DE2025052B - Method of purifying lactic acid - Google Patents

Method of purifying lactic acid

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DE2025052B
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Inventor
Gerard Lyon Rhone Chaintron (Frankreich)
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Rhone Poulenc SA
Original Assignee
Rhone Poulenc SA

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Description

von Ammoniumionen, die man vollständig durch Leiten der Milchsäure, zu der man 300 g Wasser zugegeben hat, über ein Kationenaustauscherharz entfernt. of ammonium ions, which can be obtained completely by passing the lactic acid to which 300 g of water are added removed via a cation exchange resin.

Der während der Hydrierung verwendete Katalysator wurde hergestellt, indem Aktivkohle nacheinander mit einer 1 n-Natriumbicarbonatlösung und dann mit einer Palladium(II)-chloridlösung in Salzsäure imprägniert wurde und anschließend einer Reduktionsbehandlung mit Formaldehyd unterzogen wurde.The catalyst used during the hydrogenation was prepared by adding activated carbon successively with a 1N sodium bicarbonate solution and then with a palladium (II) chloride solution in hydrochloric acid was impregnated and then subjected to a reduction treatment with formaldehyde would.

Die verwendete Milchsäure wurde durch Hydrolyse des Produkts der Oxydation von Propylen mit Salpetersäure und Entfernung der im Verlaufe der Hydrolyse gebildeten sauerstoffhaltigen Stickstoff(II-IV)-verbindungen im Maße ihrer Bildung (Zusatz 92116 zur französischen Patentschrift 1465 460) erhalten. Aus der erhaltenen Lösung isoliert man die Milchsäure durch Destillation.The lactic acid used was obtained by hydrolysis of the product of the oxidation of propylene with Nitric acid and removal of the oxygen-containing nitrogen (II-IV) compounds formed in the course of the hydrolysis in proportion to their formation (addendum 92116 to French patent 1465 460). From the solution obtained the lactic acid is isolated by distillation.

Beispiel 2Example 2

Man arbeitet nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei man jedoch den Druck auf 50 bar bringt und die Temperatur und die Behandlungsdauer variiert. Man erhält die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse:The procedure described in Example 1 is followed, except that the pressure is increased Bringing 50 bar and varying the temperature and the duration of treatment. One obtains those in the following Results given in the table:

0,057 °/o0.057%

Beispiel 3Example 3

ίο Man arbeitet nach der Arbeitsweise von Beispiel 1, jedoch unter einem Wasserstoffdruck von 10 bar. Nach 30minutiger Reaktion ist der Gesamtgehalt an Stickstoff auf 0,036 % abgesunken, wobei dieser Stickstoff in Form von Ammoniumionen vorliegt.ίο You work according to the method of example 1, but under a hydrogen pressure of 10 bar. After 30 minutes of reaction, the total level is on Nitrogen dropped to 0.036%, this nitrogen being in the form of ammonium ions.

Beispiel 4Example 4

Man arbeitet nach der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise bei einem Wasserstoffdruck von 50 bar und bei einem Wassergehalt der Milchsäure von 10%, wobei man jedoch das Palladium durch 0,1 Gewichtsprozent (entsprechend 2 g Platin-Kohle-Katalysator mit einem Gehalt von 5% Metall) ersetzt. Nach 30minutiger Reaktion erhält man eine Milchsäure, die insgesamt 0,13% Stickstoff enthält,The procedure described in Example 1 is used at a hydrogen pressure of 50 bar and with a water content of the lactic acid of 10%, but the palladium is through 0.1 percent by weight (corresponding to 2 g of platinum-carbon catalyst with a metal content of 5%). After 30 minutes of reaction, a lactic acid is obtained which contains a total of 0.13% nitrogen,

as wobei dieser Stickstoff in Form von quaternären Ammoniumionen vorliegt.as being this nitrogen in the form of quaternary Ammonium ions are present.

