微晶纤维素醋酸酯的合成与工艺研究

以微晶纤维素为原料,浓硫酸为催化剂,制备了一系列不同取代度的纤维素醋酸酯。研究了反应时间、温度、原料配比、催化剂用量对取代度和产率的影响,并通过红外图谱进行了表征。结果表明：随着反应时间、反应温度、原料配比和催化剂用量的增加,产物取代度增大,但产率降低。在温度为85℃,时间为10min,浓硫酸用量为1mL,醋酸酐与微晶纤维素的用量比为25∶1的最佳合成条件下取代度接近3,与理论值相符合。     

醋酸纤维素的制备及其结构与性能

将微晶纤维素(MCC)在冰醋酸/醋酸酐/氯化铁体系下乙酰化,制备醋酸纤维素(CA),考察了催化剂类型及用量、反应温度、反应时间和醋酸酐用量等对CA的取代度和聚合度的影响。研究表明,以氯化铁为催化剂,在冰醋酸/醋酸酐体系下,MCC乙酰化最佳工艺为:0.5 g MCC,0.1 g氯化铁,反应温度50℃,反应时间40 min,5 mL醋酸酐。醋酸纤维素的各项性能均接近商品醋酸纤维素,具有一定的应用价值。     

高取代度淀粉醋酸酯的合成及表征

采用活化淀粉作为原料,醋酸酐作为酯化剂,浓硫酸作为催化剂,在冰醋酸溶剂体系中合成了高取代度淀粉醋酸酯,通过正交实验探讨了各因素与取代度的关系。实验发现,淀粉活化预处理有利于高取代度淀粉醋酸酯的合成;醋酸酐用量是影响淀粉醋酸酯取代度的主要因素,反应温度和催化剂用量是次要因素;最佳反应条件:活化淀粉15.87 g,反应温度70℃,醋酸酐用量28 g,催化剂浓硫酸用量0.7 g,在此条件下制得的淀粉醋酸酯的取代度DS=2.465。通过扫描电镜对淀粉醋酸酯与淀粉的结构进行了观察,发现其聚集态与原淀粉相比发生本质改变,表面疏松多孔,比表面积增大,因此产品具有较好的溶剂溶解性能。     

尿素缓释膜材料高取代醋酸酯淀粉的研制

采用醋酸酐作为酯化剂,吡啶作为活化催化剂,液相均相催化反应技术制备尿素缓释膜材料高取代度(DS)醋酸酯淀粉。分别考察制备过程中单一影响因素对醋酸酯淀粉取代度的影响关系,并结合正交实验得出影响因素结论与最佳反应条件。醋酸酐用量是影响醋酸酯淀粉取代度的主要因素,吡啶用量、活化时间和反应时间对取代度的影响为次要因素。最佳反应条件:可溶性淀粉20g,吡啶用量30mL,活化时间1h,醋酸酐用量60mL,反应时间1h,在此条件下制得的醋酸酯淀粉的取代度DS=2.94。     

醋酸丙酸纤维素的合成与表征

采用非均相催化酯化法合成醋酸丙酸纤维素(CAP),研究了反应时间、温度和催化剂用量对CAP乙酰和丙酰取代度、特性粘度的影响,发现反应温度、反应时间和催化剂浓度增加虽可使产物的取代度增大,但粘度降低,得到优化的反应条件为:催化剂用量1%(wt,相对于纤维素),反应温度60℃,反应时间2 h。酯化反应使纤维素的结晶度降低。     

大麻秆浆制备醋酸纤维素的研究

以大麻秆浆和醋酸为原料制备了醋酸纤维素。考察了硫酸用量、保温温度、保温时间、醋酐用量和冰醋酸用量对醋酸纤维素取代度和聚合度的影响。采用红外光谱和X射线衍射分析对醋酸纤维素进行了表征。实验结果表明:增加硫酸用量、提高保温温度和延长保温时间可提高醋酸纤维素的取代度,但聚合度下降;增加醋酸酐用量可提高醋酸纤维素的取代度,对聚合度影响不大;增加冰醋酸用量可提高醋酸纤维素的聚合度,对取代度影响不大。制备醋酸纤维素的适宜条件为:硫酸、醋酸酐和冰醋酸对大麻秆浆的质量比分别为0.13、9.0和9.0,保温温度为50℃,保温时间为1 h。该条件下制备的醋酸纤维素取代度为2.92,聚合度为121。由醋酸纤维素的红外光谱可证实纤维素与醋酸酐之间醋化反应的发生。X射线衍射分析表明大麻秆浆经醋化反应后,纤维素晶型发生了明显的变化。     

