RU2631508C1 - Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья - Google Patents
Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631508C1 RU2631508C1 RU2016147285A RU2016147285A RU2631508C1 RU 2631508 C1 RU2631508 C1 RU 2631508C1 RU 2016147285 A RU2016147285 A RU 2016147285A RU 2016147285 A RU2016147285 A RU 2016147285A RU 2631508 C1 RU2631508 C1 RU 2631508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanillin
- raw materials
- lignin
- reaction mass
- copper
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C45/85—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C47/00—Compounds having —CHO groups
- C07C47/52—Compounds having —CHO groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings
- C07C47/575—Compounds having —CHO groups bound to carbon atoms of six—membered aromatic rings containing ether groups, groups, groups, or groups
- C07C47/58—Vanillin
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу получения ванилина, который используют в кондитерской, фармацевтической и парфюмерно-косметической промышленности. Способ заключается в окислении лигнинсодержащего древесного сырья кислородом в щелочной среде при повышенной температуре и давлении в присутствии органической добавки. При этом в качестве добавки используют натриевую соль тетрасульфофталоцианина меди в количестве 0,1-0,4 г/л реакционной массы. Предлагаемый способ позволяет увеличить выход целевого продукта, сократить продолжительность процесса, а также расход катализатора. 4 пр.
Description
Заявляемое изобретение относится к способам получения ванилина из лигнинсодержащего сырья и предназначено для усовершенствования процессов каталитического окисления лигнинсодержащего сырья. Ванилин (В, 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид) широко используется в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической отраслях.
Известен способ получения ванилина путем окисления водного раствора лигносульфонатов в щелочной среде под давлением воздуха при температуре 160-170°С (433-443 K) [Камалдина О.Д., Массов Я.А. Получение ванилина из лигносульфонатов. // М.: ЦБТИ ЦИНИС. 1959. 38 с.]. Согласно известному способу реакционная смесь содержит 300 г на литр сухих веществ щелока и 100 г/л натриевой щелочи. Окисление при 160°С в течение 3 ч дает раствор с содержанием ванилина 7-8 г/л (2,3-2,7 мас. в расчете на субстрат или 6-7% в расчете на лигнин лигносульфонатов).
Недостатки известного способа заключаются в высоком расходе реагентов, щелочи (12-14 кг на кг ванилина) и лигносульфонатов (35-40 кг на 1 кг ванилина). Названные недостатки обусловлены природой лигносульфонатов, их конденсированной структурой, обусловленной жесткими условиями делигнификации древесины.
Известен способ получения ванилина из опилок еловой древесины путем их каталитического окисления в щелочной среде кислородом [Эпштейн Р.Б. Получение ванилина из древесины. // Сб. тр. Укр. НИИ пищевой промышленности. 1959. Т. 2. С. 201-213].
Недостатком известного способа является большой расход катализатора, оксида меди или марганца (10% в расчете на древесину).
Наиболее близким по существу к заявляемому объекту является способ получения ванилина окислением древесины хвойных пород кислородом в щелочной среде в присутствии комплекса о-фенантролина с медью(II) в качестве катализатора [RU 2117654, опубл. 20.08.1998].
Недостатки известного способа состоят в низком выходе ванилина 13,9% в расчете на лигнин, большой длительности процесса (3 час) и высоком расходе катализатора 0,5-2,0% к массе лигнинсодержащего сырья.
Названные недостатки обусловлены тем, что вследствие недостаточной стабильности медно-фенантролинового комплекса в процессе окисления при высокой температуре (160-170°С) в сильнощелочной среде катализатор в значительной степени переходит в форму оксида меди с небольшой поверхностью и невысокой активностью.
Задача изобретения - повышение эффективности процесса окисления лигнинсодержащего сырья в ванилин.
Технический результат изобретения - увеличение выхода ванилина, сокращение продолжительности процесса и снижение расхода катализатора в процессе окисления лигнинсодержащего сырья в ванилин.
Технический результат достигается тем, что в способе получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья кислородом в щелочной среде при повышенной температуре и давлении в присутствии органической добавки, комплексного соединения меди, согласно заявляемому изобретению в реакционную массу в качестве добавки вводят натриевую соль тетрасульфофталоцианина меди в количестве 0,1-0,4 г/л реакционной массы (0,1-0,4 мас.% в пересчете на лигнинсодержащее сырье).
