[发明专利]从纤维素醚中除去邻亚烷卤醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从纤维素醚中除去邻亚烷卤醇的方法。本发明还涉及制备具有降低浓度的这种邻亚烷卤醇的低分子量羟烷基烷基纤维素的方法。

引言

低分子量纤维素醚广泛使用于制药应用或食品中，例如作为片剂上、药物胶囊中或浅色食品组合物中的涂膜材料。这些应用中优选的纤维素醚为甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。

对于非常广范围的使用领域，制备了具有不同取代度的纤维素醚。在纤维素醚化学中，烷基取代度通常由DS描述。DS是每个葡糖酐单元中取代的OH基的平均数目。例如，甲基取代度称为DS(M)。通常，羟烷基取代度由MS描述。MS是每摩尔葡糖酐单元对应的形成类醚键的醚化反应试剂的平均摩尔数。例如，采用醚化反应试剂环氧乙烷的醚化称为MS(HE)，采用醚化反应试剂环氧丙烷的醚化称为MS(HP)。根据Zeisel方法(文献：G.Bartelmus和R.Ketterer,Z.Anal.Chem.286(1977)161-190)，实现侧基的测定。

通过醚化度和取代基的类型可以确定产物的多个性质，例如，热絮凝点、溶解度、粘度、成膜能力、保水能力和粘合力。

例如，在Houben Weyl,Methoden der Organischen Chemie,Makromolekulare Stoffe[有机化学方法，大分子物质]，第4版，第E20卷，第2042页(1987)中发表了制备(制备方法和工艺步骤)的化学基础和原理的综述和物质的列举以及多种衍生物的性质和潜在应用的描述。

存在广泛多种的制备低分子量纤维素醚的方法，其可分成两个制备步骤：1)纤维素醚原料的制备，和2)进行解聚反应以制备低分子量的纤维素醚。在第一步中，通过碱化纤维素纸浆和醚化所制备的碱纤维素从而形成高分子量的纤维素醚，来制备纤维素醚。在接着的第二步中，通常通过酸催化降解形成低分子量的纤维素醚，来实现纤维素醚的解聚。

氯丙醇(propylene chlorohydrin)(PCH)的形成尤其是在例如羟丙基甲基纤维素(HPMC)的制备期间的一个成问题的次要副产物。最特别地，可以在该过程进行期间通过施用氯化氢(HCl)利用HCl与环氧丙烷、与断裂的羟丙基侧基或与丙二醇的反应，来形成它以降低HPMC的粘度。另一来源是在制备HPMC的过程进行期间于取代反应器中形成PCH，这时除了环氧丙烷和氯甲烷(MeCl)与碱纤维素的预期反应以形成纤维素上的甲氧基取代和羟丙基取代，作为副反应，环氧丙烷和盐也相互反应。

当该HPMC意图用于食品或药物应用(对于所述应用，法规限制了可以存在的PCH含量)时，含PCH的HPMC成为了一个问题。例如，对于E464(HPMC)，欧洲经济共同体食品法规目前要求存在的PCH水平不超过0.1ppm。

在Food Safety Information Papers中：由White Technical Research Group制备的得自Corn Refiner Association,inc.的Chemical Residues217/795-4437,11/16/00，提到通过淀粉与环氧丙烷的反应制备羟丙基淀粉，该羟丙基化的淀粉通常与三氯氧化磷进行另外的交联，以制备具有改进的官能度的羟丙基化的、交联的淀粉。提到了氯丙醇是三氯氧化磷与残余的环氧丙烷在碱性条件下反应的控制的副产物。在文中还进一步提到，氯丙醇、锰、乙酸和磷酸酯是得自淀粉改性反应的化学残留物，它们可以通过洗涤和干燥减少到规定的水平。该文叙述了在改性的食物淀粉中的氯丙醇的限度应为<5ppm。

欧洲专利EP0210917B1涉及了由具有较高聚合度的原料纤维素醚制备具有降低的平均聚合度的纤维素醚的方法。本专利公开了在制备方法中，使原料纤维素醚以粉末形式与如此用量的氯化氢的水溶液接触，以使得水量为3wt%-8wt%，基于原料纤维素醚和氯化氢水溶液的总量，并且从该混合物中除去氯化氢。文件教导了当水量过少时，从而反应速度有所增加，但是有时所得产物为黄色。另一方面，当水量过大时，除了降低了反应速度之外，还可能形成纤维素醚颗粒的团聚物。

美国专利4,431,800公开了制备不含氯丙醇的、羟丙基化的淀粉，其中在淀粉中和之前从反应混合物中除去过量的环氧丙烷。环氧丙烷的这一移除防止了氯丙醇的形成，从而减轻了对于将其移除的需要。在该专利说明书的引言部分，描述了尽管氯醇的存在可以通过大量的洗涤降低到可接受的水平，但是该洗涤产生了显著的淀粉损失。