Способ получения диацетон-2-кето-1-гулоновой

ОП ИСАНИИЗОБРЕТЕН ИЯ 3826 ОЗ Сова Советских Социалистических РоспубликК АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства-Заявлено 31. т/,1971 ( 1664154/23-4)с присоединением заявки-Приоритет -Опубликовано 23.7.193. Бюллетень23Дата опублигкования описаяия 13.1 Х.1973 М. Кл. С 07 с 59/32 С Ос 59/38Ковитот по долаот ивобрвтоиий и открытий при Совете 1 йииистров ССОРУДК 547.919.07(088,8) Авторыизобретен 1 тя М, Я, фиошин, И, А. Авруцкая, Т. Е. Мулина, Э. А. Меллер,Л, Г, Селезнев, Л. М, Сухманева, Е, С, Гридвшко и В, М, Нитченко Заявитель Московский химико-технологический институт им, Д. И. Менделеева СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОН-КЕТО-г.-ГУЛОНОВОЙ КИСЛ ОТВ 11,0 8,0 12,0 0,6 2 гг 40 Выход по веществу диацетон-кето.-гулоновой кислоты, я91,1 92,4 91,3 89,6 87,1 81,0 Таблица 2 12,019,0 32,0 63,3 Плотность, тока, а/длг 91,0 1 89,0 82,3 Выход по веществу диацетон-кето 1.-гулоновой кислоты, 0093,6 Изобретение относится к получению кетокарбоновь 1 х кислот, в частности диацетон- кето-/.-Гулоновой кислоты, находящей широкое применение в синтезе витамина С - аскорбиновой кислоты. 5Известен способ получения диацетон- кето.-гулоновой кислоты электрохимическим окислением диацетон-/.,-сорбозы в щелочной среде при температуре не выше 100 С с применением никелевого катОда и окисно-никеле ного анода при плотности тока 0,1 - 20 а/длР, преимущественно 10 а/дм, при этом межэлектродное расстояние не имеет существенного влияния на процесс.Выход целевого продукта -94%. Однако 15 производительность процесса составляет 0,23 г/час.С целью интенсификации процесса при предлагаемом способе электрохимическое окисление проводят при плотности тока 20,0 - 100 а/дм и межэлектродном расстояниги 20 - 30 лтм. Это позволяет сократить время процесса в 12 - 15 раз.Кроме того, следует учитывать, что на эффективность окисления влияет расположение 25 электродов, т. е. коаксиальное (см. табл, 1) или плоскопараллельное (см. табл, 2).При плоскопараллельном расположении электродов с расстоянием между ними 32 мм выход целевого продукта при плотности така 30 12 а/ди уже па 12,0% выше, чем при коакспальном расположении, и меняется уже не столь существенно при значительном повышении плотности тока. П р и м е ч а н и е для табл. 1 и 2; используется 7,5 г диацетон./,-сорбозы в 130 гил 2%-ного раствора едкого патра, количесгво электричества 7,5 а час.Из табл. при коаксиальном расположении электродов с расстоянием между ними 5 хьи выход диацетон-кето-/. гулоновой кислоты падает довольно значительно уже при плотности тока 12 а/дм 2,Оптимальным оказалось межэлектродное расстояние 25 мм при плоскопараллельном расположении электродов.382603 Таблица 3 Ло2 ох 10 Мсжэяек родное 5расстояние, мм Выход по веществудиацетон-кето-гулоновой кислоть 1, %Выход по току диацетон-кето.-гулоиовой кислоты, % 71,5 79,7 79,5 91,015 84,3 32834 132,8 30,7 22,4 Таблица 4,Таблица 5 Количество пропущенного электричсства, а час 1 г 6,41,0,67 0,87 1,0 1,33 1,Плот 1 тость тока,а/дм 47 67 105 205 147 167 20 62,3 79,2 84,3 87,8 1 91,9 91,8 50 94,0 92,0 82,0 87,3 92,5 Выход по веществу диацетон-кето-Е; гулоновой кислоты,%Выход по току диацетон-кето. гулоновой кислоты. % Выход по веществу диацетон-кето-/,- -гулоновой кислоты, %Выход по току диацетон-кето-/.-гулоновой кислоты, %. 43,4 22 22 22 21 276 43,4 38,3 37,7 34,7 18,9,2,22,Количество пропущенного электричества прги электролизе с высокими плотностями тока должно составлять 1,6 - 1,8 а час ца 1 г диацетон-Е-сорбозы.В таол. 3:приведено Влияние 1 ежэлРктродного расстояния на выход целевого продукта по веществу и по току. ф Опыты по влиянию межэлектродного расстоянияпроводились при низкой концентрации диацетон-Лсорбозы (58 г/л) и количество электричсства 1 а часиа 1 г диацетон-Е-сорбозы. В последней графе для сравнения приведены данные при количестве пропущенного электричества 1,7 а час на 1 г диацетон-Ь-сорбозы и ооычцо используемой в промышленных условиях концентрации (100 г/л). Оба этих фактора способствуют увеличению выхода продукта по веществу. 30Как видно из табл. 3, межэлектродное расстояние 25 лм является оптимальным, а интервал изменения межэлектродного расстояния должен быть сравнительно узким (20 - 30 мм), Зависимость выхода диацетон-кето- Е-гулоцовой кислоты от межэлектродного расстояния связана с совокуп 1 ным влиянием таких факторов, как перемешивание электролита в межэлектродном пространстве, выделяющпмися на электродах тазами, доступом раст вора,в межэлектрод 1 ное про 1 странство и газонаполнителем электролита. Влияние количества пропущенного электричества 45 иа выход диацстон-ксто.