CH678857A5 - Prodn. of low molecular wt. cpds. for pharmaceuticals - comprises degradation of sulphur free lignin by photocatalytic oxidn. - Google Patents

Prodn. of low molecular wt. cpds. for pharmaceuticals - comprises degradation of sulphur free lignin by photocatalytic oxidn. Download PDF

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CH678857A5 CH90089A CH90089A CH678857A5 CH 678857 A5 CH678857 A5 CH 678857A5 CH 90089 A CH90089 A CH 90089A CH 90089 A CH90089 A CH 90089A CH 678857 A5 CH678857 A5 CH 678857A5
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lignin
solution
sep
catalyst
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Berty Tyloo
Otto Gordon
Alain Jenny
Antoine Wasserfallen
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Granit Sa
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Abstract

Prodn. of low-molecular-wt. cpds. (I) from S-free lignin comprises dissolving the lignin in an organic solvent, oxygenating the soln. (sic;) and irradiating the soln. with UV light with a wavelength of at least 140 nm for at leat 20 min at 20-90 deg C in the presence of an immobilised catalyst. The oxygen is esp. supplied by an oxidising agent such as Na persulphate. The Na persulphate concn. is 0.05-0.2 M. The catalyst is TiO2 or WO3, e.g. deposited on a tubular filter in a photoreactor. The solvent is phenol, dioxan, MeOH or EtOH. The lignin concn. is 70-100% (esp. 92%) of satn.. USE - (I) are stated to include cpds. useful for the synthesis of pharmaceuticals, e.g. guaiacol, catechuic acid, isohemipinic acid, 4-n-propylguaiacol, vanillol and eugenol. (I) may be reduced to the corresp. cyclohexadiene derivs., which may be oxidised to dicarboxylic acids.

Description

       

  
 



  L'invention traite de la dégradation photocatalytique de la lignine exempte de soufre, obtenue par le procédé Organosolv, en des substance chimiques telles que le guaiacol, acide pyrocatéchique, acide isohémipinique, 4-n propylguaiacol, vanillol et eugénol. 



  La seconde partie de l'invention traite de la réduction du noyau aromatique de ces produits de dégradation de la lignine en des composés contenant une entité cyclohexadiényl. Par un processus d'oxydation on transforme finalement cette entité cyclohexadiényl en des acides dicarboxyliques, qui sont des composés avec une variété d'applications. 



  L'objectif principal de cette invention est de convertir la lignine exempte de soufre en des produits chimiques importants pour la synthèse organique des produits pharmaceutiques. Ayant une utilité commerciale très restreinte, la lignine provoque de sérieux problèmes écologiques et économiques au niveau de l'élimination. Dans le passé, une quantité importante de lignine était déversée dans les rivières, perturbant ainsi la balance écologique de l'environnement. Seulement une partie négligeable de la lignine a été utilisée pour le forage des boues, ou calcinée pour produire  des adsorbants tels que le charbon actif, ou brulée pour produire de l'énergie. Malheureusement, la majeure partie de la lignine issue de la fabrication de pâte à papier (environ 200 millions de tonnes/an) est inutilisée.

  Grâce au procédé Organosolv on obtient la lignine exempte de soufre qui est plus facile à traiter. 



  Les méthodes actuelles de fabrication de pâte à papier produisent de la lignine qui se prête mal aux réactions catalytiques: la présence des composés tels que le sulfite et le sulfate empoisonnent les catalyseurs. La lignine obtenue par le procédé Organosolv est exempte de soufre et peut être dégradée plus efficacement par l'utilisation de catalyseurs. 



  Par le procédé Organosolv on obtient une solution alcaline de la lignine; par un procédé électrolytique ou par acidification on enlève le sodium de cette solution alcaline, la lignine se précipite, par centrifugation on obtient la lignine sous forme d'une poudre brune. 



  Le procédé inventif pour l'obtention de composés de poids molécualires bas à partir de la lignine exempte de soufre est caractérisé dans les revendications précédentes. 



