一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于纖維素材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法。該方法包括以下步驟：把微晶纖維素溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，加入無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；向微晶纖維素溶液中加入酰基化試劑、乙酰乙?；噭┖陀袡C(jī)堿，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，加入沉淀劑得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的懸浮液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。本發(fā)明得到總?cè)〈燃s2.30的纖維素混合酯，在常見有機(jī)溶劑中具有一定溶解性，對(duì)于纖維素混合酯的加工、應(yīng)用范圍的拓展具有實(shí)際意義。
【專利說(shuō)明】一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于纖維素材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]纖維素是一種資源豐富且廉價(jià)的天然線性有機(jī)聚合物，隨著化石燃料的日益枯竭及環(huán)境問(wèn)題日益突出，纖維素越來(lái)越受到人們的關(guān)注。但由纖維素線性高分子的結(jié)構(gòu)特性決定了纖維素不能在水和一般有機(jī)溶劑中溶解，也缺乏熱可塑性，這對(duì)其成形加工極為不利，因此常對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性。關(guān)于水溶性的纖維素酯的研究一直以來(lái)受到廣泛的關(guān)注，但是關(guān)于脂溶性的纖維素酯的報(bào)道很少。各種脂溶性的纖維素單酯的制備及應(yīng)用已經(jīng)有廣泛的研究，而纖維素混合酯的關(guān)注度不高，目前尚未見可溶性的纖維素混合酯的報(bào)道。與纖維素單酯比較，纖維素混合酯具有許多優(yōu)異的性能，如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光及風(fēng)雨耐受性、透明性更好等。而且，在溶解性方面，與醋酸纖維素不同，纖維素混合酯能夠溶于更多種的溶劑如酮類、硝基化合物、酯類、環(huán)醚等，對(duì)于其進(jìn)一步加工、應(yīng)用非常有益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)目前纖維素混合酯的取代度不高、水溶解及脂溶性差等缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種總?cè)〈燃s2.30的脂溶性纖維素混合酯的制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法，包括以下步驟:把微晶纖維素溶解于N，N- 二甲基乙酰胺中，加入無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；向微晶纖維素溶液中加入?；圐RU、乙酰乙?；噭┖陀袡C(jī)堿，80-100°C反應(yīng)0.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，加入沉淀劑得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的懸浮液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。
[0005]?；噭橹舅狒蛑咀艴；?，乙酰乙酰化試劑為雙乙烯酮或乙酰乙酸酯。
[0006]脂肪酸酐為乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐或己酸酐，乙酰乙?；噭殡p乙烯酮或乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丙酯、乙酰乙酸異丙酯、乙酰乙酸丁酯、乙酰乙酸異丁酯、乙酰乙酸叔丁酯。
[0007]有機(jī)堿為N, N-二甲胺基吡啶或三乙基胺,有機(jī)堿的加入量為微晶纖維素質(zhì)量的
0-2% ο
[0008]?；噭┡c微晶纖維素中游離羥基的摩爾比為1.0-2.5。
[0009]乙酰乙酰化試劑與微晶纖維素中游離羥基的摩爾比為1.0-2.5。
[0010]無(wú)水氯化鋰加入量為微晶纖維素質(zhì)量的1-3倍。
[0011]沉淀劑為水、甲醇中的一種或兩種混合液。沉淀劑優(yōu)選為體積比3/1的水、甲醇混合液，沉淀劑加入量為加入前體系體積的3-10倍。
[0012]本發(fā)明在羧酰胺/氯化鋰均相體系中，在有機(jī)堿催化下，脂肪酸酐或脂肪族酰基氯與雙乙烯酮或乙酰乙酸酯作為酯化試劑，對(duì)微晶纖維素進(jìn)行酯化，合適的條件下得到總?cè)〈燃s2.30的纖維素混合酯，在常見有機(jī)溶劑中具有一定溶解性。與纖維素單酯比較，本發(fā)明得到的纖維素混合酯具有許多優(yōu)異的性能，如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光及風(fēng)雨耐受性、透明性更好等；而且，在溶解性方面，與醋酸纖維素不同，纖維素混合酯能夠溶于更多種的溶劑如酮類、硝基化合物、酯類、環(huán)醚等，對(duì)于其進(jìn)一步加工、應(yīng)用范圍的拓展具有實(shí)際意義。

【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
