Оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметиловый эфир целлюлозы в качестве стабилизатора дисперсий и способ его получения Советский патент 1983 года по МПК C08B13/00 C09K7/02 

«

СО 4 СО

СО

Изобретение относится к химическим соединениям, конкретно к водо- и щелочерастворимым производным целлюлозы.

Известно получение производных целлюлозы, содержащих в своем составе ароматические и карбоксиметильные группы, -в частности водо- и щелочерастворимого карбанила, получаемого путем обработки щелочной целлюлозы анилшом и монохлорацетатом натрия, Введение ароматических групп в карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) приводит к

СбИтОг (OH)rX-9(ocK2CooNu) х(оеНгСНг$02 - Ъ-иНг)у где X - 0,,869, у - 0,052-0,299, h - 190-650. которое используется в качестве стабилизатора дисперсий. Указанное соединение и его свой™ ства в литературе не описаны. Введение карбоксиметильных групп (-OCH2COONa) придает полученному соединению свойство растворяться в воде и водных растворах щелочей„ Введение в состав макромолекулы целлюлозы радикала j :-ocit ci so -{Q J приво дит к повьвиению устойчивости вещества (I) к термоокислительно-гидролитической деструкции. Положительное влияние этого радикала на повышение, устойчивости водо- и щелочерастворимых производных целлюлозы к термооки лительно-гидролитической деструкции . установлено впервые. Способ получения оксиэтилсульфонил анилинкарбоксиметилового эфира целлю лозы (1) основан на взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натрия и сернокислым эфиром 4fy-оксиэтилсульфониланилина с последую щей очисткой от. ионов -50 -известным методами, например диализом его водных растворов через целлофановые мем браны, высаживанием 96%-ным этанолом в присутствии хлористого натрия и дальнейшей экстракцией пршлесей 5070%-ным водным раствором этанола, при кюльном соотношении целлюлозагмо нохлорацетат натрия:сернокислый эфир 4/ь-оксиэтилсульфониланилина, равном 1:0,1-2,0:0,05-0,5. JI Р и м е р 1. 347 г воздушно-су хой целлюлозы (2 моль ) марки РБ, нарезанной на кусочки размером 5X8 мм, обрабатывают в смесителе типа Вернер -Пфлейдерера 518 мл водного раствора едкого натра концентрации 344 г/л (4,4 моль едкого натра ) при перемеши вании в течение 2 ч, при 16-1Бс., К полученной щелочной целлюлозе добавляют 490,5 г (4 моль) технического монохлорацетата натрия. Реакционную

повьаиению термостойкости образующегося водораствори /юго эфира целлюлозы Ci}.

Однако термостойкость этих соединений н€ достаточно высока.

Цель изобретения - повьяление термостойкости азотсодержеицих карбоксиметиловых производных целлюлозы,

