FI75605C - Elektrolytiskt foerfarande och elektrolytisk cell foer framstaellning av organiska foereningar. - Google Patents

Elektrolytiskt foerfarande och elektrolytisk cell foer framstaellning av organiska foereningar. Download PDF

Info

Publication number
FI75605C
FI75605C FI834222A FI834222A FI75605C FI 75605 C FI75605 C FI 75605C FI 834222 A FI834222 A FI 834222A FI 834222 A FI834222 A FI 834222A FI 75605 C FI75605 C FI 75605C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
quaternary ammonium
carnitine
cell
anode
organic quaternary
Prior art date
Application number
FI834222A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI75605B (fi
FI834222A0 (fi
FI834222A (fi
Inventor
Witt Paolo De
Enrico Benedetto
Original Assignee
Sigma Tau Ind Farmaceuti
Oronzio De Nora Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sigma Tau Ind Farmaceuti, Oronzio De Nora Sa filed Critical Sigma Tau Ind Farmaceuti
Publication of FI834222A0 publication Critical patent/FI834222A0/fi
Publication of FI834222A publication Critical patent/FI834222A/fi
Publication of FI75605B publication Critical patent/FI75605B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI75605C publication Critical patent/FI75605C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/01Products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/445Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

1 75605
Elektrolyyttinen menetelmä ja elektrolyyttinen kenno orgaanisten yhdisteiden valmistamiseksi. - Elektrolytiskt förfarande och elektrolytisk cell för framställning av organiska föreningar.
Käsillä olevan keksinnön kohteena on elektrolyyttinen menetelmä orgaanisten yhdisteiden valmistamiseksi ja erityisesti tähän menetelmään tarkoitettu elektrolyysikenno.
Tarkemmin sanoen keksinnön kohteena on elektrolyysikenno ja menetelmä, joilla poistetaan halogenidi-ioni tai muu anioni orgaanisesta halogenidista tai muusta orgaanisesta suolasta, joiden yleiskaava on A+X , jossa A+ on orgaaninen kationi ja X on halogenidi-ioni tai muu anioni. Halogenidi-ionin tai muun anio-nin poistamiseen voi liittyä orgaanisen suolan A+X muuntuminen vastaavaksi vapaaksi emäkseksi seuraavan kaavion mukaisesti: A+X~ -► A+OH"
Vaihtoehtoisesti voi orgaaninen kationi A käsittää sekä emäksisen funktionaalisen ryhmän että happaman funktionaalisen ryhmän; halogenidin tai muun anionin poistamiseen liittyy tällöin orgaanisen suolan A+X muuntuminen vastaavaksi sisäsuolaksi tai sähköisesti neutraaliksi yhdisteeksi seuraavan kaavion mukaisesti: A+X -—► A. Monet tällaiset yhdisteet ovat typpi- emästen kuten typpiyhdisteiden, esimerkiksi kvaternääristen ammoniumemästen, orgaanisten amiinien, amidien jne. hvdrohaloge-nideja tai halogenideja. Vaikkakin keksinnön kohteena on erityisesti halogenidin tai hydrohalogenidin poistaminen, sitä voidaan soveltaa myös anionien poistamiseen. Näihin sisältyvät hydro-anionit ja muut vastaavat anionit kuten klooriasetaatit, kloori-propionaatit, sulfonaatit, fosfaatit, boraatit, syanidit, tio-syanaatit, tiosulfaätit, isosyanaatit, sulfidit, bisulfidit, oksalaatit, jne.
Yleensä halogenidi-ionit poistetaan niitä sisältävistä orgaanisista yhdisteistä tekniikan tason mukaisesti esimerkiksi siten, että orgaanisen halogenidin liuos johdetaan ioninvaihtohartsilla täytetyn pylvään läpi. Ioninvaihtohartsipylväiden käyttöön 2 75605 liittyy kuitenkin useita hankaluuksia. Jotta hartsipylväistä virtaavaa dehalogenoitua yhdistettä saataisiin talteen hyväksyttävät saannot on itseasiassa välttämätöntä, että pylväät pestään suurella määrällä pesuliuosta, jolloin muodostuu de-halogenoidun yhdisteen laimea liuos. Tämä liuos on väkevöitävä uudelleen ennen kuin menetelmän seuraavat vaiheet suoritetaan. Hartsia käytettäessä on lisäksi nämä regeneroitava ja pestävä uudelleenkäyttöä varten. Hartsi regeneroidaan alkalisten liuosten avulla, jotka uudelleenkäyttöä varten on myös puhdistettava ja väkevöitävä uudelleen (kts. italialainen patenttihakemus n:o 21015 A/82, jätetty 30.4.1982). Tällainen hartsin regenerointi, pylväiden pesu ja poistovirtojen uudelleenväkevöinti vaikuttavat huomattavasti laitos- ja käyttökustannuksiin ja selvästikin niiden poisjättäminen olisi edullista. Ioninvaihtohartsipylväiden käytöllä voi olla haittana myös se, että dehalogenoitu yhdiste helposti hydrolisoituu nopeasti. Tähän hydrolisoitumiseen voi kulua aika, jonka se on pylväässä tai tämä voi tapahtua nopeamminkin .
Tämän seurauksena dehalogenoitu yhdiste osittain hajoaa hvdro-lyyttisesti ennen kuin se on ehditty käsitellä seuraavassa käsittely- tai reaktiovaiheessa. Käsillä olevan keksinnön tavoitteena on siten tuoda esiin menetelmä ja tähän menetelmään tarkoitettu elektrolyysikenno, joilla halogenidi-ionit voidaan poistaa niitä sisältävistä orgaanisista halogenideista. Menetelmässä vältetään oleellisesti kaikki tunnettujen, samaan tarkoitukseen todellisuudessa käytettyjen menetelmien haitat ja erityisesti ne haitat, jotka aiheutuvat ioninvaihtohartsipylväiden käytöstä.
Käsillä olevassa keksinnössä vältetään tai minimoidaan tekniikan tason haitat tuomalla esiin uusi menetelmä, jossa käytetään suhteellisen yksinkertaista menetelmää ja laitetta ja muodostetaan happoa, vetyä ja liuosta, joka sisältää joko orgaanisen kationin vastaavaa vapaata emästä tai vaihtoehtoisesti, kun kyseessä oleva orgaaninen kationi käsittää sekä emäksisen funktionaalisen ryhmän että happamen funktionaalisen ryhmän, liuosta, joka
II
sisältää vastaavaa sisäsuolaa, lähtemällä orgaanisen suolan liuoksesta, vedestä ja sähköenergiasta.
3 75605
Keksinnön mukainen menetelmä käsittää vaiheet, joissa: yhdiste, josta anioni on poistettava, elektrolysoidaan kennossa, joka käsittää anodin sisältävän anodikammion, katodin sisältävän katodi- kammion ja kaksi välikammiota: esi anodikammion (j ja esikatodi-2 1 kammion C , jolloin kationikalvo MC erottaa anodikammion esi- 1 2 anodikammiosta C , kationikalvo MC erottaa katodikammion esi- 2 1 katodikammiosta C ja anionikalvo MA erottaa välikammiot C ja c2.
Yhdiste, joka on tarkoitus dehalogenoida tai muulla tavoin kä- 2 sitellä anionien poistamiseksi, syötetään esikatodikammioon C yleensä liuoksena tai suspensiona vedessä tai muussa polaarisessa liuottimessa. Anodikammiossa oleva liuos on yleensä happoa muodostava liuos. Katodikammioon ja esianodikammioon C"1 syötetään vettä tai muuta polaarista liuotinta, jolloin sähkövirran kulkiessa kennon läpi vetyionit siirtyvät anodikammiosta C^ kammioon kationikalvon MC^ läpi ja halogenidi-ionit tai vastaavat 2 1
anionit siirtyvät C -kammiosta C -kammioon anionikalvon MA
2 läpi sekä orgaaniset kationit siirtyvät C -kammiosta katodikam- 2 mioon kationikalvon MC läpi.
Happoa tuottavan liuoksen anionit hapettavat anodilla vetyionin ja halogenidin tai vastaavan anionin, jolloin esianodikammiossa C^ muodostuu vastaavaa happoa. Vesi pelkistyy katodilla muodostaen katodikammioon vetyä. Happoliuos poistetaan esianodikammi-osta C ja vety ja liuos, joka sisältää orgaaniset kationit vapaan emäksen liuoksena tai suspensiona tai orgaanisen yhdisteen sisäsuolaa, otetaan talteen katodikammiosta.
