DD141832A1 - METHOD AND DEVICE FOR PREPARING L-ASCORBIN ACID - Google Patents
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Abstract
Inhalt der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung zur Herstellung von L-Ketogulonsaeure oder deren Derivaten. Ziel der Erfindung ist es, die sauer katalysierte Enolisierung-Lactonisierung von L-Ketogulonsaeure bzw. deren Derivate so durchzufuehren, dass bei geringen Energie- und Hilfsstoffkosten in wesentlich kuerzeren Reaktionszeiten bei hohem Durchsatz pro Volumeneinheit hohe Ascorbinsaeureausbeuten erzielt werden. Bei dem erfindungsgemaessen Verfahren wird die sauer katalysierte Enolisierung und Lactonisierung kontinuierlich Druecken die ueber 3 at(Ue)liegen bei Temperaturen ueber 80 Grad C und bei Stroemungsverhaeltnissen, die einer Pfropfenstroemung nahe kommen in einem dafuer entwickelten Rohrreaktor-System durchgefuehrt. Das Schleppmittel fuer die Entfernung der Katalysatorsaeure kann einfach und nahezu quantitativ zurueckgewonnen werden. Als besonderer Effekt gilt die Entfernung der Katalysatorsaeure aus dem Reaktionsgemisch. Sie erfolgt in weniger als einer Sekunde, durch Verdampfer des Reaktionsgemisches mit ButanolContent of the invention is a continuous process and the apparatus required for the production of L-Ketogulonsaeure or derivatives thereof. The aim of the invention is to carry out the acid-catalyzed enolization-lactonization of L-ketogulonic acid or its derivatives in such a way that high ascorbic acid yields are achieved at low energy and auxiliary costs in substantially shorter reaction times at high throughput per unit volume. In the process according to the invention, the acid-catalyzed enolization and lactonization is carried out continuously at temperatures above 80 ° C. and above 3 at (Ue) and at flow rates approaching a plug flow in a tubular reactor system developed for this purpose. The entraining agent for the removal of the catalyst acid can be recovered easily and almost quantitatively. A special effect is the removal of the catalyst acid from the reaction mixture. It takes less than a second, by evaporator of the reaction mixture with butanol
Description
20 8 7 7320 8 7 73
Titel der !ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur. Herstellung von L-Asc orbinsäur eMethod and device for. Preparation of L-ascorbic acid e
Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention
Inhalt der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung, von !-Ascorbinsäure aus Ir-Ketogulonsäure oder deren Derivaten.Contents of the invention is a method and a device for the production of! -Ascorbinsäure from Ir-Ketogulonsäure or their derivatives.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solu tions
Es ist bekannt, daß durch. Erwärmen von !-Ketogulonsäure bzw. deren Derivaten mit Säuren, z. B. Salzsäure eine Enolisierung-Laοionisierung zu L-Asoorbinsäure stattfindet.It is known that through. Heating of! -Ketogulonic acid or its derivatives with acids, eg. B. hydrochloric acid enolization LaÃ,ionisierung takes place to L-asoorbic acid.
