Способ получения 5-оксиметилфурфурола

1351932 Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 5-оксиметилфурфурола, который находит применение в качестве промежуточного.) продукта в производстве полимерных материалов, пластиФикаторов и поверхностно-активных веществ.Целью изобретения являются повышение выхода 5-оксиметилфурфурола и 10 сокращение продолжительности процесса за счет использования в качестве металлопорфиринового комплекса ванадии"протопорфириновый - 1(1 комплекс,Способ осуществляют следующим 15 образом.Катализатор получают сополимеризацией акриламида, 1)1,1)1 -метилен-бисакриламида с ванадил-протопорфириновым- (А комплексом в присутствии окис О лительно-восстановительной системы.П р и м е р 1, Готовят три раствора. Первый: 60 г акриламида и 2 г метиленбис-акриламида в 240 мл воды; второй: 5,8 г глицина и 1,2 г 2-ами но(гидроксиметил)-1,3-пропандиола в 200 мл воды; третий: 8 г персульфата аммония в 200 мл воды, В стеклянный реактор помещают соответственно 200,100 и 200 мл этих растворов, до(бавляют 1 мл 1)1,1)1,И ,И -тетраметилэтилендиамина и 40 мл этанола, содержащего 2 г ванадил-протопорфирина. Содержимое реактора перемешивают и выдерживают при 20 С в течение 15- 20 мин, Выход полимерного катализа,тора составляет 52 г. Набухаемость в воде 19,2 мл.П р и м е р 2, Аналогично примеру 1 проводят сополимеризацию в присут ствии этанольного раствора протопорФирина М, не содержащего ванадил. Таким образом получается полимер-носитель. Закрепление ванадила осуществляется выдерживанием гранул катали затора в растворе ванадилсульфата в течение 1 сут. Выход и характеристика катализатора аналогичны примеру 1,-сн;сн СО ЪИСО1 Н - С СН е Н С=С СН СН 2 СН 2 С 001 СН 2 СН 2 С ООН П р и м е р 3, Получение 5-оксиметилфурфурола. 1 л 3%-ного растворасахарозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагреваютОО. до 100 С и прокачивают в течение 3 ччерез помещенный в широкую колонку с60 г катализатора - трехмерносшитогосополимера акриламида, Б,М-метиленбис-акриламида и ванадилпорфиринового комплекса с содержанием ванадилпорфирина в катализаторе 3 мас.%.Оксиметилфурфурол выделяют экстракцией этилацетатом с последующей отгонкой растворителя. Получают 13,0 г О оксиметилфурфурола, т,е, 59% от теоретического,П р и м е р 4. 1 л 5%-ного раствора сахарозы помещают в автоклав спринудительной циркуляцией, нагрева ют до 90 С и прокачивают в течение4 ч через широкую колонку с 50 гкатализатора - трехмерносшитого сополимера акриламида, 11,И -метилен-бис(акриламида и ванадилпорфиринового во Очистку катализатора осуществляют ледующим образом,Полученный полимерный кель измельают на гранулы. Отделение остатков кислительно-восстановительной системы и мономеров проводят путем 2-3- ратной отмывки гранул и катализатоа чистой водой в стакане с последуюей декантацией и замены промывнойды на новую, Затем проводят отмыву катализатора от остатков металлопорфирина с помощью 30%-ного подкисленного раствора этанола в воде. После этого катализатор еще несколько раз промывают чистой водой и высушивают на воздухе. В сухом состоянии катализатор устойчив и может храниться неограниченное время.Структура катализатора, содержащего ванадил-протопорфириновый- П комплекс:1351932 Таблица 1 Объем раствора сахарозы 1 л Параметры Количество катализатора, г 60 60 60 60 60 Концентрация сахарозыв исходном растворе,мас.7 3 3 3 Температура, С / 80 90 100 110 120 Продолжительность про .4 3цесса, чКонцентрация оксиметилфурфурола вгидролизаторе, мас.7 1,30 1,32 1,30 1,10 0,88 Выход оксиметилфурфурола, 7 от теоретического 59 6059 50 40 комплекса с содержанием ванадилпорфирина в катализаторе 5 мас.7 Получают 22,5 г оксиметилфурфурола, т,е. 617 от теоретического.. 5П р и м е р 5. Аналогично условиям примера 2 проводят многократное использование катализатора, тщательно промывая его водой после каждого опыта. При втором, третьем, пятом и де сятом использовании получают оксиметилфурфурол с выходом от теоретического соответственно 61,60,60 и 567.Аналогично этот катализатор можно использовать до 15 раз для получения 15 оксиметилфурфурола с высоким выходом,Температурный интервал процесса 90-100 С. При более высоких темпераотурах снижается выход целевого про дукта, при более низких - увеличиваетсы продолжительность процесса (см. табл.1),Содержание ванадилпорфирина в катализаторе устанавливается в пределах 3-5 мас.7 Большое содержание ванадилпорфирина приводит к ухудшению набухаемости катализатора в воде, меньшее содержание - к снижению кон- З 0 центрации каталитических центров. В результате в обоих случаях уменьшается выход целевого продукта (см.табл,2). Концентрация катализатора составляет 5-6 мас,7 от массы раствора са" харозы. Меньшая концентрация катализатора приводит к снижению каталиФического эффекта, а большая - к ухудшению фильтрации раствора сахарозы через слои катализатора, н результате чего выход целевого продукта не растет (см.табл.3).Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить выход целевого продукта с 48-51 до 59-617 и сократить продолжительность процесса с.,5 до 4 ч. Формула изобретения Способ получения 5-оксиметилфурфурола гидролизом 3-5 мас.7. водного раствора сахарозы при 90-100 С в присутствии 5-6 мас.7 па отношению кмассе раствора сахарозы катализатора, представляющего собой трехмерносши тый сополимер акриламида, М,Б -метилен-бис(акриламида) и металлопорфиринового комплекса содержащего 3- 5 мас.7. металлопорфирина, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и сокращения продолжительности процесса, в качестве металлопорфиринового комплекса используют ванадил-протопорфириновый- П комплекс.135932 Таблица 2 Объем раствора сахарозы 1 л Параметры Концентрация ванадилпорфирина в катализаторе, мас.Х Продолжительностьпроцесса, ч 2,5 2,5 2 Концентрация оксиметилфурфурола в гидрализате, мас.Х 0,97 1,10 1,30 1,32 1,19 1,05 Выход оксиметилфурфурола, Х от теоретического 44 50 59 6054 П р и м е ч а н и е. Количество катализатора ЬО,г; исходнаяконцентрация сахарозы 3 мас.Х;температура 100 СТаблица 3 Параметры Объем раствора сахарозы 1 лТираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5