  On peut soit utiliser directement ladite solution alcaline de la lignine, ou dissoudre la poudre brune dans un solvant organique tel que le phénol. On fait ensuite circuler cette solution mélangée avec de l'eau oxygénée (B) dans un photoréacteur en présence d'un catalyseur tel que le dioxyde de titane. On introduit la solution à travers A dans le photoréacteur. L'avantage de cette méthode est que l'on utilise un catalyseur en phase stationnaire, c'est-à-dire on dépose le dioxyde de titane (T102) sur un filtre tubulaire (D). Ainsi on évite une étape de filtration du catalyseur à la sortie. Dans cette configuration, les sources d'irradiation sont composées d'une lampe halogène (C) (1000 W) logée à l'intérieur du tube, et de deux autres lampes halogènes  (C) (2 x 1000 W) à l'extérieur; l'irradiation se fait donc sur la surface interne et externe du filtre tubulaire.

  A l'aide d'une pompe (E) on fait circuler la solution a travers le photoréacteur. Le débit de la pompe est un compromis entre un temps de séjour de la solution sur le catalyseur nécessaire pour l'efficacité de la photocatalyse, et un écoulement suffisant pour refroidir les lampes. La température du mélange réactionnel varie entre 20 et 40 DEG C. Un débit d'environ 1000 ml/min est utilisé. 



  L'absorption de la lumière avec une énergie supérieure à celle de la bande interdite du sémi-conducteur fait migrer un électron de la bande de valence vers la bande de conduction, créant ainsi un manque d'électron dans la bande de valence. Les paires électrontrous peuvent recombiner, ou les électrons peuvent être captés par les espèces réductrices, ou les trous par les espèces oxydantes. Dans ce système, la séquence proposée pour le début de la photodégradation est la suivante: 
EMI3.1
 



  On peut faire une analogie avec le réactif de Fenton qui produit des radicaux OH<+>:
 
 H2O2 + Fe<2><+> -> OH<-> + OH<+> + Fe3<+>
 



  D NOTELEMENT  &sqsup&   &sqsub&  NOTEQUAL  APPROX  &anq&  SIMILAR  NOTEQUAL  PLANCK (-)  NOTAPPROX  &odot&  APPROX  &sqsub& =(-) &odot& &mstpos& NOTELEMENT  &sqsup& 9 l 1/4  0  BEcause  NOTELEMENT  &sqsub&  HOMOTHETIC  NOTELEMENT  &sinew&  &sinew&  NOTELEMENT  &prurel&  &sinew&   &mstpos&  NOTEQUAL &sqsup& SIMILAR  &anq&  &sqsup&  &sqsup&  &anq& = &prurel& APPROX  NOTELEMENT  &mstpos&  NOTEQUAL   &mstpos&  &anq&  NOTSIMILAR  &prurel&  &anq&  &prurel&  NOTELEMENT   NOTELEMENT  &prurel&   APPROX  NOTELEMENT &sqsup& SIMILAR = HOMOTHETIC BEcause = &sqsup& &uml&  &sqsup&  &sqsup&  &anq&  HOMOTHETIC  BEcause  &mstpos&  NOTELEMENT  &sqsup&   &sinew&  NOTELEMENT  &mstpos&  &sqsup&   NOTPARALLEL  PLANCK NOTELEMENT &mstpos& NOTELEMENT guaiacol, acide protocatéchique, acide isohémipinique, 4-n propylguaiacol, vanillol et eugénol. 



  La deuxième partie de cette invention traite du processus de réduction des produits de la dégradation de la lignine en des  composés cyclohexadiényls et de l'oxydation en dés acides dicarboxyliques tels que les acides oxalique, malonique, succinique et adipique. 



  On peut utiliser le nickel de Raney comme catalyseur pour l'hydrogénation de ces composés aromatiques, ou les traiter par une solution d'un métal dans l'ammoniaque liquide. 



