የሴሉሎስ ኤተር አወቃቀሮች እና ዓይነቶች ምንድ ናቸው?

ሴሉሎስ ኤተር 1.Structure እና ዝግጅት መርህ

ምስል 1 የሴሉሎስ ኤተርስ የተለመደው መዋቅር ያሳያል. እያንዳንዱ የ bD-anhydroglucose ክፍል (የሴሉሎስ ተደጋጋሚ ክፍል) አንድ ቡድን በ C (2) ፣ በ C (3) እና በ C (6) አቀማመጥ ይተካዋል ፣ ማለትም እስከ ሶስት የኤተር ቡድኖች ሊኖሩ ይችላሉ። በውስጠ-ሰንሰለት እና በኢንተር-ሰንሰለት ሃይድሮጂን ትስስር ምክንያትሴሉሎስ ማክሮ ሞለኪውሎች, በውሃ እና ሁሉም ማለት ይቻላል ኦርጋኒክ መሟሟት አስቸጋሪ ነው. የኤተር ቡድኖችን በኤተርነት ማስተዋወቅ ኢንትሮሞለኩላር እና ኢንተርሞለኪውላር ሃይድሮጂን ቦንድ ያጠፋል ፣የሃይድሮፊሊቲነቱን ያሻሽላል እና በውሃ ሚዲያ ውስጥ ያለውን መሟሟት በእጅጉ ያሻሽላል።

የተለመዱ የኤተርፋይድ ተተኪዎች ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት አልኮክሲ ቡድኖች (ከ 1 እስከ 4 የካርቦን አቶሞች) ወይም ሃይድሮክሳይክል ቡድኖች ሲሆኑ እንደ ካርቦክሲል፣ ሃይድሮክሳይል ወይም አሚኖ ቡድኖች ባሉ ሌሎች ተግባራዊ ቡድኖች ሊተኩ ይችላሉ። ተተኪዎች አንድ ፣ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ የተለያዩ ዓይነቶች ሊሆኑ ይችላሉ። ከሴሉሎስ ማክሮ ሞለኪውላር ሰንሰለት ጋር በእያንዳንዱ የግሉኮስ ክፍል C (2) ፣ C (3) እና C (6) አቀማመጥ ላይ ያሉ የሃይድሮክሳይል ቡድኖች በተለያየ መጠን ይተካሉ ። በትክክል ለመናገር ፣ ሴሉሎስ ኤተር በአጠቃላይ አንድ ዓይነት ቡድን ሙሉ በሙሉ ከተተኩ ምርቶች በስተቀር (ሦስቱም የሃይድሮክሳይል ቡድኖች ተተክተዋል) በስተቀር የተወሰነ የኬሚካል መዋቅር የለውም። እነዚህ ምርቶች ለላቦራቶሪ ትንተና እና ምርምር ብቻ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ, እና ምንም የንግድ ዋጋ የላቸውም.

(ሀ) የሴሉሎስ ኤተር ሞለኪውላዊ ሰንሰለት፣ R1~R6=H ወይም የኦርጋኒክ ምትክ የሁለት አንሃይድሮግሉኮስ አሃዶች አጠቃላይ መዋቅር።

(ለ) የካርቦክሲሜትል ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ቁርጥራጭhydroxyethyl ሴሉሎስ, የካርቦክሲሜቲል የመተካት ደረጃ 0.5 ነው, የሃይድሮክሳይትል መጠን 2.0 ነው, እና የሞላር መተካት ደረጃ 3.0 ነው. ይህ መዋቅር የኢተርፋይድ ቡድኖች አማካኝ የመተካት ደረጃን ይወክላል፣ ነገር ግን ተተኪዎቹ በዘፈቀደ ናቸው።

ለእያንዳንዱ ተተኪ፣ አጠቃላይ የኤተርፊኬሽን መጠን በዲኤስ እሴት ምትክ ይገለጻል። የዲኤስ ወሰን 0 ~ 3 ነው, ይህም በእያንዳንዱ አንሃይድሮግሉኮስ ክፍል ላይ በኤተርፊሽን ቡድኖች ከተተኩ አማካይ የሃይድሮክሳይል ቡድኖች ጋር እኩል ነው.