Anodikammiossa olevan hapon tai happoa tuottavan liuoksen laatu voi vaihdella, koska tämä liuos ei suoraan ota osaa esimerkiksi orgaanisen halogenoidin sähkökemialliseen dehalogenointiin. Se on parhaiten orgaanisen tai epäorgaanisen hydroksihapon, esimerkiksi rikkihapon, fosforihapon tai etikkahapon vesiliuos tai 4 75605 myös suolan happoliuos, joka muodostuu hydroksihaposta ja minkälaisesta tahansa kationista, kuten esimerkiksi rautasulfaatista, kuparisulfaatista tai natriumasetaatista. Kun orgaanisesta yhdisteestä on tarkoitus poistaa halogenidia, anodikammion ei yleensä tulisi sisältää halogenidia niin suuressa konsentraati-ossa, että anodilla kehittyy halogeenia (esimerkiksi klooria).
Anodilla voi tapahtua seuraava ilmiö: happea purkautuu laimen-nusveden suoran hapettumisen vaikutuksesta tai siksi, että hydroksihappo hapettuu elektrolyyttisesti vastaavaksi perhapok-si tai suola hapettuu vastaavaksi persuolaksi. Esimerkiksi syöttämällä anodikammioon rikkihappoa ja käyttämällä anodia, jolle on tunnusomaista alhainen hapen ylijännite (pienempi tai yhtäsuuri kuin noin + 2,0 V normaalilla vetyasteikolla), esimerkiksi titaania, joka on päällystetty jalometallioksidia sisältävällä sekaoksidikerroksella, anodilla kehittyy kaasumaista happea, joka voidaan ottaa talteen anodikammiosta. Oikean happokonsentraa-tion ylläpitämiseksi riittää tässä tapauksessa luonnollisesti se, että anodikammioon tuodaan vettä lisäämällä demineralisoitua vettä.
Käyttämällä anodia, jolla hapen purkautumisen suhteen on riittävän korkea ylijännite (suurempi tai yhtäsuuri kuin 2,1 V normaalilla vetyasteikolla) on haluttaessa mahdollista suosia hydroksihapon elektrolyyttistä hapettumista vastaavaksi perhapok-si anodilla tapahtuvan hapen purkautumisen suhteen. Esimerkiksi käyttämällä lyijy- tai platina-anodia ja rikkihappoliuosta, on mahdollista hapettaa rikkihappo perrikkihapoksi ja poistaa kokonaan alkuainemuotoisen hapen kehittyminen anodilla. Tässä tapauksessa voidaan anodikammiosta, joka sisältää rikkihappoa ja per-rikkihappoa, ulos virtaava liuos saattaa reagoimaan ulkoisessa reaktorissa veden kanssa, jolloin se tunnetun reaktion mukaisesti tuottaa vetyperoksidia: 2H „S _0Q + 4H„0--► 2H-0-, + 4H-SO.
228 2 22 24 ja kennon anodikammioon voidaan sen vuoksi jälleen syöttää rikkihappoa. Toisaalta on myös mahdollista anodireaktion avulla
II
5 75605 hapettaa suola vastaavaksi persuolaksi. Esimerkiksi laittamalla anodikammioon ferrosulfaattia tämä voidaan hapettaa ferrosulfaatiksi ja anodikammiosta saada talteen ferrisulfaattipitoista liuosta; tässä tapauksessa on mahdollista täysin poistaa hapen kehittyminen anodilla.
Samoin on mahdollista lisätä katodikammioon syötettyyn veteen sekä liuoksena että suspensiona yhdisteitä, jotka, vaikka ne eivät osallistukaan veden pelkistymiseen katodilla, kompleksoivat tai muodostavat suoloja orgaanisten kationien kanssa ja näin edistävät myöhempiä käsittelyvaiheita.
Seuraavassa viitataan kuvioon 1, joka kaaviollisesti havainnollistaa elektrolyysikennon rakennetta ja tapaa, jolla keksinnön mukainen menetelmä on tarkoitus suorittaa. Kenno muodostuu erottavasta esikatodikammiosta 1, jonka katodipuolella on kationin-vaihtohartsista tai muusta materiaalista oleva kalvo 2, jonka kationit voivat läpäistä ja joka pystyy siirtämään kationeja. Tämä kalvo ei yleensä kuitenkaan oleellisesti päästä läpi elektrolyyttivirtausta (kationikalvo). Tämä kalvo erottaa mainitun esikatodikammion 1 katodikammiosta 3. Kammiossa 1 on myös anioninvaihtohartsista tai muusta materiaalista, jonka anionit voivat läpäistä ja joka kykenee siirtämään anioneja (anionikal-vo), joka erottaa esikatodikammion 1 esianodikammiosta 5, jossa halogenidi tai vastaava anioni jälleen yhtyy muodostaen vastaavaa happoa. Esianodikammion 5 pitää vuorostaan anodikammiosta 7 erillään kalvo 6, joka on kationeja läpäisevästä kationinvaih-tohartsista (kationikalvo). Yleinen sääntö on, että elektrolyyt-tivirta ei pysty tai ei oleellisesti pysty kulkemaan minkään näiden kalvojen toiselta puolelta toiselle puolelle.
Kuviossa 1 on myös esitetty reagenssien ja tuotteiden syöttövii-va ja talteenottokohdat.
Anodikammiossa on anodi 8, joka parhaiten on metallista kuten esimerkiksi titaanista, tantaalista, zirkoniumista, hafniumista tai niiden lejeeringeistä ja jonka pinta on ainakin osittain 6 75605 päällystetty passivoitumattomalla ja katalyyttisellä kalvolla, jonka tarkoituksena on kehittää happea vesipitoisesta happo-liuoksesta tai hapettaa hydroksihappo tai suola vastaavaksi per-hapoksi tai persuolaksi. Grafiittia, lyijyä ja samankaltaisia kuluvia anodimateriaaleja voidaan myös käyttää, mutta anodilla tapahtuvan liukenemisen vuoksi ne voivat kontaminoida kationikalvon ja lisäksi ne eivät ole pysyviä. Pysyvämmillä ja/tai liukenemattomilla anodeilla on yleensä passivoituina ton katalyyttinen kalvo, joka voi muodostua jalometallista kuten platinasta, iridiumista, rhodiumista tai niiden lejeeringeistä tai sähköäjohtavien oksidien seoksesta, jossa on vähintään yhtä jalometallin kuten platinan, iridiumin, ruteniumin, palladiumin ja rhodiumin oksidia tai seka-oksidia.
Siinä tapauksessa, että halutaan suosia hapen kehittymistä anodilla eikä hapen hapettumista perhapoksi, erityisen sopiva on päällyste, joka muodostuu sekaoksideista, joissa on vähintään yhtä venttiilimetallioksidia kuten titaani-, tantaali- tai zirkonium-oksidia ja vähintään yhtä jalometallioksidia kuten rutenium- ja iridium-oksidia ja jotka on saatu hajottamalla me-tallisuoloja termisesti. Tällaiselle kalvolle on itse asiassa tunnusomaista alhainen ylijännite hapen kehittymisen suhteen.
Katodikammiossa on katalyyttiä kestävästä materiaalista tehty katodi 1, joka parhaiten on varustettu pinnalla, jolla on alhainen ylijännite vesiliuoksesta tapahtuvan vedyn purkautumisen suhteen. Sopivia katodimateriaaleja ovat monel, hastelloi-laadut, nikkeli, ruostumaton teräs, kupari ja hopea. Ylijännitteen alentamiseksi katodi voi olla päällystetty vedyn purkautumisen suhteen katalyyttisella materiaalikerroksella, kuten esimerkiksi jalometalleilla kuten platinalla, ruteniumilla, iridiumilla, palladiumilla, rhodiumilla, niiden lejeeringeillä ja niiden oksideilla ja Raney-nikkelillä. Sekä anodi että katodi voivat olla tehty kiinteästä levystä ja ne voivat tarkoituksenmukaisesti toimia vastaavien anodi- ja katodikammioiden pöhjaseininä. Suotavaa on kuitenkin tehdä sekä anodi että katodi reijällisiksi, esimerkiksi ristikosta tai metalliverkosta, joka on hitsattu
II
75605 sopiviin virtajohtimiin, nk. kuplailmiön pienentämiseksi. Tällä tarkoitetaan elektrodien pinnalle muodostuvien kaasukuplien aiheuttamaa kestovaikutusta, joka aiheuttaa merkittävän kohmi-häviön. Ristikko- tai metalliverkkoelektroidit, jotka lisäävät todellista pinta-alaa ja alentavat siten kinetiikkaa elektrodeilla, mahdollistavat samalla kuormitusvirralla paremman kaasukuplien irtaantumisen ja siten alentavat vastuksesta johtuvia jännitehäviöitä käytön aikana.
