[发明专利]经改良羧甲基纤维素及其制备方法

说明书

本发明提供一种制备纤维素衍生物的方法。该方法包括通过使非氧化纤维素与至少一种第一碱化剂在至少一种适合溶剂存在下反应生成第一反应产物，其中第一反应产物包括非氧化碱‑纤维素。该方法还包括通过使一卤有机化合物与第二碱化剂在溶液中反应生成第二反应产物，其中第二反应产物包括饱和溶液和沉淀。该方法还包括提高饱和溶液的温度并溶解至少部分沉淀，并且使非氧化碱‑纤维素与第二反应产物反应，以生成经改良羧甲基纤维素。

相关申请交叉引用

本申请要求2014年10月31日提交的美国临时申请序列号62/073,798的权益和优先权，所述申请通过引用结合到本文中。

发明背景。

发明领域

本公开一般涉及纤维素衍生物，更具体地讲，涉及非氧化纤维素化学改性制备经改良羧甲基纤维素。

背景资料

纤维素是从D-葡萄糖单元衍生的天然聚合物，D-葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键稠合，并给予纤维素线性结构。纤维素的很多性质取决于聚合物链长(例如，生成聚合物的葡萄糖分子数)。该聚合物链长也称为聚合度(DP)。

纤维素的氧化反应涉及吡喃糖环的伯和仲羟基，并产生羰基和羧基。该氧化反应可伴随着吡喃糖环打开。在吡喃糖环打开时，糖苷键变得较弱，并且羧基形成引起解聚(例如，使聚合物转化成单体或单体混合物的过程)，从而减小DP和聚合物的物理和机械强度。

另外，可使纤维素化学改性，以得到广泛用于不同工业部门的纤维素衍生物。可在不均匀或均匀反应条件下产生纤维素衍生物。非均相反应的主要缺陷是限制反应速率和缺乏区域选择性。这些缺陷的后果是，纤维素的游离羟基的可达性是选择性和取代度(DS)的决定因素。

由于羧甲基纤维素是最重要水溶性纤维素衍生物之一，由于其非毒性和生物可降解性质，它可在一些工业中用于很多应用。羧甲基纤维素的物理和化学性质主要由DS、取代基分布和DP决定。在这些性质当中，DS和沿羧甲基纤维素链取代基分布的均匀性较大影响羧甲基纤维素溶液的溶解性、剪切稳定性和流变性质、及其对温度和低分子添加剂的稳定性。因此，有利的是制备具有改良化学和物理性质的羧甲基纤维素。

发明概述

在一个实施方案中，本发明为一种制备纤维素衍生物的方法。该方法包括通过使非氧化纤维素与至少一种第一碱化剂在至少一种适合溶剂存在下反应生成第一反应产物，其中第一反应产物包括非氧化碱-纤维素。该方法还包括通过使一卤有机化合物与第二碱化剂在溶液中反应生成第二反应产物，其中第二反应产物包括饱和溶液和沉淀。该方法还包括提高饱和溶液的温度并溶解至少部分沉淀，并且使非氧化碱-纤维素与第二反应产物反应，以生成经改良羧甲基纤维素。

在一个实施方案中，本发明为一种制备纤维素衍生物的方法。该方法包括通过使非氧化纤维素与至少一种碱化剂在至少一种适合溶剂存在下反应生成反应产物，其中反应产物包括非氧化碱-纤维素。该方法包括通过将一卤有机化合物的盐形式加到反应产物形成饱和溶液，饱和溶液包含沉淀。该方法包括将饱和溶液加热到足以溶解至少部分沉淀的温度，并且使非氧化碱-纤维素与沉淀溶解部分反应，以生成经改良羧甲基纤维素。

由本文所述方法制备的纤维素衍生物的结构包括保持纤维素骨架长度及其完整性同时引入CH₂CO₂Na的另外侧链的经改良羧甲基纤维素。另外，可通过所公开方法得到的经改良羧甲基纤维素为生物可吸收的、生物可降解的和生物相容的，从而允许经改良羧甲基纤维素用作多种应用的原料。

通过以下详述，本公开的很多其它方面、特征和益处显而易见。

附图简述

参考以下附图，可更好地了解本公开。附图中的组件不一定按比例，其重点在于说明本公开的原理。在附图中，附图标记指示全部不同视图中对应的部件。