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纤维素醚的反应机理
发布时间:2024-3-31 游览量:281

合成原理
    纤维素的醚化是在碱性条件下进行的,通常采用氢氧化钠(Na OH)。首先用氢氧化钠水溶液处理纤维素,以生成膨胀碱性纤维,然后使其他反应剂发生醚化。如是生产混合醚,不同的反应剂可以同时使用,也可以按反应的步骤分步使用,如有必要,中间拖入提纯操作,总的来讲,有四种反应类型,分别以下列方程表示(纤维素分子式用“纤维素-OH”表示):

纤维素-OH+R-X+NaOH→纤维素-OR+H2O+NaX⑴
纤维素OH+RCHHC2→纤维素OCH2CHR    ⑵
              O  /                  ┃                                                          OH            
纤维素OH+CH2=CHY→纤维素OCH2CH2Y⑶
纤维素OH+RCHN2→纤维素OH+RCHN2纤维素OCH2R+N⑷
   ⑴式表述了威廉生醚化反应。R-X为无机酸酯, X可以是卤素,可以是酸根。工业上采用氯化物R-CL,例如甲基氯,乙基氯或氯乙酸钠。上述⑴式反应中,碱是按化学计量关系消耗的。
   ⑵式反应表示在碱的催化作用下,环氧化合物(例如R=H, CH3,或C2H5),加成生成羟基纤维素,反应时并不消耗碱。因在反应中产生出新的羟基,反应可以继续进行下去,导致形成氧化烯烃链的齐聚,即形成形如下列的结构式:纤维素O(CH2 CHO)nH。与                                              ┃
                                             R
环氧化合物类似,环氮化合物的加成导致氨乙基纤维素的生成:纤维素OCH2CH2-NH2。如采用酸催化环氧化合物的加成反应,将是十分不利的,因为酸将优先促使环氧物的聚合,并且纤维素会发生水解反应。
    反应式⑶表明在碱性介质中纤维素和活性双键物的加成,Y为吸电子取代物,如CN,CONH2,或者SO3-Na+。 目前这类反应极少有工业应用。
    反应⑷为采用重氮链烯烃的醚化反应,在工业上没有实际意义。