Lisäksi reiällisiä elektroideja voidaan mitä edullisimmin käyttää suoraan vasten kahta, anodi- ja katodikammiota rajoittavaa kationikalvoa vasten. Kalvot, joilla elektrolyysikenno jaetaan vastaaviin kammioihin ja joilla selektiivisesti diffundoidaan ionit, on kennossa parhaiten asennettu kinerteistä materiaaleista tehtyjen tukiverkkojen (ei esitetty kuviossa). Tällaisia minerttejä materiaaleja ovat esimerkiksi polytetrafluorietylee-ni, etyleeni ja propuleenifluoratut copolymeerit, polypropulee-ni, asbestit, titaani, tantaani, niobi tai jalometallit. Tukiverkkojen tai -ristikoiden käytön asemesta kumpaankin välikam-mioon 1 ja 5 voidaan laittaa joustava tyyny, jonka elektrolyytti-virta voi heposti läpäistä ja joka muodostuu yhdestä tai useammasta päällekkäin asetetusta kangaskerroksesta, jotka on tehty edellä mainituista materiaaleista tehdyistä hienoista langoista. Nämä kaksi joustavasti puristuvaa tyynyä puristuvat kennon sulkemisen aikana ja elastisuutensa ansiosta ne aiheuttavat elastisen reaktiovoiman, joka pyrkii erottamaan kalvot toisistaan.
Näin kalvot ja anodi 8 ja katodi 9 tulevat toistensa kanssa kosketukseen, koska kahden joustavan tyynyn aiheuttama elastinen paine pakottaa vastaavasti kalvon 6 ja kalvon 2 näitä anodeja vasten.
Käytetyt anioni- ja kationikalvot kuuluvat yleisesti tunnettuihin orgaanisten kaupallisten polymeerien ryhmiin, jotka usein ovat alkuaan tyypiltään termoplastisia ja jotka sisältävät anionisia ja kationisia polaarisia ryhmiä ja ovat muodoltaan ohuita kalvoja .
8 75605 Nämä kalvot pysyvät siirtämään joko anioneita tai kationeita, so. ne ovat läpäiseviä tietynlaatuisille ioneille, mutta oleellisesti vähemmän läpäiseviä tai jopa läpäisemättömiä muille ioneilT le. Eräät ionit, ilmeisestikin polymeerin polaaristen ryhmien ioninvaihtoprosessin kautta, pystyvät kulkemaan kalvon läpi, kun taas varaukseltaan vastakkaiset ionit eivät tähän kykene.
Anioni- ja kationikalvojen valmistusta ja rakennetta on perusteellisesti kuvattu kappaleessa, jonka nimi on "Membranes" (Encyclopedia of Polymer Science ond Technology, julkaisija H. Wiley and Sons, New York, 1968, voi. 8, sivut 620-638), johon tässä yhteydessä viitataan asiaan kuuluvin osin.
Edellisten lisäksi seuraavia kaupallisia kalvoja voidaan pitää esimerkkeinä tämän keksinnön mukaisista suositelluista kalvoista: Anioniset kalvot: - AMFLON sarja 310, pohjana kvaternäärisellä ammoniumilla substituoitu fluorattu polymeeri, valmistaja American Machine and Foundry Co., U.S.A.
- Ionac MA 3148, MA 3236 ja MA 3475, pohjana kvaternäärisellä ammoniumilla substituoitu polymeeri heterogeenisesta polyvinyylikloridista, valmistaja Ritter-Pfaulder Corp., Permutit Division, U.S.A.
Kationikalvot: - Ionac MC 3142, MC 3235 ja MC 3470XL, pohjana heterogeenisistä polysulfaateista peräisin olevilla polysulfaateilla substituoitu polymeeri heterogeenisestä polyvinyylikloridista, valmistaja Ritter-Pfaulder Corp., Permutit Division, U.S.A.; - Nafion XR -tyyppi, hydrolysoitu compolymeeri fluoratusta olefiinista ja perfluori fluori-sulfonaattivinyylieetteristä, valmistaja E.I.
Du Pont de Nemours and Co. Inc., U.S.A.
Välikammioiden ympäryskehykset 10 sekä molemmat pääty-yksiköt
II
9 75605 (anodiyksikkö 11 ja katodiyksikkö 12) on tehty tavanomaisista materiaaleista kuten esimerkiksi teräksestä tai muusta mekaanisesti kestävästä materiaalista, jonka sisäpuoli on päällystetty muovilla tai synteettisellä kumilla kuten neopreenilla, poly-vinyylideenikloridilla, polyestereilla, polypropyleenilla, poly-vinyylikloridilla, polytetrafluorietyleenilla tai muilla sopivilla muoveilla.
Päällystetyn teräksen asemesta voidaan käyttää erilaisista jäykistä materiaaleista kuten esimerkiksi jäykästä polyvinyyli-kloridista, polyvinyylideenikloridista, polypropyleenista tai fenoli-formaldehydihartseista tehtyjä vmpäryskehyksiä ja pääty-yksikoitä, parhaiten jos ne on vahvistettu kuiduilla. Tiivisteet ovat tavanomaisia aineita kuten luonnonkumia tai synteettistä kumia.
Solukammiot on tavallisesti erotettu toisistaan litteillä kalvoilla; parallellipipedin asemesta voidaan käyttää myös muita muotoja kuten sylinterimäisiä tai sahahampaisia tai sorvimaisia muotoja.
Käsillä olevan keksinnön eräässä suositellussa suoritusmuodossa, kun on kysymys orgaanisen halogenidin käsittelemisestä, ennen kuin aloitetaan elektrolyysi kuvion 1 esittämässä kennossa täytetään anodikammio 7 hydroksihapon, parhaiten rikkihapon vesiliuoksella, jonka konsentraatio on välillä 0,05 - 4 N, mieluummin välillä 0,3 ja 2 N. Tämän jälkeen esianodikammio 5 täytetään de-mineralisoidulla vedellä tai vetyhapon laimealla liuoksella. Yleiskaavan A+X mukaisen orgaanisen halogenidin vesiliuosta kierrätetään esikatodikammiossa 1 ja katodikammiossa 3 kerräte-tään vettä tai vesipitoista happoliuosta tai -suspensiota.
Kennon sopivassa polarisoinnissa, so. kun elektrodeihin aiheutetaan jännite-ero, joka saa sähkövirran kulkemaan kennon läpi, halogenidi-ioni X kulkeutuu anodikalvon 4 läpi esianodikammioon 5 }a samanaikaisesti orgaanin kationi A+ kulkeutuu kationikalvon 2 läpi katodikammioon 3. Sen sijaan halogenidi-ioni ei 10 75605 kationikalvon 6 vuoksi pääse anodille. Virran kulku aiheuttaa sen vuoksi hapen purkautumisen anodilla ja H+ -ionien samanaikaisen kulkeutumisen kationikalvon 6 läpi esianodikammioon 5, jossa muodostuu vastaavaa vetyhappoa. Vetyhapon konsentraatio esianodi-kammiossa 5 pidetään yleensä vakiona laimentamalla vedellä ja poistamalla happoliuos määrätyssä konsentraatiossa.
Samoin anolyytin konsentraatio pidetään määrätyssä arvossa palauttamalla dissosioitunut vesi ja H+-ionin kationikalvon 6 läpi kuljettama hydrotaatiovesi. Kationikalvon 6 vastakkaisilla pinnoilla olevien konsentraatiogradienttien aiheuttaman polari-saatioilmiön välttämiseksi havaittiin, että anolyytin ja vety-hapon konsentraatiot esianodikammiossa 5 on paras pitää sellaisina, että näiden kahden liuoksen ekvivalenttinormaalisuus on lähes sama. Sen vuoksi myös vetyhapon konsentraatio esianodikammiossa 5 on suositeltavaa pitää välillä 0,3 ja 2 N. Tämä voidaan helposti tehdä säätämällä sopivalla tavalla laimennusveden syöttö anodi- ja esianodikammioihin.
Kammiosta 1 ulos virtaava, orgaanisen halogenidin köyhtynyt liuos voidaan sopivalla tavalla väkevöidä uudelleen ja kierrättää takaisin kennoon.
Katodikammioon laitettuun liuosveteen tai happosuspensioon voidaan lisätä happoyhdisteitä, jotka kykenevät reagoimaan kationi-kammioon kulkeutuvan orgaanisen kationin sisähapon kanssa tai yhdistämään sen muodostumista. Tällainen happoyhdiste voi olla liuoksena ja/tai suspensiona. Tyypillisiä tällaisia yhdisteitä ovat kamf oriha ppo, dibentsoyyliviinihappo, N-asetyyliglutamiini-happo.
Elektrolyysi suoritetaan pitämällä anodin ja katodin välillä niin voimakas sähköjännite, että tämä aiheuttaa halutun elektrolyysin, ja kennon lämpötila pidetään korkeampana kuin kennon sisältämien liuosten jäätymislämpötila, so. noin 20° c, ja yleensä alempana kuin lämpötila, jossa saattaisi tapahtua dehalogenoidun yhdisteen hajoamista, esimerkiksi alle noin 70° C.
Il 11 75605 2
Virran tiheys pidetään tavallisesti välillä 500 A/m ja 3000 2 A/m , vaikkakin myös muita virtatiheyksiä voidaan käyttää. Virran tiheys tavallisesti optimoidaan koesarjalla kyseessä olevan tapauksen mukaisesti. Tämän tarkoituksena on saada aikaan paras kompromissi lämpötasapainon vaatimusten ja alhaisen kennojännit-teen säilyttämisen tarpeen välillä, jotta elektrolyysiprosessin kokonaisenergiateho voitaisiin pitää korkeana.
