Highly regioselective surface acetylation of cellulose and shaped cellulose constructs in the gas-phase
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Koso, Tetyana; Beaumont, Marco; Tardy, Blaise L.; Rico del Cerro, Daniel; Eyley, Samuel; Thielemans, Wim; Rojas, Orlando J.; Kilpeläinen, Ilkka; King, Alistair W.T.
Abstrakti:
Gas-phase acylation is an attractive and sustainable method for modifying the surface properties of cellulosics. However, little is known concerning the regioselectivity of the chemistry, i.e., which cellulose hydroxyls are preferentially acylated and if acylation can be restricted to the surface, preserving crystallinities/morphologies. Consequently, we reexplore simple gas-phase acetylation of modern-day cellulosic building blocks - cellulose nanocrystals, pulps, dry-jet wet spun (regenerated cellulose) fibres and a nanocellulose-based aerogel. Using advanced analytics, we show that the gas-phase acetylation is highly regioselective for the C<sub>6</sub>-OH, a finding also supported by DFT-based transition-state modelling on a crystalloid surface. This contrasts with acid- and base-catalysed liquid-phase acetylation methods, highlighting that gas-phase chemistry is much more controllable, yet with similar kinetics, to the uncatalyzed liquid-phase reactions. Furthermore, this method preserves both the native (or regenerated) crystalline structure of the cellulose and the supramolecular morphology of even delicate cellulosic constructs (nanocellulose aerogel exhibiting chiral cholesteric liquid crystalline phases). Due to the soft nature of this chemistry and an ability to finely control the kinetics, yielding highly regioselective low degree of substitution products, we are convinced this method will facilitate the rapid adoption of precisely tailored and biodegradable cellulosic materials.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Emojulkaisun nimi
Volyymi
24
Numero
14
Sivut
5604-5613
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia; Materiaalitekniikka; Nanoteknologia; Ympäristötiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1039/d2gc01141g
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä