Rute Sintesis CMC

Metode konvensional untuk sintesis CMC adalah proses alkilasi-eterifikasi. Dalam setiap karya penelitian yang berkaitan dengan sintesis CMC, proses khas ini telah lama digunakan sejak awal sintesis CMC dari berbagai prekursor selulosa. Satu-satunya perbedaan antara karya-karya ini adalah dalam rasio bahan kimia yang diterapkan terhadap luasan selulosa dari prekursor dan variasi dalam parameter reaksi seperti suhu, waktu reaksi, pH, dll.

Perlu dicatat bahwa semua prekursor selulosa alami dan industri (misalnya, daun, batang, bubur kayu, limbah kertas, mikroba serta berbagai prekursor berbasis tekstil seperti serat kapas, kain rajut, dll.) mungkin tidak memiliki karakteristik komposisi yang sama yang dapat memberikan jumlah ekstrak selulosa yang tetap setiap saat. Sebagian besar prekursor mengandung sejumlah besar lignin, pektin, abu, dan mineral lainnya (misalnya, fosfor, kalium, kalsium, dll.) selain persentil selulosa.

Oleh karena itu, terkadang, beberapa langkah pra-karboksimetilasi seperti proteolisis (perlakuan dengan enzim protease), inaktivasi berbagai enzim dari prekursor berbasis tumbuhan (misalnya, deaktivasi enzim pektik yang ada dalam kulit jeruk), delignifikasi, penghilangan lilin, pemutihan, penghilangan lemak, dan pencucian asam, serta perlakuan dengan beberapa senyawa kimia esensial (misalnya, metanol, etanol, kloroform, dll.) dan penghilangan hemiselulosa dilakukan untuk ekstraksi α-selulosa murni dari sumber alami.

Karboksimetilasi α-selulosa murni pada dasarnya dilakukan dalam dua langkah penting. Pada langkah pertama, ekstrak selulosa yang telah dimurnikan dicampur dengan reagen alkali (misalnya, NaOH) dalam bejana reaksi untuk waktu tertentu. Selama waktu ini, kandungan selulosa murni dimerkurisasi. Selanjutnya, gugus fungsional -OH dari setiap unit AGU digantikan oleh gugus -ONa yang ditargetkan untuk substitusi posterior oleh gugus karboksimetil dalam langkah eterifikasi. Konsentrasi alkali, rasio antara alkali dan selulosa, dan suhu reaksi harus dijaga dengan sangat hati-hati. Sedikit perubahan pada parameter ini dapat secara signifikan mengubah nilai DS produk akhir dan sifat fisikokimia lainnya.

Pelarut inert (seperti etanol, 2-propanol, isopropil alkohol, atau isobutil alkohol, dll.) ditambahkan pada langkah ini sebagai pengencer serta agen pembengkakan yang memfasilitasi penetrasi reagen yang diinginkan ke dalam struktur selulosa.