  Finalement on oxyde le composé cyclohexadiényl à l'aide de l'acide chromique, ou on fait un ozonolyse pour obtenir les acides dicarboxyliques. On utilise la chromatographie HPLC pour identifier ces acides carboxyliques, la présence d'acide acétique a pu être constatée. 


 Exemple 1 
 



  Dans un réservoir on met 1500 g de la solution alcaline de lignine dans 150 ml de phénol, puis on ajoute 25 ml d'eau oxygénée. On fait circuler la solution à travers un photoréacteur qui contient un filtre tubulaire sur lequel on a déposé une couche de dioxyde de titane (10 mg/cm<3>). Ensuite, on irradie le mélange réactionnel à l'aide d'une lampe qui emet dans l'ultra-violet ( lambda  max = 260 nm). On laisse réagir pendant 1 heure, puis on fait des prises aliquotes pour les analyses suivantes: 
 
   1) spectrophotométrie UV dans un domaine 250 nm - 350 nm, on utilise une cellule en quartz de 1 mm et de 1 cm; 
   2) chromatographie liquide, à phase inverse avec un appareil HPLC. On utilise une colonne Micropak CH-10 (octadécyl).

   Comme éluant on utilise un mélange eau/acétronitrile dans les proportions 65%:35%. 
 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Title: Résultats des analyses: 
(% en poids par 100 g de lignine) 
<tb> <SEP>guaiacol <SEP>16% 
<tb> <SEP>p-hydroxybenzaldéhyde <SEP>10% 
<tb> <SEP>acide vanillique <SEP>17% 
<tb> <SEP>acide syringique <SEP>8% 
<tb> <SEP>acide ferrulique <SEP>10% 
<tb> <SEP>acide p-coumarique <SEP>8% 
<tb> <SEP>acide acétique <SEP>10% 
<tb> <SEP>gaz carbonique <SEP>13% 
<tb> <SEP>eau <SEP>5% 
<tb></TABLE> 


 Exemple 2 
 



  On répète l'experience 1, mais on remplace le dioxyde de titane par l'oxyde de tungstène. D'apres les analyses on constate une petite variation dans la proportion des composés obtenus. 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Title: Résultats des analyses: 
(% en poids par 100 g de lignine) 
<tb> <SEP>guaiacol <SEP>18% 
<tb> <SEP>p-hydroxybenzaldéhyde <SEP>8% 
<tb> <SEP>acide vanillique <SEP>10% 
<tb> <SEP>acide syringique <SEP>11% 
<tb> <SEP>acide ferrulique <SEP>7% 
<tb> <SEP>acide p-coumarique <SEP>11% 
<tb> <SEP>acide acétique <SEP>14% 
<tb> <SEP>gaz carbonique <SEP>13% 
<tb> <SEP>eau <SEP>4% 
<tb></TABLE> 


 Exemple 3 
 



  On répète de nouveau l'expérience 1, on utilise le dioxyde de titane comme catalyseur, mais on remplace l'eau oxygénée par une solution aqueuse de peroxodisulfate. On remarque aussi une varia tion dans la proportion des produits de dégradation obtenus. 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Title: Résultats des analyses: 
(% en poids par 100 g de lignine) 
<tb> <SEP>guaiacol <SEP>25% 
<tb> <SEP>p-hydroxybenzaldéhyde <SEP>8% 
<tb> <SEP>acide vanillique <SEP>10% 
<tb> <SEP>acide syringique <SEP>9% 
<tb> <SEP>acide ferrulique <SEP>8% 
<tb> <SEP>acide p-coumarique <SEP>5% 
<tb> <SEP>acide acétique <SEP>12% 
<tb> <SEP>gaz carbonique <SEP>14% 
<tb> <SEP>eau <SEP>6% 
<tb></TABLE> 


