1. Structar agus prionnsabal ullachaidh eitear ceallalòs
Tha Figear 1 a’ sealltainn structar àbhaisteach eitearan ceallalòs. Bidh gach aonad bD-anhydroglucose (an aonad ath-aithriseach de cheallalòs) a’ dol an àite aon bhuidheann aig na suidheachaidhean C (2), C (3) agus C (6), is e sin, faodaidh suas ri trì buidhnean eitear a bhith ann. Air sgàth nan ceanglaichean haidridean intra-shlabhraidh agus eadar-shlabhraidh aigmacromholacilean ceallalòs, tha e duilich a sgaoileadh ann an uisge agus cha mhòr a h-uile fuasgladh organach. Bidh toirt a-steach buidhnean ether tro etherification a’ sgrios bannan haidridean intramolecular agus intermolecular, a’ leasachadh a hydrophilicity, agus a’ leasachadh gu mòr a solubleachd ann am meadhanan uisge.
’S e buidhnean alcocsaidh le cuideam moileciuil ìosal (1 gu 4 dadaman gualain) no buidhnean hydroxyalkyl àbhaisteach a th’ ann an luchd-ionaid etherichte, agus faodar an uairsin buidhnean gnìomh eile leithid buidhnean carboxyl, hydroxyl no amino a chur nan àite. Faodaidh luchd-ionaid a bhith de aon, dhà no barrachd sheòrsaichean eadar-dhealaichte. Air feadh an t-sreath macromolecular ceallalòis, tha na buidhnean hydroxyl air na suidheachaidhean C(2), C(3) agus C(6) de gach aonad glùcois air an cur nan àite ann an diofar chuibhreannan. Gu teann a’ bruidhinn, mar as trice chan eil structar ceimigeach cinnteach aig ether ceallalòis, ach a-mhàin na toraidhean sin a tha air an cur nan àite gu tur le aon seòrsa buidhne (tha na trì buidhnean hydroxyl uile air an cur nan àite). Chan urrainnear na toraidhean seo a chleachdadh ach airson mion-sgrùdadh agus rannsachadh obair-lann, agus chan eil luach malairteach aca.
(a) Structar coitcheann dà aonad anhydroglucose den t-sreath mhóileciuil ether ceallalòs, R1~R6=H, no neach-ionaid organach;
(b) Bloigh slabhraidh mhóileciuil de charboxymethylceallalòs hiodrocsaitil, tha ìre ionadachaidh carboxymethyl 0.5, tha ìre ionadachaidh hydroxyethyl 2.0, agus tha ìre ionadachaidh molar 3.0. Tha an structar seo a’ riochdachadh ìre ionadachaidh chuibheasach bhuidhnean etherified, ach tha na luchd-ionaid gu dearbh air thuaiream.
Airson gach neach-ionaid, tha an ìre iomlan de dh’eitearachadh air a chur an cèill leis an ìre de luach DS aig ìre an ionaid. Tha raon DS 0~3, a tha co-ionann ris an àireamh chuibheasach de bhuidhnean haidreocsaile air an cur nan àite le buidhnean eitearachaidh air gach aonad anhydroglucose.
Airson eitearan ceallalòs hydroxyalkyl, tòisichidh an ath-bhualadh ionadachaidh air eitearachadh bho bhuidhnean hydroxyl ùra an-asgaidh, agus faodar an ìre ionadachaidh a thomhas leis an luach MS, is e sin, an ìre molar ionadachaidh. Tha e a’ riochdachadh an àireamh chuibheasach de mhòlan de reactant àidseant eitearachaidh a chaidh a chur ri gach aonad anhydroglucose. Is e ethylene oxide reactant àbhaisteach agus tha neach-ionaid hydroxyethyl aig an toradh. Ann am Figear 1, tha luach MS an toraidh 3.0.
Ann an teòiridh, chan eil crìoch uachdar ann airson luach MS. Ma tha fios air luach DS ìre an ath-chur air gach buidheann fàinne glùcois, is e sin fad cuibheasach slabhraidh an t-sreath taobh eitear. Bidh cuid de luchd-saothrachaidh gu tric a’ cleachdadh an tomhas-lìonaidh (wt%) de dhiofar bhuidhnean eitearachaidh (leithid -OCH3 no -OC2H4OH) gus an ìre agus an ìre ath-chur a riochdachadh an àite luachan DS agus MS. Faodar tomhas-lìonaidh gach buidhne agus a luach DS no MS a thionndadh le àireamhachadh sìmplidh.
Tha a’ mhòr-chuid de eitearan ceallalòs nan poileimeirean a tha soluble ann an uisge, agus tha cuid dhiubh cuideachd gu ìre soluble ann an fuasglaidhean organach. Tha feartan àrd-èifeachdais, prìs ìosal, giullachd furasta, puinnseanta ìosal agus measgachadh farsaing aig eitear ceallalòs, agus tha an t-iarrtas agus na raointean tagraidh fhathast a’ leudachadh. Mar àidseant taice, tha comas tagraidh mòr aig eitear ceallalòs ann an diofar raointean gnìomhachais. Gheibhear e le MS/DS.