Claims (1)

bis 510) aufgebracht sein, unter denen man pflanz-Uche Qdej. tjerjsche Kohlesorten, die gegebenenfalls Verfahren zur Reinigung von Milchsäure, die aktiviert sein können, einfache oder komplexe durch Hydrolyse der bei der Oxydation von Pro- Silikate, Kieselsäure, Aluminiumoxyd und Aluminate, pylen mit Salpetersäure und/oder Stickstoff- 5 Asbest, Bimsstein, Quarz, Kaolin, Koks, Bauxit, dioxyd entstandenen Zwischenprodukte erhalten Diatomeenerde und Sand nennen kann. Man kann worden war, nach teilweiser oder vollständiger auch Gemische von Kieselsäure und Aluminiumoxyd Entfernung der Salpetersäure, dadurch ge- oder Aluminosilikata verwenden. Der Gehalt des kennzeichnet, daß man die rohe Milchsäure Trägers an Metall ist nicht kritisch,
bei einer Temperatur von 20 bis 250° C und io Die verwendete Metallmenge liegt im allgemeinen einem Druck von 1 bis 200 bar in Gegenwart über 0,001 Gewichtsprozent, bezogen auf die der eines Hydrierungskatalysators auf der Basis eines Behandlung unterzogene Milchsäure, und kann bis Edelmetalls der Gruppe VIII des Periodischen zu 5% betragen. Mengen über 5% können verSystems mit Wasserstoff behandelt. wendet werden, ohne aus dem Reimen der Erfin-
to 510 ), under which one plant- Uche Qdej . tjerjsche sorts of charcoal, which, if necessary, processes for the purification of lactic acid, which may be activated, simple or complex by hydrolysis of the oxidation of pro-silicates, silicic acid, aluminum oxide and aluminates, pylene with nitric acid and / or nitrogen- 5 asbestos, pumice stone, Quartz, kaolin, coke, bauxite, intermediate products obtained from dioxyd can be called diatomaceous earth and sand. After partial or complete removal of the nitric acid, mixtures of silicic acid and aluminum oxide can also be used, thereby using ge or aluminosilicates. The metal content of the raw lactic acid carrier is not critical,
at a temperature of 20 to 250 ° C. and io The amount of metal used is generally a pressure of 1 to 200 bar in the presence of over 0.001 percent by weight, based on the lactic acid subjected to a hydrogenation catalyst on the basis of a treatment, and can be up to noble metal of the group VIII of the periodic amount to 5%. VerSystems can treat quantities over 5% with hydrogen. can be applied without leaving the rhyming of the
15 dung zu gelangen, jedoch werden hierdurch keine15, but this does not result in any besonderen Vorteile erzielt. In der Praxis genügenachieved particular advantages. Sufficient in practice Metallmengen zwischen 0,05 und 0,5 %.Metal amounts between 0.05 and 0.5%. Die Behandlungstemperatur der Milchsäure bc-The treatment temperature of lactic acid bc- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren trägt vorzugsweise zwischen 50 und 180° C. In derThe present invention relates to a method preferably between 50 and 180 ° C. In the zur Reinigung von Milchsäure, die durch Oxydation 20 Praxis eignen sich im allgemeinen zwischen 5 undfor the purification of lactic acid, which practice by oxidation 20 are generally between 5 and von Propylen mit Salpetersäure und/oder Stickstoff- 100 bar.of propylene with nitric acid and / or nitrogen - 100 bar. dioxyd zu Zwischenprodukten und anschließende Zur Durchführung des erfindungsgemäßen VerHydrolyse dieser Oxydationsprodukte erhalten ist. fahrens kann man einen Wasserstoffstrom in die den Gemäß der französischen Patentschrift 1 465 640 Katalysator enthaltende, wasserfreie oder in wäß- und deren Zusätzen 90 556 und 92116 sowie der as riger Lösung vorliegende Milchsäure einleiten. Man französischen Patentschrift 1 500 619 stellt man kann auch die Milchsäure durch eine Kolonne rieseln Milchsäure durch Oxydation von Propylen mit lassen, die Füllkörper und den Katalysator enthält Salpetersäure und/oder Stickstoffdioxyd, gegebenen- und in die Wasserstoff im Gleichstrom oder im Gefalls in Anwesenheit von Sauerstoff, unter Bildung genstrom