过氧化氢氧化苯甲醛反应的研究

研究了在无催化剂及以硫酸铜、金属铜、浓硫酸为催化剂的不同条件下，过氧化氢对苯甲醛的氧化反应。考察了苯甲醛和过氧化氢的摩尔投料比、温度、浓硫酸用量和反应时间对反应的影响．结果表明：温度60℃、反应时间36h、加浓硫酸2滴(以25mL苯甲醛为基准)、投料比为2时，苯甲酸的产率可达86．5％。     

机械活化对木薯淀粉醋酸酯化反应的强化作用

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以不同活化时间的木薯淀粉为原料,以醋酸酐为酯化试剂、甲磺酸为催化剂制备淀粉醋酸酯,并以取代度为评价指标,分别研究了机械活化时间、反应时间、反应温度、催化剂用量及醋酸酐用量对木薯淀粉醋酸酯化反应的影响. 结果表明,机械活化对木薯淀粉酯化反应有显著的强化作用,活化时间越长,取代度越高. 主要原因是机械活化使木薯淀粉紧密的颗粒表面和结晶结构受到破坏,降低了结晶度,酯化试剂更容易渗透到颗粒内部使淀粉醋酸酯化. 其他因素对淀粉酯化反应的影响规律受活化时间的制约,活化时间越长,酯化反应对反应温度、催化剂及醋酸酐浓度的依赖性越低. 并利用红外光谱对木薯淀粉、活化淀粉及高取代度淀粉醋酸酯的结构进行了表征.     

乙酸钠催化合成阿司匹林

以水杨酸和乙酸酐为原料、无水乙酸钠为催化剂合成阿司匹林。结果表明,当水杨酸用量为3.0g,醋酸酐用量为6mL,无水乙酸钠用量为反应物总量的3%时,55℃反应50min,纯化阿司匹林收率可达81.9%。产品经红外光谱及核磁共振谱表征,纯度理想。并探讨了催化剂用量、反应温度、反应时间对阿司匹林收率的影响。     

氢溴酸法合成仲溴丁烷

以质量分数为48%的氢溴酸水溶液、仲丁醇为反应原料,浓硫酸为催化剂合成仲溴丁烷,考察了反应原料和催化剂用量以及反应时间对产率的影响。结果表明较适宜的反应条件为:仲丁醇0.16 mol、氢溴酸0.18 mol、浓硫酸18 mL、反应时间1 h,产率可达95%以上。该方法不仅节约原料,而且排放少,污染小。     

醋酸丙酸纤维素的非均相合成及表征

采用非均相催化酯化法合成醋酸丙酸纤维素(CAP),在乙酸/乙酸酐/丙酸酐体系中,以浓硫酸为催化剂合成出一系列不同取代度的CAP,并FT IR分析证实了酯化产物的生成。研究酯化剂组成(不同比例的乙酸酐/丙酸酐)、原料聚合度、催化剂用量和反应时间对CAP粘度及热性能的影响以及产品CAP的酰基含量对溶解性的影响。得到较稳定热性能CAP的反应条件为:采用聚合度DP=1926的木纤维素,催化剂用量10%(wt,相当于纤维素),40℃酯化反应3h。     

Rapid synthesis of cellulose triacetate from cotton cellulose and its effect on specific surface area and particle size distribution

A highly rapid process is described for the preparation of cellulose triacetate and its effect on particle size and surface area of the product. The process involves microwave-assisted rapid synthesis of cellulose triacetate with very low amount of acetic anhydride (10–15% of acetic anhydride is used in conventional methods) in the presence of iodine as a catalyst using a designed reaction vessel. The technique used is simple and rapid; it is also characterized by a high conversion ratio (yield 100%). A small amount of iodine (115 and 230 mg, 1.15 and 2.3% of cellulose weight) was found to be effective in the production of cellulose triacetate using 25, 30 to 40 mL acetic anhydride for 10 g cellulose under microwave irradiation for 2–4 min. The production of cellulose triacetate and the degree of substitution were confirmed by FTIR, Raman, ¹H NMR, and thermogravimetric analysis. The optimal reaction condition was discovered to be 3 min microwave radiation and 30 mL acetic anhydride in the presence of 230 mg iodine for 10 g cellulose. The effects of the amount of acetic anhydride, and amount of catalyst and reaction time on the specific surface area, pore volume, mean pore diameter, and particle size distribution were investigated. The highest surface area obtained was 39.63 m²/g. The specific surface area and particle size distribution are highly dependent on the amount of acetic anhydride and I₂ catalyst. About 10% of the synthesized cellulose acetate showed particle size less than 200 nm.     