ለሃይድሮክሲካል ሴሉሎስ ኤተርስ፣ የመተካት ምላሽ ከአዲስ ነፃ የሃይድሮክሳይል ቡድኖች ኤተርነት ይጀምራል፣ እና የመተካት ደረጃ በኤምኤስ እሴት ፣ ማለትም ፣ የመተካት ሞላር ዲግሪ ሊሰላ ይችላል። በእያንዳንዱ አንሃይድሮግሉኮስ ክፍል ላይ የተጨመረው የኤተርፋይንግ ኤጀንት ሪአክታንት አማካኝ የሞሎች ብዛት ይወክላል። የተለመደው ምላሽ ሰጪ ኤቲሊን ኦክሳይድ ሲሆን ምርቱ የሃይድሮክሳይትል ምትክ አለው። በስእል 1, የምርቱ MS ዋጋ 3.0 ነው.

በንድፈ ሀሳብ፣ ለኤምኤስ እሴት ከፍተኛ ገደብ የለም። በእያንዳንዱ የግሉኮስ ቀለበት ቡድን ላይ ያለው የመተካት ደረጃ የዲኤስ እሴት የሚታወቅ ከሆነ የኤተር ጎን ሰንሰለት አማካኝ ሰንሰለት ርዝመት አንዳንድ አምራቾችም ብዙውን ጊዜ የተለያዩ የኢተርፍሚክ ቡድኖችን የጅምላ ክፍልፋይ (wt%) ይጠቀማሉ (እንደ -OCH3 ወይም -OC2H4OH) ከ DS እና MS እሴቶች ይልቅ የመተካት ደረጃ እና ዲግሪን ለመወከል. የእያንዳንዱ ቡድን የጅምላ ክፍል እና የ DS ወይም MS እሴቱ በቀላል ስሌት ሊቀየር ይችላል።

አብዛኛዎቹ የሴሉሎስ ኤተር በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ፖሊመሮች ናቸው, እና አንዳንዶቹ ደግሞ በከፊል በኦርጋኒክ መሟሟት ውስጥ ይሟሟሉ. ሴሉሎስ ኤተር ከፍተኛ ብቃት, ዝቅተኛ ዋጋ, ቀላል ሂደት, ዝቅተኛ መርዛማነት እና ሰፊ ልዩነት ባህሪያት ያለው ሲሆን የፍላጎት እና የአተገባበር መስኮች አሁንም እየተስፋፉ ናቸው. እንደ ረዳት ወኪል ሴሉሎስ ኤተር በተለያዩ የኢንዱስትሪ መስኮች ትልቅ የመተግበር አቅም አለው። በ MS / DS ሊገኝ ይችላል.

የሴሉሎስ ኢተርስ በተለዋዋጭዎቹ ኬሚካላዊ መዋቅር መሰረት ወደ አኒዮኒክ፣ ካይቲክ እና ኖኒዮኒክ ኤተርስ ይከፋፈላሉ። Nonionic ethers በውሃ የሚሟሟ እና በዘይት የሚሟሟ ምርቶች ሊከፋፈሉ ይችላሉ።

በኢንዱስትሪ የበለጸጉ ምርቶች በሰንጠረዥ 1 የላይኛው ክፍል ውስጥ ተዘርዝረዋል ። የሠንጠረዥ 1 የታችኛው ክፍል አንዳንድ የታወቁ የኤተርቢሚክ ቡድኖችን ይዘረዝራል ፣ እነዚህም ገና አስፈላጊ የንግድ ምርቶች አይደሉም ።

የተቀላቀሉ የኤተር ተተኪዎች ምህጻረ ቃል በፊደል ቅደም ተከተል ወይም እንደየ DS (ኤምኤስ) ደረጃ ሊሰየም ይችላል ለምሳሌ ለ 2-hydroxyethyl methylcellulose ምህጻረ ቃሉ HEMC ነው፣ እና ለ MHEC ተብሎ ሊጻፍም ይችላል። የሜቲል ምትክን ማድመቅ.

