Патент на изобретение №2165920
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АЛЬДЕГИДОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к тонкому органическому синтезу, конкретно – к технологии получения ароматических альдегидов. Ароматические альдегиды (ванилин, сиреневый альдегид) широко применяются в фармацевтической, кондитерской и парфюмерно-косметической промышленности. Описывается способ получения ароматических альдегидов окисления лигнинов нитробензолом в щелочной среде в присутствии окислительной смеси, состоящей из гидразингидрата, элементной серы и едкого натра в соотношении 1 : 1 : 1, взятой в количестве 2,0 – 3,5 мас.% к массе абсолютно сухой древесины. Технический результат – увеличение выхода целевого продукта. 1 табл. Заявляемое изобретение относится к области тонкого органического синтеза, конкретно – к технологии получения ароматических альдегидов из лигнина. Ароматические альдегиды (ванилин, сиреневый альдегид) широко применяются в фармацевтической, кондитерской и парфюмерно-косметической промышленности. Известен способ щелочного нитробензольного окисления лигнинов [Никитин В. М. Теоретические основы делигнификации, Лесн. пром-сть, Москва, 19811. В соответствии с этим способом альдегиды получают с использованием в качестве щелочной среды 2М раствора NaOH. Недостаток способа – низкий выход ароматических альдегидов. Наиболее близким по существу к заявляемому способу является способ окисления лигнинов в щелочной среде до ароматических альдегидов в присутствии нитробензола [Гоготов А.Ф. и др. Применение промышленных варочных растворов целлюлозно-бумажного производства при окислении лигнинов. Химия в интересах устойчивого развития, 1996, N 4, с. 263 – 266]. В соответствии с этим способом ароматические альдегиды получают окислением различных лигнинсодержащих препаратов в щелочной среде с добавлением окислителя – нитробензола 2,5 г (2,1 мл). Выход альдегидов составляет 5,6 – 41,6% от массы лигнина. Недостаток данного способа – низкий выход целевых продуктов. Цель заявляемого изобретения – увеличение выхода ароматических альдегидов. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ароматических альдегидов окислением лигнинсодержащего сырья в щелочной среде в присутствии нитробензола, согласно изобретению, в качестве катализатора окисления дополнительно используют смесь гидразингидрата, элементной серы и едкого натра в соотношении 1:1:1, взятую в количестве 2,0 – 3,5 мас.% к массе абсолютно сухой древесины (а.с.д.). Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что общими признаками заявляемого способа и прототипа являются следующие: окисление лигнина в щелочной среде до ароматических альдегидов в присутствии нитробензола. Отличительные признаки заявляемого изобретения – использование в качестве катализатора окисления смеси гидразингидрата, элементной серы и едкого натра в соотношении 1:1:1, взятой в количестве 2,0 – 3,5 мас.% к массе а.с. д. Названные отличительные признаки обуславливают достижение поставленной цели изобретения: суммарный выход ароматических альдегидов возрастает с 5,6 – 41,6 до 7,8 – 49,8 %. Сущность изобретения подтверждается конкретными примерами. Пример 1. Приготовление окислительной смеси: последовательно растворяют в гидразингидрате элементную серу и едкий натр при массовом соотношении компонентов 1:1:1. Навеску лигносульфоната, взятую в расчете на 1 г лигнина (1,43 г) помещают в автоклав, заливают 37,5 мл 2N NaOH, добавляют нитробензол (2,5 г) 2,1 мл, окислительную добавку 3 мас.% к массе а.с.д., автоклав герметично закрывают и помещают в масляную баню, нагретую до (170  2)oC, где выдерживают 3 ч при интенсивном перемешивании. По окончании процесса автоклав охлаждают, щелочную смесь фильтруют и экстрагируют бензолом. Щелочной раствор подкисляют до pH 2 и вновь трижды экстрагируют бензолом для выделения из реакционной смеси ароматических альдегидов. Экстракт сушат над Na2SO4 и концентрируют, после чего анализируют методом ГЖХ на хроматографе “Chrom-5” с детектором по теплопроводности (длина колонки 1,2 м, носитель “Хроматон N-AW-HMDS”, отмытый кислотой, с 3% ПЭГА + 1% H3PO4, температура колонок 90-250oC (8oC/мин), испарителя 280oC, газ-носитель – гелий, скорость 60 мл/мин). Количественный анализ проводят по методу внутреннего стандарта. В качестве стандарта используют нафталин. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 28,9%.
Пример 2. Опыт проводят, как в примере 1, но в качестве сырья используют древесину сосны. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 26,2%.
Пример 3. Опыт проводят, как в примере 1, но в качестве сырья используют древесину осины. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 49,8%.
Пример 4. Опыт проводят, как в примере 1, но в качестве сырья используют сульфатный лиственный лигнин. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 7,8%.
Пример 5. Опыт проводят, как в примере 1, но расход окислительной добавки составляет 2% от массы а.с.д. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 27%.
Пример 6. Опыт проводят, как в примере 1, но расход окислительной добавки составляет 3,5% от массы а.с.д. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 29,2%.
Пример 7. Опыт проводят, как в примере 1, но в качестве сырья используют древесину пихты. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 26,9%.
Пример 8 (прототип). Навеску лигносульфоната, взятую в расчете на 1 г лигнина (1,43 г), помещают в автоклав, заливают 37,5 мл 2N NaOH, добавляют нитробензол (2,5 г) 2,1 мл, автоклав герметично закрывают и помещают в масляную баню, нагретую до (170 2)oC, где выдерживают 3 ч при интенсивном перемешивании. По окончании процесса автоклав охлаждают, щелочную смесь фильтруют и экстрагируют бензолом. Щелочной раствор подкисляют до pH 2 и вновь трижды экстрагируют бензолом для выделения из реакционной смеси ароматических альдегидов. Экстракт сушат над Na2SO4 и концентрируют, после чего анализируют методом ГЖХ на хроматографе “Chrom-5” с детектором по теплопроводности (длина колонки 1,2 м, носитель “Хроматон N-AW-HMDS”, отмытый кислотой, с 3% ПЭГА + 1% H3PO4, температура колонок 90-250oC (8oC/мин), испарителя 280oC, газ-носитель – гелий, скорость 60 мл/мин). Количественный анализ проводят по методу внутреннего стандарта. В качестве стандарта используют нафталин. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 23,8%.
Примеры 9-11. Опыт проводят, как в примере 8, различие в используемом сырье представлены в таблице. В результате проведенного эксперимента выход ароматических альдегидов составляет 5,6-41,6%.
Как видно из таблицы, заявляемый способ получения ароматических альдегидов позволяет повысить выход целевых продуктов до 7,8 – 49,8%. Выход за указанные пределы расхода катализатора окисления приводит к снижению выхода ароматических альдегидов.
Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 04.04.2003
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