 Exemple 4 
 



  On mélange 1000 g de guaiacol, une solution de zinc dans l'ammoniaque. On chauffe le mélange réactionnel à 80 DEG C pendant 30 minutes. Ensuite on fait une extraction dans le chlorure de méthylène. Evaporer à sec pour enlever le chlorure de méthylène, on obtient 980 g d'un produit jaune pale. On ajoute 120 ml d'acide iodohydrique à la solution obtenue, ensuite on fait passer un flux d'ozone à travers la solution. On obtient finalement 945 g d'une solution jaune pale. On fait passer cette solution à travers une colonne de chromatographie, en utilisant un mélange acétate d'éthyle et éther de pétrole (2:1) comme éluant. On a obtenu les produits suivants: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb> <SEP>acide oxalique <SEP>100 g 
<tb> <SEP>acide acétique <SEP>140 g 
<tb> <SEP>acide malonique <SEP>150 g 
<tb> <SEP>acide succinique <SEP>100 g 
<tb> <SEP>acide adipique <SEP>250 g 
<tb></TABLE> 



   La deuxième partie de cette invention traite le processus de réduction des produits de la dégradation de la lignine en des composés cyclohexadiényl en des acides dicarboxyliques tel que les acides oxalique, malonique, succinique et adipique. On peut utiliser le nickel de Raney comme catalyseur pour l'hydrogénation de ces composés aromatiques, ou on peut aussi les traiter par une solution d'un métal dans l'ammoniaque liquide. 



  Voir Figure 1 



  Finalement on oxyde le composé cyclohexadiényl à l'aide de l'acide chromique ou on fait une ozonolyse pour obtenir les acides dicarboxyliques. On utilise la chromatographie HPLC pour identifier ces acides carboxyliques, on a pu constater la présence de l'acide acétique. 



  
 



  The invention relates to the photocatalytic degradation of sulfur-free lignin, obtained by the Organosolv process, into chemical substances such as guaiacol, pyrocatechic acid, isohemipinic acid, 4-n propylguaiacol, vanillol and eugenol.



  The second part of the invention deals with the reduction of the aromatic nucleus of these lignin degradation products into compounds containing a cyclohexadienyl entity. Through an oxidation process, this cyclohexadienyl entity is ultimately transformed into dicarboxylic acids, which are compounds with a variety of applications.



  The main objective of this invention is to convert sulfur-free lignin into chemicals important for the organic synthesis of pharmaceutical products. Having very little commercial utility, lignin causes serious ecological and economic problems in terms of disposal. In the past, a significant amount of lignin was discharged into rivers, thus disturbing the ecological balance of the environment. Only a negligible part of the lignin was used for drilling sludge, or calcined to produce adsorbents such as activated carbon, or burnt to produce energy. Unfortunately, most of the lignin from the manufacture of paper pulp (around 200 million tonnes / year) is unused.

  Thanks to the Organosolv process, sulfur-free lignin is obtained, which is easier to process.



  Current methods of making pulp produce lignin which lends itself poorly to catalytic reactions: the presence of compounds such as sulphite and sulphate poison the catalysts. The lignin obtained by the Organosolv process is free of sulfur and can be degraded more effectively by the use of catalysts.



  By the Organosolv process an alkaline solution of lignin is obtained; by an electrolytic process or by acidification the sodium is removed from this alkaline solution, the lignin precipitates, by centrifugation the lignin is obtained in the form of a brown powder.



  The inventive process for obtaining low molecular weight compounds from sulfur-free lignin is characterized in the preceding claims.



  One can either directly use said alkaline solution of lignin, or dissolve the brown powder in an organic solvent such as phenol. This mixed solution is then circulated with hydrogen peroxide (B) in a photoreactor in the presence of a catalyst such as titanium dioxide. The solution is introduced through A into the photoreactor. The advantage of this method is that a catalyst is used in the stationary phase, that is to say the titanium dioxide (T102) is deposited on a tubular filter (D). This avoids a step of filtering the catalyst at the outlet. In this configuration, the irradiation sources are composed of a halogen lamp (C) (1000 W) housed inside the tube, and two other halogen lamps (C) (2 x 1000 W) outside ; irradiation therefore takes place on the internal and external surface of the tubular filter.