Общие признаки заявляемого изобретения и прототипа - получение ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья кислородом в щелочной среде при повышенной температуре и давлении в присутствии органической добавки (катализатора) - комплексного соединения меди.
Отличительный признак заявляемого изобретения заключается в том, что в реакционную массу в качестве катализатора, органической добавки (комплексного соединения) вводится натриевая соль тетрасульфофталоцианина меди в количестве 0,1-0,4 г/л реакционной массы (0,1-0,4 мас.% в пересчете на лигнинсодержащее сырье).
Технический результат заявляемого изобретения состоит в увеличении выхода ванилина с 13,9 мас.% (в прототипе) до 18 мас.% в расчете на лигнин и сокращении продолжительности процесса до 6 раз (с 3 час до 0,5 час). Кроме того, технический результат заявляемого изобретения заключается в сокращении расхода катализатора (органической добавки) в пять раз по сравнению с известным способом, с 0,5-2,0 г/л реакционной массы в известном способе до 0,1-0,4 г/л в заявляемом способе. Эти результаты позволяют существенно повысить экономическую эффективность заявляемого способа.
Названный отличительный признак обуславливает достижение технического результата заявляемого изобретения по следующим причинам. В соответствии с заявляемым изобретением известный недостаточно устойчивый и поэтому малоактивный в условиях рассматриваемого процесса катализатор, о-фенантролинат меди, заменен на более активный и устойчивый, натриевую соль тетрасульфофталоцианина меди. Естественно, более активный и устойчивый катализатор можно использовать в меньших концентрациях, и он обеспечивает большую скорость процесса и выход целевого продукта.
Следовательно, технический результат и отличительный признак заявляемого способа находятся в причинно-следственной связи друг с другом.
Способ подтверждается конкретными примерами:
Пример 1. Для проведения экспериментов использовали порошок сосновой древесины фракция менее 0,1 мм, и тетранатриевую соль тетрасульфофталоцианина меди (Sigma-Aldrich). Содержание лигнина в древесине 28,7 мас.%.
В реактор объемом 1 литр с вращающейся магнитной мешалкой загружали 10 г древесины, 50 мл воды, 50 мл 20%-ного раствора NaOH и 0,02 г (0,2 г/л) натриевой соли тетрасульфофталоцианина меди. Реактор нагревали до 160°С, подавали кислород до парциального давления 0,3 МПа и в течение 20 мин продолжали подавать кислород, поддерживая в реакторе постоянное рабочее давление. Затем реактор охлаждали, содержимое нейтрализовали 30%-ной серной кислотой до pH 3-4.
Ванилин определяли исчерпывающей экстракцией хлороформом с последующим анализом методом ГЖХ. Концентрация ванилина в реакционной массе составила 5,2 г/л в пересчете на конечный объем реакционной массы. Выход ванилина в расчете на лигнин сосновой древесины - 18,1 мас.%.
Пример 2. Экперимент проводили так же, как и в примере 1, но в реакционную массу загружали 0,04 г (0,4 г/л) натриевой соли тетрасульфофталоцианина меди.
Концентрация ванилина в реакционной массе составила 5,23 г/л в пересчете на конечный объем реакционной массы. Выход ванилина в расчете на лигнин сосновой древесины - 18,3 мас.%.
Пример 3. Экперимент проводили так же, как и в примере 1, но в реакционную массу загружали 0,01 г (0,1 г/л) натриевой соли тетрасульфофталоцианина меди.
Концентрация ванилина в реакционной массе составила 4,1 г/л в пересчете на конечный объем реакционной массы. Выход ванилина в расчете на лигнин сосновой древесины - 14,3 мас.%.
Пример 4. Экперимент проводили так же, как и в примере 1, но в реакционную массу загружали 0,005 г (0,05 г/л) натриевой соли тетрасульфофталоцианина меди.
Концентрация ванилина в реакционной массе составила 2,6 г/л в пересчете на конечный объем реакционной массы. Выход ванилина в расчете на лигнин сосновой древесины - 9,1 мас.%.
Полученные результаты показывают, что заявляемый способ получения ванилина заключается в применении более активного по сравнению с прототипом катализатора, и это обеспечивает снижение расхода катализатора и продолжительности процесса, а также повышение выхода целевого продукта.
Claims (1)
- Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья кислородом в щелочной среде при повышенной температуре и давлении в присутствии органической добавки, отличающийся тем, что в качестве добавки используют натриевую соль тетрасульфофталоцианина меди в количестве 0,1-0,4 г/л реакционной массы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147285A RU2631508C1 (ru) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147285A RU2631508C1 (ru) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631508C1 true RU2631508C1 (ru) | 2017-09-25 |
Family
ID=59931292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147285A RU2631508C1 (ru) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631508C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3010946A1 (de) * | 1979-03-22 | 1980-10-02 | Yhtyneet Paperitehtaat Oy | Verfahren zur herstellung von vanillin aus einem lignin enthaltenden material |
RU2057112C1 (ru) * | 1992-11-16 | 1996-03-27 | Иркутский институт органической химии СО РАН (Отдел химии древесины) | Способ получения ароматических оксиальдегидов |
RU2117654C1 (ru) * | 1996-08-28 | 1998-08-20 | Иркутский институт органической химии СО РАН | Способ получения ванилина |
RU2179968C1 (ru) * | 2001-01-12 | 2002-02-27 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Способ получения ароматических альдегидов |
-
2016
- 2016-12-01 RU RU2016147285A patent/RU2631508C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3010946A1 (de) * | 1979-03-22 | 1980-10-02 | Yhtyneet Paperitehtaat Oy | Verfahren zur herstellung von vanillin aus einem lignin enthaltenden material |
RU2057112C1 (ru) * | 1992-11-16 | 1996-03-27 | Иркутский институт органической химии СО РАН (Отдел химии древесины) | Способ получения ароматических оксиальдегидов |
RU2117654C1 (ru) * | 1996-08-28 | 1998-08-20 | Иркутский институт органической химии СО РАН | Способ получения ванилина |
RU2179968C1 (ru) * | 2001-01-12 | 2002-02-27 | Институт химии и химической технологии СО РАН | Способ получения ароматических альдегидов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9359318B2 (en) | Process for the synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid | |
Pyo et al. | A new route for the synthesis of methacrylic acid from 2-methyl-1, 3-propanediol by integrating biotransformation and catalytic dehydration | |
CN103626643B (zh) | 一种以天然丁香酚为原料合成香兰素的制备方法 | |
CN105837433B (zh) | 一种联产葡萄糖酸和羟甲基糠醛的方法 | |
RU2631508C1 (ru) | Способ получения ванилина окислением лигнинсодержащего древесного сырья | |
CN105541588B (zh) | 一种丁二酮的合成方法 | |
KR101622236B1 (ko) | 알릴 알콜로부터 아크릴산 제조용 불균일계 촉매, 이를 이용한 알릴 알콜로부터 아크릴산을 제조하는 방법 | |
CN101591233B (zh) | 葡萄糖酸的制备方法 | |
RU2519550C1 (ru) | Способ получения ванилина | |
CN103739479A (zh) | 用金催化剂由葡萄糖催化氧化制备葡萄糖酸钠的方法 | |
CN107445832B (zh) | 乙醇酸酯氧化生成乙醛酸酯的方法 | |
Nolte et al. | Feed yeast and industrial alcohol from citrus-waste press juice | |
CN108610240B (zh) | 一种固体质子酸用于脱除乙二醇中多元杂醇的方法 | |
CN114345366B (zh) | 一种3-甲氧基-4-羟基扁桃酸氧化催化剂的制备方法 | |
RU2011116903A (ru) | Способ производства водорастворимых солей гуминовых кислот | |
Tarabanko et al. | High temperature 5-hydroxymethylfurfural synthesis in a flow reactor | |
RU2442763C1 (ru) | Способ гумификации растительного сырья | |
RU2671161C1 (ru) | Способ химической переработки древесины | |
CN107445828B (zh) | 合成乙醛酸酯的方法 | |
Khurshid et al. | Application of glucose oxidase for the production of metal gluconates by fermentation | |
RU2429214C1 (ru) | Способ получения гуминовых кислот и гуматов из торфа | |
RU2601750C1 (ru) | Способ получения водорастворимого производного гидролизного лигнина | |
CN110860297A (zh) | Cu-Ag/La@HAP催化剂的制备方法及其催化氧化1,2-丙二醇制备乳酸的应用 | |
CN104262415A (zh) | D-阿拉伯糖高效生产方法 | |
RU2206654C1 (ru) | Способ получения целлюлозы |