DE642246C - Verfahren zur Darstellung von Furfurol - Google Patents
Verfahren zur Darstellung von FurfurolInfo
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- DE642246C DE642246C DEB151341D DEB0151341D DE642246C DE 642246 C DE642246 C DE 642246C DE B151341 D DEB151341 D DE B151341D DE B0151341 D DEB0151341 D DE B0151341D DE 642246 C DE642246 C DE 642246C
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D307/38—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
- C07D307/40—Radicals substituted by oxygen atoms
- C07D307/46—Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
- C07D307/48—Furfural
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Description
Das vorliegende Verfahren betrifft die Darstellung von Furfurol aus pentosanhaltigen
Materialien, wie Haferschalen, Maiskolben,
Getreidestroh, Sägmehl usw.
Die Bildung von Furfurol aus Pentosanen geht in der Weise -vor sich, daß unter der Einwirkung von "verdünnten Säuren bzw. durch hochgespannten Dampf zunächst Hydrolyse zu Pentosen erfolgt, die durch Wasserabspaltung in Furfurol übergehen:
Die Bildung von Furfurol aus Pentosanen geht in der Weise -vor sich, daß unter der Einwirkung von "verdünnten Säuren bzw. durch hochgespannten Dampf zunächst Hydrolyse zu Pentosen erfolgt, die durch Wasserabspaltung in Furfurol übergehen:
C5 H10 O5-SH2O = C5 H4O2.
Die letztere Reaktion ist die am langsamsten verlaufende Teilreaktion und wird sowohl durch Säurezusatz wie durch erhöhte Temperatur beschleunigt. Daher arbeitet die zur analytischen Bestimmung des Furfurols dienende Tollenssche Methode unter Verwendung von I2°/Oiger Salzsäure bei Siedetemperatur, während das von La Forge beschriebene (Journ. of Ind. and Eng. Chem. 15,
Die letztere Reaktion ist die am langsamsten verlaufende Teilreaktion und wird sowohl durch Säurezusatz wie durch erhöhte Temperatur beschleunigt. Daher arbeitet die zur analytischen Bestimmung des Furfurols dienende Tollenssche Methode unter Verwendung von I2°/Oiger Salzsäure bei Siedetemperatur, während das von La Forge beschriebene (Journ. of Ind. and Eng. Chem. 15,
S. 499 [1923]) Gewinnungsverfahren für Furfurol bei etwa i8oD Wasserdampf von
10 Atm. benutzt.
Die in den letzten Jahren für die Gewinnurcg
von Furfurol Vorgeschlagenen Verfahren vereinigen beide Maßnahmen, indem
an Stelle von ^verdünnter Salzsäure mit verdünnter Schwefelsäure und mit Wasserdampf
von etwa 4 Atm. gearbeitet wird. Obwohl zu erwarten war, daß Schwefelsäure in ähnlicher
Weise wie Salzsäure die Reaktion der Furfurolbildung beschleunigen würde, zeigte
ein nach der Tollensschen Methode angestell-
- ter Versuch mit der äquivalenten Menge Schwefelsäure an Stelle von Salzsäure, daß
die Zeit bis zur völligen Umwandlung in Furfurol etwa viermal so groß ist als bei Verwendung
von Salzsäure. Damit war die Erkenntnis gewonnen, daß Schwefelsäure'weniger
wirksam wie Salzsäure ist, und es lag die Vermutung nahe, daß Schwefelsäure in den
bis jetzt ausgeübten Furfurolherstellungsverfahren nicht als besonders geeigneter
Katalysator zu gelten hat.
Es ist eine bei der Furfuroldarstellung bekannte
Tatsache, daß das gebildete Furfurol möglichst schnell dem Einfluß der Säure entzogen
werden muß, wenn größere Verluste durch Zerstörung vermieden werden sollen.
Man spült daher das Reaktionsgefäß während des ganzen Prozesses mit einem kräftigen
Dampf strom aus, und je länger deshalb die.
Umsetzung zu Furfurol dauert, um so größer
ist der Aufwand an Dampf. Da der Dampfverbrauch den bestimmenden Unkostenfaktor
bei der Furfurolherstellung bedeutet, ist ein ■ Verfahren zur Gewinnung von Furfurol um
so vorteilhafter, je kürzer die Reaktionszeiten sind. Alle bis Jetzt vorgeschlagenen Furfurolgewinnungs
verfahr en sind mit dem Nachteil behaftet, daß die Furfurolbildung sehr lange
Zeit erfordert, und es mußte versucht wer-. den, die Umsetziungszeiten wesentlich zu verkürzen.
Der Verwendung von Salzsäure bei hohen Temperaturen zu diesem Zweck steht
ihr starkes chemisches Angriffsvermögen und ihre Flüchtigkeit im Wege.
Es wurde nun gefunden, daß durch Zusatz von Aluminiumsulfat die Reaktionsgeschwindigkeit
der Furfurolbildung sehr stark erhöht werden kann. Man kann zwar derart
arbeiten, daß man das Ausgangsmaterial nut
mit einer Aluminiumsulfatlösung befeuchtet und dann der Einwirkung des Dampfes aussetzt.
Zweckmäßiger ist es aber, der zum Einsatz kommenden verdünnten Schwefelsäurelösung
Aluminiumsulfat in geringer Menge zuzusetzen. " Während die bei den in Vorschlag
gebrachten Verfahren zur Durchführung des Prozesses erforderliche Zeit etwa 4 bis S Stunden beträgt, wobei man zumeist
ίο vor Beendigung der Umsetzung abbricht, da
in den letzten Stunden nur stark verdünnte Furfurollösungen entstehen, werden nach dem
vorliegenden Verfahren je nach der Menge angewandter Säure und Aluminiumsulfat und
je nach dem Dampfdruck des verwendeten Wasserdampfes zwei- bis viermal kürzers
Umsetzungszeiten erreicht.
Die Menge des zugesetzten Aluminiumsulfats hängt von der Menge der verwendeten
Schwefelsäure ab und beträgt zweckmäßig bis 5°/0 auf die Menge des lufttrockenen Ausgangsmaterials
und auf wasserfreies Salz berechnet. Mit Vorteil wird das Aluminium-
mit Aluminiumsulfat
ι. Std. in 5 IH2O =r 360g Furfurol] 875g,
2. - - - ' =36og - i 44°/0
3. - - — 155 g - J Ausbeute
4. - - - = 50 g
5· - - - = 20 g
5· - - - = 20 g
sulfat in Form seiner Komponenten, Aluminiumoxyd und Schwefelsäure, angewandt.
In einem praktischen Beispiel soll das vorliegende Verfahren im Vergleich mit einem
ohne Zusatz von Aluminiumsulfat durchgeführten Versuch erläutert werden, ohne daß
damit eine Beschränkung auf die gewählten Mengenverhältnisse und Dampfdrucke vorgenommen
werden soll.
10 kg lufttrockene Haferschalen (analytisch bestimmter Furfurolgehalt etwa 20 °/0) wurden
mit einer Lösung von 185 g konzentrierter Schwefelsäure und 150 g wasserhaltigem
Aluminiumsulfat in 2,5 1 Wasser bzw. mit der gleichen Lösung ohne Zusatz von Aluminiumsulfat
gut durchfeuchtet und in einem rotierenden Autoklaven nach kurzem Durchmischen durch Einleiten von Wasserdampf,
mit strömendem Wasserdampf von 4,5 Atm., behandelt. Die in einem Kupferkühler kondensierten
Destillate wurden stundenweise gesammelt und enthielten folgende Furfurolmengen:
ohne Aluminiumsulfat in 5IHo
960 g Furfurol (48 °/u Ausbeute)
= 167 g | Furfurol ] | 576 g. |
= 227 g | - | 29 ° 0 |
= 182 g | - I | Ausbeute |
= 150 g | - | |
= 124g | : | |
961g | Furfurol | |
(48°/o | Ausbeute) |
Die Furfurolbildung erfolgte also bei Zusatz von Aluminiumsulfat wesentlich schneller,
was besonders aus dem Vergleich der nach den ersten 3 Stunden erhaltenen Furfurolmenge
hervorgeht.
Es wurde zwar bereits bei der Verzuckerung von cellulosehaltigen! Material zur Erhöhung
der Ausbeute die Anwendung eines Gemisches verschiedener Säuren vorgeschlagen, wobei auch eine Mengensteigerung des
als Nebenprodukt anfallenden Furfurols erfolgte. In einer Ausführungsform erfolgte
dabei die Darstellung des Säuregemisches unter Mitverwendung anorganischer Salze.
Der Zusatz dieser Salze wirkt indessen nicht reaktionsbeschleunigend auf die Furfurolbildung
ein; denn»die Wirkung des Aluminiumsulfats ist eine durchaus spezifische und
weder mittels Magnesium-, noch Mangan-, noch Eisensulfat kann der gemäß vorliegender
Erfindung erreichte Effekt erzielt werden. Das gleiche gilt auch für die als Zusatz
bei der Furfuroldarstellung vorgeschlagenen Neutralsalze, wie Natriumsulfat
oder Kochsalz.
Um den besten Nutzeffekt aus der Beschleunigung der Furfurolbildung zu ziehen,
empfiehlt es sich, die Entfernung des gebildeten Furfurols aus dem Reaktionsgefäß möglichst
schnell vorzunehmen. Die bis jetzt bei der Furfurolherstellung zumeist benutzten
zylindrischen rotierenden Autoklaven, deren Länge nur wenig größer als ihr Durchmesser
ist, erfüllen diesen Zweck sehr schlecht, da der Weg des Dampfes durch das Reaktionsgut
nur ein verhältnismäßig kurzer ist und die Dampfgeschwindigkeit infolge des großen
Querschnittes eine sehr kleine ist. Eine größere Dampfgeschwindigkeit und eine weit
bessere Durchspülung des Reaktionsgutes wird erfindungsgemäß durch Verwendung von
Reaktionsgefäßen erreicht, deren Länge wesentlich größer als ihr Durchmesser ist.
Claims (3)
- Patentansprüche: "5i. Verfahren zur Darstellung von Furfurol aus pentosehaltigen Materialien durch Behandlung mit verdünnter Schwefelsäure und Wasserdampf unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Beschleunigung der Furfurolbildung inGegenwart von Aluminiumsulfat gearbeitet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumsulfat in Form seiner Komponenten, Aluminium-O'xyd und Schwefelsäure, zur Anwendung gebracht wird.
- 3. Verfahren zur Darstellung von Furfurol aus pentosehaltigen. Materialien nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung in Reaktionsgefäßen vornimmt, deren Länge wesentlich größer als ihr Durchmesser ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB151341D DE642246C (de) | 1931-07-31 | 1931-07-31 | Verfahren zur Darstellung von Furfurol |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB151341D DE642246C (de) | 1931-07-31 | 1931-07-31 | Verfahren zur Darstellung von Furfurol |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE642246C true DE642246C (de) | 1937-02-27 |
Family
ID=7002407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB151341D Expired DE642246C (de) | 1931-07-31 | 1931-07-31 | Verfahren zur Darstellung von Furfurol |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE642246C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE748983C (de) * | 1940-10-08 | 1944-11-15 | Verfahren zur Gewinnung von Furfurol | |
US2436804A (en) * | 1943-07-19 | 1948-03-02 | Masonite Corp | Process of recovering organic compounds |
DE940984C (de) * | 1950-12-27 | 1956-03-29 | Bergin Ag Deutsche | Verfahren zur Gewinnung von Furfurol |
-
1931
- 1931-07-31 DE DEB151341D patent/DE642246C/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE748983C (de) * | 1940-10-08 | 1944-11-15 | Verfahren zur Gewinnung von Furfurol | |
US2436804A (en) * | 1943-07-19 | 1948-03-02 | Masonite Corp | Process of recovering organic compounds |
DE940984C (de) * | 1950-12-27 | 1956-03-29 | Bergin Ag Deutsche | Verfahren zur Gewinnung von Furfurol |
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