  Using a pump (E) the solution is circulated through the photoreactor. The flow rate of the pump is a compromise between the residence time of the solution on the catalyst necessary for the efficiency of the photocatalysis, and sufficient flow to cool the lamps. The temperature of the reaction mixture varies between 20 and 40 DEG C. A flow rate of approximately 1000 ml / min is used.



  The absorption of light with an energy greater than that of the forbidden band of the semiconductor causes an electron to migrate from the valence band to the conduction band, thus creating a lack of electron in the valence band. The electrontrous pairs can recombine, or the electrons can be captured by the reducing species, or the holes by the oxidizing species. In this system, the sequence proposed for the start of photodegradation is as follows:
EMI3.1
 



  We can make an analogy with the Fenton reagent which produces OH <+> radicals:
 
 H2O2 + Fe <2> <+> -> OH <-> + OH <+> + Fe3 <+>
 



  D NOTELEMENT & sqsup & & sqsub & NotEqual APPROX & anq & SIMILAR NotEqual Planck (-) NOTAPPROX & odot & APPROX & sqsub & = (-) & odot & & mstpos & NOTELEMENT & sqsup & 9 l 1/4 0 Because NOTELEMENT & sqsub & homothetic NOTELEMENT & sinew & & sinew & NOTELEMENT & prurel & & sinew & & mstpos & NotEqual & sqsup & SIMILAR & anq & & sqsup & & sqsup & & anq & = & prurel & APPROX NOTELEMENT & mstpos & NotEqual & mstpos & & anq & NOTSIMILAR & prurel & & anq & & prurel & NOTELEMENT NOTELEMENT & prurel & APPROX NOTELEMENT & sqsup & SIMILAR = homothetic BeCause = & sqsup & & uml & & sqsup & & sqsup & & anq & homothetic Because & mstpos & NOTELEMENT & sqsup & & sinew & NOTELEMENT & mstpos & & sqsup & NOTPARALLEL Planck NOTELEMENT & mstpos & NOTELEMENT guaiacol, acid protocatechuic, isohémipinique acid, 4 -n propylguaiacol, vanillol and eugenol.



  The second part of this invention deals with the process of reducing the products of the degradation of lignin into cyclohexadienyl compounds and of the oxidation to dicarboxylic acids such as oxalic, malonic, succinic and adipic acids.



  Raney nickel can be used as a catalyst for the hydrogenation of these aromatic compounds, or treated with a solution of a metal in liquid ammonia.



  Finally, the cyclohexadienyl compound is oxidized using chromic acid, or an ozonolysis is carried out to obtain the dicarboxylic acids. HPLC chromatography is used to identify these carboxylic acids, the presence of acetic acid has been observed.


 Example 1
 



  1500 g of the alkaline solution of lignin in 150 ml of phenol are placed in a tank, then 25 ml of hydrogen peroxide are added. The solution is circulated through a photoreactor which contains a tubular filter on which a layer of titanium dioxide (10 mg / cm <3>) has been deposited. Then, the reaction mixture is irradiated using a lamp which emits in the ultraviolet (lambda max = 260 nm). Leave to react for 1 hour, then take aliquots for the following analyzes:
 
   1) UV spectrophotometry in a range 250 nm - 350 nm, a quartz cell of 1 mm and 1 cm is used;
   2) reverse phase liquid chromatography with an HPLC device. A Micropak CH-10 (octadecyl) column is used.

   As eluent, a water / acetronitrile mixture is used in the proportions 65%: 35%.
 
