DE544666C - Verfahren zur Darstellung von hochwertigen Alkoholen durch katalytische Reduktion von Zuckerarten mit Wasserstoff - Google Patents

Description

• Verfahren zur Darstellung von hochwertigen Alkoholen durch katalytische Reduktion von Zuckerarten mit Wasserstoff Es ist bekannt, daß man aus Zuckerarten durch katalytische Reduktion mit Wasserstoff die entsprechenden Alkohole erhalten kann. Es wurde indessen gefunden, daß diese Reaktion besonders vorteilhaft verläuft und zu sehr reinen Produkten führt, wenn man als Katalysatoren mit anderen Verbindungen als Nickeloxyd, aktiviertes Nickel oder Kupfer als Metall oder Oxyd in aktivierter Form verwendet. Diese Katalysatoren machen es möglich, den Zucker in rein wäßriger Lösung, die überdies sehr konzentriert sein kann, ohne nennenswerte Bildung von Nebenprodukten zu dem entsprechenden Alkohol zu reduzieren. Indessen können den Lösungen auch Alkohle, wie z. B. Methyl- oder Äthylalkohol, zugesetzt werden. Die Aktivierung der erwähnten Kontakte kann durch die verschiedenartigsten Zusätze in an sich großenteils bekannter Weise geschehen. Das Kupfer kann, wie bereits erwähnt, in Form des Oxyds angewendet werden, wobei im allgemeinen eine Reduktion während des Gebrauchs erfolgt. Die katalytische Hydrierung wird zweckmäßig unter Druck ausgeführt. Die erhaltenen Alkohole können verschiedenartige Verwendung finden, beispielsweise für chemische Synthesen oder auf pharmazeutischem Gebiet, ferner als Glycerinersatz usw.
• Man hat zur Reduktionskatalyse der Kohlehydrate schon ein mit Nickeloxyd vermischtes Nickel als Katalvsator verwendet. Ein derartiger Katalysator ist jedoch wenig wirksam und verliert, im Gegensatz zu den aktivierten Katalysatoren des vorliegenden Verfahrens, sehr rasch seine Wirksamkeit.
• Während bei Verwendung nicht aktivierter Katalysatoren sehr leicht unerwünschte Nebenprodukte gebildet werden, erfolgen bei der Reduktion der Zuckerarten gemäß dem beanspruchten Verfahren unerwünschte Veränderungen der empfindlichen Zucker nicht. Beispiel i io Teile technischer Cerelose werden in i i Teilen Wasser gelöst und ein pulveriger Kontakt, der aus gleichen Teilen basischem Nickelcarbonat und Kupfercarbonat unter Zugabe geringer Mengen Borsäure und Phosphorsäure hergestellt und bei ungefähr 300° im Wasserstoffstrom reduziert wird, zugegeben. Hierauf wird das Gemisch in einer Druckbombe mit Wasserstoff bei etwa I 15 bis I25° und i 5o Atm. Druck reduziert. Beim Abfiltrieren und Eindampfen des Produkts erhält man einen Hexit mit weniger als o,5 °/o Glucose. Bei spiel_2 io Teile Glucose werden in 15 Teilen Wasser und 5 Teilen Methanol gelöst und unter Zugabe von 212 °/o mit Calciumborat aktiviertem Nickel mit Wasserstoff bei i5oAtm. reduziert. Hält man die Temperatur bei i30°, so ist die Reaktion nach 21z Stunden vollkommen beendet und quantitativ verlaufen.
• Der entstandene Sorbit erstarrt zu einer weißen kristallinischen Masse und ist vollkommen rein.
• Arbeitet man in bekannter Weise unter Verwendung nichtaktivierter Kontakte, wie z. B. von Platin, Palladium, Nickel, Kobalt oder Kupfer, als Metall oder als Oxyd in feiner Verteilung bei Temperaturen von höchstens 70° (vgl. franz. Patent 46ä 92o), so ist selbst nach io Stunden das Ende der Reaktion noch nicht erreicht, was man leicht daran erkennen kann, daß eine Probe noch kräftig Fehlingsche Lösung reduziert. Das Produkt, das nach dem vorliegenden Verfahren erhalten wird, zeigt diese Reaktion schon nach 212 Stunden überhaupt nicht mehr. Beispiel 3 i Teil Fructose wird in 2 Teilen Wasser gelöst und nach Zugabe von 3 °1o aktiviertem Nickel als Katalysator bei einem Druck von i2o Atm. Wasserstoff reduziert. Die Reduktion dauert bei i35° bis zum vollständigen Umsatz nur 3 Stunden. 9o °/o der Fructose sind bereits mach einer halben Stunde reduziert. Beim Einengen der Lösung scheidet sich Mannit in prachtvollen Nadeln ab und kann bequem vom gleichzeitig entstandenen Sorbit getrennt werden. Zur Herstellung des Katalysators wurde basisches Nickelcarbonat auf Kieselgur bei etwa 5o bis 6o° gefällt, worauf der Niederschlag gewaschen, abgenutscht und mit io % Chromsäure (bez. auf Nickel) angeteigt wurde. Darauf wurde das Ganze getrocknet und mit Wasserstoff bei 43o bis 500° reduziert.
• Die Reaktion wird mit Hilfe des aktivierten Kontakts so rasch durchgeführt, daß die Temperaturempfindlichkeit und Zersetzlichkeit der Fructose gar keine Rolle spielt. Arbeitet man mit nicht aktivierten Katalysatoren gemäß der franz. Patentschrift 468 92o, so erzielt man erst nach 12, Stunden den Effekt, den man bei vorliegendem Verfahren schon nach einer halben Stunde erreicht.
• Beispiel 4 i Teil Galactose gelöst in 21/, Teilen 30 °/oigem wäßrigem Methanol reduziert man unter einem Druck von ioo Atm. Waserstoff mit Hilfe von :201, eines aktivierten Kontaktes, der aus etwa 2o01, Nickel, 15,0/" Kupfer, 5111" Molybdänoxyd und 6o0/" Fullererde besteht. Filtriert man die Lösung nach 2 Stunden, so kristallisiert der entstandene Dulcit in reiner Form aus. Beispiel s i Teil Glucose wird in 3 Teilen 30 °/oigein Methanol gelöst und unter einem Druck von 3o Atm. Wasserstoff und unter Zusatz von 3 °/a aktiviertem Nickel reduziert. Der Katalysator enthält 2o °/o Nickel, 2o °/o Kobalt. 53 °/o Kieselgur und 7 °/o Chrom als Chromoxydul. Nach 4 Stunden kann man ablassen und filtrieren. Durch Eindampfen gewinnt man den Sorbit als weiße kristallinische Masse ohne Verluste durch Nebenreaktionen, Zersetzung u. dgl. Beispiel 6 Man reduziert eine wäßrige Lösung von Dioxyaceton i : i mit Hilfe von mit 15010 Chrom aktiviertem Nickel bei 70° unter einem Druck von 3o Atm. Wasserstoff. Filtriert man nach Beendigung der Wasserstoffaufnahme vom Katalysator ab und entfernt das Wasser durch Abdampfen, so erhält man in quantitativer Ausbeute Glycerin. Beispiel ? Zoo Teile Cerelose mit etwa io °i" Kristallwasser werden in ioo Teilen Wasser gelöst und unter Zusatz von 2 Teilen sekundärem Natriumphosphat und 5 Teilen Hefe bei etwa 35' vergoren, wobei die Gärung beispielsweise absichtlich durch Unterbindung von Frischluft gestaut wird. Nach etwa 18 Stunden sind entsprechend der Kohlensäureentwicklung etwa 2o °1a des angewandten Zuckers vergoren.- Diese Flüssigkeit wird nach Zusatz von 2 Teilen Toluol mit 2 Teilen Entfärbungskohle kalt geklärt und nach Neutralisation mit gelöschtem Kalk im Autoklaven bei etwa ioo° und unter einem Druck von 25 Atm. Wasserstoff in Gegenwart des in Beispiel 3 beschriebenen Katalysators reduziert, wobei man auf i5o Teile Lösung i Teil Katalysator anwendet. Nach dem Abfiltrieren und Eindampfen erhält man 14o Teile eines Gemisches von Polyalkoholen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von hochwertigen Alkoholen durch katalytische Reduktion. von Zuckerarten mit Wasserstoff, gekennzeichnet durch die Verwendung von mit anderen Verbindungen als Nickeloxyd aktiviertem Nickel oder von Kupfer als Metall oder Oxyd in aktivierter Form als Katalysatoren.