[發明專利]纖維素醚衍生物的制造方法

有效

• 申請號: 200880112793.9
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101835805A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 奧津宗尚;高井雅規;西岡亨;井原毅;野尻尚材;梅原正裕;中西恒平
• 申請（專利權）人: 花王株式會社
• 主分類號: C08B11/08
• 分類號: C08B11/08;C08B11/145
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及纖維素醚衍生物的制造方法。

背景技術

纖維素醚衍生物具有多方面用途。例如，羥乙基纖維素用作涂料、化妝品、建材、增粘劑、粘著劑、醫藥品等的分散劑、穩定劑等的配合組合物，或是用作其他纖維素醚衍生物的起始原料。另外，羥丙基纖維素用于醫藥用制劑中的添加劑、涂層劑組合物等。

另外，陽離子化羥烷基纖維素等陽離子性纖維素醚衍生物用于洗發劑和潤絲(rinse)、護發素(treatment)、調理劑(conditioner)等洗凈劑組合物的配合成分或分散劑、改質劑、凝集劑等。

作為羥乙基纖維素所代表的纖維素醚衍生物的制造方法，已報道使用環氧乙烷等環氧化合物作為醚化劑的方法(例如參照專利文獻1、2)。一般情況下，并不是直接將醚化劑作用于纖維素，而是首先在纖維素中以漿液的狀態混合大量水以及大大過量的氫氧化鈉等堿金屬氫氧化物來制成堿纖維素，有必要進行所謂堿纖維素化或被稱作絲光化的纖維素活性化處理，再將醚化劑作用于該已活化的纖維素，從而得到纖維素醚。

在堿纖維素化工序中，為了從制備的堿纖維素中除去過量的堿和水，而進行過濾及壓榨的操作。然而，即使進行該過濾及壓榨操作，通常堿纖維素中都會殘留與堿纖維素相等質量以上的水。而且該堿纖維素被認為纖維素分子中的大部分羥基成為醇化物，實際上，纖維素分子中每葡萄糖單位通常含有1～3摩爾量左右、至少含有1摩爾量以上的堿。

由于在該堿纖維素化處理過的堿纖維素中添加環氧乙烷，發生與堿纖維素化處理后殘留的與堿纖維素相等質量以上的水或者環氧乙烷的反應(水合)，因此，生成大量的乙二醇等副產物。

另外，雖然與該環氧乙烷的反應通常在漿液狀態下進行，但是為了在該漿液的狀態下更有效地進行反應，有時不僅僅添加水，還會添加各種極性溶劑。例如在上述專利文獻1及2中公開了添加叔丁醇和甲基異丁基酮等與水不容易相溶的極性溶劑，反應后將溶劑與水相分離并回收的方法。然而，只要不能大幅減少堿量及水量，則同時大幅降低大量中和鹽以及乙二醇等副產物在實際上是困難的。

而且，羥丙基纖維素是通過堿纖維素和作為醚化劑的環氧丙烷的反應來得到，一般采用利用大量溶劑的漿法(例如，參照專利文獻3～6)。作為溶劑，例如，在專利文獻3中公開了使用烴溶劑和極性溶劑的混合溶劑的方法，其中，烴溶劑為苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷等，極性溶劑為異丙醇、叔丁醇等；在專利文獻4中公開了使用異丙醇、叔丁醇、丙酮、四氫呋喃、二氧六環等親水性極性溶劑的方法；在專利文獻5中公開了使用甲基異丁基酮等碳原子數為6～10的脂肪族酮的方法；在專利文獻6中公開了除了使用脂肪族酮、低級醇以外，還使用乙二醇二甲醚，二乙二醇二甲醚等(聚)乙二醇二烷基醚類的方法。然而，上述任意方法都存在如上所述的同樣問題，如由于必須使用堿纖維素，因而很難抑制丙二醇等的生成，而且，由于堿纖維素化處理中所用的過量堿產生大量中和鹽，因而反應后必須進行除去大量中和鹽的操作等問題。

另一方面，已提出了在纖維素醚衍生物中引入具有比羥乙基的親水性高的甘油基作為取代基，即，使用縮水甘油代替環氧乙烷作為親水性醚化劑的液相反應(例如參照非專利文獻1及專利文獻7)。在非專利文獻1中公開了使用含氯化鋰的二甲基乙酰胺作為溶劑，進而添加堿催化劑，在纖維素上加成縮水甘油的均相反應方法。然而，該方法中存在纖維素的溶解中須進行脫水等前處理，而且縮水甘油對纖維素的反應效率低等問題。

另外，專利文獻7中公開了使用含有四丁基氟化銨這樣的季銨鹵化物的二甲基乙酰胺作為溶劑，進而添加堿催化劑，在纖維素上加成縮水甘油的均相反應方法。然而，該方法由于所使用的季銨鹵化物極為高價，而且與上述方法同樣，由于纖維素的溶解度不充分因而需要大量的溶劑，因此，從生產效率等工業上的觀點出發，該方法也存在很多問題。

另外，作為陽離子化羥烷基纖維素，特別是陽離子化羥乙基纖維素的制造方法，一般情況下，并不是直接陽離子化纖維素，而是使纖維素與環氧乙烷等醚化劑反應成為纖維素醚之后，再與縮水甘油基三烷基氯化銨等陽離子化劑進行反應的方法。該方法存在如上所述同樣的問題，如由于在纖維素醚化中，必須進行堿纖維素化處理，因而難以抑制乙二醇等的生成，而且由于堿纖維素化處理中所用的過量堿產生大量中和鹽，因而反應后必須進行除去大量中和鹽的操作等問題。