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> Title: Analysis results:
(% by weight per 100 g of lignin)
<tb> <SEP> guaiacol <SEP> 16%
<tb> <SEP> p-hydroxybenzaldehyde <SEP> 10%
<tb> <SEP> vanillic acid <SEP> 17%
<tb> <SEP> syringic acid <SEP> 8%
<tb> <SEP> ferrulic acid <SEP> 10%
<tb> <SEP> p-coumaric acid <SEP> 8%
<tb> <SEP> acetic acid <SEP> 10%
<tb> <SEP> carbon dioxide <SEP> 13%
<tb> <SEP> water <SEP> 5%
<tb> </TABLE>


 Example 2
 



  Experiment 1 is repeated, but the titanium dioxide is replaced by tungsten oxide. According to the analyzes, there is a small variation in the proportion of the compounds obtained.
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> Title: Analysis results:
(% by weight per 100 g of lignin)
<tb> <SEP> guaiacol <SEP> 18%
<tb> <SEP> p-hydroxybenzaldehyde <SEP> 8%
<tb> <SEP> vanillic acid <SEP> 10%
<tb> <SEP> syringic acid <SEP> 11%
<tb> <SEP> ferrulic acid <SEP> 7%
<tb> <SEP> p-coumaric acid <SEP> 11%
<tb> <SEP> acetic acid <SEP> 14%
<tb> <SEP> carbon dioxide <SEP> 13%
<tb> <SEP> water <SEP> 4%
<tb> </TABLE>


 Example 3
 



  Experiment 1 is repeated again, titanium dioxide is used as catalyst, but the hydrogen peroxide is replaced by an aqueous solution of peroxodisulfate. There is also a variation in the proportion of the degradation products obtained.
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> Title: Analysis results:
(% by weight per 100 g of lignin)
<tb> <SEP> guaiacol <SEP> 25%
<tb> <SEP> p-hydroxybenzaldehyde <SEP> 8%
<tb> <SEP> vanillic acid <SEP> 10%
<tb> <SEP> syringic acid <SEP> 9%
<tb> <SEP> ferrulic acid <SEP> 8%
<tb> <SEP> p-coumaric acid <SEP> 5%
<tb> <SEP> acetic acid <SEP> 12%
<tb> <SEP> carbon dioxide <SEP> 14%
<tb> <SEP> water <SEP> 6%
<tb> </TABLE>


 Example 4
 



  1000 g of guaiacol, a solution of zinc in ammonia, are mixed. The reaction mixture is heated to 80 DEG C for 30 minutes. Then an extraction is carried out in methylene chloride. Evaporate to dryness to remove the methylene chloride, 980 g of a pale yellow product are obtained. 120 ml of hydroiodic acid are added to the solution obtained, then a stream of ozone is passed through the solution. 945 g of a pale yellow solution are finally obtained. This solution is passed through a chromatography column, using a mixture of ethyl acetate and petroleum ether (2: 1) as eluent. The following products were obtained:
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> oxalic acid <SEP> 100 g
<tb> <SEP> acetic acid <SEP> 140 g
<tb> <SEP> malonic acid <SEP> 150 g
<tb> <SEP> succinic acid <SEP> 100 g
<tb> <SEP> adipic acid <SEP> 250 g
<tb> </TABLE>



   The second part of this invention deals with the process of reducing the products of degradation of lignin into cyclohexadienyl compounds into dicarboxylic acids such as oxalic, malonic, succinic and adipic acids. Raney nickel can be used as a catalyst for the hydrogenation of these aromatic compounds, or they can also be treated with a solution of a metal in liquid ammonia.



  See Figure 1



  Finally, the cyclohexadienyl compound is oxidized using chromic acid or an ozonolysis is carried out to obtain the dicarboxylic acids. We used HPLC chromatography to identify these carboxylic acids, we could see the presence of acetic acid.


    

Claims (13)

