Способ получения диацетон-2-кето-гулоновой кислоты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 111) ЭЗ 5 С) 36 ительное и авт, свид-ву -61) оп о 1) М. Кл.С 07 С 59/3 С 07 С 51/2 Заяв ноб 7.07.Е 9.,(21) 1345935/23нением заявки 1348694/23-4 присо сударственный квинтетсвата Мнннстров СССРо делам иэабретеннйн открытий) Заявител одский витаминный комбинат ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОН-КЕТ 1 -ГУЛОНОВОЙ КИСЛОТЫ д) недостаточно высокий выход целевого продукта вследствие высокого содержания диацетои-Ь-сорбозы в окисленном растворе (2 г/л), больших механиЬ ,ческих потерь продукта при обработке,ной среде при температуре не выше 100О в присутствии сернокислого никеля с последующим разделением жидкой и твердойфаз и выделением.,из жидкой фазы целевойкислоты(см. табл. 1 и 2), имеет следуюшнедостатки,5а) длительность процесса получениягидрата диацетон-кет -гулоновойкислоты - 20 час;1б) недостаточно высокая объемная,скорость процесса окисления диацетон. -20 1-сорбозы -350 л/час;в) невысокая объемная скорость працеса разделения жидкой и твердой фаз окисленного продукта (скорость фильтрации наединицу фильтрующей поверхности) -25 200 л/час; иацеие.,отхода 200% Изобретение касается получения д .тон-кето. -гулоновой кислоты, явля;ющейся промежуточным продуктом в син,тезе аскорбиновой кислоты.Известно несколько способов получения диацетон-кето-гулоновой кислоты из диацетон 1 -сорбозы с применением различных окислителей. Так, окисление диацетон.-сорбозы марганцевокислым ка-лием имеет следующие недостатки:а) длительность процесса получения гидрата диацетон-кето.-гулоновой кйс,доты ( 28 час);б) недостаточно высокая объемная скорость процесса окисления диацетон.-сорбозыл/час;в) сложность технологической схемы, включающей такие трудоемкие операции, как разпожение избытка марганцевокисло го калия в конце окисления, промывку осщща двуокиси марганца горячей водой, ручную выгрузку осадка из нутч-фильтров;г) большое количество получающегосяпроизводства двуокиси марганца -к весу диацетон-сорбозы; ллетевь 11 (53) УДК 547.474г) сложность технологической схемы иъ-эа низкой скорости разделения жидкой и твердой фаз (окисленный продукт необходимо отстаивать перед фильтрацией). Кроме того, в процессе окисления иэ-за нестабильности шелочного режима. возможны резкие температурные колебания; сбпровождающие 4 ся вспениванием и выбросами реакционной массы;д) недостаточно высокий выход целево го продукта (93% от теории);в) значительный расход гипохлорита натрия, сернокислого никеля.С целью повышения селективности окисле= ния, сокращения времени процесса, упрощения технологической схемы, увеличения скорости разделения жидкой и твердой фаз окисленного продукта, повышения выхода целевого продукта и сокращения расхода сырья предлагается способ попучения диацетон- в .кето- С -гулоновой кислоты, по которому окисление гипохлоритами проводят при содержании щелочи;в реакционной массе 10-20 г/л, Для. акисления используют растворы гипохлоритов с содержанием активно го хлора 75-180 г/л и щелочи 25-69 г/л, т.е. обеспечиваются соотношения содержания активного хлора и щелочи в растворах гнпохлоритов 3:1, В качестве наиболее целесообразных окислителей следует отметить гипохлорит кальция и хлорную известь. Катализатор-сернокислый никель - берут в количествах, не превышающих 1% к весу диацетон-Е -сорбозы. Предлагаемый способ имеет следующиепреимущества по сравнению со способамиполучения гидрата диацетон-кетова -гуло;,новой кислоты путем окисления диацетон (. -сорбозы марганцевокислым калием:а) продолжительность процесса получения гидрата диацетон-кето-( -гулоновойкислоты сокращается в 2 раза;б) скорость окисления увеличивается в4,0-4,5 раза,в) скорость разделения жидкой и твердой;фаз окисленного продукта увеличивается в2-3 раза;г) упрощается технологическая схема;д) количество осадка (отход производства) уменьшается 40-50 раз;е) выход гидрата диацетон-кето-- гулоновой кислоты увеличивается в среднем на 1-2%.