Método para producir derivado de éter de celulosa.

Procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa que comprende la etapa de hacer reaccionar una celulosa en polvo poco cristalina que tiene una cristalinidad,

tal como se define mediante la siguiente fórmula (1):

Cristalinidad de celulosa tipo I (%) ≥ [(I22,6 - I18,5)/I22,6] x 100 (1)

en la que I22,6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano (002)) medida a un ángulo de difracción 2θ de 22,6º en un análisis de difracción de rayos X; e I18,5 es la intensidad de difracción de un resto amorfo medida a un ángulo de difracción 2θ de 18,5º en un análisis de difracción de rayos X,

del 50% o menos con un compuesto de organohaluro en presencia de una base,

en el que la cantidad total de agua y un disolvente orgánico es del 100% en peso o menos basándose en el peso de la celulosa en polvo poco cristalina.

Método para producir derivado de éter de celulosa Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir derivados de éter de celulosa.

Antecedentes de la invención

Se han usado derivados de éter de celulosa, en particular, carboximetilcelulosa o hidroxietilcelulosa, en abundantes aplicaciones, y también se han usado como materia prima para la producción de otros derivados de celulosa. Convencionalmente se han notificado muchos métodos para la producción de los derivados de éter de celulosa.

Se ha usado carboximetilcelulosa (denominada en ocasiones a continuación en el presente documento simplemente "CMC") en diversas aplicaciones tales como espesantes, dispersantes, emulsionantes, agentes coloides protectores y estabilizadores. Se ha producido industrialmente CMC mediante un método con disolvente en el que se trata celulosa y se activa con una gran cantidad de una disolución acuosa alcalina para producir una celulosa alcalina (alcalinización de celulosa) y después se dispersa la celulosa alcalina resultante en un disolvente orgánico que contiene agua para reaccionar con un ácido monohaloacético. En el método con disolvente, se usa un disolvente hidrófilo tal como isopropanol, de modo que inevitablemente se producen reacciones secundarias entre el disolvente o el agua y el ácido monohaloacético. Debido a la escasa reactividad del ácido monohaloacético con la celulosa, debe usarse una cantidad excesiva del ácido monohaloacético con el fin de alcanzar un grado de sustitución deseado de la misma. Además, el método anterior tiene una carga tan grande que se necesita una etapa de purificación adicional para eliminar sales neutralizadas derivadas de una cantidad excesiva del álcali usado, sales de ácido hidroximetilacético como subproductos, etc., mediante lavado o similar.

El documento JP 9-17621A da a conocer el método para la producción de CMC en el que la reacción de celulosa con un ácido monohaloacético se lleva a cabo al tiempo que se mantiene en una condición de neutra a débilmente básica con el fin de potenciar la eficacia de reacción del ácido monohaloacético. Sin embargo, el método todavía no es satisfactorio porque la eficacia de uso real del ácido monohaloacético es tan sólo del 58 al 65%.

Por otro lado, se ha usado ampliamente hidroxietilcelulosa como componente de combinación tal como dispersante y estabilizador que se combinan en pinturas, productos cosméticos, materiales de construcción, espesantes, adhesivos, fármacos o similares.

La hidroxietilcelulosa se ha producido generalmente mediante un método similar al usado para la producción de CMC en el que se trata celulosa y se activa con una gran cantidad de una disolución acuosa alcalina para preparar una celulosa alcalina (alcalinización de celulosa) y después se hace reaccionar la celulosa alcalina resultante con óxido de etileno como agente de eterificación.

En la etapa de alcalinización de celulosa, con el fin de eliminar una cantidad en exceso de álcali o agua de una celulosa alcalina producida en la etapa, se necesitan procedimientos muy complicados tales como filtración y exprimido.

Sin embargo, incluso cuando se somete a filtración o exprimido, la celulosa alcalina habitualmente contiene todavía agua residual en una cantidad igual o superior a la cantidad de la celulosa alcalina. Además, se considera que en la celulosa alcalina obtenida mediante la etapa de alcalinización de celulosa, la mayoría de los grupos hidroxilo contenidos en una molécula de la celulosa están presentes en forma de un alcoholato. De hecho, la celulosa alcalina contiene un álcali en una cantidad habitualmente de aproximadamente 3 mol, al menos 1 mol, por unidad de glucosa en una molécula de la celulosa.

Aunque se obtiene un éter de celulosa añadiendo un agente de eterificación tal como óxido de etileno a la celulosa así activada mediante alcalinización de celulosa, el agua residual anteriormente mencionada que todavía queda en una cantidad igual o superior a la cantidad de la celulosa alcalina incluso tras la alcalinización de celulosa también se hace reaccionar (se hidrata) con óxido de etileno como agente de eterificación, de modo que se produce una gran cantidad de subproductos tales como etilenglicol.

