Способ получения фурфурола

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ КА РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТапов, Т, В 7(088 свид С 07 ЕНИЯ ФУРФУРОЛА го водного 2-57-.(21) 3785575/2 (22) 28.08.84 (46) 07.02,86 (71) Сыктывкар университет им тинский индуст (72) Г. П. Пот М. И. Алиева и (53) 547.722.0 (56) Авторское У 1155600, кл 29.07.83.(54)(57) СПОСО дегидратацией о сударственныиетия СССР и Ухый институтВ. И. КрупенскДолгая8)тельство ГССР0 307/50, . 151) 4 С О 7 П 3 0 7 / 5 0 , В 0 раствора пентоз при 90-100 С в присутствии в качестве катализаторатрехмерносшитого сополимера акриламида, И,И-метиленбисакриламида икомплекса металла 17 группы и порфирина, содержащего 2-5 мас.7 комплекса и взятого в количестве 5-6 Ж отмассы пентоз, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениявыхода целевого продукта и сокращения продолжительности процесса, последний ведут в присутствии катализатора, содержащего в качестве металла17 группы цирконий,Изобретение относится к способамполучения фурфурола, используемогодля синтеза полимеров, ядохимикатов,лекарственных веществ, в качествеселективного растворителя масел, жиров и для других целей,Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и уменьшениепродолжительности процесса.П р и м е р 1. 1 л 2 -ноговодного раствора ксилозы помещают вавтоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100 С и прокачиваютов течение 2 ч через помещенный в широкую колонку катализатор (60 г)трехмерносшитый сополимер акриламидаН,И-метилен-Бис-акриламида и цирконийпорфиринового комплекса - ЕгПКПААГ (содержание цирконийпорфиринав катализаторе 2 мас,%) - в виде набухших гранул размером ЭхЗхЗ мм, Палучают 11,7 г фурфурола, Выход сосставляет 90% от теоретического.П р и м е р 2. 1 л 5 " ного раствора арабинозы помещают в автоклавс принудительной циркуляцией, наогревают до 90 С и прокачивают в течение 3 ч через помещенный в широкуюколонку катализатор (50 г) трехмерносшитый сополимер акриламида, Н,Й".порфиринового комплекса (содержаниецирконийпорфирина в катализаторе5 мас.%)- в виде набухших гранул размером ЗхЗхЭ мм, Получают 29,0 г фурфурола. Выход 91 .от теоретического.П р и м е р 3. Аналогично условиям примера 1 проводят многократноеиспользование катализатора (послетщательной отмывки водой), Послевторого, третьего, четвертого, седьмого и десятого использования получают фурфурол с выходом от теорети"ческого соответственно 91, 90, 91,89 и 87 . Аналогично можно использовать этот катализатор до 15 раз дляполучения фурфурола с высоким(-857)выходом.В табл, 1 приведены данные, полученные при использовании предлагаемого способа получения фурфурола иизвестного.Особенностью иммобилизованного,т.е.,закрепленного в объеме полиакриламидного геля цирконнйпорфиринового комплекса (ЕгПК), является способность гранул набухать в воднойсреде. Набухшие гранулы катализатора одержащие цирконийпорфириновыецентры, лекго проницаемы для молекулреагентов и молекул растворителя,Содержание ЕгПК в катализаторе, рав ное 2-5 мас. , является оптимальным,Повышение количества ЕгПК приводитк уменьшению набухаемости и снижениюдоступности каталитических центров,уменьшение концентрации ЕгПК в катализаторе приводит к значительномууменьшению скорости процесса. В результате в обоих случаях уменьшаетсявыход целевого продукта.П р и м е р ы 4-7. Результатыприведены в табл. 2. Условияпроведения процесса аналогичны примеру 1. Оптимальная температура процессао20 90-100 С. Повышение температуры выше100 С приводит к частичному разложению целевого продукта - фурфурола,и снижению его выхода. При этих жетемпературах происходит частичныйспад полимерной основы катализатора,что также приводит к снижению каталитического эффекта, Понижение темопературы ниже 90 С значительно увеличивает продолжительность процесса,30 что представляется нецелесообразным,Зависимость параметров процесса оттемпературы представлена в табл, 3,Сбъем исходного сырья 1 л,Оптимальное количество катализа 35 тора составляет 5-6% от массы раствора пентоз, Уменьшение этого количества приводит к сннжению каталитического эффекта, что выражается в понижении выхода целевого продукта, Уве 40 личение количества катализатораухудшает процесс циркуляции растворапентоз, в результате чего выход целевого продукта не возрастает, Зависимость параметров процесса от45 количества катализатора представленав табл. 4, Объем исходного сырья -5%-ной арабинозы, 1 л.Катализатор синтезируется путемодностадийной полимеризации акрил 50 амида, метилен-Ьс-акриламида и прото.порфирина 1 Х в присутствии окислительно-восстановительной системыпри комнатной температуре в течение20 мин. Акриламид и метилен-Ьс-акрил 55 амид являются промьппленными мбномерами, Протопорфирин получают иэ гемина, который выпускается промышленностью.3 1209692 4Таким образом, предлагаемый способ счет сокращения времени реакциии повыпозволяет интенсифицироватьпроцесс за сить выходцелевого продукта до 903,гг ПК-ПААГ 1 ПК-ПАА г ПКтализато оличество катализат сть просса,онцентра пентозытворе, Е исходно 0 мпература Концентрацв гидроли 2,90 ла, Е от те 2,4 а, гродолжител Выход фурфуретическог процесса, С о фурфурола е, Е90 90 90 90 Концентрация фурфуролав гидролизатеХ 2,11 2,68 2,90 Продолжительность, час Выход фурфурола, 7 оттеоретического 66 84 91 92 Составитель И. ДьяченкоРедактор Н. Яцола Техред Т,Тупик Корректор А, ТяскоЗаказ 461/33 Тираж 379 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5