በሴሉሎስ ላይ የሚገኙት የሃይድሮክሳይል ቡድኖች በኤተርፊሽን ኤጀንቶች በቀላሉ ሊደረስባቸው አይችሉም, እና የመፍቻ ሂደቱ ብዙውን ጊዜ በአልካላይን ሁኔታዎች ውስጥ ይከናወናል, በአጠቃላይ የተወሰነ የ NaOH aqueous መፍትሄን ይጠቀማል. ሴሉሎስ በመጀመሪያ ወደ እብጠት አልካሊ ሴሉሎስ ከ NaOH aqueous መፍትሄ ጋር ይመሰረታል፣ እና ከዚያም ከኤተርፍሚክ ወኪል ጋር የመለጠጥ ምላሽ ይሰጣል። የተቀላቀሉ ኤተርስ ምርት እና ዝግጅት ወቅት የተለያዩ አይነት etherification ወኪሎች በአንድ ጊዜ ጥቅም ላይ መዋል አለበት, ወይም etherification ደረጃ በደረጃ መመገብ (አስፈላጊ ከሆነ) ጋር መካሄድ አለበት. ሴሉሎስን በመለጠጥ ውስጥ አራት ምላሽ ዓይነቶች አሉ ፣ እነሱም በምላሽ ቀመር (ሴሉሎስክ በሴል-ኦኤች ተተክቷል) እንደሚከተለው ተጠቃለዋል ።

ቀመር (1) የዊልያምሰን ኢቴሬሽን ምላሽን ይገልጻል። አርኤክስ ኢንኦርጋኒክ አሲድ ኢስተር ነው፣ እና X halogen Br፣ Cl ወይም sulfuric acid ester ነው። ክሎራይድ R-Cl በአጠቃላይ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, ለምሳሌ, ሜቲል ክሎራይድ, ኤቲል ክሎራይድ ወይም ክሎሮአክቲክ አሲድ. በእንደዚህ አይነት ምላሾች ውስጥ ስቶቲዮሜትሪክ የመሠረቱ መጠን ይበላል. በኢንዱስትሪ የበለፀገው ሴሉሎስ ኤተር ምርቶች ሜቲል ሴሉሎስ፣ ኤቲል ሴሉሎስ እና ካርቦኪሜቲል ሴሉሎስ የዊልያምሰን ኤተርነት ምላሽ ውጤቶች ናቸው።

ምላሽ ቀመር (2) ቤዝ-catalyzed epoxides (እንደ R=H, CH3, ወይም C2H5 ያሉ) እና ሃይድሮክሳይል ቡድኖች ሴሉሎስ ሞለኪውሎች ቤዝ የሚፈጅ ያለ ተጨማሪ ምላሽ ነው. ይህ ምላሽ ሊቀጥል የሚችለው በምላሹ ወቅት አዳዲስ የሃይድሮክሳይል ቡድኖች ሲፈጠሩ፣ ይህም ወደ ኦሊጎልኪሌታይሊን ኦክሳይድ የጎን ሰንሰለቶች መፈጠር ምክንያት ይሆናል፡- ከ1-አዚሪዲን (አዚሪዲን) ጋር ተመሳሳይ ምላሽ አሚኖኢቲል ኤተር ይፈጥራል፡ ሴል-ኦ-CH2-CH2-NH2 . እንደ ሃይድሮክሳይታይል ሴሉሎስ፣ ሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ እና ሃይድሮክሲቡቲል ሴሉሎስ ያሉ ምርቶች ሁሉም ቤዝ-ካታላይዝድ ኤፖክሲዴሽን ውጤቶች ናቸው።

