NO141994B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A NITRIT TESTER OF CELLULOSE - Google Patents

PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A NITRIT TESTER OF CELLULOSE Download PDF

Info

Publication number
NO141994B
NO141994B NO752460A NO752460A NO141994B NO 141994 B NO141994 B NO 141994B NO 752460 A NO752460 A NO 752460A NO 752460 A NO752460 A NO 752460A NO 141994 B NO141994 B NO 141994B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cellulose
solvent
weight
approx
reaction
Prior art date
Application number
NO752460A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO752460L (en
NO141994C (en
Inventor
Richard Georg Schweiger
Original Assignee
Richard Georg Schweiger
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richard Georg Schweiger filed Critical Richard Georg Schweiger
Publication of NO752460L publication Critical patent/NO752460L/no
Publication of NO141994B publication Critical patent/NO141994B/en
Publication of NO141994C publication Critical patent/NO141994C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/34Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
    • C08F8/36Sulfonation; Sulfation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/02Esters
    • C08B31/06Esters of inorganic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B5/00Preparation of cellulose esters of inorganic acids, e.g. phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B5/00Preparation of cellulose esters of inorganic acids, e.g. phosphates
    • C08B5/02Cellulose nitrate, i.e. nitrocellulose
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B5/00Preparation of cellulose esters of inorganic acids, e.g. phosphates
    • C08B5/14Cellulose sulfate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling The invention relates to a method for production

av en nitrittester av cellulose, hvorved en hydratisert cellulose, of a nitrite tester of cellulose, whereby a hydrated cellulose,

før behandling med nitroseringsmidlet, inneholder 4 til 12 vekt% before treatment with the nitrosating agent, contains 4 to 12% by weight

vann og blir omsatt med dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid i nærvær av en protonakseptor og et reaksjonsløsningsmiddel som er et svelle- eller solubiliseringsmiddel for det celluloseholdige reaksjonsprodukt. Vannet er i alt vesentlig ensartet fordelt i cellulose-reaktanten, og reaksjonen blir utført under omrøring ved en reaksjonstemperatur på under 50°C, og løsningsmidlet er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å tilveiebringe minst water and is reacted with dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride in the presence of a proton acceptor and a reaction solvent which is a swelling or solubilizing agent for the cellulosic reaction product. The water is substantially uniformly distributed in the cellulose reactant, and the reaction is carried out with stirring at a reaction temperature below 50°C, and the solvent is present in an amount sufficient to provide at least

3 vektdeler løsningsmiddel for hver cellulosedel. 3 parts by weight of solvent for each part of cellulose.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling The invention relates to a method for production

av en nitrittester av cellulose hvorved cellulosen oppnås ved behandling av hydratisert cellulose som inneholder 4 vekt% eller mer med vann fordelt i alt vesentlig ensartet i cellulosen, idet cellulosen blir vasket med et sterkt polart aprotisk løsningsmiddel for å redusere vanninnholdet i cellulosen til så lite som mindre enn ca. 4 vekt% av cellulosen. Den vaskede cellulose blir så omsatt med dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid i nærvær av en protonaksep tor og et reaksjonsløsningsmiddel som er et svelle- eller solubiliseringsmiddel for det celluloseholdige reaksjonsprodukt. Reaksjonen blir utført under omrøring ved en reaksjonstemperatur på under 50°C, of a nitrite tester of cellulose whereby the cellulose is obtained by treating hydrated cellulose containing 4% by weight or more of water distributed substantially uniformly throughout the cellulose, the cellulose being washed with a strongly polar aprotic solvent to reduce the water content of the cellulose to as little as less than approx. 4% by weight of the cellulose. The washed cellulose is then reacted with dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride in the presence of a proton acceptor and a reaction solvent which is a swelling or solubilizing agent for the cellulose-containing reaction product. The reaction is carried out with stirring at a reaction temperature of less than 50°C,

og reaksjonsløsningsmidlet er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å tilveiebringe minst 3 vektdeler løsningsmiddel for hver vektdel cellulose. and the reaction solvent is present in an amount sufficient to provide at least 3 parts by weight of solvent for each part by weight of cellulose.

Cellulose som man går ut fra, blir suspendert i et egnet løsningsmiddel som innbefatter et svelle- eller solubiliserings- Starting cellulose is suspended in a suitable solvent which includes a swelling or solubilizing

middel for det polymere reaksjonsprodukt og en protonakseptor. Løs- agent for the polymeric reaction product and a proton acceptor. Loose-

ningsmidler som man har funnet egnet til å tjene som både protonakseptor og svelle- eller solubiliseringsmiddel, innbefatter svake tertiære aminbaser, og typiske eksempler på slike er pyridin, kinolin og isokinolin, og også N,N-dialkyl-akrylamider f.eks. N,N-dimetylformamid og N,N-dimetylacetamid (heretter kalt henholds-vis DMF og DMAC), og blandinger derav. Egnede svelle- eller solubiliseringsmidler er vanligvis løsningsmidler som er i stand til å oppløse polymere estere. Typiske eksempler på slike svelle- eller solubiliseringsmidler er etylacetat, etylformiat, benzen, aceton, metyletylketon og lignende, og blandinger derav. Forbindelser som er egnet som protonakseptor, er slike, som tidligere beskrevet, som er i stand til å tilveiebringe både svelling eller solubilisering til den polymere nitrittester og også virke som en protonakseptor. Solvents which have been found suitable to serve as both proton acceptor and swelling or solubilizing agent include weak tertiary amine bases, and typical examples of such are pyridine, quinoline and isoquinoline, and also N,N-dialkyl-acrylamides e.g. N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMF and DMAC respectively), and mixtures thereof. Suitable swelling or solubilizing agents are usually solvents capable of dissolving polymeric esters. Typical examples of such swelling or solubilizing agents are ethyl acetate, ethyl formate, benzene, acetone, methyl ethyl ketone and the like, and mixtures thereof. Compounds suitable as proton acceptors are those, as previously described, which are capable of providing both swelling or solubilization to the polymeric nitrite tester and also act as a proton acceptor.