50 g微晶纖維素加入I L80°C的N, N-二甲基乙酰胺中，攪拌溶解,然后加入100 g無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；80°C時(shí)，向微晶纖維素溶液中先加入乙酸酐60 mL，然后加入雙乙烯酮70 mL, N, N-二甲胺基吡啶3.0 mL，反應(yīng)1.5小時(shí)，冷卻至常溫，加入5 L水/甲醇混合液(體積比3/1)，得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的懸浮液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)水洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。
[0014]經(jīng)變溫核磁共振氫譜檢測(cè)所得脂溶性纖維素混合酯，乙?；〈燃s1.96，乙酰乙?；〈燃s0.42。此纖維素混合酯常溫下在二甲基亞砜中的溶液濃度7% (質(zhì)量)。
[0015]實(shí)施例2
50 g微晶纖維素加入I L90 °〇的N，N-二甲基乙酰胺中，攪拌溶解，然后加入100 g無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；90°C時(shí)，向微晶纖維素溶液中加入100 mL乙酰乙酸叔丁酯和50 mL丙酸酐，反應(yīng)2.5小時(shí)，冷卻至常溫，加入5 L水/甲醇(體積比3/1)，得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的細(xì)微顆粒乳液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)水洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。
[0016]經(jīng)變溫核磁共振氫譜檢測(cè)所得脂溶性纖維素混合酯，丙?；〈燃s0.62，乙酰乙?；〈燃s1.56。此纖維素混合酯常溫下在丙酮中的溶液濃度是13% (質(zhì)量)。
[0017]實(shí)施例3
50 g微晶纖維素加入I L100°C的N, N-二甲基乙酰胺中，攪拌溶解,然后加入100 g無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；100°C時(shí)，向微晶纖維素溶液中加入80 mL雙乙烯酮、50mL 丁酰氯和三乙胺3.0 mL，反應(yīng)1.0小時(shí)，冷卻至常溫；加入5 L水/甲醇(體積比3/1)，得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的懸浮液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)水洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。
[0018]經(jīng)變溫核磁共振氫譜檢測(cè)所得脂溶性纖維素混合酯，丁酰基取代度約0.71，乙酰乙?；〈燃s1.43。此纖維素混合酯常溫下在四氫呋喃中的溶液濃度是9% (質(zhì)量)。
【權(quán)利要求】
1.一種脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:把微晶纖維素溶解于N，N- 二甲基乙酰胺中，加入無(wú)水氯化鋰，得到微晶纖維素溶液；向微晶纖維素溶液中加入酰基化試劑、乙酰乙?；噭┖陀袡C(jī)堿，80-100°C反應(yīng)0.5-2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至常溫，加入沉淀劑得到纖維素脂肪酸酯乙酰乙酸酯的懸浮液；懸浮液過(guò)濾，同時(shí)洗滌濾餅至濾液為中性，濾餅干燥即得脂溶性纖維素混合酯。
2.如權(quán)利要求1所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，?；噭橹舅狒蛑咀艴；?，乙酰乙酰化試劑為雙乙烯酮或乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丙酯、乙酰乙酸異丙酯、乙酰乙酸丁酯、乙酰乙酸異丁酯、乙酰乙酸叔丁酯。
3.如權(quán)利要求2所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，脂肪酸酐為乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐或己酸酐，脂肪族?；葹橐阴Ｂ?、丙酰氯、丁酰氯或己酰氯。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，有機(jī)堿為N, N- 二甲胺基吡啶或三乙基胺,有機(jī)堿的加入量為微晶纖維素質(zhì)量的0-2%。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，?；噭┡c微晶纖維素中游離羥基的摩爾比為1.0-2.5。
6.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，乙酰乙酰化試劑與微晶纖維素中游離羥基的摩爾比為1.0-2.5。
7.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，無(wú)水氯化鋰加入量為微晶纖維素質(zhì)量的1-3倍。
8.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脂溶性纖維素混合酯的制備方法，其特征在于，沉淀劑為水、甲醇中的一種或兩種混合液。
【文檔編號(hào)】C08B3/02GK104497150SQ201410691699
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】馬宇平, 周浩, 宋金勇, 郝輝, 程向紅, 馮曉民 申請(qǐng)人:河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司