DE809804C - Verfahren zur Herstellung von Pentiten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Pentiten Aliphatische polyhydroxylverbindungen, wie z. B. die Reduktionsprodukte der Glucese, Mannose und Galaktose, Hexite genannt, haben in den letzten Jahren als solche oder in Form verschiedener Derivate immer mehr industrielle Anwendung gefunden. Man hat z. B. die Hexite zur Herstellung von Netzmitteln, von Weichmachern, von Schmierölen u. a. m. vorgeschlagen. Andere aliphatische Polyhydt'öxylverbindungen, wie z. B. die Pentite, sind bisher mangels geeigneter billiger Ausgangsstoffe und technischer Herstellungsverfahren nicht in Erscheinung getreten.
• Es wurde nun gefunden, daß man Pentite bzw. Gemische aus Pentiten und Hexiten wirtschaftlich herstellen kann, wenn man als Ausgangsmaterial das sogenannte Vorhydrolysat von solchen pflanzlichen Materialien verwendet, welches Pentosan bzw. Hemicellulose enthält. Geeignetes pflanzliches Material ist z. B. Stroh, Haferschalen, Buchenholz u. dgl. Die sogenannte saure Vorhydrolyse eines derartigen pflanzlichen Materials ist bekannt. Sie besteht in einer Behandlung mit verdünnten Säuren bei erhöhter Temperatur.
• Die dumh die saure Vorhydrolyse mit verdünnten Säuren erhaltenen sauren Lösungen von Pentosen, die noch Hexösen enthalten können, werden erfindungsgemäß zur Gewinnung der Pentite sowie der Pentit-Hexit-Gemische nach Neutrahsation an Quecksilberkathoden elektrolytisch reduziert. Die elektrolytische Reduktion kann in bekannter Weise in Apparaturen erfolgen, bei denen der Kathodenraum vom Anodenraum durch ein Diaphragma getrennt ist. Die Erfinderin hat dabei gefunden, daß sich als Diaphragmen besonders gut solche stromleitenden porösen Schutzschichten eignen, die die Anode direkt umgeben, was z. B. durch Umwicklung der Anode mit einer Asbestschnur erfolgen kann.
• Es wurde weiter gefunden, daß man- besonders gute Ausbeuten bei der elektrolytischen Reduktion der neutralen oder schwach alkalischen Pentitlösungen dann erhält, wenn man ohne Verwendung eines Diaphraginas arbeitet', Man kann dieses z. B. dadurch erreichen, daß man deir Elektriolysierraum durch eine feste, stromundurchlässige Wand von dem eigentlichen Reduktionsraum trennt, und zwar derart, daß diese Wand nur die wäßrigen Flüssigkeiten voneinander' scheidet, dem Quecksilber aber durch geeignete Öff- nungen ungehinderten Durchlaß bietet. So kann man beispielsweise den Elektrolysierraum durch ein unten offenes, in die Quecksilberschicht tauchendes Rohr aus isolierendem Material bilden. Der Elektrolysierraum wird mit einer Alkalisalzlösung oder Ätznatronlösung gefüllt. Durch Rühren oder andere Bewegung' der Quecksilberschicht gelangt das in dem Elektrolysierraum gebildete Natriumamalgarn in der für gute Ausbeuten wesentlichen geringen Konzentration in den Reduktionsraum, und zwar unmittelbar nach seiner Entstehung. Die kathodische Stromausbeute ist bei dieser Anordnung weseiiedi höher als bei der Elektrolyse in Diaphraginazelleii. Auch die rein chemische Reduktion mit chemisch oder elektrolytisch hergestellten Amalgarnen gleicher oder höherer Kon-. zentration ergibt schlechtere Ausbeuten.
• Das Verfahren bietet den weiteren besonderen Vorteil, daß man einerseits die Pentosen- bzw. Pentosen-Hexosen-Lösung direkt reduzieren kann und andererseits den nach der Ausführung der sauren Vorhydrolyse erhaltenen Rückstand einer. getrennten, an sich bekannten Verwertung zuführen kann. Man kann so das pflanzliche Material fast restlos ausnutzen und neben den Hexiten auch noch Cellulose und andere Stoffe mehr herstellen.
• Es war nicht vorauszusehen, daß die direkte Reduktion des neutralisierten technischen Produktes auf diese Weise gelingt, da die besonders für die Reduktion zu Hexiten bekannten Verfahren mit reinen Zuckerlösungen sowie Diaphragmen aus keramischen Stoffen arbeiten. Eine Gefährdung durch Quecksilberdämpfe oder Quecksilberverluste treten nicht auf, weil das Quecksilber stets unterhalb der Lösung bleibt. Auch erfolgt keine Dispersion des Quecksilbers in der Lösung, die bei dein bisher bekannten starken Rühren unvermeidbar ist und bei dem vorliegenden Rohmaterial unvermeidbar zum Unterbrechen der Elektrolyse führen würde, weil - die Vorhydrolysate noch Harze u. dgl. enthalten, die ein Wiederzusammen-Rießen des dispergierten Quecksilbers verhindern würden.
• Es sind zwar auch andere technische, Lösungen, die Pentosen und Hexosen bzw. Pent#sane und Hexo" sane enthalten, wie z. B. die Sulfit#bl#uge, bekannt. Ihr Einsatz zu Reduktionsproaukten gern ' äß der vorliegenden Erfindung ist jedoch mangels genügender Reinheit nicht möglich. Beispiel i 165okg Haferschalen werden in einem verbleiten,' 9 m3 fassenden Sturzkocher mit 6 m3 einer o,80/#gen Schwefelsäure 4 Stunden bei 121' gekocht. Die abgepumpte Pentosen-Hexosen-Lösung enthält 9,10/, reduzierende Zucker.
• 11 des Hydrolysats wird mit Natronlauge auf pH 8 bis 9 gebracht und in eine Elektrolysierzelle, deren Boden mit Quecksilber bedeckt ist, gefüllt. Das Quecksilber ist leitend mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden. In das Quecksilber taucht ein. unten offenes, 4 cm weites Glasrohr ein, das mit konzentrierter Natronlauge gefüllt ist. In die Natronlauge ragt eine Eisenelektrode, die mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist. Durch gelindes Rühren wird für eine Bewegung der Quecksilberschicht gesorgt. Die Temperatur der Lösung soll 30' nicht überschreiten.
• Die gesamte Quecksilberoberfläche beträgt 283 cm2. Es wird Mit 2 Ampere bei 4,8 Volt Spannung so lange reduziert, bis go0/, der Zucker in die entsprechenden Alkohole verwandelt..sind. Man erhält bei einer Stromausbeute von 7o bis go0/, eine Lösung der Pentite und Hexite, die gegebenenfalls durch Eindampfen im Vakuum weiterverarbeitet werden kann. Beispiel 2 In einem 41 fassenden V2A-Autoklaven werden 5oog Buchenholzhackspäne mit 25oo cm3 einer 0,70/,igen Salzsäure 5 Stunden auf 120' erhitzt. Die abfiltrierte Pentosen-Hexosen-Lösung enthält etwa 40/0 reduzierende Zucker. 1 1 des Hydrolysats wird mit Natronlauge auf piff 8 bis 9 gebracht und in eine Elektrolysierzelle, deren Boden mit Quecksilber bedeckt ist, gefüllt. In die Pentosenlösung taucht ein mit Asbestschnur umwickeltes Eisen- oder Bleirohr von 2 cm Durchmesser ein. Die Quecksilberoberfläche beträgt 283 Cffi2. Es wird mit 2 Ampere und 7,5 bis 8 Volt Spannung reduziert, bis go0/, der Zucker in die entsprechenden Alkohole verwandelt sind. Stromausbeute 45 bis 500/,. Die Pentitlösung kann durch Eindampfen im Vakuum konzentriert werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHF: i. Verfahren zur Herstellung von Reduktionsprodukten von Zuckern, insbesondere Pentiten und Pentite enthaltenden Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß Pentosane enthaltendes pflanzliches Material einer Behandlung mit verdünnten Säuren oder sauren Salzen unterworfen wird und die erhaltenen Zuckerlösungen einer elektrochemischen Reduktion in neutralem oder alkalischem Medium an ' Quecksilberk ' athoden unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung von diaphragmenlosen Reduktionszellen mit Quecksilberkathoden. 3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung einer mit einer porösen Schutzschicht, z. B.
3. Asbestschnur, direkt umgebenen, in der Pentosenlösung stehenden Kathode.