纖維素C6位羥基選擇性氧化研究.pdf

1、開發(fā)和利用天然可再生纖維素資源已引起世界各國(guó)的高度重視，制備含羧基的纖維材料是纖維素資源利用的重要方面。氮氧自由基因其反應(yīng)高效，反應(yīng)條件溫和，選擇性高，被廣泛用于催化氧化伯醇的實(shí)驗(yàn)研究中。本論文據(jù)此選用含氮氧自由基的物質(zhì)，構(gòu)建含氮氧自由基的氧化體系來(lái)進(jìn)行催化氧化纖維素C6位羥基，制備含羧基的纖維素材料。
　　第一，選用穩(wěn)定氮氧自由基的氧化體系氧化纖維素C6位羥基，氧化產(chǎn)物的紅外圖譜和固態(tài)13CNMR波譜分析表明氧化反應(yīng)發(fā)生在纖維素

2、C6位羥基上，被氧化成羧酸鈉鹽，用稀酸處理可以再生為羧酸，而纖維素分子單元上的其他羥基未發(fā)生氧化現(xiàn)象，結(jié)果表明穩(wěn)定氮氧自由基氧化體系對(duì)纖維素C6位羥基的氧化具有很高的選擇性。
　　探索研究了穩(wěn)定氮氧自由基的氧化體系氧化纖維素的工藝條件。比較了TEMPO/NaBr/NaClO、4-乙酰胺-TEMPO/NaBr/NaClO、4-羥基-TEMPO/NaBr/NaClO三種穩(wěn)定氮氧自由基的氧化體系對(duì)氧化纖維素速率的影響，結(jié)果表明:VTEM

3、PO/NaBr/NaClO＞V4-乙酰胺-TEMPO/NaBr/NaClO＞V4-羥基-TEMPO/NaBr/NaClO。以TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化體系為例，研究了不同原料對(duì)反應(yīng)速率的影響，結(jié)果表明:TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化體系對(duì)再生纖維素的氧化速率最高，經(jīng)堿處理原料的氧化速率次之，天然纖維的氧化速率最慢。研究了影響產(chǎn)物羧基含量的高低因素，其結(jié)果為:NaClO＞pH＞溫度＞氮氧自由基含量，此反應(yīng)體系的最佳

4、反應(yīng)工藝為:原料2g，NaClO15ml，pH=9.5，溫度15℃，穩(wěn)定氮氧自由基3mmol。
　　第二，用非穩(wěn)定氮氧自由基的催化氧化體系氧化纖維素C6位羥基，產(chǎn)物經(jīng)紅外圖譜和固態(tài)13CNMR波譜分析，氧化反應(yīng)發(fā)生在纖維素C6位羥基上，氧化產(chǎn)物為羧酸鈉鹽，用稀酸處理可以再生為羧酸，而纖維素分子單元上的其他部位未發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)果表明含非穩(wěn)定氮氧自由基的氧化體系對(duì)纖維素C6羥基的氧化具有很高的選擇性。
　　探索研究了非穩(wěn)定氮氧

5、自由基的氧化體系氧化纖維素的工藝條件。比較了NHPI/蒽醌，NHPI/四乙酸鉛，NHPI/硝酸鈰銨三種聯(lián)合催化劑對(duì)氧化再生纖維素氧化速率的影響，結(jié)果表明，VNHPI/蒽醌＞VNHPI/四乙酸鉛＞VNHPI/硝酸鈰銨。研究了NHPI/蒽醌/NaBr/NaClO聯(lián)合催化氧化體系對(duì)不同原料氧化速率的影響，NHPI/蒽醌/NaBr/NaClO氧化再生纖維素的氧化速率最高，氧化棉纖維速率次之，氧化天然纖維的速率最慢。優(yōu)化了NHPI/蒽醌/NaBr