Den mengde med løsningsmiddel som kan anvendes til å suspen-dere cellulosen, er ikke kritisk og kan varieres over et relativt bredt område. Men det bør brukes tilstrekkelig med løsningsmiddel for å unngå vanskeligheter ved behandlingen av den resulterende viskøse blanding. Det er generelt blitt funnet at det minimale vektforhold mellom løsningsmiddel og polymer er 3:1, d.v.s. The amount of solvent that can be used to suspend the cellulose is not critical and can be varied over a relatively wide range. But sufficient solvent should be used to avoid difficulties in processing the resulting viscous mixture. It has generally been found that the minimum solvent to polymer weight ratio is 3:1, i.e.

3 vektdeler løsningsmiddel for hver polymer-del. 3 parts by weight of solvent for each part of polymer.

Det foretrekkes generelt at løsningsmidlet er i stand til It is generally preferred that the solvent is capable of

både å svelle eller solubilisere den resulterende cellulose-nitrittester og også virke som en protonakseptor. Anvendelse av et enkelt løsningsmiddel, i motsetning til å anvende en blanding av en protonakseptor og et svelle- eller solubiliseringsmiddel, fører til en mer økonomisk prosess siden det forenkler gjenvinning og anvendelse på nytt av løsningsmiddelmaterialet. Men dersom det anvendes en blanding av en protonakseptor og et svelle- eller solubiliseringsmiddel, er det nødvendig at blandingen inneholder minst ett mol protonakseptor for hvert mol nitroseringsmiddel, f.eks. dinitrogentetroksyd. both swelling or solubilizing the resulting cellulose nitrite tester and also acting as a proton acceptor. Using a single solvent, as opposed to using a mixture of a proton acceptor and a swelling or solubilizing agent, leads to a more economical process since it facilitates recovery and reuse of the solvent material. But if a mixture of a proton acceptor and a swelling or solubilizing agent is used, it is necessary that the mixture contains at least one mole of proton acceptor for each mole of nitrosating agent, e.g. dinitrogen tetroxide.

Oppfinnelsen vedrører en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av nitrittesterne av cellulose. Som beskrevet mulig-gjør anvendelsen av et nitrittestermellomprodukt av cellulose at det kan fremstilles nye celluloseestere, f.eks. cellulosesulfat. eller cellulose-nitrat, hvorved egenskapene til det endelige produkt kan tilskrives den i alt vesentlig ensartede fordeling av estergrupper blant polymerenhetene i cellulosen. Nitrosering av cellulose er beskrevet i US-patentskrift 3.702.843. Det er funnet at nitroseringen av cellulose med dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid og den etterfølgende sulfatering, som tidligere beskrevet, kan bli forbedret dersom cellulosen er i aktivert tilstand eller passende aktivert. I overensstemmelse med den forbed-rede prosess er cellulosen i hydratisert form og inneholder fra 4 til 12 vekt% vann, og med vannet i alt vesentlig ensartet fordelt i cellulose-reaktanten før behandlingen med nitroseringsmidlet. The invention relates to an improved method for producing the nitrite esters of cellulose. As described, the use of a nitrite ester intermediate of cellulose makes it possible to produce new cellulose esters, e.g. cellulose sulfate. or cellulose nitrate, whereby the properties of the final product can be attributed to the essentially uniform distribution of ester groups among the polymer units in the cellulose. Nitrosation of cellulose is described in US patent 3,702,843. It has been found that the nitrosation of cellulose with dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride and the subsequent sulfation, as previously described, can be improved if the cellulose is in an activated state or suitably activated. In accordance with the improved process, the cellulose is in hydrated form and contains from 4 to 12% by weight of water, and with the water substantially uniformly distributed in the cellulose reactant prior to treatment with the nitrosating agent.

Ved anvendelse av hydratisert cellulose som reaktant kan nitroseringsreaksjonen utføres på kortere tid ved anvendelse av i alt vesentlig støkiometriske mengder av den nitroserende reaktant. Dette frembringer en mer homogen reaksjonsblanding og et produkt By using hydrated cellulose as reactant, the nitrosation reaction can be carried out in a shorter time by using essentially stoichiometric amounts of the nitrosating reactant. This produces a more homogeneous reaction mixture and product

med større klarhet, og dette medfører lettere separering av produktet fra reaksjonsblandingen og reduserer behovet for filtrering. with greater clarity, and this leads to easier separation of the product from the reaction mixture and reduces the need for filtration.

En ytterligere side ved oppfinnelsen vedrører en variasjon av den ovenfor omtalte nitroseringsprosess, hvorved cellulosen er i alt vesentlig ensartet hydratisert. Ved denne variasjon blir en hydratisert cellulose som kan inneholde over ca. 4 vekt% med vann fordelt i alt vesentlig ensartet i cellulosen, vasket med et sterkt polart aprotisk løsningsmiddel for å redusere vann-innholdet i cellulosen til mindre enn 4 vekt%. Det er overraskende blitt funnet at cellulosen blir værende i en aktivert tilstand etter vasking med det aprotiske løsningsmiddel, selv om den vaskede cellulose har et vann-innhold på mindre enn 4 vekt%. Den vaskede cellulose kan så anvendes ved den tidligere beskrevne måte for nitrosering med dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid. A further aspect of the invention relates to a variation of the above-mentioned nitrosation process, whereby the cellulose is essentially uniformly hydrated. With this variation, a hydrated cellulose that can contain over approx. 4% by weight of water distributed substantially uniformly throughout the cellulose, washed with a strongly polar aprotic solvent to reduce the water content of the cellulose to less than 4% by weight. It has surprisingly been found that the cellulose remains in an activated state after washing with the aprotic solvent, even though the washed cellulose has a water content of less than 4% by weight. The washed cellulose can then be used by the previously described method for nitrosation with dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride.