zu dem Milchsäurestrom eingeführt wird, von Zwischenprodukten her, die hauptsächlich aus 30 Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders A-Nitratopropionsäure bestehen, die man anschlie- vorteilhaft, das fast die Gesamtheit der stickstoffßend einer Hydrolyse mit Wasser, gegebenenfalls haltigen Verunreinigungen unter Entfernung des in Anwesenheit einer Säure, wie Salpetersäure, Stickstoffs in Gasform (z. B. N2, N2O) zerstört wird, unterzieht. Im Verlaufe der Reaktion setzt man die Es kann vorkommen, daß ein Teil des Stickstoffs, Salpetersäure in Freiheit und erhält am Ende der 35 dessen Ausmaß nach den Behandlungsbedingungen Behandlung eine wäßrige Lösung von Milchsäure, variabel ist, in Ammoniumionen überführt wird, die die Salpetersäure enthält. Diese beiden Säuren in der Milchsäure gelöst bleiben. Eine zusätzliche können nach verschiedenen Verfahren getrennt wer- Behandlung mit Kationenaustauscherharzen oder den. beispielsweise durch Behandlung des Reaktions- durch Elektrodialyse ermöglicht, diesen restlichen gemisches mit tertiären oder sekundären Aminen 40 Stickstoff zu entfernen.Dioxide to intermediate products and subsequent To carry out the VerHydrolysis according to the invention of these oxidation products is obtained. Drivingly, a stream of hydrogen can be passed into the lactic acid containing the catalyst according to French Patent 1,465,640, anhydrous or in aqueous and their additives 90 556 and 92116 as well as the aqueous solution. French patent 1 500 619 provides one can also let lactic acid trickle through a column with lactic acid by oxidation of propylene, the packing and the catalyst contains nitric acid and / or nitrogen dioxide, given and in the hydrogen in cocurrent or on a slope in the presence of Oxygen, with the formation of the opposite stream to the lactic acid stream, is introduced from intermediate products, which mainly consist of 30 The process according to the invention is particularly A-nitratopropionic acid, which is then advantageous, which almost all of the nitrogen-containing hydrolysis with water, possibly containing impurities Removal of the nitrogen in gaseous form (e.g. N 2 , N 2 O) destroyed in the presence of an acid such as nitric acid. It can happen that part of the nitrogen, nitric acid, is liberated and, at the end of the period, the extent of which, according to the treatment conditions, is an aqueous solution of lactic acid, variable, is converted into ammonium ions containing nitric acid . These two acids stay dissolved in the lactic acid. An additional treatment with cation exchange resins or the can be separated according to various methods. for example, by treating the reaction by electrodialysis made possible to remove this remaining mixture with tertiary or secondary amines 40 nitrogen. oder einfacher durch azeotrope Destillation der Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, inor more simply by azeotropic distillation of the process according to the invention enables in Salpetersäure (französische Patentschrift 1 500 619) einfacher Weise Milchsäure von hoher Reinheit zuNitric acid (French patent 1,500,619) easily adds lactic acid of high purity oder durch Extraktion der Milchsäure mit Butanol erhalten, die weniger als 15°/o Stickstoff in Formor obtained by extraction of the lactic acid with butanol, which is less than 15% nitrogen in the form (belgische Patentschrift 707 424). von Ammoniumionen enthält und sich insbesondere(Belgian patent 707 424). of ammonium ions and in particular Diese Vortrennungsarbeitsweisen führen zu einer 45 zur Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie undThese pre-separation operations result in a 45 for use in the food industry and Milchsäure, die, selbst wenn sie frei von Salpeter- pharmazeutischen Industrie eignet,Lactic acid, which, even if it is free from nitric- pharmaceutical industry, »äure ist, noch stickstoffhaltige Verunreinigungen Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, unbestimmter Art enthält.»Acid is, still nitrogen-containing impurities The following examples illustrate the invention, contains indefinite nature. Es wurde nun ein Verfahren zur Reinigung von Beispiel 1
