Sulfation of Diethylaminoethyl Cellulose with Chlorosulfonic Acid in 1,4-dioxane

Abstract

Sulfation of diethylaminoethylcellulose with chlorosulfonic acid in 1,4-dioxane was studied. It is shown that with an increase in the amount of chlorosulfonic acid and the duration of the process, an increase in the sulfur content in diethylaminoethylcellulose sulfate is observed. The maximum sulfur content (13.8 wt.%) in DEAE‑cellulose sulfate is observed at a ratio of ClSO3H:(DEAEC) of 20.22:1 (mmol: g) and a process duration of 180 min. The introduction of a sulfate group into the DEAEC molecule was confirmed by elemental analysis and FTIR spectroscopy. In the FTIR spectra of ethylaminoethylcellulose sulfate there are absorption bands related to stretching vibrations υ(C–O–S) at 810–815 cm‑1 and asymmetric stretching vibrations υas(O=S=O) at. 1249–1254 cm‑1. Using X‑ray phase analysis and optical microscopy, it was shown that during the sulfation of diethylaminoethylcellulose, amorphization of the material is observed. It has been shown by gel permeation chromatography that with an increase in the duration of the sulfation process, glycosidic bond cleavage reactions are also observed with the formation of products with a lower molecular weight and greater polydispersity

Изучено сульфатирование диэтиламиноэтилцеллюлозы хлорсульфоновой кислотой в 1,4-диоксане. Показано, что с увеличением количества хлорсульфоновой кислоты и продолжительности п роцесса наблюдается увеличение содержания серы в сульфате диэтиламиноэтилцеллюлозы. Максимальное содержание серы (13.8 мас.%) в сульфате ДЭАЭ‑целлюлозы наблюдается при соотношении ClSO3H:(ДЭАЭЦ) 20,22:1 (ммоль: г) и продолжительности процесса 180 мин. Введение сульфатной группы в молекулу ДЭАЭЦ- подтверждено данными элементного анализа и ИК-Фурье-спектроскопии. В ИК‑спектрах сульфата этиламиноэтилцеллюлозы присутствуют полосы поглощения, относящиеся к валентным колебаниям υ(C–O–S) при 810–815 см‑1 и асимметричным валентным колебаниям υas(O=S=O) при 1249–1254 см‑1. Методами рентгенофазового анализа и оптической микроскопией показано, что в процессе сульфатирования диэтиламиноэтилцеллюлозы наблюдается аморфизация материала. Методом гель-проникающей хроматографии показано, что с увеличением продолжительности процесса сульфатирования также наблюдаются реакции разрыва гликозидных связей с образованием продуктов с меньшей молекулярной массой и большей полидисперсностью