ምላሽ ቀመር (3) በሴል-ኦኤች እና በአልካላይን መካከለኛ ውስጥ ንቁ ድርብ ቦንዶችን በያዙ ኦርጋኒክ ውህዶች መካከል ያለው ምላሽ ነው፣ Y እንደ CN፣ CONH2 ወይም SO3-Na+ ያሉ ኤሌክትሮን የሚወጣ ቡድን ነው። ዛሬ ይህ ዓይነቱ ምላሽ በኢንዱስትሪ ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ አይውልም።

የምላሽ ቀመር (4)፣ ከዲያዞልካን ጋር መተጣጠፍ እስካሁን ኢንደስትሪ አልተደረገም።

1. የሴሉሎስ ኤተር ዓይነቶች

ሴሉሎስ ኤተር ሞኖይተር ወይም የተደባለቀ ኤተር ሊሆን ይችላል, እና ባህሪያቱ የተለያዩ ናቸው. በሴሉሎስ ማክሮ ሞለኪውል ላይ በዝቅተኛ የሚተኩ ሃይድሮፊሊካል ቡድኖች አሉ ለምሳሌ ሃይድሮክሳይቲል ቡድኖች ምርቱን በተወሰነ ደረጃ የውሃ መሟሟት ሊሰጡ ይችላሉ ፣ ለሃይድሮፎቢክ ቡድኖች ግን እንደ ሜቲል ፣ ኤቲል ፣ ወዘተ. ፣ መጠነኛ መተካት ብቻ ከፍተኛ ዲግሪ ይችላል ። ምርቱን የተወሰነ የውሃ መሟሟት ይስጡት, እና ዝቅተኛ-የተተካው ምርት በውሃ ውስጥ ብቻ ያብጣል ወይም በዲዊት አልካሊ መፍትሄ ውስጥ ሊሟሟ ይችላል. በሴሉሎስ ኤተር ባህሪያት ላይ ባለው ጥልቅ ምርምር አዲስ ሴሉሎስ ኤተር እና የመተግበሪያ መስኮቻቸው ያለማቋረጥ ይገነባሉ እና ይመረታሉ, እና ትልቁ የማሽከርከር ኃይል ሰፊ እና ቀጣይነት ያለው የመተግበሪያ ገበያ ነው.

በድብልቅ ኢተርስ ውስጥ ያሉ ቡድኖች በሟሟ ባህሪያት ላይ የሚያሳድሩት አጠቃላይ ህግ፡-

1) በምርቱ ውስጥ የሃይድሮፎቢክ ቡድኖችን ይዘት በመጨመር የኤተርን ሃይድሮፎቢሲቲ ለመጨመር እና የጄል ነጥብን ዝቅ ለማድረግ;

2) የጂል ነጥቡን ለመጨመር የሃይድሮፊል ቡድኖችን ይዘት (እንደ ሃይድሮክሳይትል ቡድኖች) ይጨምሩ;

3) hydroxypropyly ቡድን ልዩ ነው, እና ትክክለኛ hydroxypropylation ምርት ጄል ሙቀት ዝቅ ይችላሉ, እና መካከለኛ hydroxypropylated ምርት ጄል ሙቀት እንደገና ይጨምራል, ነገር ግን ከፍተኛ ደረጃ ምትክ በውስጡ ጄል ነጥብ ይቀንሳል; ምክንያቱ የሃይድሮክሲፕሮፒል ቡድን ልዩ የካርበን ሰንሰለት ርዝመት አወቃቀር ፣ ዝቅተኛ-ደረጃ ሃይድሮክሳይድ ፕሮፒሌሽን ፣ በሴሉሎስ ማክሮ ሞለኪውል ውስጥ ባሉ ሞለኪውሎች ውስጥ እና በሞለኪውሎች መካከል ያለው የተዳከመ የሃይድሮጂን ትስስር እና በቅርንጫፍ ሰንሰለቶች ላይ የሃይድሮፊል ሃይድሮክሳይል ቡድኖች። ውሃ የበላይ ነው። በሌላ በኩል, መተኪያው ከፍ ያለ ከሆነ, በጎን ቡድን ላይ ፖሊሜራይዜሽን ይኖራል, የሃይድሮክሳይል ቡድን አንጻራዊ ይዘት ይቀንሳል, ሃይድሮፎቢሲቲው ይጨምራል, እና በምትኩ መሟሟት ይቀንሳል.

