Способ получения сульфатов целлюлозы

(57) Изобретение относится к химической технологии 1 в частности к способам получения сернокислых эфиров целлюлозы, и моает найти применение в производстве клеющих, суспендирующих и эмульгирующих веществ, Изобретение позволяет сократить длительность процесса сульфатирования целлюлозы до 3-10 ч вместо 12-48 ч за счет того, что целлюлозу обрабатывают натриевой, калиевой, аммониевой или магниевой солью кислоты НЯпО, где и = 1,2, в среде диметилформамида в присутствии уксусного ангида в количестве 0,48-2,83 г на 3 гозы. ридцеллюл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.В.И.Ленина(56) Патент США У 4143226, кл.536-59, опублик. 1979 .Авторское свидетельство СССР 119 1244151, кл. С 08 В 5/14, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТОВ ЦЕЛ ЛОЛОЗЫ гзс, я (Ц" /0 Ед ЙВ:Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения сернокислых эфиров целлюлозы, и может быть применено в производстве клеющих суспендирующих иэмульгирующих веществ.Цель изобретения - интенсификацияпроцесса сульфатирования целлюлозы.П р и м е р 1. 2 г сульфатной цел- Олюлоэы (Ц) (СП=560) помешают в колбу,снабженную мешалкой, добавляют измельченный сульфат натрия (БадБО )в количестве 1,3 г, 27,2 г диметилформамида (ДМФЛ), 3,4 г оксида азота(УА). Укаэанные компоненты перемешиовают при 25 С до образования гомогенного раствора, Через 3 ч реакции враствор при перемешивании добавляют30 г изопропилового спирта. Осадоксульфата целлюлозы отделяют, промывают изопропиловым спиртом, растворяютв 100 г дистиллированной воды,рН полученного раствора доводят до 8 добавлением насыщенного раствора карбоната натрия.Очистку сульфата целлюлозы от низкомолекулярных примесей осуществляютметодом диафильтрации до полного уда ления сульфат-ионов. Очищенный раствор концентрируют упариванием до 20 г,после чего осаждают целевой продуктдобавлением 50 г иэопропилового спирта. Осадок промывают изопропиловымспиртом и высушивают под вакуумомпри 60 С,Выход натриевой соли сульфата целлюлозы 2,36, содержание серы 5,3 .(С 3=0,32).При сульфатировании не наблюдается выделение тепла и газа,П р и м е р 2, Готовят растворсульфатной целлюлозы (СП) в смеси диметилформамид - оксид азота (1 Ч) 45при следующем соотношении компонентов: целлюлоза 2; ДМФА 27,2; оксидазота 3,4, К полученному раствору добавляют 2,1 г бисульфата натрия(1 аНБО ) и6 г уксусного ангидри -4о 50да. Смесь перемешивают при 10 С втечение 10 ч. Далее поступают какописано в примере 1.Выход натриевой соли сульфата целлюлозы 2,6 г, содержание серы 8,5 .(С 3=0,5).55Аналогичные результаты получены,если к смеси 1,6 г уксусного ангидрида, 3,4 г оксида азота и 27,2 г ЦМФА добавляют 2, г бисульфата натрия и 2 г целлюлозы и при перемешивании выдерживают О ч,П р и и е р 3, Растворяют 2 гцеллюлозы (СП=800), 40 г ДМФА, 3,4 гоксида азота (17) и 1,6 г пиросульфата натрия (Иа 5 О,), К полученномураствору приливают 2,2 г уксусногоангидрида и выдерживают при 20 С втечение 8 ч. Выделяют целевой продукт как описано в примереВыход натриевой соли сульфата целлюлозы составил 2,96 г, содержаниесеры 0,6% (С 3=0,81),П р и м е р 4, 2 г сульфатнойцеллюлозы (СП) растворяют в смеси3,9 оксида азота (17) и 34 г ДМФА,При непрерывном перемешивании (температура раствора 15 С) в раствор вводят 2 г пиросульфата калия (К ЯО ).