-гулоновой кислоты П р и и е ч а н ис: концентрация диацстон.Л-сорбозы 58 г/л, плотность тока 50 а/дм, межэлектродиое расстояние 25 мм, 2%-ный раствор ИаОН. 60Из табл, 4 следует, что высокий выход продукта по веществу при высоких плотностях тока, 1 например при 50 а/для, достигается только при о 1 пределенном,количестве про 1 пущенного электричества (1,67 а час на 1 г диа цетон,-сорбозы) с интервалом изменения количества электричества 1,5 - 1,7 а час на 1 г диацетонсорбозы, тогда как при плотностях тока ниже 20 а/дм количество пропущенного электричества составляет 1 а час ца 1 г диацетон-,-сорбозы. Последнее обстоятельство связано с тем, что с повышением плотности тока увеличивается выход по току кислорода, и доля тока ца окисление снижается,Снижение температуры ниже 50 С значительно замедляет процесс, а при температурах выше 60 С нет смысла вести процесс, так как скорость его не увеличивается, а происходит сильное испарение электролита. Время проведения процесса должно увеличиваться при более низких плотностях тока, т. е. при этом уменьшается производительность процесса. Продолжительность процесса при концентрации диацетон-Е-сорбозы 100 г/л составляет 4,5 час для плотности тока 50 а/дл 12 при этом получают диацетоц-кето-У.-гулоновую кислоту с выходом 94%. Производительность процесса составляет 3 г/час диацетон-кето,- гулоцовой кислоты из 2,9 г/час диацетон-У,- сорбозы. При плотности тока 147 а/дм время проведения процесса составляет 3,2 час, а скорость переработки диацетон.-сорбозы возрастает до 4 г/час, цо при более низком выходе по веществу (87% ) скорость образования диацетоц-кето,-тулоновой кислоты составит 3,9 г/час.Время проведения при известном способе составляет 260 час, т. е. при этом перерабатывается 65 г диацетон.-сорбозы. При окислении при 10 а/дм 0,25 г/час диацетон-.С-сорбозы образуется 0,23 г/час диацетон-кето-Е- гулоновой кислоты. Сравнение известного способа с предложенным показывает, что производительцост. последнего выше на порядок.Увеличение плотности тока до 205 а/дм против 105 практически не влияет на выход, и поэтому следует проводить его при плотности це выше 100 а/длР. П р и м е ч а н и е: концентрация диацетон-Е-сорбозы 100 г/л, количество электричества 1,7 а . час на 1 г диацетон-Л-сорбозы,При плотности тока 12 а/дм расход электроэнергии на 1 кг диацетон-кето-Е-гулоновой кислоты составляет 4 квт. час, а при плотности тока 100 а/дм - 7,5 квт час (стоимость 1,5 коп за 1 квт час), Повышение плотности382603 Предмет изобретения Составитель М. Эстрина Техред Г. ДворинаЗаказ 424/1272 Изд.588 Тираж 523 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раутпская иаб., д. 4/5 Тип, Харьк. фил. пред, Патент тока от 12 до 100 а/дл увеличит стоимость электроэнергии с б до 11,3 коп. При стоимости диацетон.-сорбозы 5 руб. за 1 кг (норма расхода диацетон.-сорбозы составляет 1 кг на 1 кг гидрата диацетон-кето-Е,-гулоновой кислоты), увеличение расхода электроэнергии составит 1% от стоимости диацетон.-сорбозы. Однако последнее должно окупиться за счет сокращения капиталовложений при проведении процесса в интенсифицированном режиме. П р и м е р. В стеклянный электролизер без диафрагмы с окисно-никелевым анодом и никечевым катодом заливают 130 лгг 2%-ного раствора едкого патра, содержащего 13 г диацетон-У.-сорбозы. Электролиз проводится при анодной плотности тока 31,7 а/дм и температуре 55 С. Количество пропущенного электричества составляет 13 а час. В процессе электро.тиза равномерно добавляют 15 я,г 15%-ного раствора едкого натра для связывания образующейся диацетон-кето-Е-гулоновой кислоты. После электролиза раствор подкисляют холодной 1: 1 НС 1 так, чтобы температура пе превышала 5 С. Выпадающий гидрат днацетон-кето-Е,-гулоновой кислоты отфильтровывают. Получено 13,72 г целевого продукта, что соответствует выходу по веществу на загруженную диацетон-сорбозу 94%. 1, Способ получения диацетон-кето.-гулоновой кислоты электрохимическим окислением диацетон-.-сорбозы в щелочной среде при температуре не выше 100 С с применением никелевого катода и окисно-никелевого анода, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, последний ведут в электролнзере прн плотности тока 20,0 - 100 а/дл и межэлектродном расстоянии 20 - 30 ил с последующим выделением целевого продукта 20 известными приемами.2. Способ по п. 1, от,гичающийся тем, чтопроцесс ведут при межэлектродном расстоянии, равном 25.н,н и б 0 С,