Δρόμος σύνθεσης CMC

Η συμβατική μέθοδος για τη σύνθεση CMC είναι η διαδικασία αλκυλίωσης-αιθεροποίησης. Σε κάθε ερευνητική εργασία που σχετίζεται με τη σύνθεση της CMC, αυτή η ιδιότυπη διαδικασία χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό από την αρχή της σύνθεσης της CMC από διάφορες κυτταρινοειδείς πρόδρομες ουσίες. Η μόνη διαφορά μεταξύ αυτών των εργασιών είναι στις εφαρμοζόμενες αναλογίες των συγγενών χημικών ουσιών προς τις κυτταρινοειδείς εκτάσεις των πρόδρομων ουσιών και η μεταβολή των παραμέτρων αντίδρασης, όπως η θερμοκρασία, ο χρόνος αντίδρασης, το pH, κ.λπ.

Είναι αξιοσημείωτο ότι όλες οι φυσικές και βιομηχανικές κυτταρινοειδείς πρόδρομες ουσίες (π.χ., φύλλα, μίσχοι, πολτοί, απόβλητα χαρτιού, μικροβιακές καθώς και διάφορες πρόδρομες ουσίες με βάση τα υφάσματα, όπως βαμβακερά λιντέρ, πλεκτά κουρέλια, κ.λπ.) ενδέχεται να μην έχουν παρόμοια συνθετικά χαρακτηριστικά που μπορούν να παρέχουν σταθερή ποσότητα εκχυλίσματος κυτταρίνης κάθε φορά. Οι περισσότερες πρόδρομες ουσίες περιέχουν σημαντική ποσότητα λιγνίνης, πηκτίνης, τέφρας και άλλων ορυκτών (π.χ., φωσφόρου, καλίου, ασβεστίου, κ.λπ.) εκτός από τα ποσοστά κυτταρίνης.

Επομένως, κατά καιρούς, ορισμένα προκαταρκτικά βήματα καρβοξυμεθυλίωσης, όπως η πρωτεόλυση (επεξεργασία με ένζυμο πρωτεάσης), η απενεργοποίηση διαφόρων ενζύμων των φυτικών πρόδρομων ουσιών (π.χ., απενεργοποίηση πηκτικών ενζύμων που υπάρχουν σε φλούδες πορτοκαλιού), η απολιγνίνωση, η αποκηρωμάτωση, η λεύκανση, η απολίπανση και η όξινη πλύση, καθώς και η επεξεργασία με ορισμένες βασικές χημικές ενώσεις (π.χ., μεθανόλη, αιθανόλη, χλωροφόρμιο, κ.λπ.) και η απομάκρυνση της ημικυτταρίνης, πραγματοποιούνται για την εξαγωγή καθαρής α-κυτταρίνης από φυσικές πηγές.

Η καρβοξυμεθυλίωση της καθαρής α-κυτταρίνης πραγματοποιείται βασικά σε δύο σημαντικά βήματα. Στο πρώτο βήμα, τα προ-καθαρισμένα εκχυλίσματα κυτταρίνης αναμιγνύονται με αλκαλικά αντιδραστήρια (π.χ., NaOH) σε ένα δοχείο αντίδρασης για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου, οι καθαρές περιεκτικότητες σε κυτταρίνη υφίστανται μερσερίωση. Στη συνέχεια, οι λειτουργικές ομάδες -ΟΗ από κάθε μονάδα AGU αντικαθίστανται από ομάδες -ΟΝa που στοχεύουν στην επακόλουθη αντικατάσταση από καρβοξυμεθυλομάδες στο βήμα της αιθεροποίησης. Οι συγκεντρώσεις του αλκαλίου, οι αναλογίες μεταξύ του αλκαλίου και της κυτταρίνης και η θερμοκρασία αντίδρασης πρέπει να διατηρούνται πολύ προσεκτικά. Μια μικρή αλλαγή σε αυτές τις παραμέτρους μπορεί να αλλάξει σημαντικά την τιμή DS του τελικού προϊόντος και άλλες φυσικοχημικές ιδιότητες.

Σε αυτό το βήμα προστίθεται ένας αδρανής διαλύτης (όπως αιθανόλη, 2-προπανόλη, ισοπροπυλική αλκοόλη ή ισοβουτυλική αλκοόλη, κ.λπ.) ως αραιωτικό καθώς και ως διογκωτικός παράγοντας που διευκολύνει τη διείσδυση των συγγενών αντιδραστηρίων στη δομή της κυτταρίνης.