Die Synthese kann unter sauren Bedingungen nur optimal durchgeführt werden, wenn die Reaktionszeit in einem engen Bereich eingehalten wird, und die Katalysatorsäure weitestgehend nac-ii erfolgter Umsetzung entfernt wird. Die Isolierung der Katalysator säure aus dem Keaktiönsgemisch. stellt das Hauptproblem jeder sauren Enolisierung dar, weil eine nahezu quantitative Kristallisation der Ascorbinsäure in Gegenwart von. Eineralsäuren nicht erfolgen kann. Es werden diesbezüglich Verfahren beschrieben, die im allgemeinen dadurch gekennzeichnet sind, daß als flüchtige Mineralsäure Salzsäure verwendet wird. Diese wird aus dem Enolisiarungsgemisch. daduroh, entfernt, daß vor der Enolisierungsreaktion oder naoh deren Durchführung kurzkettige, ha-The synthesis can only be carried out optimally under acidic conditions if the reaction time is maintained within a narrow range, and the catalyst acid is removed as far as possible after the reaction has taken place. The isolation of the catalyst acid from the Keaktiönsgemisch. represents the main problem of any acid enolization, because a nearly quantitative crystallization of ascorbic acid in the presence of. One's acids can not be made. There are described in this process, which are generally characterized in that hydrochloric acid is used as the volatile mineral acid. This is from the Enolisiargemisch. daduroh, removes that prior to the enolization reaction or shortly thereafter, short-chain,
logenierte..Kohlenwasserstoffe, Biedere .Alkohole ggf« auch aromatische -Kohlenwasserstoff© zugesetst -werden, um 'Sal&säure und-!fässer durch-Sohleppaestillaticn. eü entfernen. Die Ascorbinsäure wiz& dann in "bekaxmter- Weise kristallisiert und. gereinigte, Logenierte..Hydrocarbons, Biedere .Alkohole if necessary "also aromatic hydrocarbon zugesetst- to 'sal & acid and- barrels by -sohleppaestillaticn. Remove it. The ascorbic acid wiz & then crystallized and "bekaxmter- way. Purified,
Die "beschriebenen Synt h.e s erar ί anteil gestatten .bis..zu 90_$t Ausbeute an BohasoorMiisäure? deren 'Reinheit mit 94 -" 99 $ The described synt he s erar gest proportion allow .bis to 90 _ $ t yield of BohasoorMiisäure ? Whose 'purity with 94 - "99 $
angegeben wird* - -- .; is specified * - -.;
laoSitelle,.dieser 3)arBtel3.ungsssethoden sind die sehr langen Beaktioasiseiten mid deiasufolge große .•l.p.parateTolumixia, eine Aufarbeitung- des-2PJT,.Chloruasserstoffentfernung nötigen Schleppmittelsjstems,- durch- fraktionierte Destillation di© ständige Terrisger-ung der .Katalysatorkossentra.tion und "bei ·. Zusats tob ilkoholea diö Bildung/großer Ifengen deren ¥ersai£'ung isusätsliahen Aufwand, erfordertAccording to these methods of analysis, the very long phases of the reaction are, according to the description, large. • lpparate tolumixia, a reprocessing agent necessary for hydrochloric acid removal, - by fractional distillation, continuous sedation of the catalyst solution, and "in addition to the alcoholism of education, great expense, whose ersai £ 'unrelated expense requires
Siel der Erfindung ist .es die.sauer katalysierte Snolisierung-r-Laotonisierung von L-Ketogulonsäure bsjw. deren DeriTate so''durohsuf Uhren,, daß/bei geringen ED,örgie-'.und Hilfssto.ff-»» kost en t in. wesentlich kmfseren Reaktionsseiten bei -hohem. Durolisata p:eol"'ol\inieaei:aheit hohe Ascarbinsäurθaus'bernten er-» aielt .werden, wo"bai das neue Yerfshren in den Haupt schritt en kontinuierlich Terläuft und die Abtrennung' eier Eataljaator™ sä^ee mit nur einem. Hilfssioff Sühosend in-kÜ3?sester Eeit erfolgt«, ' .. .The invention relates to the acid catalyzed Snolization-r-Laotonization of L-ketogulonic acid bsjw. whose DeriTate so''durohsuf watches ,, that / at low ED, örgie - 'and Hilfssto.ff- »» kost en t in response pages much kmfseren at -hohem... Durolisata p: eol "'ol \ inia: ay high ascarbic acid may be obtained, where" the new direction in the main steps runs continuously, and the separation of one Eataljaator ™ with only one. Aid Served Sühosend in-kÜ3? Sester Eeit ", '...
ng liegt die Aufgabe zn Grurs-dö, ein ieobxii&ohx-äP aB Terfahrea su entt/iokein,. das -ge st at tot L-Ascor-binsäure-in. holier/Ausbeute so fiersustellea.j daß die Iso= llermig der E'ohasoorbiasäuro aus minisralsaurer Xösuag aixroh. ferdaspfen der Halogeni?asserstoff.'säiirs mit einous AlkoholThe task lies with Grurs-dö, an ieobxii & ohx-ä P aB Terfahrea su disappoint / iokein ,. it is dead L-Ascor-binsäure-in. holier / yield so fiersustellea.j that the isouble of E'ohasoorbiasäuro from minisralsaurer Xösuag aixroh. halides of halidesi.seair with mono alcohol
als Eilfsstöff erfolgt.. : ,as Eilfsstöff takes place ..:,
Babel müssen die Kontaktseiien swisohea dem Terwenaaten il-= kob.ol.imd dem mineral säur eia&l tigern Inolisierungsgemisob. sokurs gehalten .-werdea, daß. die Bildung ?oa llkylbalogenid . · Babel the contacts must be swisohea the Terwenaaten il- = kob.ol.imd the mineral acid and aimaturization. so-called.-werdea, that. the formation? oa llkylbalogenid. ·
nahezu vermieden vdrd. Die verbleibende Hiner Staubkonzentration muß mögliciist niedrig gehalten werden, da sonst eine quantitative Kristallisation der Ascorbinsäure nicht erfolgt. Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe im wesentlichen eine Kombination von Rohrreaktor 3, 4, Langrohrveraampfer 9 und Trennsäule 10 benutzt. Das au enolisierende, saure «feusgangsgemisoh wird mit Hilfe einer Dosierpumpe 7 durch einen auf 80 - 110 0C geheizten Eohrresktor 3, 4.einschließlich Verweilrohr 4 gepumpt. Di© Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Rohrreaktor 3, ist so einsusteilen, daß das Yerweilzeitverhalten der reagierenden Moleküle dem einer Pfropfenströmung nahe kommt, also einer Rückvermischung entgegenwirkt.almost avoided vdrd. The remaining Herein dust concentration must be kept as low as possible, otherwise there will be no quantitative crystallization of ascorbic acid. According to the invention, a combination of tubular reactor 3, 4, Langrohrveraampfer 9 and separation column 10 is used to solve this problem essentially. The au enolisierende acidic "feusgangsgemisoh is by means of a metering pump 7 by a 80 - 110 0 C pumped heated Eohrresktor 3, 4.einschließlich holdup. 4 Di © flow velocity of the medium in the tubular reactor 3, is so einusteilen that the Yerweilzeitverhalten of the reacting molecules is close to that of a plug flow, thus counteracts backmixing.
Die Verweilzeit im vorgenannten Temperaturbereich beträgt 5 ~ 15 Min., der Druok wird auf 3-8 atü gehalten. In der hinter dem Yerweilrohr 4 angeordneter Mischkammer 5 wird kontinuierlich n-Butanol zudosiert. Daduroh VTird die Temperatur des Gemisches sofort gesenkt, so daß keine weitere Reaktion stattfindet. Das butanolische Enolisat passiert dann das I&uokhalteventil 8 und wird sofort bei vermindertem Druck so in einem Langrohrverdampfer 9 verdampft, daß eine Gleichgewichtseinstellung zwischen Dampf und Flüssigkeit mögliohst vollständig vermieden wird.The residence time in the aforementioned temperature range is 5 ~ 15 min., The Druok is maintained at 3-8 atm. In the arranged behind the Yerweilrohr 4 mixing chamber 5 n-butanol is added continuously. Daduroh If the temperature of the mixture is lowered immediately, so that no further reaction takes place. The butanolic enolide then passes through the oil pressure valve 8 and is vaporized immediately at reduced pressure in a long-tube evaporator 9 so that equilibrium between steam and liquid is avoided as far as possible.
Dadurch wird die Salzsäure zu mehr als 90 $ entfernt bei einer "Vordampfungsgesehwindigkeit von weniger als 1 see. Dieses Ergebnis ist überrasohend, weil bei normaler Destillation Butanol als Salzsäureschlepper ungeeignet ist.This removes the hydrochloric acid more than $ 90 at a pre-evaporation rate of less than 1 second, which is a surplus because, in normal distillation, butanol is unsuitable as a hydrochloric acid tappet.
Die ökonomische Effektivität des neuen Verfahrens kommt besonders darin zum Ausdruck, daß erstmals ein kontinuierliches Verfahren mit Vorrichtung entwickelt wurde, das bedeutend kürzere Reaktionszeiten für die Enolisierungs-Lactonisierungs-Reaktion ermöglicht.The economic effectiveness of the new process is particularly evident in that for the first time a continuous process with apparatus has been developed which allows significantly shorter reaction times for the enolization-lactonization reaction.
Das Schleppmittel für die Entfernung d.er Katalysator säure kann'einfach .und-nahezu quantitativ zurückgewonnen werden. Die Entfernung der Katalysatorsäure ist technisch so gelöst, daß diese Operation in weniger als einer Sekunde verläuft.The entrainer for the removal of the catalyst acid can be recovered simply and almost quantitatively. The removal of the catalyst acid is technically solved so that this operation proceeds in less than a second.
Sie.dadurch.-geringe tkermisohe..Belastung des Reaktionsgemisehas "bringt nahezu keine Nebenprodukte wie z. B0 Halogenkohlenwasserstoff und Itker des entsprechenden llkohols mit,Sie.dadurch.-low tkermisohe..Belastung of Reaktionsgemisehas "brings almost no by-products such. B 0 halohydrocarbon and Itker the corresponding llkohols with,
Der hohe Borch-sats "bei geringer. .TTolum.enkapassität der Enoli-» sierungsaalag©- gestattet eine .Produktion auf kleinem- RamThe high boron-sats at low T.T.Tolum. Capacity of the enolization asterag © allows a production on small Ram
und geringem /irbeitskeäfteb'edarf. ., ·...and low / occupancy needs. ., · ...
Die -..Erfindung soll direkt naohsteheaae Ansführungsbelspiele näher erläutert werden:The - .. invention should be explained in more detail directly naohsteheaae Anführungsbelspiele:
Eittels Dosierputnßs .(2) wird eine Suspension "bestellend ausEittels Dosierputnsss. (2) is a suspension "ordering
L~K!etogulos.3äure . (DAKGS) wia kö.ßse. S-alsssäure kg/a-DAKGS' .: 5?39 lA Salssäure 3-6fe) aus dem RührL ~ K! Etogulos. (DAKGS) wia kö.ßs e . S-alsssäure kg / a-DAKGS '.? 5 39 lA Salssäure 3-6fe) from the stirring
gefäß. (1) duroh.. e<ine:o. auf 100 C geheisten Eobj?reaktor (3$ 4·) gepuiapto Bie For derm enge "beträgt 15?,1 .l/h. die YerweiLseii 10 mis. Es stellt sieb, ein Bruok von 6 -atu-ein, der vom . EtcuokliaXteTentil (8) konstant go halten sxtpgu Tor. dem. Ein- · 'tritt, des .Snolisätes in den-Langrohrirerdampf er (9) mit der Dosierpxanpe CO 22. l/h. n-Butanol liber die Miso mer (5) aus.,-den TorratsbeEiälier (6) audosiert« Der Druck im. Verdampfer Säulen-Eonaensator^HjSGbiüitt "beträgt '80 -~ 1D0 2o£-r,- die .!Keniperatur 60 ·- 65 0G*..,Bie...Abtrennung- aer.-.flüoh.ti- gen KomponeE.tea.,Bals£?änra undButanol erfolgt in der Füllkörperkolomxe (1O)6 . ,vessel. (1) duroh .. e <ine: o. eobj reactor (3 $ 4 ·) purposed at 100 ° C for Bie For derm narrow "is 15 ?, 1? / h., the yerweiLseii 10 mis. It sets sieve, a Bruok of 6 -atu-one of the. EtcuokliaXteTentil (8) constantly keep sxtpgu Tor., The. Insolvency enters the Langrohrirerdampf he (9) with the Dosierpxanpe CO 22. l / h. N-Butanol through the Miso mer (5) from ., - the TorratsbeEiälier (6) audosiert «The pressure in. Evaporator column-Eonaensator ^ HjSGbiüitt" is '80 - ~ 1D0 2o £ -r, - the.! Keniperatur 60 · - 65 0 G * .., Bie .. .Abtrennung- aer .-. flüoh.ti- gen KomponeE.tea., Bals £? änra undButanol done in Füllkörperkolomxe (1O). 6 .
