اترهای سلولزی
محورهای کلی
تعاریف
اترها
ساختار سلولز
نامگذاری اترها
اترهای خطی
تیواترها
اترهای حلقوی
اترهای سلولزی
آلکیل اترهای سلولزی
هیدروکسی آلکیل اترهای سلولزی
کربوکسی متیل سلولز
سیانو اتیل سلولز
تعاریف
اترها:
اگر هیدروژن عامل الکلی یا فنلی را با یک گروه R (می تواند سیرشده یا سیر نشده، زنجیری یا حلقوی باشد) یا یک گروه آریل جانشین شود، اتر بدست می آید.
ساختار سلولز:
سلولز پلیمری خطی از واحدهای تکرار شونده سلوبیوز است.
سلوبیوز از پیوستن دو مولکول -D-βگلوکوپیرانوز تشکیل می شود.
نامگذاری اترها
اترهای خطی
روش معمولی: ابتدا نام دو گروه متصل به اکسیژن را (به ترتیب الفبا) ذکر می کنند و سپس کلمه اتر می آورند.
روش آیوپاک: گروه بزرگتر را به عنوان شاخه اصلی در نظر گرفته و گروه کوچکتر با اکسیژن را به عنوان آلکوکسی می نامند.
اتیل ایزوپروپیل اتر
دی اتیل تر
متوکسی اتان
تیواترها
روش معمولی: ابتدا نام دو گروه متصل به گوگرد را (به ترتیب الفبا) ذکر می کنند و سپس کلمه سولفید می آورند.
اتیل پروپیل سولفید
روش آیوپاک: گروه بزرگتر را به عنوان شاخه اصلی در نظر گرفته و گروه کوچکتر با گوگرد را به عنوان تیوآلکان می نامند.
1-ایزوپروپیل تیوبوتان
نامگذاری اترها
اترهای حلقوی
اکسیدهای آلکن: ابتدا کلمه اکسید و سپس نام آلکن را ذکر می کنیم.
اکسیدپروپیلن
اکسیداتیلن
اکسیدهای آلکن: ابتدا کلمه اپوکسی و سپس نام آلکان را ذکر می کنیم.
1و4-اپوکسی بوتان
2و3-اپوکسی-2-متیل بوتان
اکسیران: در روش آیوپاک اکسیداتیلن را به عنوان حلقه هتروسیکل در نظر می گیرند و بقیه اترهای حلقوی مشتقی از آن در نظر گرفته می شود.
2و2-دی متیل اکسیران
اترهای سلولزی
اترهای سلولزی در اثر واکنش قلیا سلولز با واکنشگرهایی مانند آلکیل هالیدها، آریل هالیدها، آلکیل سولفاتها، آریل سولفاتها، آلکن اکسیدها، اسیدهای w-هالوکربوکسیلیک یا نمکهای آنها و ترکیبات اشباع نشده ای که بوسیله گروههای الکترون کشنده فعال شده اند، تهیه می شوند.
اغلب اترهای سلولزی در آب محلولند و عموما خواص مشابهی دارند اما هرکدام به دلیل داشتن خواص ویژه ای مکمل یکدیگرند.
درصورت داشتن استخلاف آبگریز و درجه استخلاف بالا در حلال آلی حل می شوند.
انواع سلولزهای تجاری
اترهای سلولزی
قابلیت حل شدن اترهای سلولزی در اثر تغییرات DS
نقاط ذوب مشتقات سلولز به عنوان تابع درجه جایگزینی
آلکیل اترهای سلولزی
آلکیل اترهای سلولزی ساده ترین نمونه از اترهای سلولزی هستند.
مهمترین آنها در مقیاس صنعتی متیل سلولز و اتیل سلولز هستند.
ماده اولیه واکنش تولید آلکیل اترهای سولزی قلیا سلولز حاصل از پنبه یا خمیر کاغذ است.
در این واکنش محصولات فرعی مانند دی متیل اتر یا دی اتیل اتر نیز تولید می شوند.
عموما محلول متیل سلولز در دماهای بالا به ژل تبدیل می شود و با وارد کردن هیدروکسی متیل یا هیدروکسی اتیل دمای ژله ای شدن بالا می رود.