Предлагаемый способ имеет следующиепреимущества по сравнению с известнымспособом получения гидрата диацетон-кето- (. -гулоповой кйслоты путем окислениядиацетон- . -,сорбозы гипохлоритом натрия: 41. Продолжительность процесса получения гилрата диацетон-кего- Е -гулоновой кислоты сокращается примерно в1,5 раза;2, Скорость окисления увеличиваетсяпримерно в 2,5 раза;3. Скорость разделения жидкой и твердой фаз окисленного продукта увеличивается в 10-15 раз;4. Количество осадка (отход производства) уменьшается в 2,0-2,5 раза;5. Выход гидрата диацетон-кето 4 -гулоновой кислоты увеличивается всреднем на 3%;6. Расход катализатора - сернокислого никеля - сокращается в 2 раза;7. Расход активного хлора, а следовательно, и гипохлоритов на 1 кг диаце- тон- -сорбозы сокращается примерно на 40%;8 Упрощается технологическая схема;9, Обеспечивается стабильность процесса без резких температурный колебаний, без вспенивания. Полностью исклю-чаются выбросы реакционной массы,П р и м е р 1. Окисление с использованием гипохлорита кальция.В колбу загружают 210 г гипохлоритакальция, 500 мл воды, 90 мл 42)-ногораствора едкого натра. Массу перемешивают 30 мин и отстаивают 1 час. Раотвор гипохлорита кальция, отделенныйдекантацией от осадка гидроокиси кальция и других примесей, содержит 120180 г/л активного хлора и 40-60 г/л щелочи,В колбу вносят 200 мл раствора, содержащего 40,0 г чистой диацетон-Е-сорбозы, 2,0 г едкого натра, 0,2 г сернокислого никеля. Массу нагревают до темопературы 65 С и в нее тонкой струейпри перемешивании вливают раствор гипохлорита кальция в количестве 150-240 млв течение 10-15 мин. При этом автоматически устанавливается щелочность впределах 10-20 г/л.Через 15-10 мин после начала окисле- Е ния дополнительно вводят 0,2 г сернокислого никеля и процесс ведут при 65 о100 С, Окисленный раствор после отделения фильтрацией окиси никеля направля-ют на выделение из него соляной кислоты й 5 диацетон-кето. -гулоновой кислотыв виде гидрата по принятой в производ. стве технологии.Получают в среднем 40,54 г диацетон-кетэ-гулоновой кислоты, что ЕОсоответствует выходу 96,2% от теоре,Гипохлорита 39 ро мц о Ю е Ф 2 Э е ф ф использованием гипохлоритв кальция175 160 28,0 40,4 95,8 0,69 180 155 27,9 40,5 96,1 0,69 180 160 28,8 40,6 96,3 0,71 120 230 276 404 958 0,68 150 185 277 408 968 068 1 40,0 2 40,03 4004 40,0 5 400 Среднее значение . 40,0 0,12 0,12 0,12 0,14 0,14 99,0 98,0 98,0 98,0 99,0 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 40,54 96,2 0,69 0,4 тического. Чистота полученного продукта 98,0-99,0, зольность 0,12-0,14%.П р и м е р 2. Окисление с использованием гипохлорита натрия.В колбу загружают 200 мл раствора, ;содержащего 40,0 г чистой диацетон-1-сорбозы, 2,0 г чистого едкого натрв, 0,2 г сернокислого никеля. Массу нвгреовают до 65 С и в нее тонкой струей при перемешивании вливают 150-240 мл гипохлорита натрия с содержанием 120- Ч.80 г/л активного хлора и 40-60 г/л щелочи в течение 10-15 мин, При этом автоматически устанавливается шелоч - алость в пределах 10-20 г/л.Через 510 мин после начала окисле- ния дополнительно вводят 0,2 г сернокислого никеля и процесс ведут при 65-100 С.