Катализатор для дегидратации пентоз

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09) 111) 64 4 В 01 Л 31 О 07 П АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ(54) КАТАПИЗАТПЕНТОЗ ся катилитити каталиэаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Сыктывкаруниверситет ими Ухтинский ин(57) Изобретение каса ческой химии, в частн тора (КТ) для дегидратации пентоэ, и может быть использовано в производстве фурфурола. Для повьппения активности титансодержащего ката" лизатора на полимерном носителе используют 10-20 мас.% титаниламмоний сульфат и носитель - полиакриламид, частично сшитый 13 мас.% фенолформальдегидным олигомером со степенью полимеризации 5-6 и мол.м. 200000.Укаэанный КТ позволяет испольэовать доступные компоненты и получать из ксилозы или арабинозы выход фурфурола 80-87% при снижении осмоления и времени процесса с 62 до,3 ч, причем сам КТ легко отделяется от реакцион- аЙ ной массы; 4 табл.,3 олимерный комплекс не выпадает в осад 11351 б 49гИзобретение относится к гетеро- ют О, 1 г водного раствора фенолфоргенным катализаторам на полимерных мальдегидного олигомера (ФФО) в 10 мл носителях и может быть использова- воды и после этого добавляют туда же но для получения фурфурола (ФФ). ранее приготовленный растворЦелью изобретения является увели- (ИН )Тд 0(БО ) . Сразу же образуетчение активности катализатора за ся набухший крупнопористый осадок счет содержания новых соединений полимерного комплекса титана. Содерактивной составляющей катализатора жимое емкости с осадком перемешивают и носителя. в течение 5 ч, затем отмывают водойот незакрепленного соединения титаП р и м е р 1. В 1 л дистиллиро- на и используют для получения ФФ. ванной воды растворяют 10 г полиак- П р и м е р ы 2-18, Проводят ана риламида (ПАА) . В другой емкости ра- логично примеру 1, Условия получения створяют 20 г (ИН)ТО(БО) в 0,5 л .1 б и некоторые характеристики макроком.воды. Затем в емкость, содержащую 1%- плексов тинана (ТЧ) приведены в ный раствор полиакриламида, добавля- табл. 1.Таблица 2 Пример Количество закрепленного комплексатитана (1 Ч) 25 СН -СН 2 в-мети 77 3 тению). ксилозы тельной 2 3 5 л пом 45теч б слой рилна о бочем состояниинабухающий, но неионной среде ком) с полиакрилКатализатор в рпредставляет собой твокс имыи в реак ) Ы(80 ФФО. пла м В ИК сутству 1620 см ектре пполоса иакриламида примидной группы при плексе - при в ком Состав катализатора по примерам1-6 представлен в табл, 2,Содержание компонентов, мас,7 Полимерный комплекс не выпадает в 135 16494 1710 см-, что доказывает образование полимерного комплекса титана.Структуру ФФО можно представить следующим образом:0 10 где п = 5-6,Средняя мол,м. ФФО была м 470-560молекулярно-массовое распределениебыло близко к 2.Использованный полиакриламид имеет среднюю .мол. м. - 200000, молекулярно-массовое распределение 5.Катализатор по изобретению посравнению с известным значительнодешевле, поскольку не содержит титанопорфирина и не требует процессасополимеризации. Отсутствие стадиисополимериэации значительно упрощаети удешевляет способ получения катализатора, так как отпадает необходи- О мость в использовании сложной и дорогостоящей рецептуры окислительно-вос"становительной системы, В качествеполимера-комплексообразователя используют полиакриламид, используемыйна целлюлозно-бумажных комбинатах для 5проклейки бумажного полотна, а в качестве сшивающего и упрочняющего компонента полимерного комплекса - ФФО же более дешевыи, чем ис по известному способу М, бис-акриламид).р и м е р 19 (по изобр 27.-ного водного раствора щают в автоклав с принуди уляцией, нагревают до 130 ние 3 ч прокачивают через хших гранул (250 г) полна амидного комплекса титана (1 Ч) с содержанием (ИН)ТО(ЯО д) 15% мас,(пример 3). Получают 55,8 г Фф, т,е,877 от теоретического,П р и м е р 20 (по изобретению),Аналогично условиям примера 19 проводят дегидратацию ксилоэы и арабинозы в присутствии макромолекулярного комплекса, содержащего различныеколичества закрепленного титана (1 Ч)Данные опытов приведены в табл, 35 1351649 Таблица 3 Продолжение табл 3 Пара биноза пример лоза рабинозао примеру1 араметрь Ксилоэа попримеру ер 1 2 3 4 Выход Фф, Е от теоКоличест о каталатора,50 П р и м е р 21 (по изобретению),Аналогично условиям примера 19 про" 15водят дегидратацию ксилозы и арабиноэы в присутствии макромолекулярного комплекса Тг (11), характеризующегося различной величиной набухаемости в воде. Данные опытов приведены в табл, 4 (катализатор по табл.2) лжительност процесса Температура, С 14 блица 4 Арабиноза по примеру(силоза примеру арамет 15 Продолжительность процесса, ч 3 3 5 4 Темперара, С 40 130 Выход ФФ, %от теоретического 4 84 8 7 87 8 Уменьшение степени набухания катализатора в воде приводит к ухудшению доступности каталитических центров и, как следствие, к снижению скорости дегидратации альдоэ и увеличению времени реакции. Уменьшение концентрации иммобилизованных Т.ф (уменьшение ак 50 тивных центров) в объеме набухших гранул катализаторов приводит к уменьшению скорости реакции и выхода ФФ, что иллюстрируется данными табл.З и 4, Увеличение содержания (ИН ) Тз.О(БО )(20 мас,7) также не приводит к увеличению каталитического эФФекта, поскольку при этом увеличивается число комплексных мостиков между макро- . ретического 87 87 87 80 84 84 84 79 молекулами. Увеличение координационных межмакромолекулярных связей приводит к уменьшению степени набухаемости и не увеличивает (несмотря на большую концентрацию Тф в объеме гранул катализатора) скорость реакции и выход целевого продукта (табл.З) .Пример 20 (табл,З, катализатор 3) и пример 21 (табл, 4, катализатор 3) подтверждают оптимальные условия осуществления процесса дегидратации альдоэ в присутствии катализатора полиакриламид - (ИН ) ТдО (504)Продукты реакцйи можно легко отделять от набухших: гранул катализатора. При использовании предложенноЗаказ 5518/7 Тираж 511 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5:7 13516 го катализатора не наблюдается осмоление ФФ, что позволяет получать целевой товарный продукт с высоким качеством.Дб увеличении активности катали,5 затора свидетельствует увеличение выхода ФФ при дегидратации 2 Х-ного раствора ксилоэы в автоклаве при 130 С в течение 3 ч от 62 (по прототипу) 10 до 80-877 от теоретического для предложенного катализатора. Формула и э обретенияКатализатор для дегидратации пентоз, содержащий соединение титана 498на полимерном носителе, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения активности катализатора, в качестве соединения титана он содержит титаниламмонийсульфат и в качестве полимерного носителя - полиакриламид, частично сшитый фенолформальдегидным олигомером со степенью полимеризацин 5-6 при следующем содеожании компонентов в катализаторе, мас. 7.:Титаниламмонийсульфат 10-20фенолформальдегидныйолигомер 1-3Пьлиакриламид Остальное