Ved enda en ytterligere side ved oppfinnelsen er det On yet another side of the invention is that

blitt funnet at nitritt-substituentgruppene som er til stede i nitrittesterne av cellulose er overraskende labile. Således kan, til forskjell fra andre nitritter, nitritt-substituentgruppene på cellulosen lett fjernes for å danne alkylnitritter under dannelse av nitritt- eller sulfatestere av cellulose fra cellulosenitritt-estere og med alkylnitritter som biprodukter ved dannelsen av cellu losenitrat- eller cellulosesulfatestere. have been found that the nitrite substituent groups present in the nitrite esters of cellulose are surprisingly labile. Thus, unlike other nitrites, the nitrite substituent groups on the cellulose can be easily removed to form alkyl nitrites during the formation of nitrite or sulfate esters of cellulose from cellulose nitrite esters and with alkyl nitrites as by-products in the formation of cellulose nitrate or cellulose sulfate esters.

Fremgangsmåten i overensstemmelse med denne oppfinnelse om-fatter å nitrosere cellulose som er suspendert i et.egnet løsnings-middel, med dinitrogentetroksyd, nitrosylklorid eller blandinger derav for å gi den tilsvarende cellulpse-nitrittester. The method in accordance with this invention comprises nitrosating cellulose suspended in a suitable solvent with dinitrogen tetroxide, nitrosyl chloride or mixtures thereof to give the corresponding cellulose nitrite test.

Den nitroserende forbindelse blir anvendt i reaksjonsblandingen med et mol-forhold mellom anhydroglukose eller polymer-enhet i sin alminnelighet og dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid på ca. 1:0,1 til 1:3, og dette resulterer i en D.S. på 0,1 til 3. Siden reaksjonen er kvantitativ, faller D.S. tilnærmet sammen The nitrosating compound is used in the reaction mixture with a molar ratio between anhydroglucose or polymer unit in general and dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride of approx. 1:0.1 to 1:3, and this results in a D.S. of 0.1 to 3. Since the reaction is quantitative, D.S. falls. approximately together

med den molare mengde med nitroseringsmiddel som blir anvendt. Dersom nitrosylklorid blir anvendt sammen med DMF eller DMAC, er det behov for et 2,5 til 3,0 ganger så stort overskudd av nitroseringsmiddel for å oppnå disse D.S.- verdier. Dette kan sies på en annen måte, nemlig at et mol dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid er nødvendig for å erstatte et mol med hydroksylradikal i cellulosen, og dersom nitrosylklorid blir anvendt med et N,N-dialkyl-syreamid som protonakseptor, er det nødvendig med 2,5-3,0 mol nitrosylklorid. with the molar amount of nitrosating agent used. If nitrosyl chloride is used with DMF or DMAC, a 2.5 to 3.0 times excess of nitrosating agent is needed to achieve these D.S. values. This can be said in another way, namely that one mole of dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride is required to replace one mole of hydroxyl radical in the cellulose, and if nitrosyl chloride is used with an N,N-dialkyl acid amide as proton acceptor, 2, 5-3.0 moles of nitrosyl chloride.

Den maks imale D.S. for cellulose er ca. 3 og for hemicellu— lose ca. 2. Således er den molare mengde med dinitrogentetroksyd som er nødvendig for å oppnå fullstendig forestring, for cellulose ca. 3 mol pr. mol med anhydroheksose-enhet og for hemicellulose ca. 2 mol pr. mol anhydropentose-enhet. De samme mol-forhold er nødvendig for nitrosylklorid for fullstendig å forestre hver av de foran beskrevne klasser av celluloser, dersom ikke DMF eller DMAC blir anvendt som løsningsmiddel, for da må mengden i alt vesentlig tredobles. Det kan tilsettes-nitroserende forbindelse i.en mengde som er større enn den mengde som er nødvendig for fullstendig forestring, og den eneste effekt er enøket forestringshastighet. The maximum D.S. for cellulose is approx. 3 and for hemicellulose approx. 2. Thus, for cellulose, the molar amount of dinitrogen tetroxide required to achieve complete esterification is approx. 3 moles per mol with anhydrohexose unit and for hemicellulose approx. 2 moles per mole of anhydropentose unit. The same molar ratios are necessary for nitrosyl chloride to completely esterify each of the above-described classes of celluloses, if DMF or DMAC is not used as solvent, because then the amount must essentially triple. Nitrosating compound may be added in an amount greater than that required for complete esterification, and the only effect is an increased rate of esterification.

Nitroseringsreaskjonen blir fortrinnsvis utført under kon-stant omrøring av reaksjonsblandingen. Det er foretrukket å avkjøle reaksjonskaret i et isbad eller lignende siden reaksjonen er moderat eksoterm, og det er ønskelig å holde temperaturen i reaksjonsblandingen under 50°C. The nitrosation reaction is preferably carried out with constant stirring of the reaction mixture. It is preferred to cool the reaction vessel in an ice bath or the like since the reaction is moderately exothermic, and it is desirable to keep the temperature of the reaction mixture below 50°C.