آلکیل اترهای سلولزی
کاربرد آلکیل اترهای سلولزی
کشاورزی: مواد غلیظ کننده ، مواد پراکنده کننده بذر
صنایع غذایی: عامل پایدار کننده و غلیظ کننده
سرامیک: عامل اصلاح گرانروی و مقاومت به همکشیدگی
دارویی: قرصها، شربتها و سوسپانسیونها
سیمان: عامل کنترل زمان گرفتن سیمان
نساجی: برای آهارزنی و پوشش دهی
خمیرکاغذ و تخته لایه
هیدروکسی آلکیل اترهای سلولزی
هیدروکسی آلکیل اترهای سلولزی از واکنش سلولز با اکسیدهای آلکن با کاتالیزور قلیایی بدست می آیند.
هیدروکسی اتیل سلولز
اتیلن گلایکول
اکسید اتیلن بر اثر پلیمریزاسیون به پلی اتیلن اکسید تبدیل می شود. گروه هیدروکسیل نوع اول انتهایی در گروه جایگزین شده روی سلولز با اپوکسید اضافی واکنش انجام داده و زنجیره های اکسی اتیلن آزاد تشکیل می شوند:
به عنوان ماده غلیظ کننده در رنگهای لاتکس
پلیمریزاسون پلی وینیل استات
آهارزنی کاغذ
بهبود مقاومت تر کاغذ (به همراه Glyoxal)
کاربرد هیدروکسی آلکیل اترهای سلولزی :
– هیدروکسی اتیل سلولز
دارای موارد مصرف مشابه هیدروکسی اتیل سلولز است اما استفاده از آن محدودتر است.
از آن می توان به عنوان ماده غلیظ کننده برای محلولهای آلی نیز استفاده کرد.
هیدروکسی آلکیل اترهای سلولزی
– هیدروکسی پروپیل سلولز:
کربوکسی متیل سلولز
کربوکسی متیل سلولز از قلیا سلولز با سدیم کلرو استات بدست می آید:
کربوکسی متیل سلولز به دو روش منقطع و پیوسته تولید می شود. در فرآیند منقطع مراحل زیر اتفاق می افتد:
تهیه قلیا سلولز
کربوکسی متیلاسیون قلیا سلولز (با مونو کلرو اسید استیک یا کلرو استات سدیم)
محصولات جنبی واکنش گلیکولات سدیم و کلرید سدیم هسنتد.
برای تصفیه محصول خام از تیمار آب و الکل استفاده می شود.
کربوکسی متیل سلولز
کاربرد کربوکسی متیل سلولز:
آهارزنی پارچه
شوینده ها
صنایع غذایی
پوشش و اندود کاغذ
صنایع رنگ
مایعات حفاری
سرامیک
مواد دارویی و آرایشی
سیانواتیل سلولز
سیانواتیل سلولز در اثر واکنش سلولز با آکریلونبتریل در حضور کاتالیزور هیدروکسید سدیم بدست می آید.
مکانیسم واکنش:
1) آنیون سلولز تشکیل شده به اتم کربن مثبت در آکریلونیتریل حمله می کند.
2) یک آنیون بینابینی تشکیل می شود.
3) آنیون بینابینی در اثر رزونانس به حالت تثبیت شده در می آید.
4) یک پروتون( ) از آب جدا شده و به آنیون اضافه می شود و محصول نهایی تشکیل می شود.
در این فرآیند واکنش های جنبی نیز بوقوع می پیوندند. مانند واکنش تشکیل 3و׳3- اکسی دی پروپیونیتریل:
کاربرد سیانواتیل سلولز:
سیانواتیل سلولز
به دلیل داشتن ثابت دی الکتریک بالا و ضریب اتلاف پایین می توان از آن در ماتریس رزینی لامپهای فسفری و الکترولومینسنت استفاده نمود.
خمیر کرافت سیانواتیل دار شده با DS حدود 0/2 برای ساخت کاغذ عایق در ترانسفورماتورها استفاده می شود.
کاغذهای سیانواتیل دار شده دارای ثبات ابعاد و مقاومت به حرارت هستند.
منابع
کتاب شیمی چوب ترجمه دکتر میرشکرائی
کتاب نامگذاری مواد آلی
جزوه درسی مشتقات سلولز دکتر قاسمیان