对甲苯磺酸催化合成乙酸芳樟酯

以芳樟醇和乙酸酐为原料,对甲苯磺酸为催化剂,合成了乙酸芳樟酯。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和原料配比等因素对反应结果的影响。当n(芳樟醇)∶n(乙酸酐)=1∶2,反应温度15℃,催化剂用量为醇酐总质量的0 2%,反应时间150min时,乙酸芳樟酯的收率可达73 6%。与现有工艺相比,采用对甲苯磺酸为催化剂,具有反应温度低、反应时间短、不使用夹带剂和乙酸芳樟酯的收率比较高等优点。     

对氨基苯磺酸催化合成阿司匹林

以水杨酸与乙酸酐为反应原料,采用对氨基苯磺酸为催化剂,合成了阿司匹林,分别讨论了反应原料摩尔比、催化剂对氨基苯磺酸的用量、反应时间和反应体系的温度对产物阿斯匹林收率的影响。结果表明：当水杨酸与乙酸酐摩尔比为1：3．5,催化剂对氨基苯磺酸用量为0．4g,反应时间为6min,反应温度为80—85℃时,阿斯匹林的收率可达到62．33％。     

对甲基苯磺酸催化合成4-乙酰氧基苯甲酸的研究

以对羟基苯甲酸和乙酸酐为原料,采用对甲基苯磺酸作催化剂合成4-乙酰氧基苯甲酸,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量对产品的影响。实验结果表明酰化反应的优化条件n(对羟基苯甲酸)∶n(乙酸酐)∶n(对甲苯磺酸)=1∶2∶0.025,反应时间30min,反应温度80~89℃,产率达91.63%。     

磷酸改性的Hβ分子筛催化合成对甲氧基苯乙酮

在磷酸改性的Hβ分子筛催化剂作用下,以苯甲醚和乙酸酐为原料,通过Friedel-Crafts酰基化反应合成了对甲氧基苯乙酮。通过XRD和NH3-TPD表征研究了磷酸的改性作用。系统地考察了反应温度、催化剂用量和反应时间对乙酸酐转化率的影响,确定了最佳反应条件:反应温度120℃、催化剂用量2.0g、反应时间2h。在催化剂的4次套用实验中,乙酸酐的转化率和对甲氧基苯乙酮的选择性均大于99.0%。     

负载型杂多酸催化合成乙酰水杨酸的研究

以水杨酸和乙酸酐为原料，负载型杂多酸为催化剂合成了乙酰水杨酸。考察催化剂用量、水杨酸和乙酸酐物料配比、反应时间、温度等因素对反应的影响。结果表明：当n（水杨酸）：n（乙酸酐）为1．0：1．5，催化剂用量为水杨酸质量的5％，71～75℃反应15min，产率达94．2％。     

Synthesis of cellulose triacetate-I from microfibrillated date seeds cellulose (<Emphasis Type="Italic">Phoenix dactylifera L.</Emphasis>)

Cellulose triacetate (CTA) has successfully been synthesized from microfibrillated date seeds cellulose. The cellulosic material under study constituted 84.9% amorphous phase with a degree of polymerization of 950. Acetylation was conducted at 50 °C under optimized heterogeneous conditions by acetic anhydride as acetyl donor, acetic acid as solvent and sulfuric acid as catalyst. In this process, cellulose was acetylated without dissolving the material throughout. The acetylated cellulose chains on the surface were dissolved gradually in acetic acid, which created new accessible zones. The yield of cellulose triacetate was studied varying acetic acid, acetic anhydride and catalyst concentrations, as well as reaction times. The ratio between the intensity of the acetyl C=O stretching band at around 1740 cm^?1 and the intensity of C–O stretching vibration of the cellulose backbone at 1020–1040 cm^?1 was used to optimize the reaction time. The optimal reaction conditions of 8% concentration of sulfuric acid, acetic anhydride/cellulose weight ratio of 3:1, acetic acid/cellulose weight ratio of 7:1, reaction time of 3 h and reaction temperature of 50 °C have given highest yield of cellulose triacetate, of about 79%. The obtained date seeds-based cellulose triacetate was characterized thoroughly by Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The synthesized product was identified as cellulose triacetate-I (CTA-I) characterized by a melting temperature of 217 °C and a decomposition temperature of 372 °C. These results demonstrated that date seeds can be used as potential source of microfibrillated cellulose which can be easily functionalized.