RU2065434C1

RU2065434C1 - Method for extraction of vanillin

Info

Publication number: RU2065434C1
Application number: RU94026794A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Тарабанько; Н.М. Иванченко; А.В. Кудряшев; Г.Р. Гульбис; Б.Н. Кузнецов
Original assignee: Институт химии природного органического сырья СО РАН
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-08-20
Also published as: RU94026794A

Abstract

FIELD: organic synthesis. SUBSTANCE: vanilin is isolated of reaction mass by extraction with polar extragents. Extraction is carried out at pH 6.0-8.0. Degree of isolation of desired vanillin is 84-94 %, selectivity of its extraction is 30-44 %. EFFECT: improves efficiency of the method, simplifies further purification of vanillin.

Description

Заявляемое изобретение относится к области тонкого органического синтеза и предназначено для усовершенствования существующих процессов получения ванилина (В, 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид) из лигносульфонатов и другого лигнинсодержащего сырья. Такие процессы включают стадию экстракционного выделения В из подкисленного раствора или из щелочного раствора реакционной массы в виде ванилата натрия. The claimed invention relates to the field of fine organic synthesis and is intended to improve existing processes for the production of vanillin (B, 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde) from lignosulfonates and other lignin-containing raw materials. Such processes include the step of extracting B from an acidified solution or from an alkaline solution of the reaction mixture in the form of sodium vanillate.

Известен способ выделения ванилина из реакционной массы щелочного окисления лигносульфонатов путем ее подкисления до рН 3-4 и последующей экстракции ванилина бензолом [1] Способ применяется на Сясьском ЦБК. Его недостатки заключаются в большом расходе серной кислоты для подкисления и осложнении экстракции образованием осадка лигносульфоновых кислот при подкислении реакционной массы. Определенный недостаток известного способа заключается также в невозможности подкисления реакционной массы до названных значений рН таким доступным реагентом как СО₂.A known method of separating vanillin from the reaction mass of the alkaline oxidation of lignosulfonates by acidifying it to pH 3-4 and subsequent extraction of vanillin with benzene [1] The method is used on Syasky PPM. Its disadvantages lie in the high consumption of sulfuric acid for acidification and complication of extraction with the formation of a precipitate of lignosulfonic acids during acidification of the reaction mass. A certain disadvantage of the known method also lies in the impossibility of acidifying the reaction mass to the indicated pH values with such an available reagent as CO ₂ .

Известен способ выделения ванилина путем экстракции ванилата натрия из щелочных растворов реакционной массы бутанолом и другими спиртами (изомерные бутанолы, пентанолы, бензиловый спирт) [2] Существенным недостатком известного способа является низкая эффективность экстракции ванилата натрия, обусловленная малыми коэффициентами распределения: трехкратная экстракция равным объемом н-бутанола позволяет извлечь 59,4% В. Другие перечисленные спирты еще менее эффективны [2] Кроме того, селективность экстракции невелика: упаренный бутанольный экстракт содержит около 80% примесей. A known method for the isolation of vanillin by extraction of sodium vanillate from alkaline solutions of the reaction mass with butanol and other alcohols (isomeric butanols, pentanols, benzyl alcohol) [2] A significant disadvantage of this method is the low extraction efficiency of sodium vanillate due to low distribution coefficients: three times extraction with an equal volume of -butanol allows you to extract 59.4% Century. Other listed alcohols are even less effective [2] In addition, the selectivity of extraction is low: one evaporated butanol The th extract contains about 80% impurities.

Известен способ экстракции ванилата натрия пропиловыми спиртами [3] Недостаток известного способа заключается в невысокой степени извлечения В: из 1 л реакционной массы 1,8 л изопропанола экстрагируют 78% исходного ванилата натрия. A known method of extraction of sodium vanillate with propyl alcohols [3] The disadvantage of this method is the low degree of extraction B: from 1 l of the reaction mass 1.8 l of isopropanol is extracted with 78% of the original sodium vanillate.

Известные способы [2] и [3] по существу близки между собой. Способ [2] выбран нами в качестве прототипа. Known methods [2] and [3] are essentially close to each other. The method [2] is chosen by us as a prototype.

Целью заявляемого изобретения является увеличение эффективности и селективности процесса экстракции ванилина из щелочных растворов. The aim of the invention is to increase the efficiency and selectivity of the process of extraction of vanillin from alkaline solutions.

Заявляемое изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков. Ванилин извлекают из щелочных растворов экстракцией алифатическими спиртами, а также другими полярными экстрагентами, например, сложными или простыми эфирами. The invention is characterized by the following set of essential features. Vanillin is extracted from alkaline solutions by extraction with aliphatic alcohols, as well as other polar extractants, for example, esters or ethers.

Отличительным признаком заявляемого изобретения является подкисление реакционной массы до значений рН 6-8,5. В этом интервале рН осадки лигносульфоновых кислот еще не образуются, однако эффективность и селективность экстракции ванилина резко возрастают: коэффициенты распределения достигают значений k= 10-30 по сравнению с k ≅ 2 в прототипе, а содержание ванилина в упаренном экстракте достигает 30-50 вес. A distinctive feature of the claimed invention is the acidification of the reaction mass to pH 6-8.5. In this pH range, precipitation of lignosulfonic acids has not yet formed, however, the efficiency and selectivity of vanillin extraction sharply increase: distribution coefficients reach values of k = 10-30 compared to k ≅ 2 in the prototype, and the vanillin content in the evaporated extract reaches 30-50 weight.

