[화학공학실험]Esterification 반응 - 섬유소의 에스테르 반응

소개

섬유소의 에스테르화 반응에 대해 알아보는 실험레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5.. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
에스테르화(esterification)반응의 한예로서 미결정구조를 갖는 유기고분자 반응에 관하여 공학적 지식을 얻기 위하여 기초실험으로서 섬유소의 에스테르(acetylation)을 취급한다. 초산과 황산, 탈지면을 넣고 에스테르화반응을 일으키고 점도를 측정한다. 그리고 가수분해 제 2급 초산섬유소를 얻는다.

<중 략>

알코올은 산과 탈수제의 존재하에서, 또는 산염화물에 의하여 에스테르화를 하며, 섬유소도 에스테르화한다. 섬유소 분자의 무수 glucose기 중 3개의 기가 전부 에스테르화는 것은 반드시 가능한 것이 아니고 2개나 1개로 끝나는 경우도 있다. 반응되는 섬유소의 현미경적 또는 초현미경적 미세구조에 의하여 반응은 영항을 받는다.일반적으로 미결정 영역과 같은 미셀표면은 반응하기 쉬운 상태에 있으므로 우선 이 부분에 반응하고 결정영역에 있어서의 미셀반응을 충분히 일으키기 위해서는 적당한 조건이 필요하다. 섬유소분자 중합도는 역시 반응에 대하여 속도와 균일성에 대단한 영향을 미친다. 성유소의 아세틸화는 비교적 반응속도가 낮으므로 반응시약 특히 산기의 작용으로 섬유소 분자 중합도가 저하되는 수가 많다. 또한 가수분해 중에 받는 붕괴도 여러 인자에 의하여 영향을 받는다. 이러한 여러 사항을 섬유소의 에스테르화에 있어서 어떻게 취급하는가를 공업적으로 연구하는 목적으로 실험을 한다. 아세틸화반응에 있어서 섬유소의 아세틸화에는 용해 아세틸화법과 섬유상아세틸화법이 있는데, 여기서는 전자의 가장 일반적 방법으로 무수초산, 빙초산 및 촉매로서 황산을 사용하는 경우를 취급한다. 이 경우에 아래와 같은 주반응과 부반응이 일어나는 것으로 생각된다.

위와 같은 반응에는 다음과 같은 실험조작이 필요하다.
전 처리
cellulose(목재펄프등)를 팽윤시키기 위하여 초산 단독 또는 에스테르화 촉매의 전부나 일부를 용해시킨 초산으로 처리한다. 빙초산 보다 초산수용액 쪽이 반응성이 높은 섬유소를 얻는데 유용하나 잔류수분은 산화반응에 있어서 가한 무수초산과 반응하므로 일반적으로 빙초산을 사용한다.

참고자료

· 유기화학 조제화학, 허영, 초판, 동명사, p.764～780, 1986
· Organic Chemistry 7th Ed. by Francis A. Carey, Chapter 15
· Organic Chemistry 7th Ed. by John McMurry, Chapter 21
· 화학공학 편람 편찬 위원회, 화학공학 대사전, 초판,집문사, p.256～258, 1995
· 이화학대사전, 김학제외 3인, 초판, 법경출판사, p.231, 1983.5