Указанная цель достигается новой химической структурой азотсодержаще го карбоксиметилового производного целлюлозы, общей формулы смесь перемешивают в течение 1 ч при 17-20°С, после чего вводят 31,,8 г (од моль очищенного сернокислого эфира 4/3-оксиэтилсульфониланилина и продолжают перемешивание в течение 1 ч при 18-21с и 0,5 ч при 21-45°С, Затем реакционную массу выхружают из смесителя и выдерживают в термостате с температурой воздуха 50-55с. Вследствие экзотермичности реакции температура смеси самопроизвольно повышается до 70-78°С, Полученный продукт нейтрализуют спиртовым раствором уксусной кислоты, очищают от ионов - .50 диализом его водного раствора через целлофановые мембраны, высаживают 96%-ным водным этанолом в присутствии хлористого натрия и далее экстрагируют примеси 50-70 -ным водным раствором этанола до отрицательрой реакции на хлорид-ионы. Мольные соотношения целлюлоза гедкий натр:монохлорацетат натрия:сернокислый эфир 4/1-оксиэтилсульфониланилина равно 1:2,2:2:0,05. Найдено, %1 С 40,31J Н 4,66; О 46,16; N 0,10; NP 8,52; S 0,25. СбН-,Ог(Ьн)2, -114 - (OCH2COONa|o,6fe9 on j520 Вьочислено, %: С 40, 4 ,70} О 46,18; Н 0,10; На В,52 S 0,23. Молекулярная масса, определенная осмометрическим методом (осмометр Вагнера, ацетилцеллюлозная мембрана, растворитель - 2%-ный водный раствор хлорида натрия, температура - 25с,+ ±0,01.), равна 121987. Степень полимеризации 520. Селективность реакции по монохлорацетату натрия 43,4%, по сернокислому эфиру 4р-оксиэтилсульфониланилина 33,6%. Пример 2, Обработку проводят аналогично примеру 1, только после добавления раствора едкого натра вводят водный раствор нитрата кобальта (0,005% нитрата кобальта от массы целлюлозы ), являющегося катализатором деструкции щелочной целлюлозы. Состав полученного продукта не отличается от приведенного в примере 1. Молекулярная масса 36000. Степень полимеризации 190. Приме р 3-9. Обработку проводят аналогично примеру 1, изменяя количество добавляемого монохлорацетата натрия, едкого натра и сернокислого эфира 4/ -оксиэтилсульфониланилина. Мольные соотношения, состав и свойства полученных производных целлюлозы приведены в табл,1 и 2.. . Строение полученного полимера(1) подтверждается данными элементного анализа и ИК-спектроскопией. В ИК-спектре оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметилового эфира целлюлозы ( пример 7 ) имеется пик 1705 , coответствующий колебаниям сьязи , а также полосы поглощения в области 3800-3900 см-, характерные для валентных колебаний групп -СН2. В области 1430-1600 см- имеется ряд максимумов поглощения, относящихся к валентным колебаниям ОН- связи ароматического кольца. В спектре обнаружены Также полосы поглощения в области 3300-3400 см-, соответствующие валентным колебаниям N Н -группы. Оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметиловый эфир целлюлозы (ОЭСАн-КМЦ ) характеризуется более высокой термостойкостью, чем известный карбанил, что подтверждае-тся меньшими величинами констант скоростей деструкции при нагревании его водных растворов (табл. 3 Ь Испытания оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметилового эфира целлюлозы в качестве стабилизатора бурового раствора из дружковского глинопорошка, содержащего 20% хлористого натрия, показывают, что буровой раствор, обработанный 3 мас,% к Объему бурового раствора ОЭСАн-КМЦ, характеризуется высокой термостойкостью. Показатель водоотдачи (в ) бурового раствора, содержащего ОЭСАн-КМЦ, характеристика которого приведена в табл.3, после термообработки при в течение 6 ч составляет 15 см за 30 мин. Крогме того, применение оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметилового эфира целлюлозы в качестве термостойкого cтaбилизJaт Dpa - понизителя водоотдачи при бурении глубоких и сверх ;лу- , боких скважин дозволяет сократить расход эффективных реагентов - стабилизаторов в 2,6 раза.

Таблица 2

1. Оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметиловый эфир целлюлозы общей формулы {«й1тв, tciilr х-(on,c«nr) X (onvrat - Vwiyj где X - 0,07-0,869, У - 0,052-0,299, п - 190-650, в качестве стабилизатора дисперсий, 2. Способ получения оксиэтилсульфониланилинкарбоксиметилового эфира целлюлозы общей формулы fwit WWrJt Лвещеоол X (оен,с11,0|4fi -ИИ, X - 0,07-0,869, где У - 0,052-0,299, п - 190-650, заключающийся в том, что щелочную целлюлозу Обрабатывают монохлорацета-с том натрия и сернокислым эфиром 4д- ® «9 -оксиэтилсульфониланилина при молярном соотношении целлюлоза:монохлорацетат натрия:сернокислый эфир 4в-ок-1| сиэтилсульфонйланилина 1:0,1-2,0:0,05 f Ь

13,43124000520

43,5

33,6 Раство- Растворяряется ется

40,2

55,6 - Таблица 3