Dersom maksimal forestring er ønsket, vises fullført omsetning ved dannelse av en klar løsning eller pasta, mens delvis forestring vises ved en svelling og/eller delvis oppløsning av produktet i reaksjonsblandingen. If maximum esterification is desired, complete reaction is indicated by the formation of a clear solution or paste, while partial esterification is indicated by a swelling and/or partial dissolution of the product in the reaction mixture.

Cellulose-nitrittesterne er relativt følsomme produkter og spaltes øyeblikkelig etter tilsetting av et protisk løsningsmiddel, f.eks. vann, metanol, etanol, isopropanol eller lignende, i nærvær av en mineralsyrekatalysator. Dette resulterer i regenerering av cellulose-utgangsmaterialet. The cellulose nitrite tests are relatively sensitive products and decompose immediately after the addition of a protic solvent, e.g. water, methanol, ethanol, isopropanol or the like, in the presence of a mineral acid catalyst. This results in the regeneration of the cellulosic starting material.

Siden cellulose-nitrittesterne ved denne.prosess har sin primære anvendelse som mellomprodukter ved fremstilling av andre esterderivater, f.eks. polymere nitrat- og sulfatestere og lignende, er det ikke noe behov for å isolere nitrittesterne siden reaksjons- Since the cellulose nitrite esters in this process have their primary use as intermediates in the production of other ester derivatives, e.g. polymeric nitrate and sulfate esters and the like, there is no need to isolate the nitrite esters since reaction

blandingen kan anvendes ved disse prosesser, som senere beskrevet. the mixture can be used in these processes, as described later.

Men cellulose-nitrittesterne kan isoleres ved å nøytralisere reaksjonsblandingen ved tilsetning av en base, f.eks. valgt fra mono-, di- og trialkylaminer, pyridin, alkali- eller jordalkalimetallhy- - droksyder, -karbonater, -bikarbonater og lignende. Tilsetning av en slik base er bare nødvendig dersom det er blitt anvendt et N,N-dialkyl-acylamid som protonakseptor, på grunn av at det under nitroseringen med dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid blir dannet en ekvimolar mengde med salpetersyre eller saltsyre. Dersom det anvendes en svak tertiær amin-base, f.eks. pyridin eller kinolin, But the cellulose nitrite testers can be isolated by neutralizing the reaction mixture by adding a base, e.g. selected from mono-, di- and trialkylamines, pyridine, alkali or alkaline earth metal hydroxides, carbonates, bicarbonates and the like. Addition of such a base is only necessary if an N,N-dialkyl acylamide has been used as proton acceptor, due to the fact that during the nitrosation with dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride, an equimolar amount of nitric acid or hydrochloric acid is formed. If a weak tertiary amine base is used, e.g. pyridine or quinoline,

som protonakseptor, er tilsetning av en base unødvendig siden den dannede syre blir nøytralisert av den tertiære amin-base og ikke kan tjene som en katalysator for spalting av det polymere nitritt. as a proton acceptor, addition of a base is unnecessary since the acid formed is neutralized by the tertiary amine base and cannot serve as a catalyst for cleavage of the polymeric nitrite.

Den nøytraliserte eller fortrinnsvis lett alkaliske løs- The neutralized or preferably slightly alkaline solution

ning blir satt til iskaldt vann under omrøring for å separere cellulose-nitrittesterne som et"fibrøst materiale, som lett kan ut-skilles. De produkter som har en D.S. betraktelig under den maksi-male, kan være svellbare eller endog løselige i vann, og i dette tilfelle blir det anvendt en alkohol i stedet for vann. ing is added to ice-cold water with stirring to separate the cellulose nitrites as a "fibrous material, which can be readily separated. The products having a D.S. considerably below the maximum may be swellable or even soluble in water, and in this case an alcohol is used instead of water.

Det isolerte produkt er relativt ustabilt, og for lagrings formål er det foretrukket at det er solvatisert i et egnet løsnings-middel, f.eks. benzen, etylacetat, etylendiklorid, DMF, DMAC eller lignende, og blir lagret ved lav temperatur, fortrinnsvis under 10°C. The isolated product is relatively unstable, and for storage purposes it is preferred that it is solvated in a suitable solvent, e.g. benzene, ethyl acetate, ethylene dichloride, DMF, DMAC or the like, and is stored at a low temperature, preferably below 10°C.

De etterfølgende eksempler illustrerer spesifikke foretrukne utførelser av denne oppfinnelse. Alle forhold i de etterfølgende eksempler og også i beskrivelsen og de etterfølgende krav er vektforhold dersom ikke annet er angitt, og temperaturer er uttrykt i celsius-grader. The following examples illustrate specific preferred embodiments of this invention. All ratios in the following examples and also in the description and subsequent claims are weight ratios unless otherwise stated, and temperatures are expressed in degrees Celsius.

Eksempel I Example I

Bomull-linter-masse ble tørket ved 100 til 110°C i vakuum Cotton linter pulp was dried at 100 to 110°C in vacuum

over ^ 2°5 ^ ^ timer. En tørket porsjon på 20 g ble anbrakt i en trehalskolbe med rund bunn og forsynt med et kalsiumkloridrør, en sterk rører og en dråpetrakt, og det ble tilsatt 1 liter DMF. En mengde på 30 g med N-0.ble så innført under omrøring i løpet av ca. 30 minutter mens temperaturen i blandingen ble holdt under ca. over ^ 2°5 ^ ^ hours. A dried portion of 20 g was placed in a three-neck round-bottomed flask fitted with a calcium chloride tube, a strong stirrer and a dropping funnel, and 1 liter of DMF was added. A quantity of 30 g of N-O. was then introduced with stirring during approx. 30 minutes while the temperature in the mixture was kept below approx.

