3. Эфиры целлюлозы и их применение

В молекуле целлюлозы содержатся гидроксильные группы, причём на каждое звено C₆H₁₀О₅ приходится три гидроксила. Простейший фрагмент целлюлозы выражается формулой C₆H₇О₂(ОН)₃. Поэтому можно синтезировать эфиры целлюлозы, в которых на одно звено C₆H₁₀О₅ приходится три остатка молекулы одноосновной кислоты [6].

3.1. Нитраты

Азотнокислые эфиры получают обработкой целлюлозы смесью азотной и серной кислот. В зависимости от числа гидроксильных групп глюкозного остатка, вступивших в реакцию этерификации, образуются различные эфиры: мононитрат, динитрат и тринитрат целлюлозы. Смесь продуктов нитрования клетчатки с большим процентным содержанием азота (14 – 13 %), называемая пироксилином, очень взрывчата. Спрессованный в шашки пироксилин применяется для взрывных работ. Для замедления быстроты взрыва пироксилин обрабатывают пластификаторами и из полученной пластичной массы изготавливают ленты и трубки так называемого бездымного пороха [6, 1, 26].

Нитрат целлюлозы, содержащий 11 % азота, называется коллоксилином, а раствор коллоксилина в смеси спирта и эфира – коллодием [6]. Последний представляет собой легко воспламеняющуюся бесцветную или слегка желтоватую прозрачную или опалесцирующую сиропообразную жидкость[5, 20].

Коллодий применяется в медицине для закрепления хирургических повязок, покрытия небольших ран и ссадин [5] (после высыхания он даёт прочно пристающую плёнку, нерастворимую в воде и похожую на лак [20]). Как фиксатор основных действующих веществ входит в состав кератолитических средств при комплексной фармакотерапии микозов [13], в состав мазей, используемых при псориазе [12], антимозольных жидкостей [8].

В сценическом гриме применяется для создания эффекта шрамов и рубцов [19], поскольку при высыхании стягивает кожу в месте нанесения [17].

Коллодий может быть использован при изготовлении динамитов [7].

3.2. Ацетаты

Ацетаты получают действием на целлюлозу уксусного ангидрида в среде метиленхлорида либо в среде уксусной кислоты, применяя в качестве катализатора серную или хлорную кислоту [11]. Образующийся триацетат растворим в ограниченном числе растворителей, и нередко его частично гидролизуют, убирая приблизительно 20 % остатков уксусной кислоты. Этот продукт, обладающий хорошей растворимостью в более дешёвых и доступных растворителях, обычно называют вторичной ацетилцеллюлозой [10].

Ацетаты целлюлозы применяют в производстве ацетатного волокна, пластмасс, киноплёнки, рентгеновской плёнки, лаков и др. [10, 24].

3.3. Карбоксиметилцеллюлоза

Карбоксиалкильные производные полисахаридов получают реакцией их простых алкиловых эфиров с монохлоруксусной кислотой [15]. Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы [C₆H₇О(ОН)_{3 – х} (ОСН₂СООNa)_х]_n применяют в качестве ионообменного материала, стабилизатора суспензий, компонента моющих средств, клеящего вещества [18].

В таблеточном производстве натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na КМЦ) используется как вспомогательный компонент: разрыхлитель и связывающее вещество. Разрыхлители вводят в состав таблетируемых масс с целью обеспечения их быстрого механического разрушения в жидкой среде (воде или желудочном соке), что необходимо для высвобождения и последующего всасывания лекарственного вещества. Na КМЦ разрывает таблетку за счёт набухания. Связывающие вещества обеспечивают прочность при производстве таблеток и их хранении [22].