Abstract
A synthesis method of azidocellulose nitrate by chemical interaction between cellulose nitrates or chlorocellulose nitrates with various degree of chlorination with sodium azide in a medium of dimethylsulfoxide and with heating in the temperature range 40–70 °C is proposed. The chemical composition, structure and properties of the obtained compounds are determined on the basis of combination of physico-chemical methods of analysis: IR, 1H NMR and 13C NMR spectroscopy; elemental analysis; gel permeation chromatography; viscometry; thermogravimetric analysis; differential scanning calorimetry; thermal polarization microscopy. The main directions of the chemical interaction between polymers and sodium azide were predicted by quantum-chemical methods using the Gaussian 09 software. The reaction mechanism was confirmed by a mathematical model of kinetics. The scheme of the preferred simultaneously going reaction directions has been composed, which includes substitution of nitrate groups by the azide fragment; rupture of polymer chains by β-glycosidic bond leading to depolymerization; opening of the glucopyranose cycle with addition of the azidogroup to the formed free bonds. Use of the chlorocellulose nitrate for the azidation allows to get products with a higher degree of substitution by azidogroups, and the rate of azidation of chlorocellulose nitrate depends on halogen content directly.
Highlights
Экспериментальная частьК раствору 2 г полимера в 70 мл ДМСО в трехгорлой колбе объемом на 250 мл, снабженной мешалкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, добавляли навеску азида натрия, исходя из расчета 3 моль NaN3 на 1 моль эфира целлюлозы; перемешивали в течение 30, 60 или 90 мин при температуре 40, 55 и 70 °С
В условиях ограниченности природных ресурсов целлюлоза формирует устойчивую сырьевую базу для химической промышленности, однако ее низкая реакционноспособность и плохая растворимость в органических и неорганических растворителях выводят на передний план различные ее производные, в частности, эфиры
The main directions of the chemical interaction between polymers and sodium azide were predicted by quantumchemical methods using the Gaussian 09 software
Summary
К раствору 2 г полимера в 70 мл ДМСО в трехгорлой колбе объемом на 250 мл, снабженной мешалкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, добавляли навеску азида натрия, исходя из расчета 3 моль NaN3 на 1 моль эфира целлюлозы; перемешивали в течение 30, 60 или 90 мин при температуре 40, 55 и 70 °С. По окончании выдержки реакционную массу выливали в 100 мл дистиллированной воды, для ускорения процесса осаждения добавляли 1 мл соляной кислоты. Выпавший твердый продукт отфильтровывали на воронке Шотта, промывали горячей водой, затем его переосаждали из ацетона и неоднократно промывали дистиллированной водой для удаления примесей, после чего последовательно высушивали продукт на воздухе и в вакуум-эксикаторе над хлористым кальцием до постоянной массы. Перегонку проводили до прекращения выделения жидкости при температуре кипящей бани. Спектры ЯМР 1Н записаны на спектрометре Bruker MSL-400, ν=400 МГц. Спектры ЯМР 13С снимались на спектрометре Bruker MSL-400, ν=100.32 МГц. Микроскопические исследования проводили при помощи поляризационного микроскопа МИН-8. Содержание азота нитратных групп определяли ферросульфатным методом [18]
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