ምርት እና ምርምርሴሉሎስ ኤተርረጅም ታሪክ አለው። እ.ኤ.አ. በ 1905 ፣ ሱይዳ በመጀመሪያ በዲሜትል ሰልፌት ሜቲየል የተደረገውን የሴሉሎስን ኤተርነት ዘግቧል። Nonionic alkyl ethers እንደቅደም ተከተላቸው በውሃ የሚሟሟ ወይም በዘይት የሚሟሟ ሴሉሎስ ኤተር በሊሊንፌልድ (1912)፣ ድሬይፉስ (1914) እና ሉችስ (1920) የባለቤትነት መብት ተሰጥቷቸዋል። ቡችለር እና ጎምበርግ በ1921 ቤንዚል ሴሉሎስን አመረቱት፣ ካርቦክሲሚቲል ሴሉሎስ ለመጀመሪያ ጊዜ በጃንሰን በ1918፣ ሁበርት ደግሞ ሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስን በ1920 አምርተዋል። ከ 1937 እስከ 1938 የ MC እና HEC የኢንዱስትሪ ምርት በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ እውን ሆኗል. ስዊድን በ1945 በውሃ የሚሟሟ EHEC ማምረት ጀመረች።ከ1945 በኋላ የሴሉሎስ ኤተር ምርት በምዕራብ አውሮፓ፣ አሜሪካ እና ጃፓን በፍጥነት ተስፋፍቷል። እ.ኤ.አ. በ 1957 መገባደጃ ላይ ቻይና ሲኤምሲ ለመጀመሪያ ጊዜ በሻንጋይ ሴሉሎይድ ፋብሪካ ውስጥ ወደ ምርት ገባ ። በ2004 የሀገሬ የማምረት አቅም 30,000 ቶን አዮኒክ ኤተር እና 10,000 ቶን ion-ያልሆነ ኤተር ይሆናል። እ.ኤ.አ. በ2007 100,000 ቶን አዮኒክ ኤተር እና 40,000 ቶን ኖኒዮኒክ ኤተር ይደርሳል። በአገር ውስጥ እና በውጭ አገር ያሉ የጋራ የቴክኖሎጂ ኩባንያዎችም በየጊዜው ብቅ ይላሉ፣ የቻይና ሴሉሎስ ኤተር የማምረት አቅም እና የቴክኒክ ደረጃ በየጊዜው እየተሻሻለ ነው።

በቅርብ ዓመታት ውስጥ, ብዙ ሴሉሎስ monoethers እና የተለያዩ DS እሴቶች, viscosities, ንጽህና እና rheological ንብረቶች ጋር ድብልቅ ethers ያለማቋረጥ የተገነቡ ናቸው. በአሁኑ ጊዜ በሴሉሎስ ኢተርስ መስክ የእድገት ትኩረት የላቀ የምርት ቴክኖሎጂን ፣ አዲስ የዝግጅት ቴክኖሎጂን ፣ አዳዲስ መሳሪያዎችን ፣ አዳዲስ ምርቶችን ፣ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ምርቶች እና ስልታዊ ምርቶችን በቴክኒካል ምርምር ማድረግ ነው ።