30°C ved kjøling i et kaldt vannbad. Blandingen ble fortykket,men reaksjonen var ufullstendig endog etter flere timers blanding, 30°C when cooling in a cold water bath. The mixture thickened, but the reaction was incomplete even after several hours of mixing,

hvilket ble vist ved nærvær av uklarhet og tilsynelatende uomsatte fibre. Tilsetning av ytterligere 3 g N20^resulterte ikke i noen vesentlig forbedring. which was shown by the presence of turbidity and apparently unreacted fibers. Addition of an additional 3 g of N 2 O 3 did not result in any significant improvement.

Ved isolering og analysering av den resulterende cellulosenitrittester. ble det til en liten del av blandingen satt et overskudd av pyridin. Den lett alkaliske blanding ble satt til isvann og utfellingen ble samlet, vasket med isvann og ble utpresset mens temperaturen ble holdt ved ca. 0°C. Materialet ble gjendispergert i destillert vann i en lukket Erlenmeyer-kolbe og ble surgjort med svovelsyre. Etter røring med magnetisk rører i ca. 1 time, ble blandingen nøytralisert, og den regenererte cellulose ble utskilt, vasket, tørket og veid. Filtratet ble samlet kvantitativt,og nitrittet ble bestemt ved å oksyderes med perman-ganat til salpetersyre. Nærværet av salpetersyre etter oksydasjonen ble fastslått ved at det ble bestemt som nitron-nitrat i samsvar med metoden til Hick, beskrevet i Analyst, vol. 59, s. 18-25 (1934). Nitroseringsgraden ble funnet å være ca. 2,7-2,8. By isolating and analyzing the resulting cellulose nitrite tester. an excess of pyridine was added to a small part of the mixture. The slightly alkaline mixture was added to ice water and the precipitate was collected, washed with ice water and squeezed while the temperature was maintained at ca. 0°C. The material was redispersed in distilled water in a closed Erlenmeyer flask and acidified with sulfuric acid. After stirring with a magnetic stirrer for approx. 1 hour, the mixture was neutralized, and the regenerated cellulose was separated, washed, dried and weighed. The filtrate was collected quantitatively, and the nitrite was determined by oxidizing with permanganate to nitric acid. The presence of nitric acid after the oxidation was ascertained by determining it as nitrone nitrate according to the method of Hick, described in Analyst, vol. 59, pp. 18-25 (1934). The degree of nitrosation was found to be approx. 2.7-2.8.

Cellulosenitritt-reaksjonsblandingen fremstilt fra 20g cellulose og 30 g N20^ble sulfatert ved sakte tilsetning (omkring 30minutter) av en løsning avDMF-SO^-kompleks (omkring 6 g SO^) The cellulose nitrite reaction mixture prepared from 20g cellulose and 30g N2O^ was sulfated by slow addition (about 30 minutes) of a solution of DMF-SO^ complex (about 6 g SO^)

i DMF. Reaksjonen ble utført under sterk omrøring og under utelukkelse av fuktighet, og temperaturen ble holdt under ca. 20°C.Blandingen holdt seg uklar og inneholdt fortsatt fibre endog etter blanding i ca. 1-2 timer. Reaksjonsblandingen ble så overført til en blander, ble fortynnet med ca. 500 ml vann og ble justert til en pH på 7-8 ved sakte tilsetning av natriumkarbonat-løsning. in DMF. The reaction was carried out under vigorous stirring and to the exclusion of moisture, and the temperature was kept below approx. 20°C. The mixture remained cloudy and still contained fibers even after mixing for approx. 1-2 hours. The reaction mixture was then transferred to a mixer, was diluted with approx. 500 ml of water and was adjusted to a pH of 7-8 by slow addition of sodium carbonate solution.

Under nøyraliseringen ble temperaturen i blandingen holdt under During the neutralization, the temperature of the mixture was kept below

20-25°C ved tilsetning av is. Det ble så tilsatt tilstrekkelig med isopropanol til å separere produktet, og produktet ble utpres- 20-25°C when adding ice. Sufficient isopropanol was then added to separate the product, and the product was expressed

set, vasket to ganger med vandig isopropanol, utpresset igjen, set, washed twice with aqueous isopropanol, squeezed again,

vasket i vakuum ved 100°C og malt. Produktet hadde en D.S. på ca. washed in vacuum at 100°C and ground. The product had a D.S. of approx.

0,6 og en 1% vandig løsning hadde en viskositet på ca. 3000 cP. 0.6 and a 1% aqueous solution had a viscosity of approx. 3000 cP.

(Brookfield viskosimeter, modell LVT, 60 omdr. pr. min.) men var noe uklar og inneholdt fibre. (Brookfield viscometer, model LVT, 60 rpm) but was somewhat cloudy and contained fibres.

Ved et annet forsøk ble 20 g vannfri bomull-linter-masse behandlet som beskrevet ovenfor, men det ble bare anvendt ca. 15 In another experiment, 20 g of anhydrous cotton-linter pulp was treated as described above, but only approx. 15

g N204til nitroseringen hvilket resulterte i enD.S. på ca. 1,5 g N 2 O 4 to the nitrosation resulting in a D.S. of approx. 1.5

og ved den etterfølgende sulfatering ble det anvendt en mengde med DMF-S03-kompleks som inneholdt ca. 12 g SO^. Resultatene var av lignende art som dem ovenfor. Cellulosesulfatet hadde enD.S. på and in the subsequent sulphation, an amount of DMF-SO3 complex containing approx. 12 g SO 3 . The results were of a similar nature to those above. The cellulose sulfate had a D.S. on

ca. 1,5 og en 1% vandig løsning hadde en viskositet på ca. 500 cp, about. 1.5 and a 1% aqueous solution had a viscosity of approx. 500 cp,

men var uklar og inneholdt fibre. but was cloudy and contained fibers.

