|
(21), (22) Заявка: 98107428/04, 22.04.1998
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
22.04.1998
(43) Дата публикации заявки: 27.01.2000
(45) Опубликовано: 20.12.2001
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
US 3258481 А, 28.06.1966. SU 211724 А, 19.11.1968. SU 227318 A, 25.09.1968. ЕР 0401532 A1, 12.12.1990.
Адрес для переписки:
664003, г.Иркутск, К. Маркса, 1, ИГУ, патентный отдел
|
(71) Заявитель(и):
Иркутский государственный университет
(72) Автор(ы):
Баранский В.А., Елисеева Г.Д., Тимохин Б.В., Платонова В.Н., Березина Л.Н., Панько В.И., Дисс Г.Д.
(73) Патентообладатель(и):
Иркутский государственный университет
|
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТЫ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу получения левулиновой кислоты, которая находит применение для получения пестицидов, клеевых композиций для полипропилена, в парфюмерной, фармацевтической, металлообрабатывающей промышленности, а также как полупродукт для органического синтеза. Левулиновую кислоту получают путем гидролиза гексозусодержащего сырья разбавленной соляной кислотой в присутствии двуокиси марганца, взятой в количестве 0,19-0,3% от массы гексозусодержащего сырья, в течение 30-35 ч при атмосферном давлении и температуре 105-107oС. Технический результат – повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса. 2 табл.
Изобретение относится к химии органических соединений, а именно к способу получения левулиновой (4-оксо-пентановой) кислоты, которая находит применение для получения пестицидов, клеевых композиций для полипропилена, в парфюмерной, фармацевтической, металлообрабатывающей промышленности, а также как полупродукт для органического синтеза.
Известен способ получения левулиновой кислоты (ЛК) путем гидролиза разбавленной соляной кислотой сахарозы при атмосферном давлении и температуре 105-107oC в течение 24 часов. [Препаративная органическая химия, под. ред. Н. С. Вульфсона, Л.-М.: Химия, 1964 г., с. 784]. Недостатком этого способа является использование дефицитного сырья и низкий выход (43%, рассчитано из предположения, что ЛК получается только из фруктозного фрагмента сахарозы) целевого продукта.
Наиболее близким по исходному сырью и достигаемым результатам является способ получения ЛК путем гидролиза разбавленной соляной кислотой еловых опилок при температуре 190oC. [Пат. 3258481 США, 28.06.66]. Недостатком последнего способа является низкий выход (36%) целевого продукта и использование аппаратуры, рассчитанной на давление 15195 – 19247 гПа, что создает технические трудности для организации промышленного получения ЛК и требует соблюдения специальных мер безопасности.
Цель изобретения – повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.
Поставленная цель достигается получением ЛК путем гидролиза при атмосферном давлении гексозусодержащего сырья нагретой до кипения разбавленной соляной кислотой в присутствии двуокиси марганца. Проведение реакции при атмосферном давлении позволяет упростить процесс, а применение двуокиси марганца позволяет повысить выход целевого продукта до 56%.
Отличительным признаком изобретения является использование двуокиси марганца в количестве 0,19 – 0,30% от массы сырья и проведение процесса в течение 30 – 35 часов при температуре 105-107oC и атмосферном давлении.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
В колбу загружают 43,2 г сухих древесных опилок, 215 мл воды, 140 мл соляной кислоты = 1,17) и 0,08 г двуокиси марганца. Реакционную смесь нагревают до 105-107oC и выдерживают при этой температуре и атмосферном давлении (960 – 1013 гПа) 35 часов. Остывшую реакционную массу фильтруют под вакуумом. Остаток на фильтре промывают 50 мл горячей воды, промывные воды объединяют с фильтратом и упаривают под вакуумом (26,6 – 39,9 гПа). Остаток после упаривания перегоняют под вакуумом (5,32 – 8 гПа), собирая фракцию с Т. кип. 123 – 127oC. После повторной перегонки получено 7,7 г ЛК с Т. пл. 30 – 31oC. Выход составляет 50% от теоретического, считая на 50% содержание целлюлозы в опилках. Указанный выход ЛК получен из опилок древесины хвойных пород.
По результатам независимых экспериментов установлено оптимальное время проведения реакции (табл. 1), которое составляет 35 часов и оптимальное количество двуокиси марганца (табл. 2), которое составляет 0,28 – 0,30% от массы опилок.
Пример 2.
В колбу загружают 67,5 г целлюлозы, 270 мл соляной кислоты = 1,17), 60 мл воды и выдерживают двое суток при комнатной температуре. Затем в колбу добавляют 0,16 г двуокиси марганца и 400 мл воды. Колбу нагревают до 105 – 107oC и выдерживают при этой температуре и атмосферном давлении (960 – 1013 гПа) 30 часов. Остывшую реакционную массу фильтруют под вакуумом, остаток промывают 100 мл горячей воды. Промывные воды объединяют с фильтратом. Дальнейшая обработка, как в примере 1. Получено 24,8 г ЛК с Т. пл. 30 – 31oC. Выход 50% от теоретического. Указанный выход получен при использовании целлюлозы марки ХБ-7 (сульфатная, беленая из хвойных пород, ГОСТ 9571-84).
По результатам 76 независимых экспериментов установлено оптимальное время проведения реакции – 30 часов и оптимальное соотношение основных компонентов целлюлоза : соляная кислота : вода, которое составляет (по весу) 1 : 6,2 : 6,8 соответственно. Оптимальное количество двуокиси марганца – 0,23% от массы целлюлозы.
Пример 3.
В колбу загружают 68 г сахарозы, 32 мл соляной кислоты = 1,17), 136 мл воды и 0,16 г двуокиси марганца. Реакцию ведут, как в примере 2. Выделено продукта, как в примере 1. Получено 15,3 г ЛК с Т. пл. 30 – 31oC. Выход 31,1% от теоретического, считая на сахарозу.
Предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта за счет применения двуокиси марганца и упростить процесс, за счет проведения реакции при атмосферном давлении.
Формула изобретения
Способ получения левулиновой кислоты путем гидролиза гексозусодержащего сырья разбавленной соляной кислотой при повышенной температуре, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии двуокиси марганца, взятой в количестве 0,19-0,30% от массы гексозусодержащего сырья в течение 30-35 ч при атмосферном давлении и температуре 105-107oС.
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: 22.04.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003
Извещение опубликовано: 20.11.2003
|
|