Ацилирование целлюлозы

Нитрование целлюлозы

Окисление целлюлозы

Гидролиз целлюлозы

При высоких температурах гидролиз целлюлозы может быть осущест­влён водой без кислых катализаторов, но скорость при этом будет мала. Гидролиз целлюлозы в присутствии кислых катализаторов протекает через ряд стадий. Под действием разбавленных кислот происходит разрыв глико­зидных связей с уменьшением степени полимеризации (СП). В присутст­вии 0,1н НС1 при температуре 53 °С, степень полимеризации целлюлозы через 6 часов 445, после 50 суток гидролиза - 150. Исходная СП - 1700. Затем образуются целлотриоза С^НзгО^ и целлобиоза C₁₂H₂₂О₁₁. При раз­рыве всех гликозидных связей в макромолекуле целлюлозы (т.е. полном гидролизе) образуется глюкоза:

nН₂0 · (С₆Н₁₀О₅)_n →nС₆Н₁₂0₆

В начальной стадии процесса окисления целлюлозы происходит час­тичное окисление гидроксильных групп. На более глубоких стадиях про­цесса окисления происходит деструкция макромолекул целлюлозы с обра­зованием низкомолекулярных моно- и дикарбоновых оксикислот. При пол­ном окислении целлюлозы образуются диоксид углерода и вода:

(О) (C₆H₁₀O₅)_n → 6nCO₂ + 5nH₂O

Взаимодействие щелочей с целлюлозой:

При действии концентрированных растворов щелочей происходят хи­мические, физико-химические и структурные изменения целлюлозы. Хи­мические реакции приводят к образованию нового соединения - щелочной целлюлозы, физико-химические процессы - к интенсивному набуханию, структурные превращения - к изменению степени кристалличности целлю­лозы и, возможно, изменению конформации глюкопиранозных звеньев.

Целлюлоза является многоатомным спиртом, способным образовывать алкоголяты при действии концентрированных щелочей, что представлено схемой:

[С₆Н₇O₂(ОН)₃]_n + nNaOH → [C₆H₇O₂(OH)₂ ONa ]_n +.nH₂O

При получении нитратов целлюлозы используется азотная кислота и редко её ангидрид. Реакция протекает с выделением воды, вызывающей частичное омыление образующегося нитрата целлюлозы, т.е. реакция явля­ется обратимой:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n+ nxHNO₃ → [[С₆Н₇O₂(ОН)₃._х]_n (-ONO₂)_x ]_n+ nхН₂O

В случае нитрования целлюлозы азотным ангидридом реакция необра­тима.

Нитрат целлюлозы используется для получения лаков «НЦ».

Обработка целлюлозы уксусным ангидридом в присутствии каталити­ческих количеств СН₃СООН, H₂SO₄ или ZnCl₂ дает триацетат целлюлозы, широко используемый в производстве ацетатного щёлка:

[~Н⁺¹, ZnCl₂]

[С₆Н₇O₂(ОН)₃]_n + 3n(СН₃СО)₂O →[С₆Н₇O₂(ОСОСН₃)₃]_n + 3nCН₃СООН.

При действии на щелочную целлюлозу монохлоруксусной кислоты получается простой эфир целлюлозы, содержащий СООН-группу - карбок-симетилцеллюлоза. В избытке щёлочи получается её натриевая соль. Ре­акция идет по схеме:

nNaOH · [C₆H₇(OH)₂ONa]+nClCH₂COOH →

[C₆H₇(OH)₂OCH₂COONa]n + nNaCl + 2nH₂O

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) растворяется в воде и дает вязкие растворы. Эти растворы обладают клейкостью, хороши­ми пленкообразующими свойствами, свойствами защитных коллоидов и др. По сравнению с такими природными водорастворимыми полимерами, как крахмал, желатин, КМЦ биологически более устойчива. Крупным по­требителем Na-КМЦ является производство синтетических моющих средств. Небольшая её добавка (0,3 - 1%) к рецептурам моющих средств повышает их эффективность.

Дата добавления: 2014-11-29