Названный отличительный признак обуславливает достижение технического результата заявляемого изобретения. Рост коэффициентов распределения и селективности экстракции в области рН 6-8,5 обусловлен частичным протонированием ванилатиона, вследствие чего в заявляемой области экстрагируются и ванилат-ион и ванилин. Вероятно, по этой причине, оказывается возможным использование не только спиртов, но и других кислородсодержащих соединений в качестве экстрагентов. The named distinguishing feature determines the achievement of the technical result of the claimed invention. The increase in the distribution coefficients and selectivity of extraction in the pH range of 6-8.5 is due to the partial protonation of vanillation, as a result of which vanillate ion and vanillin are extracted in the claimed region. Probably, for this reason, it is possible to use not only alcohols, but also other oxygen-containing compounds as extractants.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Пример 1. В перечисленных примерах использовали реакционную массу, получаемую окислением лигносульфонатов Сясьского ЦБК в растворе щелочи кислородом воздуха при 160 ^o С. Содержание ванилина определяли методом газо-жидкостной хроматографии. Концентрация ванилина в используемой реакционной массе составила 7,2 г/л.Example 1. In the examples listed, the reaction mass obtained by oxidation of Syassky PPM lignosulfonates in an alkali solution with atmospheric oxygen at 160 ^° C was used. The vanillin content was determined by gas-liquid chromatography. The concentration of vanillin in the used reaction mass was 7.2 g / L.

20 мл реакционной смеси подкисляли углекислым газом до рН 7,1 и экстрагировали 20 мл бутанола. Экстракт содержал 6,81 г/л ванилина, т.е. степень извлечения составила 94% Содержание ванилина в экстракте после отгонки бутанола составляет 42 вес. 20 ml of the reaction mixture was acidified with carbon dioxide to pH 7.1 and extracted with 20 ml of butanol. The extract contained 6.81 g / l of vanillin, i.e. the degree of extraction was 94%. The vanillin content in the extract after distillation of butanol is 42 weight.

Пример 2. Эксперимент проводили, как и в примере 1, но смесь подкисляли серной кислотой до рН 6,0. Наблюдается образование осадка лигносульфоновых кислот. Степень извлечения ванилина составила 85% содержание ванилина в экстракте 34%
Пример 3. Эксперимент проводили, как и в примере 1, но смесь подкисляли углекислым газом до рН 8,0. Степень извлечения ванилина 85% содержание ванилина в экстракте 38%
Пример 4. Эксперимент проводили, как и в примере 1, но реакционную массу экстрагировали 20 мл этилацетата. Экстракт содержал 6,73 г/л ванилина, т.е. степень извлечения составила 93% Содержание ванилина в экстракте после отгонки этилацетата составляет 44 вес.Example 2. The experiment was carried out as in example 1, but the mixture was acidified with sulfuric acid to a pH of 6.0. A precipitate of lignosulfonic acids is observed. The extraction rate of vanillin was 85%; the vanillin content in the extract was 34%
Example 3. The experiment was carried out as in example 1, but the mixture was acidified with carbon dioxide to a pH of 8.0. The degree of extraction of vanillin 85% vanillin content in the extract 38%
Example 4. The experiment was carried out as in example 1, but the reaction mass was extracted with 20 ml of ethyl acetate. The extract contained 6.73 g / l of vanillin, i.e. the degree of extraction was 93%. The vanillin content in the extract after distillation of ethyl acetate was 44 weight.

Пример 5. Эксперимент проводили, как и в примере 1, но реакционную массу экстрагировали 20 мл диэтилового эфира. Экстракт содержал 6,06 г/л ванилина, т.е. степень извлечения ванилина составила 84%
Пример 6. Эксперимент проводили, как и в примере 1, но реакционную массу не подкисляли и экстрагировали при рН 10,8. Содержание ванилина в реакционной массе 3,2 г/л, т.е. степень извлечения ванилина составила 44% Содержание ванилина в экстракте 19,4%Example 5. The experiment was carried out as in example 1, but the reaction mass was extracted with 20 ml of diethyl ether. The extract contained 6.06 g / l of vanillin, i.e. the degree of vanillin recovery was 84%
Example 6. The experiment was carried out as in example 1, but the reaction mass was not acidified and was extracted at pH 10.8. The vanillin content in the reaction mass is 3.2 g / l, i.e. the degree of vanillin extraction was 44%. The vanillin content in the extract was 19.4%.

Claims

1. The method of extraction of vanillin with a polar oxygen-containing extractant from an alkaline solution obtained by the oxidation of lignosulfonates, characterized in that before extraction the alkaline solution is acidified with carbon dioxide or sulfuric acid to pH 6.0 to 8.0.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the extractant use simple and complex esters with a boiling point less than 130 ^o C.