一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法
【專利摘要】一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法，本發(fā)明涉及纖維素丙交酯類衍生物的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的纖維素酯類衍生物合成時(shí)需要強(qiáng)酸堿的污染問題，以及現(xiàn)有纖維素酯難降解的技術(shù)問題的技術(shù)問題。方法：一、將α-纖維素活化；二、將活化α-纖維素溶解在離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽中；三、將L-丙交酯加入到α-纖維素溶液中，在隔水隔氧條件下，利用微波加熱升溫至80～110℃攪拌反應(yīng)，得到的產(chǎn)物用無水乙醇再生出來，然后洗滌干燥，得到纖維素丙交酯類衍生物。該纖維素丙交酯類衍生物可完全降解。
【專利說明】一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及纖維素丙交酯類衍生物的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 可降解高分子材料是指在適當(dāng)或是較短期間的自然條件下，可完全分解為低分子 化合物的材料，分為可被微生物腐蝕、可被水解、可被光降解的材料。其在一次性用品、日常 生活用品、農(nóng)業(yè)用品，以及紡織和相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域，可降解高分子材料都引起極大的關(guān)注，這 種可降解高分子可以極大地改善了原來的高分子材料使用后無法自然分解而產(chǎn)生大量廢 棄物的缺陷，能從根本上解決廢棄物所造成的環(huán)境問題。
[0003] 纖維素作為世界上最豐富的天然有機(jī)物，占植物界碳含量的50%以上。一般木材 中，纖維素占40?50%，此外，麻、麥桿、稻甘蔗渣等，都是纖維素的豐富來源。纖維素材料 是一種天然的可再生的高分子材料。大量纖維素及纖維素衍生物材料制品有著不可取代的 應(yīng)用，但由于天然纖維素較高的結(jié)晶度和分子間和分子內(nèi)存在大量的氫鍵，使其具有不熔 化、在大多數(shù)溶劑中不溶解的特點(diǎn)，這成為纖維素在應(yīng)用開發(fā)中的最大障礙?，F(xiàn)有適合工 業(yè)生產(chǎn)的溶解纖維素的方法有多種如強(qiáng)堿液，銅氨溶液，LiCl/DMAc溶液，NaOH/尿素溶液， N-甲基瑪琳-N氧化物（NMMO)的水溶液，離子液體等。在以上溶劑中除離子液體以外都有 溶劑不易回收，污染環(huán)境的缺點(diǎn)。為此本發(fā)明選擇了離子液體這一綠色溶劑作為纖維素的 溶劑。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01210384709. 7的中國專利公開了一種酯交換反應(yīng)快速制備纖維素質(zhì) 酯類衍生物的方法，該方法將纖維素置于堿金屬氫氧化物溶液中進(jìn)行活化，然后在溶劑中 與乙烯酯類酯化劑反應(yīng)，再經(jīng)沉淀、純化得到纖維素酯類衍生物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的纖維素酯類衍生物的合成時(shí)需要強(qiáng)酸堿的污染問題，以及 現(xiàn)有纖維素酯難降解的技術(shù)問題，而提供一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的 方法。
[0006] 本發(fā)明的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法，按以下步驟進(jìn) 行：
[0007] -、活化：在室溫下將α-纖維素放在去離子水中浸泡處理12?36h，倒出上清液 然后加入N，N二甲基乙酰胺取代其中的去離子水，靜置倒出上清液，再加入N，N二甲基乙酰 胺反復(fù)取代多次，然后將α-纖維素過濾出來放入烘箱中烘干，得到活化α-纖維素；
[0008] 二、溶解：以離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽加熱至60?90°C熔解作為溶劑， 然后升溫至70?120°C，加入步驟一所得的活化α-纖維素，在隔水隔氧條件下攪拌1? 12h，得到澄清透明的纖維素離子液體溶液；
[0009] 三、改性：將纖維素離子液體溶液降溫至60?80°C后，按照L-丙交酯與纖維素?zé)o 水葡萄糖單元的摩爾比為（2.5?6) :1，加入L-丙交酯，待L-丙交酯溶解后，在隔水隔氧 條件下，利用微波加熱升溫至80?IKTC攪拌反應(yīng)12?72h;
[0010] 四、純化干燥：將步驟三反應(yīng)后得到的溶液加入無水乙醇攪拌并超聲處理使纖維 素丙交酯類衍生物再生出來，然后減壓過濾、洗滌、真空干燥，得到纖維素丙交酯類衍生物。 [0011] 本發(fā)明在利用離子液體形成的均相體系中，先活化α-纖維素，再利用微波加熱 進(jìn)行改性反應(yīng)，最后通過再生、洗滌、干燥，得到纖維素丙交酯類衍生物。該反應(yīng)過程可表示 如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法，其特征在于該方法按以下步 驟進(jìn)行： 一、 活化：在室溫下將a -纖維素放在去離子水中浸泡處理12?36h，倒出上清液然后 加入N，N二甲基乙酰胺取代其中的去離子水，靜置倒出上清液，再加入N，N二甲基乙酰胺反 復(fù)取代多次，然后將a-纖維素過濾出來放入烘箱中烘干，得到活化a-纖維素； 二、 溶解：以離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽加熱至60?90°C熔解作為溶劑，然后 升溫至70?120°C，加入步驟一所得的活化a -纖維素，在隔水隔氧條件下攪拌1?12h， 得到纖維素離子液體溶液； 三、 改性：將纖維素離子液體溶液降溫至60?80°C后，按照L-丙交酯與纖維素?zé)o水葡 萄糖單元的摩爾比為（2.5?6) :1，加入L-丙交酯，待L-丙交酯溶解后，在隔水隔氧條件 下，利用微波加熱升溫至80?110°C攪拌反應(yīng)12?72h ; 四、 純化干燥：將步驟三反應(yīng)后得到的溶液加入無水乙醇攪拌并超聲處理使纖維素丙 交酯類衍生物再生出來，然后減壓過濾、洗滌、真空干燥，得到纖維素丙交酯類衍生物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法，其特 征在于步驟一中，N，N二甲基乙酰胺反復(fù)取代的次數(shù)為2?5次。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法， 其特征在于步驟二中，活化a -纖維素與1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽的質(zhì)量比為（1. 5?10): 100。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法， 其特征在于步驟二中，活化a -纖維素與1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽的質(zhì)量比為5 :100。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法， 其特征在于步驟三中，利用微波加熱時(shí)，微波的頻率為915MHz。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方 法，其特征在于步驟四中，纖維素丙交酯類衍生物再生時(shí)，攪拌并超聲處理的時(shí)間為20? 40min〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法， 其特征在于步驟四中，真空干燥的溫度為20?40°C，真空度為-0. 085?-0. 095MPa，干燥 時(shí)間為12?36h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用離子液體制備纖維素丙交酯類衍生物的方法， 其特征在于步驟四中，真空干燥的溫度為30°C，真空度為-0. 09MPa，干燥時(shí)間為24h。
【文檔編號(hào)】C08B3/14GK104341531SQ201410531772
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】孫立國, 趙冬梅, 竇天威, 端學(xué)東 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)