell-O-COR + NO-iCl + AlClj.
Однако реакцию образовани ацильных производных целлюлозы в некоторых случа х можно вести, использу в качестве растворител НЦ (разбавител реакционной среды) различные органические растворители, не преп тствующие образованию ацилирующего комплекса с примен емыми дл реакции хлорангидридами , и в этом случае концентрационное соотношение хлористого ацила и НЦ составл ет не менее 40 : 1.However, the reaction of the formation of acyl cellulose derivatives can in some cases be carried out using NC as the solvent (diluent of the reaction medium) various organic solvents that do not prevent the formation of the acylating complex with the acid chlorides used in the reaction, and in this case the concentration ratio of acyl chloride and NC is at least 40: 1.
Данный способ получени ацильных производных целлюлозы позвол ет получать высокозамещенные эфиры даже при использовании нитрата целлюлозы со степенью замещени 150. Так, например, использу в качестве исходной НЦ с содержанием азота 10,16%, получают триацетат целлюлозы, содержащий 43,88% ацетильных групп, т. е. со степенью замещени 289,4; остаточный азот составл ет 2,02% (реакцию ведут при 40°С в отсутствии каких-либо растворителей, использу избыток хлористого ацетила, модуль 1 : 40, трехкратный избыток А1С1з). Целлюлоза в тех же услови х дает продукт со степенью замещени лишь 66,81, т. е. 15,11% ацетильных групп.This method of producing acyl cellulose derivatives allows to obtain highly substituted esters even when using cellulose nitrate with a degree of substitution of 150. For example, using as the initial NC with a nitrogen content of 10.16%, cellulose triacetate containing 43.88% of acetyl groups is obtained, i.e. with a degree of substitution of 289.4; the residual nitrogen is 2.02% (the reaction is carried out at 40 ° C in the absence of any solvents, using an excess of acetyl chloride, modulus 1:40, threefold excess of A1Cl3). Cellulose under the same conditions gives a product with a degree of substitution of only 66.81, i.e., 15.11% of acetyl groups.
Пример 1. Смесь 0,48 г нитрата целлюлозы (содержание азота 12,40%) и 19,80 г хлористого ацетила нагревают до 40°С, и затем прн перемешивании внос т 1,87 г хлористого алюмини . Реакцию ведут в течение часа. После охлаждени до комнатной температуры в реакционную смесь внос т сухой бикарбонат натри до прекращени выделени пузырьков . Продукт высаживают спиртом, промывают 1%-ной уксусной кислотой, водой и сушат при 105°С. Выход 0,46 г (98,70%).Example 1. A mixture of 0.48 g of cellulose nitrate (nitrogen content 12.40%) and 19.80 g of acetyl chloride is heated to 40 ° C, and then 1.87 g of aluminum chloride is added under stirring. The reaction is carried out within an hour. After cooling to room temperature, dry sodium bicarbonate is added to the reaction mixture until the bubbling stops. The product is planted with alcohol, washed with 1% acetic acid, water and dried at 105 ° C. Yield 0.46 g (98.70%).
Степень замещени эфира, определенна омылением полученного продукта раствором щелочн в течение 72 час при комнатной температуре с последующим титрованием, составл ет величину равную 2,96 (или 44,65% ацетильных групп). ИК-спектры характеризуютс четкими максимумами поглощени при, 1750, 1240 и 610 см-, характерными дл The degree of substitution of the ester, determined by saponification of the resulting product with an alkaline solution for 72 hours at room temperature, followed by titration, is equal to 2.96 (or 44.65% acetyl groups). IR spectra are characterized by clear absorption maxima at, 1750, 1240 and 610 cm, characteristic of
СНзСО-группы. Остаточный азот 1,10%. Кроме того, продукт содержит 2,24% хлора.СНЗСО-groups. Residual nitrogen 1.10%. In addition, the product contains 2.24% chlorine.
Пример 2. Смесь 0,42 г нитрата целлюлозы (содержание азота 12,40%) и 18,28 г хлористого бензоила нагревают до температуры 70°С, затем при перемешивании внос т 1,87 г хлористого алюмини . Реакцию ведут в течение часа. Затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, продукт высаживают диэтиловым эфиром, промывают Example 2. A mixture of 0.42 g of cellulose nitrate (nitrogen content 12.40%) and 18.28 g of benzoyl chloride is heated to a temperature of 70 ° C, then 1.87 g of aluminum chloride are added with stirring. The reaction is carried out within an hour. Then the reaction mass is cooled to room temperature, the product is planted with diethyl ether, washed
0 0,1 н. НС1, водой и сушат при 105°С. Выход 0,59 г (95,61%).0 0.1 n. HC1, water and dried at 105 ° C. Yield 0.59 g (95.61%).
Степень замещени эфира, определенна омылением этилатом натри в течение 16 час при комнатной температуре с последующим The degree of ester substitution determined by sodium ethylate saponification for 16 hours at room temperature followed by
5 титрованием, равна 2,42 (или 49,07% бензоильных групп). Максимумы поглощени при 1615, 1575, 1500 и 1460 см в ИК-спектрах полученного продукта, -принадлежащие валентным колебани м С С-св зи ароматического коль0 ца, а также полоса при 1740 см- характеризующа карбонильную группу, подтверждают получение бензоата целлюлозы. Продукт содерж .ит 0,92% остаточного азота и 3,90% 5 by titration, equal to 2.42 (or 49.07% of benzoyl groups). The absorption maxima at 1615, 1575, 1500, and 1460 cm in the IR spectra of the obtained product, the C – C bond of the aromatic ring, and the band at 1740 cm, which characterizes the carbonyl group, confirm the preparation of cellulose benzoate. The product contains 0.92% residual nitrogen and 3.90%
5 хлора.5 chlorine.
Пример 3. Смесь 0,50 г нитрата целлюлозы (содержание азота 12,7%) и 19,68 г хлористого валерила нагревают до температуры 40°С, затем при перемешивании внос т 2 г безводного хлористого алюмини . Реакцию Example 3. A mixture of 0.50 g of cellulose nitrate (nitrogen content 12.7%) and 19.68 g of valery chloride is heated to 40 ° C, then 2 g of anhydrous aluminum chloride are added with stirring. Reaction
0 ведут в течение часа при посто нном размешивании реакционной смеси. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, и в нее небольшими порци ми внос т сухой порош5 кообразный бикарбонат натри до прекращени выделени пузырьков углекислого газа. Раствор полученного эфира декантируют в 100 мл смеси метанол - 50%-на уксусна кислота (1:1) и оставл ют сто ть 2 час до 0 is carried out for one hour with constant stirring of the reaction mixture. The mixture is then cooled to room temperature, and dry powder of sodium bicarbonate is added in small portions to it until the release of carbon dioxide bubbles. The solution of the ester obtained is decanted in 100 ml of a mixture of methanol and 50% acetic acid (1: 1) and left to stand for 2 hours.
0 полного выпадени полимера. Продукт промывают уксусной кислотой, водой до отрицательной реакции на хлор и сушат при 80°С в эксикаторе над СаСЬ. Выход 0,50 г (71,51%).0 total loss of polymer. The product is washed with acetic acid, water until a negative reaction to chlorine and dried at 80 ° C in a desiccator over CaC. Yield 0.50 g (71.51%).
Степень замещени эфира, определенна The degree of substitution of the ester determined
5 омылением эфира в щелочной среде в течение 85 час при комнатной температуре с последующим титрованием,составл ет 2,61 (или 58,1% валерильных групп). Остаточный азот 1,27%.5 saponification of the ester in an alkaline environment for 85 hours at room temperature, followed by titration, is 2.61 (or 58.1% of valeryl groups). Residual nitrogen 1.27%.
00
Преимущества предлагаемого способа заключаютс в простоте ведени процесса и быстроте завершени реакции. Кроме того, способ не требует об зательного применени дополнительных растворителей, тем самым из The advantages of the proposed method are the simplicity of the process and the quick completion of the reaction. In addition, the method does not require the use of additional solvents, thereby from
5 сферы производства исключаетс такой токсичный и взрывоопасный реагент как жидка двуокись серы. В качестве катализатора используетс более удобный в работе А1С1з, в качестве же исходного сырь предлагаемый 5, the production sphere excludes such a toxic and explosive reagent as liquid sulfur dioxide. As a catalyst, A1C1z, which is more convenient in operation, is used;
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2117129A SU523109A1 (en) | 1975-03-25 | 1975-03-25 | The method of obtaining the mixed cellulose esters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2117129A SU523109A1 (en) | 1975-03-25 | 1975-03-25 | The method of obtaining the mixed cellulose esters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU523109A1 true SU523109A1 (en) | 1976-07-30 |
Family
ID=20613875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU2117129A SU523109A1 (en) | 1975-03-25 | 1975-03-25 | The method of obtaining the mixed cellulose esters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU523109A1 (en) |
-
1975
- 1975-03-25 SU SU2117129A patent/SU523109A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3236669A (en) | Cellulose solutions in dimethyl sulfoxide and nitrogen dioxide | |
Marvel et al. | The structure of vinyl polymers. II. 1 Polyvinyl Alcohol | |
Becherini et al. | Levulinate amidinium protic ionic liquids (PILs) as suitable media for the dissolution and levulination of cellulose | |
JPH0138402B2 (en) | ||
SU523109A1 (en) | The method of obtaining the mixed cellulose esters | |
JPS6146001B2 (en) | ||
Takeshita et al. | Design of Acyl Donor for Environmentally Benign Acylation of Cellulose Using an Ionic Liquid | |
US2992214A (en) | Method of preparing cellulose esters | |
HU209540B (en) | Process for preparation of 5-methyl-pyrazole derivatives | |
Murray et al. | The Preparation of Fibrous Iodo-cellulose Nitrates and the Probable Distribution of Nitrate Groups in Partly Nitrated Celluloses1 | |
Eley et al. | The catalytic polymerisation of N-butyl vinyl ether | |
HURD et al. | Hydroxamic acids from aliphatic dicarboxylic acids | |
SU576937A3 (en) | Method of preparing mono-o-b-oxoethyl-7-rutine | |
JP3972377B2 (en) | Method for producing azide compound | |
JPH0341047A (en) | Preparation of highly pure 4-hydroxy-4'-halogenobenzeophenone | |
JP3834833B2 (en) | Method for producing acylated nitrocellulose | |
SU565041A1 (en) | Method for obtaining cellulose derivatives | |
SU561724A1 (en) | Polymeric derivatives of amino esters of benzyl acid | |
US2525514A (en) | Partially de-etherified cellulose cyanoethyl ethers and their preparation | |
JP2022135241A (en) | Method of producing tetra acyl gluconolactone derivative | |
RU2012563C1 (en) | Method of cellulose nitrate producing | |
SU433129A1 (en) | METHOD OF OBTAINING 5-METHYLTRIMELLUMT WASTE ACID ^ | |
SU891687A1 (en) | Method of producing cellulose acetosuccinate | |
SU396338A1 (en) | METHOD OF OBTAINING 4,5,6-TRICHLOROBENZOXAZOLINON-2 | |
SU1162802A1 (en) | Method of obtaining 4-acetylnaphthsultam |