I alt vesentlig lignende resultater ble oppnådd når det istedenfor bomull-linter-masse ble anvendt tre-cellulose, cellulose fra vegetabilske skolmer eller bagasse, eller kjemisk behandlet og avbygget cellulose, f.eks.Whatman-cellulosepulver. Men det viste seg at reaksjonen ned Whatman-cellulosepulver foregikk glattere og at en løsning av dets endelige sulfaterte produkt var minst uklar og inneholdt en mindre mengde med fibre enn løsningene fra de andre cellulose-typer. Substantially similar results were obtained when, instead of cotton-linter pulp, wood cellulose, cellulose from vegetable pulp or bagasse, or chemically treated and degraded cellulose, e.g. Whatman cellulose powder, was used. But it turned out that the reaction down Whatman cellulose powder proceeded more smoothly and that a solution of its final sulfated product was the least cloudy and contained a smaller amount of fibers than the solutions from the other cellulose types.

Erstatning av DMF i reaksjonsmediet medDMAC eller pyridin eller blandinger av disse forbindelser forandret ikke resultatene i vesentlig grad. Det ble heller ikke iakttatt noen vesentlig forskjell når SO^ble anvendt som et kompleks sammen med andre løsningsmidler, f.eks. DMAc, dioksan,DMSO og lignende, eller når NOCl ble anvendt istedenfor ^0^, men forutsatt at den molare mengde avNOCl ble øket til 2,5 til 3 ganger så mye.'Replacement of DMF in the reaction medium with DMAC or pyridine or mixtures of these compounds did not significantly change the results. Nor was any significant difference observed when SO2 was used as a complex together with other solvents, e.g. DMAc, dioxane, DMSO and the like, or when NOCl was used instead of ^0^, but provided that the molar amount of NOCl was increased to 2.5 to 3 times as much.'

Eksempel II Example II

Bomull-linter-masse som beskrevet i eksempel I ule suspendert i vann og blandet i en Waring-blander i 2 minutter, ble utpresset, vasket medDMFog utpresset igjen. Cellulosen hadde da et vanninnhold på ca. 8-10%. En del på 20g av denne cellulose ble så nitrosert med 30 g ^ 2°4 som beskrevet ovenfor. Den resulterende løsning var klar og inneholdt ikke fibre etter en reaksjonstid på 20-30 minutter, og det var ikke'nødvendig med noe overskudd av Cotton linter pulp as described in Example I was suspended in water and mixed in a Waring mixer for 2 minutes, squeezed, washed with DMF and squeezed again. The cellulose then had a water content of approx. 8-10%. A portion of 20g of this cellulose was then nitrosated with 30g of 2°4 as described above. The resulting solution was clear and did not contain fibers after a reaction time of 20-30 minutes, and no excess of

^ 2°4 f°r ^ ^ en kvantitativ omsetning. Sulfateringen ble utført ^ 2°4 f°r ^ ^ a quantitative turnover. The sulphation was carried out

som beskrevet ovenfor og resulterte i produkter som dannet per-fekte, klare løsninger som ikke inneholdt fibre. as described above and resulted in products that formed perfect, clear solutions that did not contain fibers.

Det ble oppnådd lignende resultater når det resterende vann-innhold var 5% og 2% og når bomull-cellulosen ble erstattet med tre-cellulose eller cellulose fra bagasse eller kjemisk behandlet cellulose. Similar results were obtained when the residual water content was 5% and 2% and when the cotton cellulose was replaced with wood cellulose or cellulose from bagasse or chemically treated cellulose.

Når mengden av tilsattDMF-SO^-kompleks var slik at den var beregnet til å frembringe enD.S. på under0,3-0,4, var det resulterende produkt uløselig men sterkt svellbart i vann. When the amount of DMF-SO₂ complex added was such that it was calculated to produce a D.S. of below 0.3-0.4, the resulting product was insoluble but highly swellable in water.

Eksempel III Example III

Bomull-linter-masse ble hydratisert ved behandling med vann i en Waring-blander som beskrevet ovenfor. Cellulosen ble så utpresset og ble oppdelt i 4 deler. En del ble tørket i vakuum ved 30-40°C under kontinuerlig blanding ned til et vann-innhold på ca.'20%. De andre tre deler ble tørket under samme forhold til hen- holdsvis 8-10%, 4-5% og 1-2% vann. For den siste prøve ble temperaturen øket noe. Mengder på 20 g av hver av delene ble nitrosert som beskrevet ovenfor, med 30 g N204«Omsetningene med prøvene som inneholdt 8-10% og 4-5% fuktighet, foregikk glatt og var fullført etter ca. 20-30 minutter under dannelse av klare, viskøse løsninger. Den cellulose som inneholdt 20% fuktighet, behøvde ca. 3 5 g N204Cotton linter pulp was hydrated by treatment with water in a Waring mixer as described above. The cellulose was then squeezed out and was divided into 4 parts. A portion was dried in vacuum at 30-40°C with continuous mixing down to a water content of approx. 20%. The other three parts were dried under the same ratio of 8-10%, 4-5% and 1-2% water respectively. For the last test, the temperature was increased somewhat. Amounts of 20 g of each of the parts were nitrosated as described above, with 30 g of N204« The reactions with the samples containing 8-10% and 4-5% moisture, proceeded smoothly and were complete after approx. 20-30 minutes during the formation of clear, viscous solutions. The cellulose that contained 20% moisture needed approx. 35 g of N 2 O 4

og dannet en klar løsning straks etter at det var tilsatt 5 g i overskudd. Den cellulosedel som inneholdt 1-2% fuktighet, be- and formed a clear solution immediately after 5 g in excess had been added. The cellulose part which contained 1-2% moisture, be-

høvde en lang blandetid og endog etter tilsetning av et moderat overskudd, ble den værende noe uklar og inneholdt fibre. had a long mixing time and even after adding a moderate excess, it remained somewhat cloudy and contained fibres.

