DE4425688A1 - Verfahren zur Herstellung von hochsubstituierten Stärkeacetaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von hochsubstituierten StärkeacetatenInfo
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Classifications
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rationellen Synthese
von Stärkeacetaten mit einem Durchschnittssubstitutionsgrad (DS)
von < 2,8.
Hochsubstituierte Stärkeacetate können durch Zusatz von Weich
machern auf herkömmlichen Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen zu
Folien oder zu kompakten Kunststoffmaterialien verarbeitet wer
den. Die Stärkeacetate mit hohem DS können beispielsweise auch
als Grundstoff für entsprechende Verbindungen mit Durchschnitts
substitutionsgraden (DS) zwischen 1,0 und beispielsweise 2,0
verwendet werden, wobei die Abspaltung der Acetylgruppen unter
alkalischen Bedingungen erfolgen kann. Die letztgenannten Stär
keacetate sind relativ rasch biologisch abbaubar und nach Zusatz
äußerer oder nach Umsetzung mit inneren Weichmachern zur Her
stellung von bioabbaubaren Kunststoffmaterialien auf thermopla
stischem Wege geeignet.
Die Herstellung von Stärkeacetaten mit DS < 2,8 ist aus zahl
reichen Veröffentlichungen bekannt. Als Acetylierungsmittel wer
den Acetylchlorid, Acetanhydrid, Keten oder Vinylacetat einge
setzt [vgl. W. Jarowenko "Acetylated Starch and miscellaneous
organic esters" in "Modified Starches: Properties and uses"
(Hrsg. O. B. Wurzburg), S. 56-77. CRC Press Inc., Boca Raton,
Florida,/USA 1986].
Als Katalysatoren für die Synthese von Stärkeacetaten in Acetan
hydrid als Reaktionsmedium und gleichzeitig als Acylierungsmit
tel werden in einer neueren grundlegenden Arbeit [A. M. Mark, C.
L. Mehltretter, Die Stärke/Starch 24 (1972) 73] NaOH in wäßrigen
Lösungen oder wasserfreies Natriumacetat genannt. Die Reaktions
zeiten bis zur Erzielung einer homogenen Phase (DS < etwa 2,3)
betragen 3 bis 5 Stunden. Selbst in einer neuesten Patentschrift
(DE 41 14 185 C1, veröff. 04.02.1993) wird diese Verfahrens
weise nach Mark und Mehltretter noch für die Herstellung von
Stärkeacetaten zugrundegelegt.
Für die Herstellung von hochsubstituierten Stärkeacetaten in
entsprechend kurzen Reaktionszeiten sind ebenfalls schon Ver
fahrensbeschreibungen bekannt. So wird angegeben, daß Stärke
beispielsweise durch Lösen in Dimethylsulfoxid und Ausfällen in
Alkohol oder durch Aufkochen mit Wasser und anschließendem
Verdrängen des Wassers mit Alkohol und jeweils nachfolgender
Acylierung mittels Acetanhydrid in Pyridin zu den Zielverbin
dungen umgesetzt werden kann [A. M. Mark und C. L. Mehltretter,
Stärke 22 (1970) 108].
Diese Herstellungsweisen sind, wie zu erkennen ist, in der Vor
bereitungsphase sehr zeitaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hochsubstituierte
Stärkeacetate zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird die Acetylierung von Stärken in der
sechsfachen molaren Menge Acetanhydrid (pro Anhydroglucose-
Grundeinheit AHG) unter Zusatz von molaren Mengen oder Teilen
molarer Mengen (pro AHG) von so einfachen und preisgünstigen
anorganischen Verbindungen wie Alkalicarbonaten oder Alkali
hydrogencarbonaten, in ungewöhnlich kurzen Zeiten (30 Minuten
bis 2 Stunden) und mit hohen Ausbeuten erreicht, wobei Stärke
acetate mit DS < 2,80 erhalten werden.