Elektrodien keskinäinen etäisyys voi olla niinkin korkea kuin noin 1 cm tai enemmän. Jos välikammioiden leveys on noin 5 mm, niin sääntönä voidaan todeta, että elektrodien välinen etäisyys on edullista pitää pienempänä kuin 15 - 20 mm. Kun elektrodien välinen etäisyys ja virran tiehys ovat edellämainitut, kennon jännite voi olla välillä 5-10 volttia suhteellisen alhaisilla virtatiheyksillä ja välillä 10 - 25 volttia korkeammilla virta-tiheyksillä. Elektrolyysi suoritetaan tavallisesti ilmakehän paineessa, vaikkakin se voidaan suorittaa myös alhaisemmassa tai korkeammassa paineessa. Käsillä olevan keksinnön mukaista elektrolyysikennoa ja menetelmää voidaan soveltaa yleisesti, so. niitä voidaan edullisesti soveltaa kaikissa niissä orgaanisissa synteeseissä, joiden kuluessa on poistettu (tai haluttu poistaa) halogenidit tai vastaavat anionit välituotteista tai halogenoi-duista lähtötuotteista käyttämällä ioninvaihtohartseja. Siten yleiskaavan A+X~ mukaiset orgaaniset suolat, jotka ovat dissosi-oituneina polaarisessa liuottimessa kuten vedessä, voidaan käsitellä keksinnön mukaisella menetelmällä ja sen avulla poistaa anioni X- ja ottaa orgaaninen kationi talteen vapaana emäksenä A+OH tai sen vastaavana sisäsuolana A°.
Tämän tyyppisistä yhdisteistä ovat eräitä esimerkkejä seuraavat: 12
Monoalkyyli trimetyyli kvaternäärit V 5 6 0 5 CH3 Ί + | X = kloridi tai metyylisulfaatti CH3— N — R X~ R = a) alifaattinen, tyydytetty | tai tyydyttämätön, ketjun CH3 J pituus C12-C22 b) allyyli- c) bentsyyli-
Monometyyli trialkyyli kvaternäärit R "I + | X = kloridi CH3 N - R X“ R = alifaattinen alkyyli, normaa- | li tai haarautunut, Cg-C-je
R
Imidatsoliinium kvaternäärit N + ^ l \ R - C | CH2 | ^CH3 X“ X = metyylisulfaatti CH3S04~ N^ - CH2 R = alifaattinen, normaali tai CH2CH2NHC - R tyydyttämätön, C12-C18 0 _
Dimetyyli alkyyli bentsyyli kvaternäärit CH3 Ί + | X = kloridi CH3 N CH2 X- R = alifaattinen, normaali, I Ql C12-C18
Kompleksiset dikvaternäärit CH3 CH3 X = kloridi X" R-N+-CH2-CH2-CH2-N+-CH3 X~ R = alifaattinen, tyydytetty CH3 CH3 tai tyydyttämätön
II
13
Dialkyyli dimetyyli kvaternäärit 7 5 6 0 5 R Π + | X = kloridi tai metyylisulfaatti CH3-N -CH3 X- R = alifaattinen, tyydytetty tai | tyydyttämätön, normaali tai R haarautunut, Cq-C-iq
Diamidoamiinipohjaiset kvaternäärit O + X = metyylisulfaatti
H
R-C-NH-CH2CH2 R = alifaattinen, normaali tai N X- tyydyttämätön, Ci2**c18 R-C-NH-CH2CH2^ ^R' r1= 2-hydroksietyyli O _ 2-hydroksipropyyli
Dialkyyli metyyli bentsyyli kvaternäärit CH3 ”” + | X = kloridi R - N - CH2 X" R = hydrattu tali
R
Kvaternääriset ammoniumyhdisteet, joilla on yleiskaava /R' R - CO - NH - CH2 - CH2 - CH3 - N—R" | nr' ' '
Y
jossa R on valittu ryhmästä, johon kuuluvat vähintään 7 hiili-atomia sisältävät alifaattiset ja alisykliset radikaalit; R' ja R" on valittu ryhmästä, johon kuuluvat 1-3 hiilatomiset alkyyli-radikaalit ja 2-8 hiiliatomiset monohydroksialkyyliradikaalit; R1'1 on 2-3 hiiliatominen monohydroksialkyyliradikaalin, ja Y on hapon anioni.
Tyypillisiä esimerkkejä anionista Y ovat halogenidi-ionit (so.
Y voi olla halogeeni, erityisesti kloori, bromi, fluori tai jodi), sulfaatti, sulfonaatti, fosfaatti, boraatti, syanidi 14 75605 karbonaatti, vetykarbonaatti, tiosyanaatti, tiosulfaatti, isosyanaatti, sulfiitti, bisulfiitti, nitraatti, nitriitti, oksolaatti, silikaatti, sulfiidi, syanaatti, asetaatti tai muu yleinen epäorgaaninen anioni.
Orgaanisessa suolassa voi olla vähintään 8 hiiliatominen ali-faattinen ketju, joka on kytkeytynyt anioniseen ja/tai kationi-seen funktionaaliseen ryhmään.
Kationinen funktionaalinen ryhmä voi olla primäärinen amino (-NH-j sekundäärinen amino ( ^ NH), tertiäärinen amino ( ^ N), kvaternäärinen ammonium ( ^ N -), hydratsino (-NH-NH0), atsonium (-NH-NH ), guanyyli (-C ), guaniido (-NH-C
s^nh2 snh2 biguanido (-NH - C - NH - C-NH-), amiinioksiidi (N ^0)
Il II 2
NH NH
ternäärinen sulfonium (^S ) tai kvaternäärinen fosfonium ( -) substituentti.
Suolan A+X orgaaninen kationiosa A+ voi käsittää sekä kationi-sia funktionaalisia ryhmiä että anionisia funktionaalisia ryhmiä. Ne voivat olla siten seuraavien kaavojen mukaisia: (F+-Q-A H)X_ tai (F+-Q-A M)x" n n joissa F+ on oniumryhmittymä, An on edellä esitetyn tyyppinen hapan substituentti, Q on kaksivalenssinen orgaaninen ryhmittymä, jossa on vähintään 8 hiiliatominen alifaattinen ketju, M on ammonium tai alkalimetalli, H on vety ja X~ on anioni kuten esimerkiksi halogenidi. Nämä amfoteeriset aineet, joita joskus kutsutaan anfolyyteiksi, sisältävät sekä kationisia että anionisia substituentteja ja ne voivat muodostaa sisäsuoloja anionin X lähtiessä. Erityisen edullisia tuloksia on havaittu saatavan valmistettaessa L(-) karnitiinia. Keksintöä on seuraavassa havainnollistettu käyttämällä keksinnön mukaisen menetelmän yhtenä suoritusmuotona sen sovellutusta L(-) karnitiinin teollisessa valmistuksessa. Tällä yhdisteellä tiedetään olevan useita terapeuttisia sovellutuksia. L(-) karnitiini tiedetään voitavan valmistaa 11 15 75605 muuntamalla ensin D,L-karnitiini amidikloriitin vesiliuos D,L-karnitiini amidiemäkseksi. Tämä D,L-karnitiini amidikloridin dehalogenointi on välttämätöntä, koska se myöhemmin tehdään suolaksi D-kamforihapon kanssa, minkä tarkoituksena on saada liuos, joka sisältää D-karnitiiniamidin D-kamforaatin ja L-karnitiini-amidin D-kamforaatin seosta. Tästä eristetään L-karnitiiniamidin D-kamforaatti fraktiokiteyttämällä se alemman alkanolin (1-5 hiiliatomia) kanssa ja erottamalla se liuokseen jäävästä D-karnitii-diamidin D-kamforaatista. Tämän jälkeen L-karnitiiniamidin D-kamforaatti suspendoidaan alkanoliin ja suspensioon kuplitetaan kaasumaista kloorivetyä, jolloin tuloksena saadaan L-karnitiini-amidikloridia. Jälkimmäisestä saadaan happohydrolyysin avulla L(-) karnitiini-kloridraattia, joka voidaan muuntaa L(-)karnitii-ni-sisäsuolaksi.
L-(-)karnitiinin vaihtoehtoiset valmistusmenetelmät perustuvat D,L-karnitiinin nitriilin ja D-kamforihapon tai D,L-karnitiini-nitriilin ja L-asetyyliglutamiinihapon väliseen reaktioon. Myös näissä menetelmissä on kuitenkin ensimmäisenä vaiheena halogeni-din (tässä tapauksessa D,L-karnitiininitriilikloridi) muuntaminen vastaavaksi vapaaksi emäkseksi (D,L-karnitiinisyanohiili). Tämä muuntaminen on välttämätöntä, jotta myöhemmin voitaisiin muodostaa suola vastaavasti D-kamforihapon tai L-asetyyliklutamiini-hapon kanssa.
Seuraavat ei-viiva rajoittavat esimerkit havainnollistavat käsillä olevan keksinnön mukaista menetelmää. Esimerkkien kuvaamissa kokeissa käytetyn kennon rakenne on havainnollistettu kuviossa 1.
2
Elektrodipinta-ala oli 0,3 m . Anodi 8 muodostui litteästä 1,5 mm 2 paksuisesta titaanilevystä, joka oli päällystetty noin 20 gr/m -painoisella kerroksella, joka muodostui oleellisesti iridiumin (60%) ja tantaalin (40%) sekaoksidista. Tämä oli saatu hajottamalla termisesti uunissa hajoavien metallisuolojen seosta. Tämän suolan valmistaja oli Permelec SpA, Milano, kauppa nimellä (R) DSA (dimensionaalisesti stabiili anodi). Katodi 9 muodostui litteästä 1,5 mm paksuisesta ruostumattomasta teräslevystä AISI 316. Kummankin kationisen kalvon 2 ja 6 materiaali oli Nafion ' 16 75605 324, valmistaja E.I. Du Pont De Nemors & Co. U.S.A. Anionikalvo 4 oli Ionac MA 3475, valmistaja Ritter-Pfaulder Corp., Permutit Division, U.S.A. Kennon kehykset ja molemmat pääty-yksiköt oli valmistettu jäykästä polyvinyylikloridista.
ESIMERKKI 1