Etterfølgende sulfateringer ved anvendelse avDMF-SO^-komplekser som inneholdt ca. 6 g SO^ , resulterte i hvert tilfelle i cellulose-sulfater med enD.S. på ca.0,6 som frembrakte glit- Subsequent sulphations using DMF-SO^ complexes which contained approx. 6 g of SO^ , resulted in each case in cellulose sulphates with a D.S. of approx.0.6 which produced glint-

rende klare løsninger i vann når det opprinnelig ble anvendt celluloser med fuktighetsinnhold på 20%, 8-10% og 4-5%. Men løsninger av cellulosen med det laveste fuktighetsinnhold, var noe uklare og synes å inneholde fibre. clear solutions in water when celluloses with a moisture content of 20%, 8-10% and 4-5% were originally used. But solutions of the cellulose with the lowest moisture content were somewhat cloudy and appeared to contain fibers.

Lignende resultater ble oppnådd når bomull-linter-masse Similar results were obtained when cotton-linter pulp

ble erstattet med tre-cellulose fra vegetabilske skolmer eller bagasse, eller når DMF ble erstattet med DMAc, eller når det istedenforDMF-S02~komplekset ble anvendt et kompleks med dioksan, was replaced with wood cellulose from vegetable pulp or bagasse, or when DMF was replaced with DMAc, or when instead of the DMF-SO2 complex a complex with dioxane was used,

DMAc, DMSO eller lignende. DMAc, DMSO or the like.

Ved en annen identisk forsøksserie hvor porsjoner på In another identical series of experiments where portions of

20g cellulose ble nitrosert med ca. 20 g N204(ca. 25 g N204 be-høves for en cellulose som inneholder ca. 20%fuktighet) og sulfatert medDMF-SO^-kompleks som inneholdt ca. 10-12 g S03, ble det oppnådd produkter med D.S.-verdier på 1,1-1,2, mens de øvrige resultater var like. 20g of cellulose was nitrosated with approx. 20 g N204 (approx. 25 g N204 is needed for a cellulose containing approx. 20% moisture) and sulfated with DMF-SO^ complex which contained approx. 10-12 g SO3, products with D.S. values of 1.1-1.2 were obtained, while the other results were similar.

Nitrosering og etterfølgende sulfatering gikk på samme Nitrosation and subsequent sulphation proceeded in the same way

måte glatt og resulterte i sulfaterte produkter som dannet klare vandige løsninger når en kommersiell bomull-linter-masse eller en tre-cellulose med fuktighetsinnhold på mellom 4 og 12% ble anvendt direkte. Dersom det på en gang like før omsetningen ble satt 5%, manner smooth and resulted in sulfated products that formed clear aqueous solutions when a commercial cotton linter pulp or a wood cellulose with a moisture content between 4 and 12% was used directly. If at one time just before the turnover 5% was set,

10%eller 20%vann til vannfri cellulose, ble det oppnådd lignen- 10% or 20% water to anhydrous cellulose, similar

de resultater som dem som ble oppnådd i eksempel I med vannfri cellulose. the results as those obtained in Example I with anhydrous cellulose.

Eksempel IV Example IV

Bomull-linter-masse (400 g) med et fuktighetsinnhold på ca. 5-6% ble blandet med 2 literDMF i en dobbelt-planetarisk blander under avkjøling og utelukkelse av luft, og i løpet av en periode på 30 minutter ble det tilsatt 600 g N20d,og dette resulterte i en cellulosetrinitrittester. Cotton linter mass (400 g) with a moisture content of approx. 5-6% was mixed with 2 liters of DMF in a double-planetary mixer under cooling and exclusion of air, and over a period of 30 minutes 600 g of N20d was added, resulting in a cellulose trinitrite tester.

Claims (1)