1. Procédé pour l'obtention de composés de poids moléculaires bas à partir de la lignine exempte de soufre, au moyen de la dégradation photocatalytique des grosses molécules de lignine en présence d'un catalyseur en phase stationnaire, caractérisé en ce que la lignine solide est dissoute dans un solvant organique, la solution est oxygénée et soumise à une irradiation d'ultra-violet à une longueur d'onde de >/= 140 nm au moins pendant 20 minutes et à une température entre 20 DEG C et 90 DEG C en présence d'un catalyseur inorganique.       1. Process for obtaining low molecular weight compounds from sulfur-free lignin, by means of photocatalytic degradation of large lignin molecules in the presence of a catalyst in the stationary phase, characterized in that the solid lignin is dissolved in an organic solvent, the solution is oxygenated and subjected to ultraviolet irradiation at a wavelength of> / = 140 nm at least for 20 minutes and at a temperature between 20 DEG C and 90 DEG C in the presence of an inorganic catalyst. 2. Procédé selon la revendication 1, où on varie la concentration d'oxygène dans la solution entre 0,01 M et 0,10 M. 2. Method according to claim 1, in which the oxygen concentration in the solution is varied between 0.01 M and 0.10 M. 3. Procédé selon la revendication 1, où l'oxygène est apporté par un agent oxydant tel que le persulfate de sodium. 3. The method of claim 1, wherein the oxygen is supplied by an oxidizing agent such as sodium persulfate. 4. 4. Procédé selon la revendication 3, où on varie la concentration du persulfate de sodium dans la solution entre 0,05 M et 0,2 M. The method of claim 3, wherein the concentration of sodium persulfate in the solution is varied between 0.05 M and 0.2 M. 5. Procédé selon la revendication 1, où on utilise, comme catalyseur, le dioxyde de titane ou l'oxyde de tungstène. 5. The process as claimed in claim 1, in which titanium dioxide or tungsten oxide are used as catalyst. 6. Procédé selon la revendication 1, où on utilise le phénol, le dioxanne, le méthanol ou l'éthanol comme solvant. 6. Method according to claim 1, in which phenol, dioxane, methanol or ethanol are used as solvent. 7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, où on varie le temps de séjour de la solution à dégrader dans le photoréacteur entre 20 et 50 minutes. 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the residence time of the solution to be degraded in the photoreactor is varied between 20 and 50 minutes. 8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, où on varie la longueur d'onde d'irradiation entre 150 et 350 nm, la longueur d'onde optimum étant de 280 nm. 8. Method according to one of claims 1 to 7, where the irradiation wavelength is varied between 150 and 350 nm, the optimum wavelength being 280 nm. 9. Procédé selon la revendication 8, où la réaction catalytique a lieu à l'aide de l'énergie solaire. 9. The method of claim 8, wherein the catalytic reaction takes place using solar energy. 10. 10. Procédé selon une des revendications 1 à 7, où on varie la concentration de saturation de 100 à 70% de la lignine utilisée, la concentration optimum étant de 92%.  Method according to one of Claims 1 to 7, in which the saturation concentration is varied from 100 to 70% of the lignin used, the optimum concentration being 92%. 11. Procédé selon une des revendications 1 à 10, où on varie la température entre 20 et 80 DEG C, la température optimum étant de 35 DEG C. 11. Method according to one of claims 1 to 10, where the temperature is varied between 20 and 80 DEG C, the optimum temperature being 35 DEG C. 12. Utilisation des composés obtenus par un des procédés selon les revendications 1 à 11 pour la préparation, par réduction, de composés cyclohexadiényls correspondants. 12. Use of the compounds obtained by one of the processes according to claims 1 to 11 for the preparation, by reduction, of corresponding cyclohexadienyl compounds. 13. Utilisation des composés obtenus par un des procédés selon les revendications 1 à 11 pour la préparation, par réduction et oxydation, d'acides carboxyliques correspondants. 1. Procédé pour l'obtention de composés de poids moléculaires bas à partir de la lignine exempte de soufre, au moyen de la dégradation photocatalytique des grosses molécules de lignine en présence d'un catalyseur en phase stationnaire, caractérisé en ce que la lignine solide est dissoute dans un solvant organique, la solution est oxygénée et soumise à une irradiation d'ultra-violet à une longueur d'onde de >/= 140 nm au moins pendant 20 minutes et à une température entre 20 DEG C et 90 DEG C en présence d'un catalyseur inorganique. 