Piirustuksessa kaaviollisesti esitetyn elektrolyysikennon kammio 1 täytettiin liuoksella, joka sisälsi 90 kiloa D,L-karnitiini-amidikloridia (DL (3 -karboksiamidi-2-hydroksipropyyli) trimetyy-liammoniumkloridi) liuotettuna 450 litraan (n. 20%) demineralisoi-tua vettä. Katodikammiossa 3 kierrätettiin suspensiota, joka sisälsi 90 kiloa D-kamforihanpoa 100 litrassa (L) demineralisoitua vettä. Anodikammioon 7 lisättiin 0,7 N rikkihappoa ja esianodi-kammioon 5 0,5 N suolahappoliuosta. Sen jälkeen sekä anodi- että esianodikammioon lisättiin demineralisoitua vettä niin, että nämä konsentraatiot pysyivät vakiona kennon toiminnan aikana.
Kennon toimintaolosuhteet olivat seuraavat:
- lämpötila 50°C
2 - virran tiheys 1000 A/m
- jännite elektrodeilla 15 - 22 V
- katolyytin pH 5-6 kpl DL-karnitiiniamidi-kvaternäärinen ammoniumioni (DL (3-karboksi-amidi-2-hydroksipropyyli)trimetyyliammonium) kulki kationin vaih-tokalvon läpi suurelta osalta ja mahdollisesti kokonaan kationin vaihtotapahtuman avulla katodikammioon ja muodosti suolan D-kamforihapon kanssa, jolloin lopullisena tuloksena saatiin n. 30%:sta D,L-karnitiiniamidi D-kamforaatin liuosta (noin 500 litraa) . Katodilla kehittynyt vety päästettiin ilmakehään kuten myös anodilla kehittynyt happi. Suolahappo otettiin talteen kennon kammiosta 5 poistotuotteena, kun kammioon lisättiin laimennusvettä.
D,L-karnitiiniamidi D-kamforaattiliuos kuivattiin. Jäännös otettiin noin 900 litraan isobutiilialkoholia kuumentamalla 60%:een. Koko-massan laimentamisen jälkeen se jäähdytettiin 30%:een. Kiteytynyt tuote suodatettiin. Saatiin 80 kiloa L-karnitiiniamidi ti 20 17 75605 D-kamforaattia, jonka /a/ oli välillä + 7 ja + 8. Näin saatu tuote liuotettiin 160 litraan demineralisoitua vettä ja tehtiin sen jälkeen väkevällä suolahapolla (37%) happamaksi. pH-arvo on 3,5. Saostunut D-kamforihappo suodatettiin ja liuos väkevöitiin kuiviin. Jäännökseen lisättiin 26 litraa 37 painoprosenttista suolahappoa. Koko seosta kuumennettiin 7 tuntia 70°C:ssa ja sen jälkeen jäähdytettiin 5°C:een ja saostunut ammoniumkloridi erotettiin suodattamalla. L-karnitiinikloridia sisältävä liuos käsiteltiin kuten esimerkissä 5.
ESIMERKKI 2
Elektrolyysikenno kammio 1 täytettiin liuoksella, joka sisälsi 90 kiloa D,L-karnitiininitriilikloridia (DL (3-syano-2-hydroksi-propyyli) trimetyylianmmoniumkloridi) 450 litrassa demineralisoitua vettä (20%) . Katodikammiossa 3 kierrätettiin suspensiota, joka sisälsi 90 kiloa N-asetyyli-L-glutamiinihappoa sadassa litrassa demineralisoitua vettä. Muut olosuhteet olivat samat kuin mitä on ilmoitettu esimerkissä yksi, paitsi että jännite elektrodeilla oli 14-18 V. DL-karnitiininitriili-kvaternäärinen ammonium ioni (DL 3-syano-2-hydroksipropyyli) trimetyyliammonium) kulki katodikammioon, muodosti suolan N-asetyyli-L-glutamiinihapon kanssa, jolloin saatiin D,L-karnitiininitriili-N-asetyyli-L-glutamaatin 30%:sta liuosta. D,L-karnitiininitriili-N-asetyyli-L-glutamaatin 30 %:nen liuos kuivattiin (n. 600 1). Jäännös otettiin 300 litraan metyylialkoholia ja kuumennettiin 60°C:ssa, kunnes jäännös oli kokonaan liuennut. Tämän jälkeen jäähdytettiin 0-5°C:seen. D-karnitiininitriili N-asetyyli-L-glutamattiä kiteytyi n. 75 kiloa ja sakka suodatettiin. Suodatettu liuos tehtiin happa-meksi kaasumaisella suolahapolla, pH -arvo on 2. Sen jälkeen lämmitettiin 20°C:seen ja saostunut tuote erotettiin suodattamalla. Saatiin 25 kiloa L-karnitiininitriilikloridia, /a/D -24,5. Tämä tuote voitiin hydrolysoida väkevällä suolahapolla L-karnitiini-kloridiksi, joka voitiin muuntaa esimerkissä 5 kuvatulla tavalla sisäsuolaksi.
ESIMERKKI 3 75605 18
Elektrolyysikennon kammio 1 täytettiin liuoksella, joka sisälsi 90 kiloa D,L-karnitiininitriilikloridia (DL (3-syano-2-hydroksi-propyyli) trimetyy1iaminokloridi) 450 litrassa demineralisoitua vettä (20%). Katodikammiossa 3 kierrätettiin suspensiota, joka sisälsi 50 kiloa D-kamforihappoa (50% teoreettisesti) 100 litrassa demineralisoitua vettä. Muut kennon toimintaolosuhteet olivat samat kuin mitä on kuvattu esimerkissä 1 lukuunottamatta katolyy-tin pH-arvoa. DL-karnitiininitriili-kvaternäärinen ammoniumioni (DL 3-syano-2-hydroksipropyyli) trimetyyliammonium) kulki katodi-kammioon, muodosti suolan D-kamforihapon ja tuloksena saatiin D,L-karnitiininitriili D-kamforaatin 32%:sta liuosta, jonka pH oli 11,2, koska D-kamforihapon annostus pidettiin tarkoituksella 50%:na stökiömetrisestä määrästä. Kennon liuos effluenttisesta (n. 600 1) käsiteltiin 27 litralla vetyä per oksidi, 40% P/V (130 voi.) ja annettiin reagoida 1 tunti. Tämän jälkeen lisättiin 50 kiloa D-kamforihappoa. Liuos kirkastettiin suodattamalla ja kuivattiin. Sen jälkeen lisättiin n. 900 1 isobutyylialkoholia ja kuumennettiin 60°C:seen. Kun massa oli kokonaan liuennut, jäähdytettiin 30°C:een ja sakka erotettiin suodattamalla. Saatiin noin 80 kiloa L-karnitiiniamidi D-kamforaattia, jonka /a/D oli välillä +7 ja +8. Sen jälkeen valmistettiin L-karnitiinin sisäsuola esimerkkien 1 ja 5 kuvaamilla sopivilla vaiheilla.
ESIMERKKI 4
Aikaisemmin kuvatun elektrolyysikennon kammiossa 1 kierrätettiin liuosta, joka sisälsi 66 kiloa L-karnitiiniamidikloridia (L (3-karboksiamidi-2-hydroksipropyyli) trimetyyliammoniumkloridi) 200 litrassa demineralisoitua vettä. Demineralisoitua vettä kierrätettiin katodikammiossa 3. Muut kennon toimintaolosuhteet olivat samat kuin mitä on kuvattu esimerkissä 1 lukuunottamatta katolyytin pH-arvoa, joka tässä tapauksessa oli 12,5. L-karnitii-niamidi-kvaternäärinen ammoniumioni (L (3-karboksiamidi 2-hydrok-sipropyyli) trimetyyliammonium) kulki katodikammioon ja kloridi-ioni kulki kammioon 5 muodostaen suolahappoa. Anodilla kehittyi 11 19 75605 happea ja katodilla purkautui vetyä muodostaen molekyylimaista vetyä. Katodikammion liuos kuumennettiin välille 40-60°C ja kierrätettiin noin 40 tuntia mainituissa pH-olosuhteissa. Näissä olosuhteissa L-karnitiiniamidiemäs muuntui kokonaan L-karnitiinin sisäsuolaksi. Tätä tuotetta sisältävä liuos väkevöitiin 60°C:ssa kunnes suurin osa vedestä oli saatu pois. Sen jälkeen lisättiin isobutyylialkoholia, jolloin muodostui valkoinen kiteinen tuote, joka suodatettiin, pestiin isobutyylialkoholilla ja kuivattiin tyhjiössä kuivatun typpikaasun alla (helposti vetistyvä tuote). Tuotetta saatiin 44 kiloa (saanto 80%) ja tuotteen ominaisuudet vastasivat L-karnitiinin sisäsuolaa.
ESIMERKKI 5
Kuvatun elektrolyysikennon kammio 1 täytettiin liuoksella, joka sisälsi 84 kiloa L-karnitiinikloridia (L (3-karboksi-2-hydroksi-propyyli) trimetyyliammoniumkloridi) liuotettuna 180 litraan de-mineralisoitua vettä. Katodikammioon syötettiin demineralisoitua vettä. Muut kennot toimintaolosuhteet olivat samat kuin esimerkissä 1, paitsi että katolyytin pH oli välillä 6,5 ja 7,5 eikä itse katolyyttiin lisätty happoliuoksia. Kvaternäärinen ammonium-ioni (L-karnitiini) kulki katodikammioon ja kloori-ioni kammioon 5 muodostaen suolahappoa. Anodilla kehittyi happea ja katodilla purkautui vetyioneja muodostaen molekyylistä vetyä. Katodikammio-sta saatiin L-karnitiinin sisäsuolan väkevä liuos (n. 30%) , joka edelleen väkevöitiin tyhjiössä 60°C:ssa. Tämän jälkeen L-karnitiinin sisäsuola saostettiin ja kiteytettiin isobutyylialkoholista kuten esimerkissä 4. Saatiin 62,7 kiloa (saanto 89%) valkoista mikrokiteistä tuotetta, jonka ominaisuudet vastasivat L-karnitiinin sisäsuolaa.

