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Verfahren zur Herstellung von Xylanäthern Aus-der Literatur ist es
bekannt, daß man bei der Verätherung von Xylan, das aus pflanzlichen Gerüstsubstanzen
isoliert worden ist, Produkte erhält, die nur schwer in organischen Lösungsmitteln
löslich sind und Filme ergeben, die technisch nicht brauchbar sind, da der Polymerisationsgrad
der Xylane zu niedrig liegt [vgl. z. B. Journal für praktische Chemie, NF., Bd.
155, 5. 28 und 29, wo es heißt: »Aus dem Befund... folgt eindeutig, daß diese Substanzen
(Xylan und andere) keine faser- und filmbildenden Eigenschaften aufweisen können«].
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Es wurde nun gefunden, daß man in organischen Lösungsmitteln klar
und glatt lösliche Äther von Xylan herstellen kann, wenn man von Xylanpräparaten
ausgeht, welche nicht oxydativ oder hydrolytisch beeinflußt worden sind, also die
native, in den verholzten Zellen vorhandene Zusammensetzung aufweisen.
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Solche Xylanpräparate kann man nach bekannten Verfahren herstellen,
z. B. durch Einwirkung von ClO2 in Wechselwirkung mit alkalischen Mitteln wie Natriumsulfit
(Cellulosechemie, XI. Jahrg. [I930], S. 50, 73) oder in Gegenwart von Pyridin (Cellulosechemie,
XII. Jahrg. [I93I], S. 20I) oder durch Wechselwirkung von C12 und Alkali unter milden
Bedingungen (Cellulosechemie, XII. Jahrg. [I93I], S. I85) auf inkrustierte Pflanzenteile.
Jedoch sind prinzipiell alle Xylanpräparate für das Verfahren verwendbar, welche
durch schonende Abtrennung aus den Pflanzenteilen gewonnen werden.
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Die Isolierung des Xylans aus den aufgeschlossenen Zellwänden erfolgt
durch Einwirkung von Alkalien, z. B. Natronlauge, zweckmäßig in Gegenwart von neutralen
Salzen, wie Kochsalz. Die Konzentration der Lauge ist so zu wählen, daß keine anderen
Stoffe mit gelöst werden, was nach den Angaben in Cellulosechemie, XI. Jahrg. [I930],
S. 50, z. B. mit 5°/Oiger Natronlauge in Gegenwart von 3 01o Kochsalz gelingt.
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Aus den alkalischen Lösungen, die gegebenenfalls auch neutralisiert
werden können, wird das Xylan mit einem mit Wasser mischbaren organischen. Lösungsmittel,
wie niederen Alkoholen oder Ketonen, gefällt, abgepreßt und weitgehend getrocknet.
Eine vollständige Trocknung der Xylanpräparate empfiehlt sich nicht, da dabei ihre
Oberfläche zu sehr verhornt und sie für Umsetzungen weniger zugänglich werden.
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Die aus diesen nativen Xylanpräparaten nun in üblicher Weise hergestellten
Äther sind klar und glatt in organischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen
löslich; diese Lösungen ergeben zusammenhängende Filme, die klar und glänzend sind
und eine gute Oberflächenhärte besitzen. Aus den erfindungsgemäß erhaltenen Xylanäthern
können Lacke und Kunststoffe hergestellt werden, was mit den Xylanäthern aus den
nach üblichen Methoden unter Anwendung oxydierender oder hydrolysierender Mittel
erhältlichen Xylanpräparaten nicht der Fall ist.
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Durch die Möglichkeit, aus dem in verholzten Zellwänden vorhandenen
Xylan technisch hochwertige Stoffe herzustellen, wird ein Teil des Holzes, der bisher
größtenteils als Abfallprodukt angesehen wurde, einer Verwertung zugeführt.
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Beispiel I Nach den Angaben in Cellulosechemie, XI. Jahrgang [I930],
5. 5off., wird durch Wechselwirkung von C1°2 und Natriumsulfit auf Buchenholz eine
Skelettsubstanz hergestellt. Die Skelettsubstanz wird mit möglichst geringen Mengen
50/,iger Lauge, in der 3 O/o Kochsalz gelöst sind, behandelt und abgepreßt.
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Das Verfahren wird dreimal wiederholt. Die vereinigten Filtrate werden
mit der gleichen Menge Methanol versetzt und das ausgefallene Alkalixylan abfiltriert.
Nach Trocknen auf einen Trockengehalt von etwa 80 bis go 0/o kann das Xylanpräparat
zur Herstellung von Äthern verwendet werden.
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21 Gewichtsteile des so erhaltenen Xylans werden in eine Lösung von
6I Gewichtsteilen Na O H in 20 Gewichtsteilen Wasser bei 80" eingerührt. Nach einer
Reifezeit von etwa 3 bis 5 Stunden werden 300 Gewichtsteile Äthylbromid zugegeben
und im Autoklav 3 bis 3112 Stunden auf 1050 erhitzt. Nach Abdestillieren des Äthylbromids
und Ausfällen des Produktes mit Methanol erhält man 20 Gewichtsteile Äthylxylan
mit einem Äthoxydgehalt von 44,9 01o, berechnet für Diäthylxylan 47,8 01o. Dieser
Äther ist löslich in Chloroform, Methylenchlorid und Benzolmethanol 2:1.
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In entsprechender Weise kann man z. B. auch Propylxylan und Butylxylan
herstellen.
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Extrahiert man dagegen z. B. aus technischem Sulfitzellstoff mit
etwa I5 O/, Xylangehalt das Xylan, wie oben angegeben, so lassen sich daraus keine
in organischen Lösungsmitteln löslichen Xylanäther her stellen.
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Beispiel 2 In eine etwa 58 obige Natronlauge, bereitet aus I22 Gewichtsteilen
NU ROH und 80 Gewichtsteilen Wasser, werden 42 Gewichtsteile Xylan, analog Beispiel
I hergestellt, eingetragen. Nach einer Reifezeit von I Stunde werden 335 Gewichtsteile
Benzylchlorid zugegeben und die Masse unter Rühren 6 Stunden auf IOO bis 1100 erhitzt.
Das mit Methanol ausgefällte und gewaschene Produkt, etwa 45 Gewichtsteile, ist
rein weiß und hat einen Benzylgehalt von 57,I5 0/0.
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Das Benzylxylan löst sich z. B. in Cyclohexanon, Methylenchlorid,
Trichloräthylen und in Gemischen von Methylenchloridalkohol zu vollkommen klaren
viskosen Lösungen. Die Lösungen trocknen zu klaren Filmen auf, die eine gute Oberflächenhärte
aufweisen und auf Glas gut haften. Das so hergestellte Benzylxylan hat ferner thermoplastische
Eigenschaften und läßt sich daher in der Wärme zu Formkörpern verpressen.
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In analoger Weise kann man mit Xylylchlorid bei I25 bis I35" ein
Xylylxylan herstellen, das ähnliche Eigenschaften wie das Benzylxylan hat, aber
auch in Toluol löslich ist.