Además, dado que la reacción se lleva a cabo habitualmente en una condición en suspensión, la velocidad de reacción del óxido de etileno con la celulosa es baja. Por tanto, con el fin de potenciar la velocidad de reacción del óxido de etileno con la celulosa, se requiere usar el óxido de etileno en una cantidad excesiva. Además, se hace reaccionar fácilmente etilenglicol como subproducto con óxido de etileno como agente de eterificación, dando como resultado la producción de una gran cantidad de polioxietileno como subproducto. Además, una cantidad excesiva de álcali y una gran cantidad de agua que están presentes en el sistema de reacción tienden a provocar no sólo un aumento en la cantidad del producto de reacción sino también un aumento considerable en las cantidades de los subproductos, lo cual tiende a dar como resultado la gelificación del sistema de reacción.

Para solucionar los problemas anteriores, puede añadirse no sólo agua sino también diversos disolventes polares al sistema de reacción para llevar a cabo eficazmente la reacción en suspensión. Por ejemplo, en los documentos JP 8-24571A y JP 6-19992A, se describe el método de separación y recuperación del disolvente a partir de una fase acuosa del sistema de reacción tras la alcallnlzaclón de celulosa y la reacción con el agente de eterificación, añadiendo al mismo un disolvente polar que es apenas compatible con agua tal como terc-butanol y metil isobutil cetona en la reacción. Sin embargo, a menos que se adopte cualquier medida para reducir considerablemente las cantidades del álcali y el agua, es sustanclalmente difícil reducir las cantidades de los subproductos tales como etilenglicol en una gran medida.

Además, dado que el uso de óxido de etlleno como agente de eterificación está estrictamente limitado por la norma de seguridad para gases a alta presión, hay muchas limitaciones para las Instalaciones usadas en el método anterior cuando se pone en práctica ¡ndustrlalmente.

Por tanto, desde los puntos de vista Industriales, también es útil desarrollar un procedimiento para producir derivados de éter de celulosa de una manera conveniente y eficaz con una menor cantidad de residuos.

El documento US 6.392.35 B1 se refiere a una celulosa reactiva que tiene un grado de cristalinidad muy bajo y se caracteriza porque está sustituida con grupos orgánicos según un grado de sustitución, DS, de menos de ,2, preferiblemente entre ,4 y ,2.

El documento US 6.548.73 B1 se refiere a artículos celulósicos carboxlmetllados que tienen un grado de sustitución en el Intervalo de desde ,12 hasta ,35 y en los que se cree que los grupos carboxlmetilo están predominantemente dentro de las regiones amorfas con la exclusión de las reglones cristalinas para su uso como vendajes para heridas. Según el documento, puede llevarse a cabo carboximetilaclón poniendo en contacto fibras de celulosa II u otros artículos con una disolución que contiene hidróxido de sodio, cloroacetato de sodio, agua y etanol.

Sumario de la invención

La presente Invención se refiere a un procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa haciendo reaccionar una celulosa en polvo poco cristalina con un compuesto de organohaluro en presencia de una base.

Breve descripción del dibujo

La figura 1 es una vista que muestra un espectro de absorción de infrarrojos de carboximetilcelulosa (de un tipo de sal de Na) obtenida en el ejemplo 1-1.

Descripción detallada de la invención

La presente Invención se refiere a un procedimiento para producir selectivamente un derivado de éter de celulosa con una eficacia de reacción muy alta de un compuesto de organohaluro.

Los presentes Inventores han encontrado que cuando se usa una celulosa en polvo poco cristalina como material reactante de partida, la reacción de la celulosa con un compuesto de organohaluro puede avanzar de una manera extremadamente eficaz y selectiva.

Es decir, la presente Invención se caracteriza por el procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa en el que se hace reaccionar una celulosa en polvo poco cristalina que tiene un cristalinidad del 5% o menos con un compuesto de organohaluro en presencia de una base. Como compuesto de organohaluro, se usa preferiblemente al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en etilenclorhidrina, un ácido monohaloacético y una sal del ácido monohaloacético. Cuando se usa... [Seguir leyendo]

Procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa que comprende la etapa de hacer reaccionar una celulosa en polvo poco cristalina que tiene una cristalinldad, tal como se define mediante la siguiente fórmula (1):

Crlstalinidad de celulosa tipo I (%) = [(122,6- Ii8,s)/l22,6] x 1 (1)

en la que 122,6 es la intensidad de difracción de un plano reticular (plano (2)) medida a un ángulo de difracción 29 de 22,6° en un análisis de difracción de rayos X; e hs.s es la intensidad de difracción de un resto amorfo medida a un ángulo de difracción 2 de 18,5° en un análisis de difracción de rayos X,

del 5% o menos con un compuesto de organohaluro en presencia de una base,

en el que la cantidad total de agua y un disolvente orgánico es del 1% en peso o menos basándose en el peso de la celulosa en polvo poco cristalina.

Procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa según la reivindicación 1, en el que el compuesto de organohaluro es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en etilenclorhidrina, un ácido monohaloacético y una sal del ácido monohaloacético.

Procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa según la reivindicación 1 ó 2, en el que la celulosa en polvo poco cristalina tiene un tamaño de partícula promedio de desde 2 hasta 3 pm.

Procedimiento para producir un derivado de éter de celulosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la base es un hidróxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalinotérreo.