DE292865C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES [M IMPERIAL [M

PATENTAMT,PATENT OFFICE,

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung von Dioxybernsteinsäure, d. h. der verschiedenen isomeren Weinsäuren, welches darauf beruht, daß Glyoxylsäure bzw. ein S Glyoxylat in nichtsaurer Lösung durch Elektrolyse reduziert wird.The invention relates to a process for the preparation of dioxysuccinic acid, d. H. of the various isomeric tartaric acids, which is based on the fact that glyoxylic acid or a S glyoxylate is reduced by electrolysis in a non-acidic solution.

: - Zur Ausführung des Verfahrens dient beispielsweise eine Einrichtung, wie sie in der ' beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ίο ist. .: - A device such as that described in the 'The accompanying drawing is shown schematically ίο. .

In dieser bedeutet A .einen Behälter aus nichtleitendem Material, z. B. Holz. B bedeutet die mit Durchlochungen B' versehene Kathode. C ist der Kathodenanschluß. Als Kathoden dienen Elektroden aus Kupfer, Gold, Platin, Nickel, Silber, Eisen oder Kohle. D bedeutet die Anode und E den Anodenanschluß. Die Anode wird auseinem Material gewählt, das unter den Versuchsbedingungen nichtIn this, A means a container made of non-conductive material, e.g. B. wood. B means the cathode provided with perforations B '. C is the cathode connection. Electrodes made of copper, gold, platinum, nickel, silver, iron or carbon serve as cathodes. D means the anode and E the anode connection. The anode is chosen from a material that does not work under the experimental conditions

so leicht angegriffen wird, z. B. aus Platin. F bedeutet ein poröses Diaphragma und trennt den Kathodenraum vom Anodenraum.so easily attacked, e.g. B. made of platinum. F means a porous diaphragm and separates the cathode compartment from the anode compartment.

Bei der Ausführung des Verfahrens ist es angezeigt, darauf zu achten, daß die Kathoden-When performing the procedure it is indicated to ensure that the cathode

*S oberfläche rein und glänzend bleibt. Ferner werden zweckmäßig verhältnismäßig verdünnte Glyoxylatlösungen zur Reduktion verwendet, deren Konzentration etwa .10 bis 20 Prozent beträgt. Eine stärkere als 20 prozentige Losung zu verwenden, ist unvorteilhaft, weil der Strom zu viel Glyoxylsäure in den Anodenraum überführt, wo sie zerstört wird. Um diesen Mißstand zu beseitigen, ist es vorteilhaft, in die ein Glyoxylat enthaltende Kathodenflüssigkeit eine bestimmte Menge eines besser leitenden Elektrolyten zu bringen, wie * The surface remains clean and shiny. Furthermore, relatively dilute glyoxylate solutions are expediently used for the reduction, the concentration of which is about 10 to 20 percent. Using a stronger than 20 percent solution is disadvantageous because the current transfers too much glyoxylic acid into the anode compartment, where it is destroyed. To eliminate this maladministration, it is advantageous, in which a cathode glyoxylate containing liquid a certain amount to bring a better conductive electrolyte, such as

z. B. Kaliumsulfat oder Kaliumchlorid oder ein anderes Alkalimetallsalz, Dadurch wird die Zahl der in den Anodenraum wandernden Glyoxylsäureionen verringert, indem das Kaliumsulfat ein besserer Leiter ist als das Glyoxylat. Die Temperatur der Lösung ist während der Elektrolyse auf Temperaturen zwischen io° und 40⁰ C zu halten. Höhere Temperaturen wie 40⁰ C sind zu vermeiden, ebenso ist es aber auch nicht angängig, die Temperatur unter io° C fallen zulassen. Die vorteilhafteste Temperatur ist 20 bis 25⁰ C. Gleichzeitig ist die Kathodenflüssigkeit auf passende Art zu rühren, z. B. durch ein Rührwerk, oder indem man die Kathode selbst als Rührer gebraucht oder indem man die Flüssigkeit zirkulieren läßt. Das Rühren verhindert die Bildung von weitergehenden Reduktionsprodukten und eine dadurch entstehende niecl- rigere Ausbeute an Tartrat.z. B. potassium sulfate or potassium chloride or another alkali metal salt, This reduces the number of glyoxylic acid ions migrating into the anode compartment, as the potassium sulfate is a better conductor than the glyoxylate. The temperature of the solution must be maintained during the electrolysis at temperatures between io ° and 40 ⁰ C. Higher temperatures such as 40 ⁰ C should be avoided, as it is also not feasible, allow the temperature to io ° C fall. The most advantageous temperature is 20 to 25 ^° C. At the same time, the catholyte should be stirred in a suitable manner, e.g. B. by a stirrer, or by using the cathode itself as a stirrer or by allowing the liquid to circulate. Stirring prevents the formation of further reduction products and the resulting lower tartrate yield.

Wenn man unlösliche Kathoden verwendet, wie z.B. Gold usw., so kann man die Glyoxylatlösung in neutralem oder sogar saurem ZuA. stand (die Säure wird gegebenenfalls bald neu-. tralisiert durch das entstehende Alkali) behandeln, ohne die Leitfähigkeit der Kathode zu beeinträchtigen. Werden lösliche Kathoden gebraucht, wie z. B. Kupferkathoden, dann ist es vorteilhaft, mit alkalischem Elektrolyt anziifangen und denselben während der Dauer der Reduktion so zu erhalten. In jedem Falle muß die Reduktion selbst in einem nichtsauren Medium erfolgen.If you use insoluble cathodes, such as gold, etc., you can use the glyoxylate solution in neutral or even acidic ZuA. stood (the acid may soon be new. neutralized by the resulting alkali) without affecting the conductivity of the cathode affect. Are soluble cathodes needed, such as. B. copper cathodes, then is it is beneficial to start with alkaline electrolyte and to keep the same for the duration of the reduction. In any case, must the reduction itself take place in a non-acidic medium.

Die Stromdichte an der Kathode ist vorteil-· haft in bestimmten Grenzen zu halten, dieselbe kann jedoch gesteigert Werden, wenn man fürIt is advantageous to keep the current density at the cathode within certain limits however, it can be increased if one looks for

Claims (1)

ein ausgiebigeres Mischen der Kathodenflüssigkeit Sorge . trägt. Eine Kathodenstrom-' dichte von ungefähr ι bis 4 Amp. per Quadrat-. ilezimeter aktiver Kathodenoherfläche genügt . -5 bei gewöhnlichem Rühren.more thorough mixing of the catholyte is a concern. wearing. A cathode current ' density from about 1 to 4 amps per square. ilezimeter of active cathode surface is sufficient . -5 with ordinary stirring. ' Die Ausführung des Verfahrens.wird hiernach an folgendem Beispiel erläutert: 'The execution of the procedure is explained below using the following example: 500 ecm einer wässerigen Lösung von 32 g Kaliumglyoxylat und 20 g Kaliumsulfat werden mit ungefähr 0,5 g Kaliumhydroxyd alkalisch gemacht und dann in den Kathodenraum gebracht. Die Kathode soll ungefähr 200 Quadratzentimeter einseitige Oberfläche haben. Der Anodenraum wird mit etwa 60 ecm eines500 ecm of an aqueous solution of 32 g of potassium glyoxylate and 20 g of potassium sulfate Made alkaline with about 0.5 g of potassium hydroxide and then into the cathode compartment brought. The cathode should have a surface area of approximately 200 square centimeters. The anode space becomes one with about 60 ecm »5 geeigneten anorganischen Elektrolyten, z.B. einer 5 prozentigen Lösung von Schwefelsäure oder Salzsäure, beschickt. Statt dessen können auch Lösungen von Kaliumchlorid oder Natriumchlorid oder anderen löslichen Chloriden»5 suitable inorganic electrolytes, e.g. a 5 percent solution of sulfuric acid or hydrochloric acid. Instead, you can also solutions of potassium chloride or sodium chloride or other soluble chlorides ao oder Salzen als Anolyt benutzt werden.ao or salts can be used as anolyte. Bei einem Abstand zwischen Anode undWith a distance between the anode and Kathode von 2Y₂ bis 4 cm wird nun ein Gleich-Cathode of 2Y ₂ to 4 cm is now a constant • strom von ungefähr 4 Amp. durch die Lösung geschickt, wobei die Spannung etwa 5 Volt beträgt. Während der Elektrolyse wird der Inhalt der Zelle energisch gerührt und gleichzeitig durch eine geeignete Vorrichtung abgekühlt, so daß die Temperatur möglichst nicht über 25⁰ C steigt. Bei Innehaltung dieser Arbeitsbedingungen reduziert der elektrische ■: Strom das Glyoxylat in beinahe theoretischer Menge zu Tartrat. Am Anfang ist der Wasserstoff an der Kathode nicht sichtbar, weil er absorbiert wird, aber in ungefähr 2V₂ Stunden unter den beschriebenen Bedingungen ist die Reduktion vollendet, was sich durch eine stürmische Wasserstoffentwicklung an der Kathodenoberflächc anzeigt, sobald das Glyoxylat umgewandelt ist. ·• Pass a current of approximately 4 amps through the solution, the voltage being approximately 5 volts. During the electrolysis, the contents of the cell are vigorously stirred and at the same time cooled by a suitable device so that the temperature does not rise above 25 ^° C. if possible. If these working conditions are maintained, the electrical ■: current reduces the glyoxylate to tartrate in an almost theoretical amount. At the beginning, the hydrogen is not visible at the cathode because it is absorbed, but _{the reduction is complete in about 2V 2} hours under the conditions described, which is indicated by a stormy evolution of hydrogen on the cathode surface as soon as the glyoxylate has been converted. · Die Lösung wird nun aus der Zelle entfernt und der Überschuß von Alkali mittels einer geeigneten Saure, wie z.B. Schwefelsäure oder Salzsäure, neutralisiert. Die resultierende Lösung besteht nun hauptschlich aus einem neutralen Gemisch von Kaliunisalzcn (Kaliumsulfat, -chlorid usw.) und Kaliumtartrat neben kleinen Mengen von Kaliuinoxalat und CiIycolat. Es wird nun ein für Tartiate geeignetes Fällungsmittel zugegeben, wie z. B. Kalziunichlorid oder Kaliumsulfat. Hierdurch wird ein unlösliches Kalziumsalz gebildet, welches leicht aus der Lösung entfernt werden kann.The solution is now removed from the cell and the excess of alkali by means of a suitable Acids, such as sulfuric acid or hydrochloric acid, are neutralized. The resulting solution consists mainly of a neutral mixture of potassium salts (potassium sulfate, chloride etc.) and potassium tartrate in addition to small amounts of potassium oxalate and cilycolate. It will now be suitable for Tartiate Precipitants added, such as. B. calcium chloride or potassium sulfate. This will an insoluble calcium salt is formed which can be easily removed from the solution. Das entstandene Kalziumtartrat wird nach bekannten Methoden abgesondert und auf Weinsäure weiterverarbeitet. Beispielsweise wird das lvnlziumtarlrat mit Schwefelsäure behandelt, das gebildete Kalziumsulfat abfiltricrl und die Weiusäurelösimg zur Kristallisation eingedampft.The resulting calcium tartrate is secreted and on using known methods Processed tartaric acid. For example, the aluminum tarrate is treated with sulfuric acid, Filtricrl the calcium sulphate formed and the white acid solution for crystallization evaporated. BeL. dem vorliegenden Verfahren wird eine nahezu theoretische Ausbeute erzielt, während bei' der bekannten Behandlung von Glyoxylsäure mit Zink und Essigsäure nur Spuren von Traubensäure erhalten werden.BeL. an almost theoretical yield is achieved during the present process in the known treatment of glyoxylic acid with zinc and acetic acid only traces of Grape acid can be obtained. Patent-A νsrRuch:Patent-A νsrRuch: Verfahren zur Herstellung von Dioxybernstcinsäure durch Reduktion von GIy-■ oxylsäure bzw. Glyoxylaten, dadurch gckennzeichnet, daß man diese in neutraler oder alkalischer Lösung der kathodischen Einwirkung des elektrischen Stromes, zweckmäßig unter Rühren, unterwirft.Process for the preparation of dioxysuccinic acid by reducing GIy- ■ oxylic acid or glyoxylates, characterized in that they are in neutral or alkaline solution subjected to the cathodic action of the electric current, expediently with stirring. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.