[发明专利]纤维素酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素酯的制备方法。本发明专利是基于纤维素在有机碱存在下，与CO₂反应生成纤维素基CO₂可逆离子液体化合物，实现其CO₂可逆衍生化溶解、活化后的应用之一。其中，有机碱既作为纤维素溶解的有效成分，又作为后续乙烯酯原料与纤维素转酯化反应的有机功能催化剂，且可以反复使用，不仅制备方法简单，而且降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及化学技术领域，尤其是一种纤维素酯的制备方法。

背景技术

纤维素是地球上含量最多的生物质资源，具有可再生、生物相容性、可生物降解、无毒等优点，所以纤维素被考虑作为一种重要的资源去取代石油基资源来得到生物柴油、生物基化学品、生物基材料等产品，纤维素资源的充分利用对全人类社会的可持续发展具有重要的意义(Cao X,Sun S,Peng X,et al.Journal of agricultural and foodchemistry,2013,61(10):2489-2495)。

纤维素酯是纤维素衍生物中重要的一种，目前合成的一些纤维素酯已经广泛用于膜、纤维、塑料、香烟过滤器及涂料工业等领域。大多数纤维素酯都是通过纤维素与相应酸、酸酐、酰氯等在均相或非均相体系中发生酯化反应来合成的。但是酯化反应一般时间较长以及反应条件苛刻等因素限制了其广泛的应用，而转酯化反应是合成纤维素酯的一种高效的方法，乙烯基酯是纤维素转酯化反应中用来合成纤维素酯最常见的反应物(Cao X,PengX,Zhong L,et al.Cellulose,2014,21(1):581-594)。

但是，由于纤维素本身高分子量、高结晶度、刚性的主链结构等因素，使其不溶于一般溶剂，从而限制了其进行相应的化学改性。随着纤维素新溶剂的发现，越来越多的溶解体系可以使纤维素溶解活化，进一步进行相关的化学改性，特别是咪唑类离子液体中纤维素的化学改性效果尤为突出(Vitz J,Erdmenger T,Haensch C,et al.Green chemistry,2009,11(3):417-424.)。然而，离子咪唑类离子液体价格昂贵，回收、纯化、循环利用成本高，大大地限制了该过程的经济性能。另外，利用乙烯酯为原料，通过纤维素与乙烯酯的转酯化反应制备纤维素酯也有相关报道，但是主要存在的问题是：

(1)需要较长的反应时间(T.Heinze,R.Dicke,A.Koschella,A.H.Kull,E.A.Klohrand W.Koch,Macromolecular Chemistry and Physics,2000,201,627-631)；

(2)较高的温度(X.Cao,S.Sun,X.Peng,L.Zhong,R.Sun and D.Jiang,J AgricFood Chem,2013,61,2489-2495)；

(3)需要额外添加催化剂(J.Xie and Y.L.Hsieh,Journal of Polymer SciencePart A Polymer Chemistry,2001,39,1931-1939；X.Cao,X.Peng,L.Zhong,S.Sun,D.Yang,X.Zhang and R.Sun,Cellulose,2014,21,581-594)；

(4)或需要使用较贵的溶解体系(L.P.Hinner,J.L.Wissner,A.Beurer,B.A.Nebeland B.Hauer,Green Chemistry,2016,18,6099-6107)。