Tha eitearan ceallalòs air an seòrsachadh a rèir structar ceimigeach nan luchd-ionaid ann an eitearan anionach, cationach agus neo-ionach. Faodar eitearan neo-ionach a roinn ann an toraidhean a tha soluble ann an uisge agus toraidhean a tha soluble ann an ola.
Tha toraidhean a chaidh a dhèanamh gnìomhachais air an liostadh ann am pàirt àrd Clàr 1. Tha pàirt ìosal Clàr 1 a’ liostadh cuid de bhuidhnean etherification aithnichte, nach eil fhathast air fàs gu bhith nan toraidhean malairteach cudromach.
Faodar òrdugh giorrachaidhean nan luchd-ionaid ether measgaichte ainmeachadh a rèir òrdugh na h-aibidil no ìre an DS (MS) fa leth, mar eisimpleir, airson 2-hydroxyethyl methylcellulose, is e HEMC an giorrachadh, agus faodar a sgrìobhadh cuideachd mar MHEC gus an neach-ionaid methyl a shoilleireachadh.
Chan eil e furasta do riochdairean eitearachaidh faighinn gu na buidhnean haidreocsaile air ceallalòs, agus mar as trice bidh am pròiseas eitearachaidh air a dhèanamh fo chumhachan alcalin, mar as trice a’ cleachdadh dùmhlachd sònraichte de fhuasgladh uisgeach NaOH. An toiseach, bidh an ceallalòs air a chruthachadh gu bhith na ceallalòs alcalin ata air a shèideadh le fuasgladh uisgeach NaOH, agus an uairsin bidh e a’ faighinn ath-bhualadh eitearachaidh le riochdaire eitearachaidh. Rè cinneasachadh agus ullachadh eitearan measgaichte, bu chòir diofar sheòrsaichean de riochdairean eitearachaidh a chleachdadh aig an aon àm, no bu chòir eitearachadh a dhèanamh ceum air cheum le bhith a’ biathadh bho àm gu àm (ma tha sin riatanach). Tha ceithir seòrsaichean ath-bhualadh ann an eitearachadh ceallalòs, a tha air an geàrr-chunntas leis an fhoirmle ath-bhualadh (tha ceallalòsach air a chur an àite Cell-OH) mar a leanas:
Tha co-aontar (1) a’ toirt cunntas air ath-bhualadh eitearachaidh Williamson. ’S e eistear searbhag neo-organach a th’ ann an RX, agus ’s e eistear searbhag sulfarach halogen Br, Cl no X. Mar as trice, thathas a’ cleachdadh clòraid R-Cl ann an gnìomhachas, mar eisimpleir, clòraid meitil, clòraid eitil no searbhag cloroacetic. Thathar a’ caitheamh meud stoichiometric de bhunait ann an ath-bheachdan mar sin. ’S e toraidhean ath-bhualadh eitearachaidh Williamson na toraidhean eitearachaidh Williamson a th’ anns na toraidhean eitear ceallalòsa gnìomhachais meitil ceallalòsa, eitil ceallalòsa agus carboxymethyl ceallalòsa.
Is e foirmle ath-bhualadh (2) an ath-bhualadh cur-ris de epoxides le cataladh-bonn (leithid R=H, CH3, no C2H5) agus buidhnean hydroxyl air moileciuilean ceallalòs gun a bhith ag ithe bonn. Tha coltas ann gun lean an ath-bhualadh seo oir thèid buidhnean hydroxyl ùra a chruthachadh rè an ath-bhualadh, a’ leantainn gu cruthachadh slabhraidhean taobh oligoalkylethylene oxide: Cruthaichidh ath-bhualadh coltach ri 1-aziridine (aziridine) aminoethyl ether: Cell-O-CH2-CH2-NH2. Tha toraidhean leithid hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose agus hydroxybutyl cellulose uile nan toraidhean de epoxidation le cataladh-bonn.
Is e foirmle ath-bhualaidh (3) an ath-bhualadh eadar Cell-OH agus todhar organach anns a bheil ceanglaichean dùbailte gnìomhach ann am meadhan alcaileach, 's e buidheann a bhios a' tarraing air ais dealanan a th' ann an Y, leithid CN, CONH2, no SO3-Na+. An-diugh, is ann ainneamh a thathas a' cleachdadh an seòrsa ath-bhualaidh seo gu gnìomhachais.
Chan eil foirmle ath-bhualaidh (4), eitearachadh le diazoalkane, air a ghnìomhachasachadh fhathast.