Fremgangsmåte for fremstilling av en nitrittester av cellulose, hvorved cellulosen omsettes med et nitroseringsmiddel som er dinitrogentetroksyd eller nitrosylklorid, i nærvær av minst ett mol av en protonakseptor for hvert mol nitroseringsmiddel og et svellende eller solubiliserende løsningsmiddel for det resulterende cellulosenitritt, idet reaksjonen utføres med agitering ved en reaksjonstemperatur under 50°C og løs-ningsmidlet er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å tilveiebringe minst 3 vektdeler løsningsmiddel for hver vektdel cellulose,karakterisert vedat cellulosen,Process for the preparation of a nitrite tester from cellulose, whereby the cellulose is reacted with a nitrosating agent which is dinitrogen tetroxide or nitrosyl chloride, in the presence of at least one mole of a proton acceptor for each mole of nitrosating agent and a swelling or solubilizing solvent for the resulting cellulose nitrite, the reaction being carried out with agitation at a reaction temperature below 50°C and the solvent is present in an amount sufficient to provide at least 3 parts by weight of solvent for each part by weight of cellulose, characterized in that the cellulose, før behandling med nitroseringsmidlet> enten inneholder 4-12 vekt% vann som er i alt vesentlig ensartet fordelt gjennom cellulosen, eller cellulosen har et vanninnhold som er så lavt som under 4 vekt% av cellulosen, hvilket oppnås ved behandling av cellulose, som har et vanninnhold på 4 vekt% eller mer regnet på cellulosen i alt vesentlig jevnt fordelt i cellulosen, med et sterkt polart, aprotisk løsningsmiddel for reduksjon av vanninnholdet i cellulosen.before treatment with the nitrosating agent> either contains 4-12% by weight of water which is substantially uniformly distributed throughout the cellulose, or the cellulose has a water content as low as less than 4% by weight of the cellulose, which is achieved by treating cellulose, which has a water content of 4% by weight or more calculated on the cellulose in all substantially evenly distributed in the cellulose, with a strong polar, aprotic solvent for reducing the water content in the cellulose.
NO752460A 1974-07-10 1975-07-09 PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A NITRIT TESTER OF CELLULOSE NO141994C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US48719674A 1974-07-10 1974-07-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO752460L NO752460L (en) 1976-01-13
NO141994B true NO141994B (en) 1980-03-03
NO141994C NO141994C (en) 1980-06-25

Family

ID=23934765

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO752460A NO141994C (en) 1974-07-10 1975-07-09 PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A NITRIT TESTER OF CELLULOSE
NO791389A NO791389L (en) 1974-07-10 1979-04-26 PROCEDURE FOR PREPARING A CELLULOSE SULPHATE ESTER

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO791389A NO791389L (en) 1974-07-10 1979-04-26 PROCEDURE FOR PREPARING A CELLULOSE SULPHATE ESTER

Country Status (17)

Country Link
JP (1) JPS5328345B2 (en)
AR (1) AR215842A1 (en)
AU (1) AU504059B2 (en)
BE (1) BE831238A (en)
BR (1) BR7504317A (en)
CA (1) CA1051880A (en)
DE (1) DE2530451A1 (en)
EG (1) EG12431A (en)
FI (2) FI792994A7 (en)
GB (1) GB1521125A (en)
HU (1) HU175674B (en)
IT (1) IT1045532B (en)
NL (1) NL169884C (en)
NO (2) NO141994C (en)
PH (1) PH14624A (en)
RO (1) RO76171A (en)
SE (1) SE7507871L (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53134191U (en) * 1977-03-30 1978-10-24
JPS57160590A (en) * 1981-03-31 1982-10-02 Matsushita Electric Works Ltd Welding method for contact point
DE102007035322B4 (en) * 2007-07-25 2011-11-17 Friedrich-Schiller-Universität Jena Process for the preparation of water-soluble, low-substituted cellulose sulfates

Also Published As

Publication number Publication date
NO791389L (en) 1976-01-13
GB1521125A (en) 1978-08-16
NL7508261A (en) 1976-01-13
NO752460L (en) 1976-01-13
RO76171A (en) 1981-11-04
DE2530451A1 (en) 1976-01-29
CA1051880A (en) 1979-04-03
IT1045532B (en) 1980-05-10
BE831238A (en) 1976-01-12
NL169884C (en) 1982-09-01
PH14624A (en) 1981-10-12
AU504059B2 (en) 1979-10-04
FI751951A7 (en) 1976-01-11
BR7504317A (en) 1976-07-06
AR215842A1 (en) 1979-11-15
JPS5131787A (en) 1976-03-18
JPS5328345B2 (en) 1978-08-14
AU8288175A (en) 1977-02-10
HU175674B (en) 1980-09-28
SE7507871L (en) 1976-01-12
FI62542B (en) 1982-09-30
NL169884B (en) 1982-04-01
EG12431A (en) 1979-06-30
NO141994C (en) 1980-06-25
FI792994A7 (en) 1981-01-01
FI62542C (en) 1983-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3702843A (en) Nitrite,nitrate and sulfate esters of polyhydroxy polymers
Liebert Cellulose solvents–remarkable history, bright future
NO802016L (en) PROCEDURE FOR CROSS BULKING OF CELLULOSE SULFESTERS
US2749336A (en) Process for producing cellulose derivatives
US2524024A (en) Method of making carboxymethyl cellulose
US4138535A (en) Nitrite esters of polyhydroxy polymers
US6407224B1 (en) Catalytic system for cellulose acylation process for producing said catalytic system, and for its practical application
Shimizu et al. A new method for cellulose acetylation with acetic acid
US4035569A (en) Preparation of cellulose nitrite
US4480091A (en) Process for preparing cellulose sulfate esters
US4491661A (en) Process for the preparation of cellulose ethers from ammonia-activated cellulose
US1771461A (en) Cellulose solutions and process for making same
NO141994B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A NITRIT TESTER OF CELLULOSE
JP2002512271A (en) Method for activating and derivatizing cellulose
US2539451A (en) Method of preparing sulfuric acid esters of cellulose
US4177345A (en) Process for preparing a sulfate ester of a polyhydroxy polymer
US2753337A (en) Process for preparing sulfuric acid esters of cellulose
US2131733A (en) Cellulose derivatives
US2190451A (en) Cellulose derivatives
US2101262A (en) Cellulose etherification
US4419316A (en) Process of making films, fibers or other shaped articles consisting of, or containing, polyhydroxy polymers
US2834777A (en) Methods of treating cellulose ethers
US2776965A (en) Nitric acid esters of cellulose and method of preparation
US3296248A (en) Process of oxidative aging of hydroxyethylcellulose
JP2000511588A (en) Method for producing cellulose acetate