о Окислелный раствор после отделении филь-. трацией окиси никеля направляют на выделение из него сопяной кислотой дивцетонг 2- кето-гулоновой кислоты по принятой в производстве технологии.Получают в .реднем 408 г диацетонъ Ь-2-кето-Ъ гулоновой кислоты,что соответ-. ствует выходу около 96,8% от теоретического. Чистота получения продукта 98,0- 99,0%, зольность 010-0,14%.П р и м е р 3. Окисление. с использованием хлорной извести .В колбу загружают 350 г хлорной извести, 750 мл воды,200 мл 42% ного раствора едкого натра, массу перемешивают 30 мин и отстаивают 1 час, .Раствор, отделенный декантацией от осадка гидрооки,си кальция и других примесей, содержит,75-90 г/л активного хлора и 25-30 г/лщелочи.В колбу вносят 200 мл раствора, со,держащего 40,0 г чистой диацетон-,-сорбозы, 2,0 г едкого нвтрв, 0,2 г сернокислого никеляМассу нагревают до 65 Сои в нее тонкой струей при перемешивании 10 вливают в течение 20-30 мин 310-370 млраствора хлорной извести. При этом автои,, ,матически устанавливается шел очностьсреды в пределах,10-20 г/л. Через 10-15 мин после начала окисления дополнительно вводят 0,2 г сернокислого никеля и процесс ведут нри 65-90 С.о,Окисленный раствор после отделения фильтрацией скиси никеля направляют на выделение из него сопяной кислотой диацетоы:-"2-кето-Ь-гулоновой кислоты в виде гидра,та по принятой в производстве технологии.,Получают 40,54 г диацетон-кетогулоновой кислоты, что соответствует,выходу около 96,2% от теории, Чистотаполученного продукта 98,0-99,0, зольность10, 15%.В табл. 1 приведены результаты получения дивцетон-кето-.-гулоновой кислоЗ 0 ты путем окисления диацетон, -сорбозы,гипохлоритами, в табл. 2 - сравнительныеданные получения гидрата диацетон-кетоЬ -гулоновой кислоты различными способами.МЗаказ 163 Тираж576 Подписное МНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий 113038, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Гагарина, ХО 1 золаРасход катализатора: на1 г/моль диацетон-сорбозы, г/моль на вес диац ,тон Ь-сорбоэы, %;Характеристика растворов гипохлоритае,содержание активного хлора, г/лсодержание щелочи, г/д Свен мщение. содержания ;активного хлора и щелочи в растворах гипохлоритов Расход активного хлора, с держащегося в растворах гипохлоритов, на 1 кг ди ацетонкета Ь-гулоновой кислотые,Расход гипохлорита на 1 кг ,диацетон-кето 1 гудоно,вой кислрты, кгСтоимость 1 кг гидрата , диацетон 2-кето-Сгула,новой кислоты, руб 6- Стоимость сырья на производство 1 кг гидрата диацетон-кето- С гулоновой кислоты, Руб формула изобретения1.1, Способ получения диацетон 2-кето -гулоновой "кислоты путем окйсления ,диацетон-сорбозы гипохлоритамиЬ,ше дочкой среде в присутствии катализатора сернокислого никеля при температуре не1овьппе 100 С с , последующим разделени,ем жидкой и твердойФаз. и выделением це ,левого продукта иэ жидкой фазы сониной ,ислотой, отличающийся тем,что, с целью упрощения процесса, повышениа селективности окисления, сокращения , времени окисления, повышения скорости 1 раэделениа жидкой н тьердой фаэ окисден 35ного продукта, увеличения выхода целевогопродукта и сокращения расхода сырья, окисление ведут при содержании щелочи в реакционной массе, равном 10-20 г/л, исоотношении активного хлора в гипохлорн,тах и щелочи, равном 3:1.2.Способ поп. 1, отд и ч аю-,щ и й с я тем, что в качестве гипохлори,тов используют гипохлорит кальция нли 45 . хлорную известь.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а,ю щ н й с я тем, что сернокислый ннкедьберут в количестве 1 вес,% по отношениюк диацетон 1 -сорбозе.