- Seòrsachan de eitearan ceallalòs
Faodaidh ether ceallalòs a bhith na monoether no na ether measgaichte, agus tha na feartan aige eadar-dhealaichte. Tha buidhnean hydrophilic le glè bheag de chur-an-àite air a’ mhacramóilecul ceallalòs, leithid buidhnean hydroxyethyl, a dh’ fhaodas ìre àraid de leaghadh uisge a thoirt don toradh, agus airson buidhnean hydrophobic, leithid methyl, ethyl, msaa., chan urrainn ach ìre àrd de chur-an-àite meadhanach leaghadh uisge sònraichte a thoirt don toradh, agus chan eil an toradh le glè bheag de chur-an-àite a’ leaghadh ach ann an uisge no faodar a sgaoileadh ann am fuasgladh alcalin caolaichte. Leis an rannsachadh domhainn air feartan ethers ceallalòs, thèid ethers ceallalòs ùra agus na raointean tagraidh aca a leasachadh agus a thoirt gu buil gu leantainneach, agus is e am feachd dràibhidh as motha am margadh tagraidh farsaing agus air a leasachadh gu leantainneach.
Is e an lagh coitcheann a thaobh buaidh bhuidhnean ann an eitearan measgaichte air feartan solubhail:
1) Meudaich susbaint nam buidhnean hydrophobic anns an toradh gus hydrophobicity an ether a mheudachadh agus puing a’ ghel a lùghdachadh;
2) Meudaich susbaint bhuidhnean hydrophilic (leithid buidhnean hydroxyethyl) gus a phuing gel a mheudachadh;
3) Tha a’ bhuidheann hydroxypropyl sònraichte, agus faodaidh hydroxypropylation ceart teòthachd gel an toraidh a lughdachadh, agus èiridh teòthachd gel an toraidh meadhanach hydroxypropylated a-rithist, ach lughdaichidh ìre àrd de chur-an-àite a phuing gel; Is e an adhbhar airson seo structar sònraichte slabhraidh gualain a’ bhuidheann hydroxypropyl, hydroxypropylation ìosal-ìre, bannan haidridean lag ann agus eadar moileciuilean anns a’ macromholacul ceallalòs, agus buidhnean hydroxyl hydrophilic air na slabhraidhean meòir. Tha uisge nas làidire. Air an làimh eile, ma tha an cur-an-àite àrd, bidh poileimearachadh air a’ bhuidheann taobh, lùghdaichidh susbaint coimeasach a’ bhuidheann hydroxyl, àrdaichidh an hydrophobicity, agus lùghdaichidh an so-leaghadh an àite sin.
Riochdachadh agus rannsachadheitear ceallalòsTha eachdraidh fhada aige. Ann an 1905, thug Suida cunntas airson a’ chiad uair air eitearachadh ceallalòs, a chaidh a mheitileachadh le dimethyl sulfate. Chaidh eitearan alcail neo-ionach a pheutantachadh le Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) agus Leuchs (1920) airson eitearan ceallalòs soluble ann an uisge no ola, fa leth. Rinn Buchler agus Gomberg ceallalòs beinseil ann an 1921, chaidh carboxymethyl cellulose a dhèanamh an toiseach le Jansen ann an 1918, agus rinn Hubert hydroxyethyl cellulose ann an 1920. Tràth anns na 1920an, chaidh carboxymethylcellulose a mhalairteachadh sa Ghearmailt. Bho 1937 gu 1938, chaidh cinneasachadh gnìomhachais MC agus HEC a thoirt gu buil anns na Stàitean Aonaichte. Thòisich an t-Suain air cinneasachadh EHEC soluble ann an uisge ann an 1945. Às deidh 1945, leudaich cinneasachadh eitear ceallalòs gu luath ann an taobh an iar na Roinn Eòrpa, na Stàitean Aonaichte agus Iapan. Aig deireadh 1957, chaidh CMC Sìona a chur an gnìomh an toiseach ann am Factaraidh Cealluloid Shanghai. Ro 2004, bidh comas cinneasachaidh na dùthcha agam aig 30,000 tunna de èitear ianach agus 10,000 tunna de èitear neo-ianach. Ro 2007, ruigidh e 100,000 tunna de èitear ianach agus 40,000 tunna de èitear neo-ianach. Tha companaidhean teicneòlais co-roinnte aig an taigh agus thall thairis cuideachd a’ tighinn am bàrr gu cunbhalach, agus tha comas cinneasachaidh agus ìre theicnigeach èitear ceallalòs Sìona a’ sìor leasachadh.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, chaidh mòran monoethers ceallalòs agus ethers measgaichte le diofar luachan DS, slaodachd, purrachd agus feartan reòlais a leasachadh gu leantainneach. An-dràsta, is e prìomh fhòcas leasachaidh ann an raon ethers ceallalòs teicneòlas cinneasachaidh adhartach, teicneòlas ullachaidh ùr, uidheamachd ùr, toraidhean ùra, toraidhean àrd-inbhe, agus toraidhean siostamach a chleachdadh.
Àm puist: 28 Giblean 2024