и 2 г чксчсного ангидрида, Реакционную смесь выдерживают в течение 9 ч,а затем прерывают реакцию добавлением 40 г ацетона и О г уксуснокислогокалия. Образовавшийся осадок растворяют в 50 г дистиллированной воды,нейтрализуют 20%-ным раствором гидроокиси калия до рН 9. Раствор подвергают очистке от ниэкомолекулярныхпримесей методом диализа с использованием целлофановой мембраны. Диализат концентрируют в О раз упариванием под вакуумом и добавляют 50 гацетона, Осадок промывают ацетоном ивысушивают под вакуумом при 60 С,Выход калиевой соли сульфата целюлозы 3,11 г, содержание серы 9,7(С 3=0,76).П р и м е р 5. Древесную сульфитную целлюлозу в количестве 2 г обрабатывают смесью 29 г ДМФА, 3,4 г оксида азота (7) и 1,3 г уксусного ангидрида, перемешивают при 20 С в течение 20 мии, добавляют 1,21 г порошка безводного сульфата аммония, перемешивают 9 ч. Вязкую реакционнуюсмесь формуют на зеркальной поверхности в виде пленки, которые промывают изопропанолом, затем изопропанолом с добавлением 5 . аммиака и вновьизопропанолом, после чего высушивают,Полученные пленки аммониевой солисульфата целлюлозы полностью растворимы в воде, вязкость 1 -ного водного раствора при 20 оС составила 130 сП.В ИК-спектре нет признаков нитратныхили ацетатных групп. Выход 2,79 г,содержание серы 9,82% (С 3=0,71),,6 9,3 0,75 2,8 6 0,55 2,6 НБО 4фРО 12 О,3,4 27,2 влияни указан Поступают аналогично описанному выше с тем отличием, что вместо сульфата аммония используют 1 г бисульфата аммония и 1,6 г уксусного ангид рида. Выход аммониевой соли сульфата целлюлозы 2,8 г, содержание серы 1 Ц,243 (СЗ=О,75).Пфр и м е р 6. Растворяют 2 г целлюлозы сульфатной (СП) в сме О си 27,5 г ДИФА) 3,4 г оксида азота (1 Ч) и 2,2 г безводного сульфата магния, К полученному раствору добавляют при перемешивании 1,8 г уксусного ангидрида и через 6 ч 30 г ледя ной воды. Сульфат целлюлозы осаждают в 60 г иэопропанола, осадок промывают 25 г изопропанола и растворяют его в 70 г воды, содержащей 3 г оксида магния. Раствор магниевой соли 20 сульфата целлюлозы центрифугируют для удаления избытка оксида магния и далее поступают аналогично примеру 1,ксусныи ангидрид,;онтрольные епыты, приведенные длксусного ангидрида при выходе эаые в формуле изобретения,Выход магниевой соли сульфата целлн 1- лозы 2,6 г (СЗ=О)55).Результаты экспериментов представлены в табл,). Для сравнения проведены контрольные опыты, выполненные согласно известному способу,В табл.2 приведены результаты экспериментов с использованием солей кислот НБпОэ) но без добавления уксусного ангидрида. Формула изобре тения Способ получения сульфатов целлюлозы обработкой целлюлозы натриевой, калиевой, аммониевой или магниевой солью кислоты НБпО),)где п = 1,2, в среде диметилформамида, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса, обработку проводят в присутствии уксусного ангидрида в количестве 0,48-2,83 г на 1 г целлюлозы. сравнения и иллюстрирующиоличественные ограничени48 2,28 0,32 1 2 3,9 2 2 3,9 48 2,22 0,2 48 2,0 2 3,4 2 3,4 0,46 2,53 32 2,37г 24 0,33 5 2 3,9 Составитель Т.МартинскаяТехред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк Редактор И. Киштулинец Тираж 434 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2293 йронэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4