[发明专利]一种制备纤维素碳酸羧酸混合酯的方法

说明书

本发明公开了一种制备纤维素碳酸羧酸混合酯的方法，包括如下步骤：1）将纤维素、有机碱和有机溶剂混合，往反应体系中通入CO₂形成0.1‑8MPa压力的气氛，在20‑80℃下反应0.5‑10小时，形成纤维素溶液；2）向步骤1）制得的纤维素溶液中加入卤代烷，继续在0.1‑8MPa压力的CO₂氛围下，在20‑80℃反应0.5‑48小时；3）步骤2）反应结束后，释放CO₂，向反应液中加入酰化试剂，在20‑100℃下反应0.1‑10小时；4）步骤3）反应结束后，向反应液中加入反溶剂，对沉淀物质过滤、洗涤纯化后干燥，获得纤维素碳酸‑羧酸混合酯材料。本发明制备出了一种结构新颖的具有碳酸‑羧酸混合酯结构的纤维素衍生物，实现了纤维素在结构上特异性衍生化，对纤维素的高值化利用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种制备纤维素碳酸羧酸混合酯的方法，属于化学技术领域。

背景技术

实现生物质资源的高效利用有助于缓解当前的能源危机以及环境危机。其中含量最为丰富的就是纤维素，作为天然高分子材料，其重复单元是β-1,4糖苷键，具有不溶不熔的特点。为对其有效利用，人们开发出多种方法对其进行溶解，包括无机强酸强碱处理、DMAc/LiCl体系、NaOH/尿素体系、离子液体体系等溶解措施。其中探索出DMAc/LiCl溶解体系较为高效(Marson G A,et al.Journal of Applied Polymer Science,2015,74(6):1355-1360.)，该体系是在强极性溶剂中，无机盐的Cl离子和纤维素形成氢键，破坏了纤维素内部的强作用力，打散氢键网络结构而实现溶解；离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIMCl)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(BMIMCl)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAC)，对纤维素具有高效的溶解性，但是价格较高以及回收困难是目前面临的最主要的问题(GerickeM,et al.Macromolecular Bioscience,2009,9(4):343.)；张丽娜院士提出的NaOH/尿素溶解体系，操作方便且成本低廉，基于此体系制备出的纤维素基水凝胶、气凝胶、膜等材料性质优异，有望实现工业化应用(Zhou J,et al.Polymer Chemistry,2010,1(10):1662-1668.)。

纤维素酯衍生化产品主要有醋酸纤维素(CA)、丙酸纤维素(CP)、丁酸纤维素(CB)以及醋酸丙酸纤维素(CAP)、醋酸丁酸纤维素(CAB)。CA是纤维素乙酰化而得到，具有柔顺性好、光泽好、易成型加工等特点，广泛应用于涂料、纺织品、香烟过滤嘴、塑料制品、包装产品等。CP是纤维素丙酰化而得到，具有透明、高光泽、良好耐候性特点，广泛应用于汽车装饰件、电子电器、片材薄膜等邻域。CB、CAP、CAB同样都就有较为优异的性质，广泛用于膜、纺织、塑料等领域。