Claims (2)

20 7 5 6 0 5 1. Menetelmä orgaanisen kvaternäärisen ammoniumhalogeeni-yhdisteen, jonka kaava on A+X“, jossa A+ on orgaaninen kvaternäärinen ammoniumkationi ja X- on halogeenianioni elektrolyyttiseksi dehalogenoimiseksi, tunnettu siitä, että a) orgaanisen kvaternäärisen ammoniumhalogenidin vesiliuos elektrolysoidaan lämpötilassa 20 - 70°C, käyttämällä virtatiheyttä 500 A/m1 - 3000 A/m1 elektrolyysikennossa, jolloin kennojännitettä pidetään arvossa 5 - 25 V, joka kenno sisältää kaksi vastakkaista elektrodia sijoitettuna anodiseen ja katodiseen tilaan, jotka tilat on erotettu kahdesta keskeisestä osastosta, esianodisesta ja esi-katodisesta, kationinvaihtomembraaneilla, jotka kaksi keskeistä tilaa on erotettu toisistaan anioninvaihto-membraanilla, b) kierrätetään happoelektrolyytin 0,05 N - 4 N vesiliuos anodisessa tilassa ja vettä sekä katodisessa että esi-anodisessa tilassa, c) orgaanisen kvaternäärisen ammoniumhalogeeniyhdisteen liuos syötetään kennon esikatodiseen osastoon, jolloin saadaan halogeenianioni siirtymään anioninvaihtomembraanin läpi esianodiseen osastoon yhdistyen vetyioniin, joka on siirtynyt anodisesta osastosta muodostaen vastaavaan vetyhalogenidiyhdisteen, ja orgaanisen kvaternäärisen ammoniumkationin siirtymään kationinvaihtokalvon läpi katodiseen osastoon. II Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen kvaternäärinen ammoniumhalogenidi- 2i 75605 yhdiste A+X“ on D,L-karnitiiniamidikloridi, L-karnitiini-amidikloridi tai D,L-karnitiininitriilikloridi, jotka näin muutetaan vastaaviksi vapaiksi emäksiksi. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisen kvaternäärisen ammoniumhalogeeni-yhdisteen A+X" kationi A+ sisältää sekä emäksisiä funktionaalisia ryhmiä ja happamia funktionaalisia yhdisteitä, jotka näin muutetaan vastaaviksi sisäsuoloiksi. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että A+X” on L-karnitiinikloridi joka muunnetaan L-karnitiini sisäsuolaksi. Patentkrav 75605 22
1. Förfarande för elektrolytisk dehalogenering av en orga- 2 - nisk kvaternär ammoniumhalogenförening med formeln A X , 2 där A är en organisk kvaternär ammoniumkatjon och X är en halogenanjon, kännetecknat av att a) en vattenlösning av en organisk kvaternär ammoniumhalo- genid elektrolyseras i en elektrolytcell vid 20 - 70°C under 2 2 användning av en strömtäthet av A/m - 3000 A/m , varvid cellspänningen hllles vid värdet 5 - 25 V, vilken cell inne-haller ett par motsatta elektroder placerade i ett anodiskt och ett katodiskt utryrrme, vilka utrymmen gencm katjonbytesmembraner sepa-rerats frin tvl centrala avdelningar, en föranodisk och en förkato-disk, vilka tvl centrala utrynmen separerats frän varandra ge-nom en anjonbytesmembran, b) en 0/05 N - 4 N vattenlösning av en syraelektrolyt cirku-leras i det anodiska utrymmet och vatten bäde i det k.atodiska och det föranodiska utrynunet, c) lösningen av den organiska kvaternära ammoniumhalogenid-föreningen mätäs tili cellens förkatodiska avdelning, varvid halogenanjonen fis att vandra igenom anjonbytesmembranen tili den föranodiska avdelningen och förena sig med en vätejon, som vandrat frin den anodiska avdelningen under bildning av motsva-rande vätehalogenidförening, och den organiska kvaternära ammoniumkat jonen att vandra igenom katjonbytesmembranen tili den katodiska avdelningen. 1 Il Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den organiska kvaternära ammoniumhalogenidföreningen
2 - A X är D/L-karnitinamidklorid, L-karnitinamidklorid eller D,L-karnitinnitrilklorid, vilka pe sä sätt omvandlas tili mot-svarande fria baser.
FI834222A 1982-11-25 1983-11-18 Elektrolytiskt foerfarande och elektrolytisk cell foer framstaellning av organiska foereningar. FI75605C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT8224432A IT1210956B (it) 1982-11-25 1982-11-25 Procedimento e cella elettrolitica per la preparazione di composti organici.
IT2443282 1982-11-25

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI834222A0 FI834222A0 (fi) 1983-11-18
FI834222A FI834222A (fi) 1984-05-26
FI75605B FI75605B (fi) 1988-03-31
FI75605C true FI75605C (fi) 1988-07-11

Family

ID=11213501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI834222A FI75605C (fi) 1982-11-25 1983-11-18 Elektrolytiskt foerfarande och elektrolytisk cell foer framstaellning av organiska foereningar.

Country Status (28)

Country Link
US (2) US4521285A (fi)
JP (1) JPS59107087A (fi)
KR (1) KR910001139B1 (fi)
AT (1) AT382895B (fi)
AU (1) AU560894B2 (fi)
BE (1) BE898287A (fi)
BR (1) BR8306466A (fi)
CA (1) CA1242670A (fi)
CH (1) CH657873A5 (fi)
DE (1) DE3342713C2 (fi)
DK (1) DK161979C (fi)
ES (4) ES8601332A1 (fi)
FI (1) FI75605C (fi)
FR (1) FR2536766B1 (fi)
GB (2) GB2131049B (fi)
GR (1) GR79101B (fi)
IE (1) IE56213B1 (fi)
IL (1) IL70277A (fi)
IT (1) IT1210956B (fi)
LU (1) LU85100A1 (fi)
MX (1) MX159895A (fi)
NL (1) NL8303997A (fi)
NO (1) NO163869C (fi)
PH (1) PH20733A (fi)
PT (1) PT77718B (fi)
SE (1) SE455867B (fi)
TR (1) TR23045A (fi)
ZA (1) ZA838521B (fi)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3347259A1 (de) * 1983-12-28 1985-07-11 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von waessrigen hydroxylaminloesungen
US4707230A (en) * 1985-09-23 1987-11-17 Tracer Technologies, Inc. Electrochemical dehalogenation of organic compounds
DE3542861A1 (de) * 1985-12-04 1987-06-11 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur gewinnung von l-aepfelsaeure
DE3786079T2 (de) 1986-03-03 1993-12-09 Ppg Industries Inc Schwerlösliche anode für die kathodische elektrolytische abscheidung.
US5248601A (en) * 1986-03-14 1993-09-28 Franco Francalanci Process for preparing L(-)-carnitine chloride
US4714530A (en) * 1986-07-11 1987-12-22 Southwestern Analytical Chemicals, Inc. Method for producing high purity quaternary ammonium hydroxides
US4917781A (en) * 1988-07-20 1990-04-17 Southwestern Analytical Chemicals, Inc. Process for preparing quaternary ammonium hydroxides
US4938854A (en) * 1988-11-28 1990-07-03 Southwestern Analytical Chemicals, Inc. Method for purifying quaternary ammonium hydroxides
US5259934A (en) * 1992-01-22 1993-11-09 Sachem, Inc. Process for removing acid from a hydroxylamine salt solution containing excess acid
JP3134236B2 (ja) * 1992-01-30 2001-02-13 株式会社林原生物化学研究所 α−グリコシル−L−アスコルビン酸高含有物の製造方法とその製造のための分離システム
US5281311A (en) * 1992-07-01 1994-01-25 Sachem, Inc. Process for reducing the acid content of hydroxylamine salt solutions and for preparing hydroxylamines from hydroxylamine salts
US5389211A (en) * 1993-11-08 1995-02-14 Sachem, Inc. Method for producing high purity hydroxides and alkoxides
GB9406859D0 (en) * 1994-04-07 1994-06-01 Cerestar Holding Bv Cationisation process and a reagent for use therein
US5575901A (en) * 1995-01-31 1996-11-19 Sachem, Inc. Process for preparing organic and inorganic hydroxides or alkoxides or ammonia or organic amines from the corresponding salts by electrolysis
US5833832A (en) * 1996-08-30 1998-11-10 Sachem, Inc. Preparation of onium hydroxides in an electrochemical cell
US5709790A (en) * 1996-10-03 1998-01-20 Sachem, Inc. Electrochemical process for purifying hydroxide compounds
US5900133A (en) * 1997-08-18 1999-05-04 Ppg Industries, Inc. Method of converting amine hydrohalide into free amine
US5882501A (en) * 1997-08-18 1999-03-16 Ppg Industries, Inc. Method of converting amine hydrohalide into free amine
US5904829A (en) * 1997-08-18 1999-05-18 Ppg Industries, Inc. Method of converting amine hydrohalide into free amine
US5906722A (en) * 1997-08-18 1999-05-25 Ppg Industries, Inc. Method of converting amine hydrohalide into free amine
FR2803856B1 (fr) * 2000-01-13 2002-07-05 Atofina Synthese de l'hydroxyde de tetramethylammonium
DE10004878A1 (de) * 2000-02-04 2001-08-09 Sgl Technik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum gleichzeitigen Herstellen von Säure und Base hoher Reinheit
WO2002062826A1 (fr) * 2001-02-07 2002-08-15 Vadim Viktorovich Novikov Procede de fabrication des peptides
CN102206832A (zh) * 2011-04-29 2011-10-05 郑州大学 一种制备电子级四甲基氢氧化铵的方法
DE102018000672A1 (de) * 2018-01-29 2019-08-14 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur Übertragung eines Zielstoffs zwischen zwei flüssigen Phasen
CN110158114B (zh) * 2019-05-31 2020-10-27 中触媒新材料股份有限公司 一种制备四烷基氢氧化铵的三膜四室电解系统和方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE281866C (fi) *
US2363386A (en) * 1941-12-13 1944-11-21 Rohm & Haas Electrolytic preparation of capillary-active quaternary ammonium hydroxides
US2737486A (en) * 1952-04-01 1956-03-06 Rohm & Haas Electrolytic process for producing amines
US2967806A (en) * 1953-04-02 1961-01-10 Hooker Chemical Corp Electrolytic decomposition with permselective diaphragms
FR1223635A (fr) * 1958-02-11 1960-06-17 Takeda Pharmaceutical Procédé de traitement de solutions d'amino-acides
US3086928A (en) * 1958-08-09 1963-04-23 Benckiser Gmbh Joh A Process of producing citric acid
DE1211597B (de) * 1964-06-26 1966-03-03 Pintsch Bamag Ag Verfahren und Einrichtung zur Gewinnung von reinen Saeuren und Basen aus ihren Salzen auf elektrodialytischem Wege
NL131720C (fi) * 1964-08-11
FR1471436A (fr) * 1965-03-12 1967-03-03 Monsanto Co Préparation d'hydroxydes d'ammoniums quaternaires
BE791653A (fr) * 1971-12-28 1973-05-21 Texaco Development Corp Procede electrolytique de preparation de l'acide
DE2331711A1 (de) * 1973-06-22 1975-01-23 Celamerck Gmbh & Co Kg Verfahren zur selektiven elektrolytischen entbromierung
US3964985A (en) * 1974-10-29 1976-06-22 Ionics, Incorporated Electrodialysis apparatus and process for ion modification
JPS55100986A (en) * 1979-01-26 1980-08-01 Toyo Soda Mfg Co Ltd Regeneration of organic amine
IT1151559B (it) * 1982-04-30 1986-12-24 Pestalozza Srl Procedimento elettrolitico per la purificazione e riconcentrazione delle soluzioni alcaline di rigenerazione delle resine anioniche
US4425202A (en) * 1982-08-18 1984-01-10 Thiokol Corporation Method of making and color stabilization of choline base

Also Published As

Publication number Publication date
ES527573A0 (es) 1985-11-01
US4521285A (en) 1985-06-04
GB8331366D0 (en) 1984-01-04
AT382895B (de) 1987-04-27
AU560894B2 (en) 1987-04-16
FR2536766A1 (fr) 1984-06-01
NO834313L (no) 1984-05-28
IE832661L (en) 1984-05-25
IT1210956B (it) 1989-09-29
ES8605695A1 (es) 1986-04-01
SE455867B (sv) 1988-08-15
ES543814A0 (es) 1986-01-01
GB2131049A (en) 1984-06-13
AU2166083A (en) 1984-05-31
IL70277A0 (en) 1984-02-29
SE8306469L (sv) 1984-05-26
SE8306469D0 (sv) 1983-11-23
IT8224432A0 (it) 1982-11-25
DE3342713C2 (de) 1997-05-28
GB2166456A (en) 1986-05-08
ATA412983A (de) 1986-09-15
KR840006830A (ko) 1984-12-03
PT77718A (en) 1983-12-01
CA1242670A (en) 1988-10-04
GR79101B (fi) 1984-10-02
ES295985Y (es) 1988-11-01
FI75605B (fi) 1988-03-31
FR2536766B1 (fr) 1990-02-16
GB8529055D0 (en) 1986-01-02
PH20733A (en) 1987-04-02
ES8601332A1 (es) 1985-11-01
ZA838521B (en) 1984-07-25
DK537883D0 (da) 1983-11-24
PT77718B (en) 1986-03-27
DK161979B (da) 1991-09-02
USRE32398E (en) 1987-04-14
MX159895A (es) 1989-09-27
LU85100A1 (fr) 1984-05-30
ES543813A0 (es) 1986-04-01
BE898287A (fr) 1984-03-16
CH657873A5 (it) 1986-09-30
TR23045A (tr) 1989-02-13
BR8306466A (pt) 1984-06-26
DK161979C (da) 1992-02-03
DK537883A (da) 1984-05-26
FI834222A0 (fi) 1983-11-18
JPS59107087A (ja) 1984-06-21
IE56213B1 (en) 1991-05-22
FI834222A (fi) 1984-05-26
NO163869B (no) 1990-04-23
DE3342713A1 (de) 1984-09-27
NO163869C (no) 1990-08-01
ES295985U (es) 1988-03-01
IL70277A (en) 1987-08-31
GB2131049B (en) 1986-11-26
KR910001139B1 (ko) 1991-02-25
ES8603672A1 (es) 1986-01-01
NL8303997A (nl) 1984-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI75605C (fi) Elektrolytiskt foerfarande och elektrolytisk cell foer framstaellning av organiska foereningar.
CN1216784A (zh) 水处理用二氧化氯的生产方法
TWI736732B (zh) 過硫酸銨的製造方法
US5447610A (en) Electrolytic conversion of nitrogen oxides to hydroxylamine and hydroxylammonium salts
US5281311A (en) Process for reducing the acid content of hydroxylamine salt solutions and for preparing hydroxylamines from hydroxylamine salts
US3904495A (en) Electrolytic-electrodialytic and chemical manufacture of chlorine dioxide, chlorine and chloride-free alkali metal hydroxide
CA1073845A (en) Electrolytic method for the manufacture of chlorates
WO1999008778A1 (en) Method of converting amine hydrohalide into free amine
CA2121628C (en) Process for the production of alkali metal chlorate
JPS5920483A (ja) 電解セル塩水からのクロレ−トの除去方法
JP7163841B2 (ja) 過硫酸アンモニウムの製造方法
EP0254361B1 (en) Process for the preparation of potassium nitrate
US5423960A (en) Method and apparatus for manufacturing iodine-free iodides
US4061550A (en) Process for electrolysis
AU677521B2 (en) Chloric acid - alkali metal chlorate mixtures
US5322598A (en) Chlorine dioxide generation using inert load of sodium perchlorate
US5900133A (en) Method of converting amine hydrohalide into free amine
CA1145708A (en) Electrolytic cells
IE45120B1 (en) Electrolytic oxidation process
IL45141A (en) Process and device for electrolysis
JPS5948871B2 (ja) 塩化シアヌルの製法
JPH0791665B2 (ja) 高純度第4級ホスホニウムヒドロオキシドの製造法
JPH0277591A (ja) 第4級ホスホニウムヒドロオキシドの製造法
JPS61257490A (ja) 芳香族ジアミンの製造方法
JPH0819538B2 (ja) 水酸化第四級アンモニウムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: SIGMA TAU INDUSTRIE FARMACEUTICHE

MM Patent lapsed

Owner name: SIGMA TAU INDUSTRIE FARMACEUTICHE