Im Vergleich zum Stand der Technik ist das vorgeschlagene Ver
fahren technologisch einfach und wirtschaftlich rationell.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
55,75 g (0,308 Mol) lufttrockene Hochamylosestärke (HAS) mit
einem Wassergehalt von etwa 12%, 16,32 g (0,154 Mol) Natri
umcarbonat und 185 ml (1,96 Mol) Acetanhydrid werden unter Rück
fluß und kräftigem Rühren in einem Heizbad von 150°C erhitzt.
Nach der in der folgenden Tabelle (Nr. 1) angegebenen Zeit wird
die hochviskose, gelblich gefärbte, homogen gewordene Reaktions
masse in dünnem Strahl unter energischem Rühren (z. B. Stator-
Rotor-Rührsysteme) in 2 Liter Wasser eingetragen. Der faserige,
weiße Niederschlag wird abgesaugt, mit Wasser neutral und alka
lifrei gewaschen und im Vakuum bei 50 °C bis zur Gewichtskon
stanz getrocknet. DS, Ausbeute und rel. Lösungsviskosität des
Stärkeacetats sind in der Tabelle (Nr. 1) aufgeführt.
Aus der Tabelle sind unter Nr. 2 bis 7 weitere Ergebnisse mit
unterschiedlichen Arten und Mengen an Alkalicarbonaten und
-hydrogencarbonaten als Katalysatoren zu entnehmen. Bis auf die
Variation der Katalysatoren erfolgten die Synthesen so wie in
Beispiel 1 angegegeben. In allen Fällen wurden die gewünschten,
erfindungsgemäßen Zielprodukte erhalten.
Die Verfahrensweise entsprach der von Beispiel 1, jedoch mit
Maisstärke (Nr. 8) bzw. Kartoffelstärke (Nr. 9) als Einsatzpro
dukte. Die Katalysatoren, Katalysatorkonzentrationen und Reak
tionsbedingungen sind der Tabelle unter den genannten Nr. zu
entnehmen.
Die Werte für DS, Ausbeuten und LV von Nr. 8 und Nr. 9 entsprechen
auch für diese Einsatzstoffe den erfindungsgemäßen Produkten.
Bei Verwendung von NH₄HCO₃ oder CaCO₃ (Tabelle, Nr. 10 und 11)
als Katalysatoren werden nach 2 Stunden Reaktionsdauer und bei
Versuchsdurchführung gemäß Beispiel 1 Stärkeacetate mit nur
niedrigem DS erhalten.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Stärkeacetaten mit Durch
schnittssubstitutionsgraden von < 2,8 ohne wesentlichen Ketten
abbau durch Acetylierung von lufttrockenen Stärken mittels der
sechsfachen molaren Menge an Acetanhydrid, bezogen auf die Anhy
droglucoseeinheit der Stärkesubstanz (AHG), bei einer Badtempe
ratur von 150°C, dadurch gekennzeichnet, daß Alkalicarbonate
oder Alkalihydrogencarbonate in molaren Anteilen von 0,3 bis
1,0, bezogen auf die AHG, als Katalysatoren eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Alkalicarbonate oder -hydrogencarbonate Na₂CO₃, NaHCO₃, K₂CO₃
oder KHCO₃ verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Ausgangsprodukte Hochamylosestärke, native Maisstärke oder
Weizenstärke verwendet werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19944425688 DE4425688A1 (de) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | Verfahren zur Herstellung von hochsubstituierten Stärkeacetaten |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE4425688A1 true DE4425688A1 (de) | 1996-01-18 |
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ID=6523687
Family Applications (1)
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| DE19944425688 Withdrawn DE4425688A1 (de) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | Verfahren zur Herstellung von hochsubstituierten Stärkeacetaten |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE4425688A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19827312A1 (de) * | 1998-06-19 | 1999-12-23 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermoplastisch verarbeitbaren Stärkeestern mit erhöhter Wärmeformbeständigkeit |
| DE19857996A1 (de) * | 1998-12-16 | 2000-06-21 | Buna Sow Leuna Olefinverb Gmbh | Verfahren zur Herstellung von thermoplastisch verareitbaren Stärkeestern |
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-
1994
- 1994-07-14 DE DE19944425688 patent/DE4425688A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AERES ANGEWANDTE UMWELTFORSCHUNG GMBH, 12489 BERLI |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |