一种纤维素酯类衍生物的合成方法
【专利摘要】一种纤维素酯类衍生物的合成方法，本发明涉及纤维素酯的合成方法，本发明是要解决现有的纤维素质酯类衍生物的制备方法反应时间长，需要强酸碱活化/催化的技术问题。本发明的特点是研发出一种新的方法合成以往无法合成的纤维素酯。本方法：一、将纤维素溶解于离子液体中；二、将N,N-二羰基咪唑加入到纤维素离子液体溶液中，进行活化；三、向活化液中加入乳酸，加热反应，得到纤维素酯衍生物溶液；四、向纤维素酯衍生物溶液中加入沉淀剂，使纤维素酯衍生物沉淀出来，过滤，洗涤、干燥后，得到纤维素酯衍生物。本方法制备的纤维素酯衍生物可作为滤膜材料。
【专利说明】一种纤维素酯类衍生物的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于制备纤维素衍生物【技术领域】，具体涉及一种纤维素酯衍生物的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 纤维素是由β (1 - 4)-聚合的右旋葡萄糖线性聚合物，首次在1838年由布鲁斯 特发现并分离出。由纤维素制成的聚合物是对于科学发展与进步的一重大贡献。纤维素是 一种具有生物相容性，生物降解性的可再生能源以及环保的材料，同时作为最丰富的天然 高分子聚合物每年地球上将生产约1〇 12吨。然而，其中每年产生的纤维素只有大约〇. 2% 的得到有效的利用，主要是在造纸和纺织工业。纤维素的葡萄糖单元上有三个的羟基，这些 羟基基团的存在提供了一系列用于纤维素制备纤维素衍生物的机会，具有特定性能的衍生 物可以应用与工业，涂料，医药和家庭用品。申请号为201210384709. 7的中国专利公开了 一种酯交换反应快速制备纤维素质酯类衍生物的方法，该方法将纤维素置于碱金属氢氧化 物溶液中进行活化，然后在溶剂中与乙烯酯类酯化剂反应，再经沉淀、纯化得到纤维素酯类 衍生物。本方法中纤维素在强碱溶液中易发生降解，得到的纤维素质酯类衍生物的力学强 度低。
【发明内容】
[0003] 本发明是要解决现有的纤维素质酯类衍生物在制备过程中需要强碱活化、催化， 造成纤维素水解的技术问题。而提供一种制备纤维素酯衍生物的方法。
[0004] 本发明的一种制备纤维素酯衍生物的方法，该方法包括以下步骤：
[0005] -、在氮气保护下，将纤维素与离子液体混合，加热搅拌使纤维素完全溶解，得到 含有纤维素的离子液体溶液；
[0006] 二、在氮气保护下，将Ν，Ν-二羰基咪唑（⑶I)加入到步骤一制备的含有纤维素的 离子液体溶液中，在温度为40?80°C的条件下，搅拌反应4?12h，得到活化液；
[0007] 三、在氮气保护下，向步骤二得到的活化液中加入乳酸，在温度为在60?100°C的 条件下反应8?24h，得到纤维素酯衍生物溶液；
[0008] 四、向步骤三得到的纤维素酯衍生物溶液中加入沉淀剂，使使纤维素酯衍生物从 离子液体中沉淀出来，过滤，将固相物洗涤、干燥后，得到纤维素酯衍生物。
[0009] 本发明以羰基二咪唑作为活化剂，在离子液体中活化纤维素上的羟基，反应的取 代度提高，而且通过羰基二咪唑的辅助改性，使纤维素易于与改性剂乳酸发生反应，从而生 成纤维素酯衍生物，经过再生，纯化，干燥等简单的工艺制得纤维素酯衍生物产品。本发明 通过简单的方法，在温和的条件下完成整个反应，在制备过程中，离子液体不会破坏纤维素 的结构，使合成的纤维素酯衍生物的力学强度高，可作为滤膜材料。
[0010] 本发明的纤维素酯衍生物的制备是以离子液体作为溶剂进行反应，通过CDI对纤 维素进行活化，CDI极大地提高纤维素反应活性，CDI相当于酰基化试剂，但不同于酰基化 试剂的强氧化性与强酸性，CDI更加温和，它只与有较高活性的氢离子发生反应如羟基，羧 基和氨基上的氢。这使得反应可控，同时是减少副产物的出现。同时可以通过改变CDI的 加入量来调节取代度，方法简单。本发明的反应式可表示如下：
[0011]
【权利要求】
1. 一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 一、 在氮气保护下，将纤维素与离子液体混合，加热搅拌使纤维素完全溶解，得到含有 纤维素的离子液体溶液； 二、 在氮气保护下，将N，N-二羰基咪唑加入到步骤一制备的含有纤维素的离子液体溶 液中，在温度为40?80°C的条件下，搅拌反应4?12h，得到活化液； 三、 在氮气保护下，向步骤二得到的活化液中加入乳酸，在温度为在60?100°C的条件 下反应8?24h，得到纤维素酯衍生物溶液； 四、 向步骤三得到的纤维素酯衍生物溶液中加入沉淀剂，使纤维素酯衍生物从离子液 体中沉淀出来，过滤，将固相物洗涤、干燥后，得到纤维素酯衍生物。
2. 根据权利要求1所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于步骤一中的离 子液体是1- 丁基-3-甲基咪唑氯盐。
3. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于步骤一中 的加热温度为60?120°C，搅拌时间为1?12h。
4. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于步骤二中 N，N-二羰基咪唑的加入量与步骤一的纤维素中所含葡萄糖苷的摩尔比为（1?3) :1。
5. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于步骤二中， 反应温度为50?60°C，搅拌反应时间为6?8h。
6. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于步骤三中， 反应温度为70?80°C，搅拌反应时间为10?12h。
7. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于具步骤四 中，所述的沉淀剂为水、甲醇、乙醇或丙酮。
8. 根据权利要求1或2所述的一种制备纤维素酯衍生物的方法，其特征在于具步骤四 中，所述的干燥指的是真空干燥，温度为20?50°C。
【文档编号】C08B3/14GK104231090SQ201410531771
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】孙立国, 赵冬梅, 窦天威, 王伟艳 申请人:黑龙江大学