2. Procédé selon la revendication 1, où on varie la concentration d'oxygène dans la solution entre 0,01 M et 0,10 M. 3. Procédé selon la revendication 1, où l'oxygène est apporté par un agent oxydant tel que le persulfate de sodium. 4. 13. Use of the compounds obtained by one of the processes according to claims 1 to 11 for the preparation, by reduction and oxidation, of corresponding carboxylic acids.       1. Process for obtaining low molecular weight compounds from sulfur-free lignin, by means of photocatalytic degradation of large lignin molecules in the presence of a catalyst in the stationary phase, characterized in that the solid lignin is dissolved in an organic solvent, the solution is oxygenated and subjected to ultraviolet irradiation at a wavelength of> / = 140 nm at least for 20 minutes and at a temperature between 20 DEG C and 90 DEG C in the presence of an inorganic catalyst. 2. Method according to claim 1, in which the oxygen concentration in the solution is varied between 0.01 M and 0.10 M. 3. The method of claim 1, wherein the oxygen is supplied by an oxidizing agent such as sodium persulfate. 4. Procédé selon la revendication 3, où on varie la concentration du persulfate de sodium dans la solution entre 0,05 M et 0,2 M. 5. Procédé selon la revendication 1, où on utilise, comme catalyseur, le dioxyde de titane ou l'oxyde de tungstène. 6. Procédé selon la revendication 1, où on utilise le phénol, le dioxanne, le méthanol ou l'éthanol comme solvant. 7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, où on varie le temps de séjour de la solution à dégrader dans le photoréacteur entre 20 et 50 minutes. 8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, où on varie la longueur d'onde d'irradiation entre 150 et 350 nm, la longueur d'onde optimum étant de 280 nm. 9. Procédé selon la revendication 8, où la réaction catalytique a lieu à l'aide de l'énergie solaire. 10. The method of claim 3, wherein the concentration of sodium persulfate in the solution is varied between 0.05 M and 0.2 M. 5. The process as claimed in claim 1, in which titanium dioxide or tungsten oxide are used as catalyst. 6. Method according to claim 1, in which phenol, dioxane, methanol or ethanol are used as solvent. 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the residence time of the solution to be degraded in the photoreactor is varied between 20 and 50 minutes. 8. Method according to one of claims 1 to 7, where the irradiation wavelength is varied between 150 and 350 nm, the optimum wavelength being 280 nm. 9. The method of claim 8, wherein the catalytic reaction takes place using solar energy. 10. Procédé selon une des revendications 1 à 7, où on varie la concentration de saturation de 100 à 70% de la lignine utilisée, la concentration optimum étant de 92%. 11. Procédé selon une des revendications 1 à 10, où on varie la température entre 20 et 80 DEG C, la température optimum étant de 35 DEG C. 12. Utilisation des composés obtenus par un des procédés selon les revendications 1 à 11 pour la préparation, par réduction, de composés cyclohexadiényls correspondants. 13. Utilisation des composés obtenus par un des procédés selon les revendications 1 à 11 pour la préparation, par réduction et oxydation, d'acides carboxyliques correspondants.  Method according to one of Claims 1 to 7, in which the saturation concentration is varied from 100 to 70% of the lignin used, the optimum concentration being 92%. 11. Method according to one of claims 1 to 10, where the temperature is varied between 20 and 80 DEG C, the optimum temperature being 35 DEG C. 12. Use of the compounds obtained by one of the processes according to claims 1 to 11 for the preparation, by reduction, of corresponding cyclohexadienyl compounds. 13. Use of the compounds obtained by one of the processes according to claims 1 to 11 for the preparation, by reduction and oxidation, of corresponding carboxylic acids.  
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995025438A1 (en) * 1994-03-21 1995-09-28 Alcell Technologies Inc. Additive for domestic animal fodder
CN106188164A (en) * 2016-06-29 2016-12-07 中国矿业大学 A kind of method of photocatalytic oxidation degradation biomass preparative organic chemistry product

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995025438A1 (en) * 1994-03-21 1995-09-28 Alcell Technologies Inc. Additive for domestic animal fodder
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