Milchsäure, die durch Hydrolyse der bei der Oxy- 50 In einem 500-cm·1-Autoklav aus rostfreiem Stahl, dation von Propylen mit Salpetersäure und/c 'er der mittels einer Schüttelvorrichtung geschüttelt Stickstoffdioxyd entstandenen Zwischenprodukte er- wird, bringt man 300 g von Salpetersäure freie Milchhalten worden war, nach teilweiser oder vollständiger säure mit einem Gehalt von 0,34 Gewichtsprozent Entfernung der Salpetersäure gefunden, das dadurch Stickstoff, bestimmt nach der Methode von gekennzeichnet ist, daß man die rohe Milchsäure bei 35 Dewarda, und 6 g eines Palladium-Kohle-Katalyeiner Temperatur von 20 bis 250° C und einem sators mit einem Gehalt von 10 «Vo Metall in. Der Druck von 1 bis 200 bar in Gegenwart eines Hydrie- Autoklav wird verschlossen und mit Wasserstoff gerungskatalysators auf der Basis eines Edelmetalls der spült. Dann bringt man, nachdem man den Inhalt Gruppe VIII des Periodischen Systems mit Wasser- des Autoklavs auf 120° C gebracht hat, auf einen stoff behandelt. 60 Wasserstoffdruck von 50 bar. Nach 5 Minuten fällt Als Katalysator kann man insbesondere die Edel- der Druck auf 40 bar. Man führt Wasserstoff ein, um metalle, wie beispielsweise Ruthenium, Palladium, den Druck auf 50 bar zu bringen. Nach 5 Minuten Rhodium und Platin, verwenden. Diese Metalle stellt sich der Druck auf 40 bar ein. Man hält diese können allein in Form eines Pulvers mit variablei Bedingungen 20 Minuten aufrecht. Der Inhalt des Teilchengröße oder in Form von Kugeln oder 6s Autoklavs wird auf 20° C abgekühlt. Dann wird die Körnern verwendet werden. Sie können auch auf Apparatur entgast. Der Katalysator wird durch FiI-üblicherweise in der Katalyse verwendeten Trägern trieren abgetrennt. Die erhaltene Milchsäure enthält (vgl. S. Berkman und Mitarbeiter, Catalysis, S. 426 nur noch 0,04 Gewichtsprozent Stickstoff in Form
A procedure for purifying Example 1 was now followed
Lactic acid, which is obtained by hydrolysis of the intermediate products formed in the oxy-50 In a 500 cm x 1 stainless steel autoclave, dation of propylene with nitric acid and / or the intermediate products shaken by means of a shaker, is brought in 300 g milk had been kept free of nitric acid, after partial or complete acid with a content of 0.34 percent by weight removal of the nitric acid, which is characterized by nitrogen, determined by the method of, that the crude lactic acid at 35 Dewarda, and 6 g of one Palladium-carbon catalyst at a temperature of 20 to 250 ° C and a sators with a content of 10 «Vo metal in. The pressure of 1 to 200 bar in the presence of a hydrogen autoclave is closed and hydrogenation catalyst based on a noble metal washes. Then, after having brought the contents of Group VIII of the Periodic Table to 120 ° C with water in the autoclave, treated on a fabric. 60 hydrogen pressure of 50 bar. After 5 minutes, the pressure drop to 40 bar, in particular, can be used as a catalyst. Hydrogen is introduced to bring metals, such as ruthenium and palladium, to a pressure of 50 bar. After 5 minutes, use rhodium and platinum. These metals adjust the pressure to 40 bar. These can be maintained alone in the form of a powder with variable conditions for 20 minutes. The contents of the particle size or in the form of spheres or 6s autoclave are cooled to 20 ° C. Then the grains will be used. They can also be degassed on apparatus. The catalyst is separated off by means of supports customarily used in catalysis. The lactic acid obtained contains (see S. Berkman and coworkers, Catalysis, p. 426 only 0.04 percent by weight nitrogen in the form

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