Die itohascörbinsäur© fällt ale Suiapfprodukt: in (10) ane · lufax*l»eituxi.g und Reinigung erfolgen, in "bekannter-leise.' lusbeuter. 6?2 kij/h Roh-TitaiaiE C «92.#d 96,5 $ ' The itohascorbinic acid is precipitated in : (10) eufuf * l * e »eituxi.g and cleaned, in 'known-quiet.' lusbeuter 6 ? 2 kij / h Raw TitaiaiE C «92. # d 96.5 $ '
Mittels Bosier-pumpe (2) wird eine Suspension 'bestehend aus !""«Ketogulonsäure una^kons» Salseäitrej (10,70 kg/h. KGS σ .. ....By means of a Bosier pump (2), a suspension consisting of "" ketogulonic acid and sodium chloride salt (10,70 kg / h, KGS σ.
b. Salssaare 36^ig)'aus dem Eübrgefäß (1) :diH?ofo. au£ 100 , C .geheisten.Bohrreaktor-Q-y 4) geptnnp.t. Die Föraermeng© "beträgt 15 f0- l/h?- dJ.e Terwsilseit 10 Min»b. Salssaare 36 ^) from the jar (1) : diH? Oo. au £ 100, C .geheisten.Bohrreaktor-Qy 4) geptnnp.t. The Föraermeng © "is 15 f 0 l / h ? - dJ.e Terwsil 10 min»
Es stellt sich, ein Druck von 5,4 atü ein, der vom Druckhalteventil (δ) konstant gehalten wird. It turns, a pressure of 5.4 atü, which is kept constant by the pressure-holding valve (δ).
Tor Eintritt des Enolisates in den Langrohrverdampfer (9) werden mit der Dosierpumpe (7) 22 l/h n-Butanol über die 'Mischkammer (5) aus dem Vorratsbehälter (6) zudosiert. Der Druck,im Terdampfer-Säulen^Kondansator-ll)schnitt beträgt 80 - 100 Torr, die Temperatur 60 - 65 0C. Die Abtrennung der flüchtigen Komponenten Salzsäure und Butanol erfolgt in der Füllkörρerkolonne (10). Die Eohascorbinsäure fällt als Sumpf produkt an. Aufarbeitung und !Reinigung erfolgen in bekannter Weise., - ....' .. Ausbeute: 7?490 kg/h Eohascorbinsäure = 87 fo d. Th. Reinheit: 96,6 <$ Gate entrance of Enolisates in the long-tube evaporator (9) are dosed with the metering pump (7) 22 l / h n-butanol through the 'mixing chamber (5) from the reservoir (6). The pressure in the terdampfer column ^ Kondansator-II) cut is 80 - 100 Torr, the temperature 60 - 65 0 C. The separation of the volatile components of hydrochloric acid and butanol in the Füllkörtelerkolonne (10). The Eohascorbinsäure falls as sump product. Work-up and purification are carried out in a known manner. Yield: 7 to 490 kg / h Eohascorbic acid = 87 fo d. Th. Purity: 96.6 <$
Claims (1)
wird.Masacia from L-ketogulonic acid or the derivatives derivatized by, acid-catalyzed, inolization, xiad Laotonization, characterized by the fact that oilification and laotonization are contaminated. under Druolcim .Temperature "beroich. over ar '
becomes.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |