JP6239608B2 - Process for obtaining vanillin from an aqueous basic composition containing vanillin - Google Patents

Process for obtaining vanillin from an aqueous basic composition containing vanillin Download PDF

Info

Publication number
JP6239608B2
JP6239608B2 JP2015519216A JP2015519216A JP6239608B2 JP 6239608 B2 JP6239608 B2 JP 6239608B2 JP 2015519216 A JP2015519216 A JP 2015519216A JP 2015519216 A JP2015519216 A JP 2015519216A JP 6239608 B2 JP6239608 B2 JP 6239608B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vanillin
basic
lignin
aqueous
adsorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015519216A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015528796A (en
Inventor
シュテッカー,フロリアン
フィッシャー,アンドレアス
キルステ,アクセル
ボイトル,アグネス
ウォン,チュン,ファン
ヴァルトフォゲル,ジークフリート
レゲンブレヒト,カロリン
シュミット,ドミニク
ハルトマー,マリウス,フランツィスクス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of JP2015528796A publication Critical patent/JP2015528796A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6239608B2 publication Critical patent/JP6239608B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/36Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving ionic interaction
    • B01D15/361Ion-exchange
    • B01D15/363Anion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/79Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by solid-liquid treatment; by chemisorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/12Macromolecular compounds
    • B01J41/13Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/014Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor in which the adsorbent properties of the ion-exchanger are involved, e.g. recovery of proteins or other high-molecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/026Column or bed processes using columns or beds of different ion exchange materials in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/05Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
    • B01J49/07Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing anionic exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/50Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents
    • B01J49/57Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents for anionic exchangers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/23Oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

本発明は、例えば、リグニンを含むアルカリ性水溶液又は水性懸濁液の酸化において生じる水性塩基性バニリン含有組成物からバニリンを製造するための方法に関する。   The present invention relates to a process for producing vanillin from an aqueous basic vanillin-containing composition which occurs, for example, in the oxidation of an alkaline aqueous solution or aqueous suspension containing lignin.

再生可能な原材料の特に香料及び香気物質として適する価値のある化学物質への変換は、非常に重要である。リグニン及びアルカリリグニン、硫酸リグニン又はスルホン酸リグニンなどのリグニンを含む物質も、パルプを供給するための木材加工の廃棄物又は副産物として生じる。リグニンを含む物質の全生産量は、年間約200億トンと推定される。したがって、リグニンは重要な原材料である。このリグニンの一部はその間にさらに使用される。例えば、製紙中に発生する黒液のアルカリ処理によって製造できるアルカリリグニンは、北米においては木材及びセルロースに基づくパーティクルボードのための結合剤として、糖液を澄ませるための、アスファルトエマルジョンを安定させるための、及び泡の安定化のための分散剤として使用される。しかしながら、圧倒的に大部分の不用なリグニンは、例えばパルププロセスのためのエネルギー源として燃焼によって使用される。   The conversion of renewable raw materials into valuable chemicals, particularly suitable as perfumes and fragrances, is very important. Substances containing lignin, such as lignin and alkaline lignin, sulfate lignin or sulfonate lignin, also occur as wood processing waste or by-products for supplying pulp. The total production of substances containing lignin is estimated to be about 20 billion tons per year. Lignin is therefore an important raw material. Part of this lignin is further used during that time. For example, alkaline lignin, which can be produced by alkaline treatment of black liquor generated during papermaking, serves as a binder for wood and cellulose-based particleboard in North America to stabilize asphalt emulsions for clearing sugar liquor. And as a dispersant for foam stabilization. However, the vast majority of waste lignin is used by combustion, for example, as an energy source for the pulp process.

バイオポリマーであるリグニンは、p-クマリルアルコール、コニフェリルアルコール及びシナピルアルコールなどのさまざまなフェノール性モノマー構成単位で構成される、植物の細胞壁に存在する三次元高分子の群である。その組成のために、リグニンは自然の中の芳香物質の唯一の重要な供給源である。さらに、この再生可能な天然材料の使用は、食品としての使用と競合しない。   Lignin, a biopolymer, is a group of three-dimensional macromolecules present in plant cell walls composed of various phenolic monomer building blocks such as p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyr alcohol. Because of its composition, lignin is the only important source of aromatic substances in nature. Furthermore, the use of this renewable natural material does not compete with food use.

4-ヒドロキシ-3-メトキシベンズアルデヒドであるバニリンは、食品のための香気物質として、体臭防止剤及び香水中の香料として、及び、医薬品及びビタミン剤の香りの増強のために、高価な天然バニラの代わりに幅広く使用される合成香気物質である。バニリンは、又、さまざまな薬物、例えば、L-ドパ、メチルドパ及びパパベリンなどの合成における中間体でもある。   Vanillin, a 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, is an expensive natural vanilla as a fragrance for food, as a body odor inhibitor and a fragrance in perfumes, and for enhancing the aroma of pharmaceuticals and vitamins. Instead, it is a widely used synthetic aroma substance. Vanillin is also an intermediate in the synthesis of various drugs such as L-dopa, methyldopa and papaverine.

今まで、芳香族アルデヒドは、石油化学前駆物質から一般的に製造されてきた。リグニンの構成単位に対するバニリンの構造的類似性の故に、リグニンは、バニリンを製造するための出発物質として適切なはずである。それ故、リグニンのバニリン及びその他の芳香族アルデヒドへの酸化的開裂は1940年代以来の多数の研究の対象となっている。最も頻繁に使用されたリグニンの変換は、酸化銅(J. M.Pepper、B. W. Casselman、J. C. Karapally、Can. J. Chem. 1967、45、3009-3012を参照)又はニトロベンゼン(B. Leopold、Acta. Chem. Scand. 1950、4、1523-1537、B. Leopold、Acta. Chem. Scand. 1952、6、38-39を参照)による化学酸化、酸分解(J. M. Pepper、P. E. T. Baylis、E. Adler、 Can. J. Chem. 1959、37、1241-1248を参照)、水素化分解(F. E. Brauns、Academic Press 1952、New York、511-535を参照)又はオゾン分解(C. Doree、M. Cunningham、J. Chem. Soc. 1913、103、677-686)である。主要な方法の1つはリグニンを銅又はコバルト触媒の存在下、アルカリ媒体中で100℃より高い温度で酸素により処理することである(H. R. Bjorsvik、Org. Proc. Res. Dev. 1999、3、330-340を参照)。   To date, aromatic aldehydes have generally been produced from petrochemical precursors. Due to the structural similarity of vanillin to the lignin building blocks, lignin should be suitable as a starting material for producing vanillin. Therefore, oxidative cleavage of lignin to vanillin and other aromatic aldehydes has been the subject of numerous studies since the 1940s. The most frequently used conversion of lignin is copper oxide (see JMPepper, BW Casselman, JC Karapally, Can. J. Chem. 1967, 45, 3009-3012) or nitrobenzene (B. Leopold, Acta. Chem. Scand. 1950, 4, 1523-1537, B. Leopold, Acta. Chem. See Scand. 1952, 6, 38-39), chemical oxidation, acid degradation (JM Pepper, PET Baylis, E. Adler, Can. J Chem. 1959, 37, 1241-1248), hydrocracking (see FE Brauns, Academic Press 1952, New York, 511-535) or ozonolysis (C. Doree, M. Cunningham, J. Chem. Soc. 1913, 103, 677-686). One of the main methods is to treat lignin with oxygen in an alkaline medium in the presence of a copper or cobalt catalyst at temperatures above 100 ° C. (HR Bjorsvik, Org. Proc. Res. Dev. 1999, 3, 330-340).

時として、リグニンを含むアルカリ水性懸濁液又は溶液の電気分解によるリグニンからのバニリンの調製が報告されている。WO 87/03014、WO 2009/138368及びC.Z. Smithら、J. Appl. Electrochem. 2011、DOI 10.1007/s10800-010-0245-0を参照。   Occasionally, the preparation of vanillin from lignin by electrolysis of an alkaline aqueous suspension or solution containing lignin has been reported. See WO 87/03014, WO 2009/138368 and C.Z. Smith et al., J. Appl. Electrochem. 2011, DOI 10.1007 / s10800-010-0245-0.

上記のような酸化反応の塩基性反応溶液からバニリンを製造するために、通常の抽出に加えて、任意に酸性化後に行うさまざまなプロセスが知られている。   In order to produce vanillin from the basic reaction solution of the oxidation reaction as described above, various processes that are optionally performed after acidification are known in addition to normal extraction.

塩基性リグニン溶液からのバニリン又はバニレート(バニリン酸塩)の抽出は、例えば、カチオン交換によって達成され、塩基性溶液は中和される。この場合、バニレートは、H+形態のカチオン交換樹脂を通過し、それによってプロトンを付加されてバニリンを形成する。このカチオン交換は、緩衝液(バニレート/バニリン)の存在下で中和と共に起こる- M. Zabkovaら、Sep. Purif. Technol. 2007、55、56-68を参照。バニリンが溶液から抽出されないことは不利であることが証明されている。そのために、この方法は過酸化に対して何らの保護も提供しない。その上、大量の酸が塩基性反応媒体の中和のために必要となる。酸性化によってリグニンは溶液から沈殿し、濾別される必要があり、従って濾過によるバニリンの損失をもたらし得る。 Extraction of vanillin or vanillate (vanillate) from the basic lignin solution is accomplished, for example, by cation exchange, and the basic solution is neutralized. In this case, the vanillate passes through the cation exchange resin in the H + form, thereby adding a proton to form vanillin. This cation exchange occurs with neutralization in the presence of buffer (vanillate / vanillin)-see M. Zabkova et al., Sep. Purif. Technol. 2007, 55, 56-68. It has proved disadvantageous that vanillin is not extracted from the solution. As such, this method does not provide any protection against peroxidation. In addition, large amounts of acid are required for neutralization of the basic reaction medium. By acidification, the lignin precipitates from the solution and needs to be filtered off, and can thus result in the loss of vanillin by filtration.

CH245671は、不純物を含む水溶液からのバニリンの製造について記載しており、その水溶液は、最初にアミノ基を含む塩基性イオン交換体上にバニリンを吸着させ、次いで酸により溶離している。この関連して、実施例では、酸性化により、存在するフミン酸をその水溶液から沈殿させ、次いで、バニリンの水溶液のpHを7に設定している。   CH245671 describes the production of vanillin from an aqueous solution containing impurities, the aqueous solution first adsorbing vanillin on a basic ion exchanger containing an amino group and then eluting with an acid. In this connection, in the examples, acidification causes the humic acid present to precipitate from the aqueous solution, and then the pH of the aqueous solution of vanillin is set to 7.

リグニンの沈殿は、例えば、n-ブチルアルコール又はイソプロパノールを用いてアルカリ溶液から直接バニリン酸ナトリウムを抽出することによって回避することができる。しかしながら、この抽出は、有機溶媒へのバニリン酸塩の難溶性によって制限される。その上、この方法は、未反応のリグニンの抽出画分が非常に大きく、従って酸化に利用できないという不都合を有する。   Lignin precipitation can be avoided, for example, by extracting sodium vanillate directly from the alkaline solution using n-butyl alcohol or isopropanol. However, this extraction is limited by the poor solubility of vanillate in organic solvents. Moreover, this method has the disadvantage that the unreacted lignin extract fraction is very large and therefore cannot be used for oxidation.

さらに、クラフトリグニンの酸化において生じるアルカリ性水性反応物流から管状セラミック膜を通す限外濾過法を用いてバニリンを除去することが知られている- M. Zabkovaら、J. Membr. Sci. 2007、301 (1-2)、221-237を参照。欠点は、限外濾過に対する比較的高い支出及びそれに関連する費用並びに低い能力である。従って、バニリンの効率的分離は、低い透過度においてのみ可能である。より高い透過度を可能にする膜は、リグニンの排出量を増大し、その分離はさらなる分離段階を必要とし、さらに酸化に利用できない。なおその上に、その酸化物膜構造はアルカリ性媒体中で腐食する傾向があるので、長時間の曝露には不適である。   Furthermore, it is known to remove vanillin from an alkaline aqueous reaction stream produced in the oxidation of kraft lignin using ultrafiltration through a tubular ceramic membrane-M. Zabkova et al., J. Membr. Sci. 2007, 301. See (1-2), 221-237. The disadvantages are the relatively high expenditure for ultrafiltration and the associated costs and low capacity. Thus, efficient separation of vanillin is possible only at low permeability. Membranes that allow higher permeability increase lignin excretion, the separation of which requires an additional separation step and is not available for oxidation. In addition, the oxide film structure tends to corrode in alkaline media, making it unsuitable for prolonged exposure.

国際公開第87/03014号International Publication No. 87/03014 国際公開第2009/138368号International Publication No. 2009/138368 スイス国特許公開公報第245671号Swiss Patent Publication No. 245671

J. M.Pepper、B. W. Casselman、J. C. Karapally、Can. J. Chem. 1967、45、3009-3012J. M. Pepper, B. W. Casselman, J. C. Karapally, Can. J. Chem. 1967, 45, 3009-3012 B. Leopold、Acta. Chem. Scand. 1950、4、1523-1537B. Leopold, Acta. Chem. Scand. 1950, 4, 1523-1537 B. Leopold、Acta. Chem. Scand. 1952、6、38-39B. Leopold, Acta. Chem. Scand. 1952, 6, 38-39 J. M. Pepper、P. E. T. Baylis、E. AdlerJ. M. Pepper, P. E. T. Baylis, E. Adler Can. J. Chem. 1959、37、1241-1248Can. J. Chem. 1959, 37, 1241-1248 F. E. Brauns、Academic Press 1952、New York、511-535F. E. Brauns, Academic Press 1952, New York, 511-535 C. Doree、M. Cunningham、J. Chem. Soc. 1913、103、677-686C. Doree, M. Cunningham, J. Chem. Soc. 1913, 103, 677-686 H. R. Bjorsvik、Org. Proc. Res. Dev. 1999、3、330-340H. R. Bjorsvik, Org. Proc. Res. Dev. 1999, 3, 330-340 C.Z. Smithら、J. Appl. Electrochem. 2011、DOI 10.1007/s10800-010-0245-0C.Z. Smith et al., J. Appl. Electrochem. 2011, DOI 10.1007 / s10800-010-0245-0 M. Zabkovaら、Sep. Purif. Technol. 2007、55、56-68M. Zabkova et al., Sep. Purif. Technol. 2007, 55, 56-68 M. Zabkovaら、J. Membr. Sci. 2007、301 (1-2)、221-237M. Zabkova et al., J. Membr. Sci. 2007, 301 (1-2), 221-237

本発明の目的は、バニリンを含む水性アルカリ性組成物からバニリンを製造するための方法であって、前記組成物の中和を必要としない頑健な方法を提供することである。この方法は、特に、バニリンに加えてリグニン及びポリマー酸化生成物も含むリグニンを含む水性アルカリ性組成物の酸化において生じるアルカリ性水性組成物からバニリンを製造することに適しているべきである。これらの溶液は、典型的には少なくとも10のpH、しばしば少なくとも12、特に13より高いpHを有する。特にこの方法は、バニリンと共に比較的多量のリグニンを除去することなく、これらの組成物からのバニリンの製造を可能とするものであるべきである。さらに、この方法は、バニリンの過酸化の危険性を同方法により低減させるために、酸化過程の間に酸化で生じる水性アルカリ性反応混合物からバニリンを除去するのに適しているべきである。   It is an object of the present invention to provide a robust method for producing vanillin from an aqueous alkaline composition containing vanillin that does not require neutralization of the composition. This method should be particularly suitable for producing vanillin from an alkaline aqueous composition resulting in the oxidation of an aqueous alkaline composition comprising lignin which in addition to vanillin also includes lignin and a polymer oxidation product. These solutions typically have a pH of at least 10 and often higher than at least 12, especially 13. In particular, the process should allow the production of vanillin from these compositions without removing relatively large amounts of lignin with vanillin. Furthermore, this method should be suitable for removing vanillin from the aqueous alkaline reaction mixture resulting from oxidation during the oxidation process in order to reduce the risk of vanillin peroxidation by the same method.

この目的及びその他の目的は、以下に説明されている方法によって達成され、この方法では、水性塩基性バニリン含有組成物、とりわけ、リグニンを含む水性アルカリ性組成物の酸化、特に電気分解による酸化において生じる組成物を、塩基性固体吸着剤、特にアニオン交換体により処理する。   This and other objectives are achieved by the method described below, which occurs in the oxidation of aqueous basic vanillin-containing compositions, especially aqueous alkaline compositions containing lignin, especially by electrolysis. The composition is treated with a basic solid adsorbent, in particular an anion exchanger.

従って、本発明は、水性塩基性バニリン含有組成物から、とりわけ、リグニンを含む水性アルカリ性組成物の酸化、特に電気分解による酸化において生じる組成物からバニリンを製造するための方法であって、水性塩基性バニリン含有組成物、とりわけ、リグニンを含む水性アルカリ性組成物の酸化、特に電気分解による酸化において生じる組成物の、塩基性固体吸着剤、特にアニオン交換体による少なくとも1つの処理を含む方法に関する。   Accordingly, the present invention is a process for producing vanillin from an aqueous basic vanillin-containing composition, in particular from a composition resulting from oxidation of an aqueous alkaline composition containing lignin, in particular oxidation by electrolysis. The present invention relates to a process comprising at least one treatment of a basic vanillin-containing composition, in particular an aqueous alkaline composition comprising lignin, with a basic solid adsorbent, in particular an anion exchanger, in the composition resulting from oxidation by electrolysis.

本発明による方法は、多数の利点と関連している。即ち、バニリンがアルカリ性水性組成物中に、大部分又は完全にアニオン型の弱酸、即ち、バニレートとして存在しているため、バニリンは吸着剤によって吸着され、その後、適当な溶離剤、典型的には酸、特に有機溶媒中又は水-有機溶媒混合物中の鉱酸の希薄溶液による処理によって簡単なやり方で遊離又は溶離され得る。塩基性又はアルカリ性組成物中への酸の導入はそれによって回避することができる。これは、リグニンを含む組成物の水性アルカリ性組成物の酸化において生ずる水性組成物の場合、まず第一に、バニリンの過酸化の危険性が減少され、第二に、バニリンが除去され、リグニンを含む水性組成物が直接酸化反応に戻され得るよう、酸化反応中の酸化において形成されるバニリンの放出を可能にする。このようにして、リグニンの変換を最大化し、芳香族化合物の全収率を増大させることができる。これにより、再生可能な原材料リグニンの実質的に完全な利用が可能になる。吸着剤から遊離されたバニリンは、さらに高度に予備精製されており、従来技術の方法よりはるかに少ない量のリグニンを含む。加えて、全体の塩基性反応混合物を中和する必要はなく、吸着剤に結合したバニレートだけを中和すればよいので、塩の含量を著しく減少させることができる。   The method according to the invention is associated with a number of advantages. That is, because vanillin is present in the alkaline aqueous composition as a mostly or completely anionic weak acid, i.e., vanillate, vanillin is adsorbed by the adsorbent, and then suitable eluent, typically It can be liberated or eluted in a simple manner by treatment with dilute solutions of acids, in particular organic acids or mineral acids in water-organic solvent mixtures. The introduction of acids into the basic or alkaline composition can thereby be avoided. This is because, in the case of aqueous compositions that occur in the oxidation of an aqueous alkaline composition of a composition containing lignin, firstly the risk of vanillin peroxidation is reduced, and secondly vanillin is removed and lignin is removed. Allows the release of vanillin formed in the oxidation during the oxidation reaction so that the aqueous composition it contains can be directly returned to the oxidation reaction. In this way, the conversion of lignin can be maximized and the overall yield of aromatic compounds can be increased. This allows substantially complete utilization of the renewable raw material lignin. The vanillin liberated from the adsorbent is more highly pre-purified and contains much less lignin than prior art methods. In addition, it is not necessary to neutralize the entire basic reaction mixture, only the vanillate bound to the adsorbent need be neutralized, so that the salt content can be significantly reduced.

この方法は、主として、少なくとも10のpH、特に少なくともpH12でも、又は13より高いpHであっても、多量の不純物をまだ含んでいる可能性のあるバニリンの塩基性又はアルカリ性溶液を用いて直接実施することができるという利点を有する。バニリン酸アニオンの比較的低い電荷密度及びこれらのpHにおける比較的高いOH-イオンの濃度のため、OH-イオンはバニリン酸アニオンと置換し、塩基性吸着剤へのバニレートの大きな吸着は起こらないと予想されるため、これらのpHにおいてさえバニリンが塩基性溶液から塩基性吸着剤によって吸着されることは驚くべきことである。 This method is mainly carried out directly with a basic or alkaline solution of vanillin which may still contain a large amount of impurities, even at a pH of at least 10, especially at least pH 12 or higher than 13. Has the advantage of being able to. Because of the relatively low charge density of vanillate anions and the relatively high concentration of OH ions at these pHs, OH ions will displace vanillate anions and significant adsorption of vanillate to the basic adsorbent will not occur As expected, it is surprising that vanillin is adsorbed from basic solutions by basic adsorbents even at these pHs.

本発明による方法は、このように、アルカリ性媒体中でのリグニンの反復又は連続酸化を可能にし、同時、反復、又は連続するバニリンの製造を可能にする。固体塩基性吸着剤は容易に再生することができ、バニリンを製造するために繰り返し使用することができるので、この塩基性吸着剤を用いるバニリンの製造は特に経済的である。   The process according to the invention thus enables repeated or continuous oxidation of lignin in an alkaline medium, allowing simultaneous, repeated or continuous production of vanillin. The production of vanillin using this basic adsorbent is particularly economical since the solid basic adsorbent can be easily regenerated and can be used repeatedly to produce vanillin.

本明細書においてはこれ以降、語句の「塩基性バニリン溶液」、「アルカリ性バニリン溶液」、「塩基性組成物」、「アルカリ性組成物」、「水性塩基性バニリン含有組成物」、「水性アルカリ性バニリン含有組成物」、「塩基性バニリン溶液」、「アルカリ性バニリン溶液」及び「アルカリ性組成物」は、同義語として使用される。これらは、場合によって不純物に加えてバニリンを溶解された形で含み、一般的に9より高い、多くの場合少なくとも10のpH、とりわけ少なくとも12のpH、特に13より高いpHの塩基性又はアルカリ性のpHを有する水性組成物を意味するものと解釈される。   Hereinafter, in the present specification, the phrases “basic vanillin solution”, “alkaline vanillin solution”, “basic composition”, “alkaline composition”, “aqueous basic vanillin-containing composition”, “aqueous alkaline vanillin” “Containing composition”, “basic vanillin solution”, “alkaline vanillin solution” and “alkaline composition” are used synonymously. These optionally contain vanillin in dissolved form in addition to impurities, generally basic or alkaline at a pH higher than 9, often at least pH 10, in particular at least pH 12, in particular higher than 13. It is taken to mean an aqueous composition having a pH.

塩基性又はアルカリ性組成物を塩基性吸着剤、特にアニオン交換樹脂で処理するためには、例えば吸着剤を、バニリンを含む水性アルカリ性組成物に加えることができる。一定の滞留時間の後、塩基性吸着剤を、バニリンを含む水性アルカリ性組成物から分離し、その後バニリンを吸着剤から溶離剤による処理によって遊離させる。分離は、固液分離の通常の方法によって、例えば濾過、沈降分離又は遠心分離によって進めることができる。   In order to treat a basic or alkaline composition with a basic adsorbent, in particular an anion exchange resin, for example, the adsorbent can be added to an aqueous alkaline composition containing vanillin. After a certain residence time, the basic adsorbent is separated from the aqueous alkaline composition containing vanillin, after which the vanillin is released from the adsorbent by treatment with an eluent. Separation can proceed by conventional methods of solid-liquid separation, for example by filtration, sedimentation or centrifugation.

好ましくは、まず組成物を塩基性吸着剤の床又は固定床、例えば吸着剤を充填したカラムに通過させ、その後、塩基性吸着剤を溶離剤で溶離させる。   Preferably, the composition is first passed through a bed of basic adsorbent or a fixed bed, such as a column packed with adsorbent, after which the basic adsorbent is eluted with an eluent.

適切な吸着剤は、基本的に塩基性の基を含むか又は水酸化物イオンによって処理された全ての物質である。これらには、アルカリ化活性炭、塩基性酸化アルミニウム、粘土、塩基性吸着樹脂、特にアニオン交換体又はアニオン交換樹脂が含まれる。アニオン交換体又はアニオン交換樹脂は、一般的に、第三級アミノ基、第四級アンモニウム基及び第四級ホスホニウム基から選択される官能基を含む。   Suitable adsorbents are essentially all substances that contain basic groups or have been treated with hydroxide ions. These include alkalinized activated carbon, basic aluminum oxide, clay, basic adsorption resins, in particular anion exchangers or anion exchange resins. Anion exchangers or anion exchange resins generally contain functional groups selected from tertiary amino groups, quaternary ammonium groups and quaternary phosphonium groups.

使用されるアニオン交換体は好ましくは、カチオン基、例えば第四級アンモニウム基、第四級ホスホニウム基、イミダゾリウム基又はグアニジニウム基、特に第四級アンモニウム基又はイミダゾリウム基を含む架橋有機ポリマー樹脂である。   The anion exchanger used is preferably a crosslinked organic polymer resin containing cationic groups such as quaternary ammonium groups, quaternary phosphonium groups, imidazolium groups or guanidinium groups, in particular quaternary ammonium groups or imidazolium groups. is there.

好ましい実施形態において、使用される塩基性吸着剤は、架橋ポリスチレン樹脂群(以後、群iのイオン交換体と称する)から選択されるアニオン交換樹脂であって、架橋ポリスチレンのフェニル環の一部が第四級アンモニウム基、特に式I:   In a preferred embodiment, the basic adsorbent used is an anion exchange resin selected from a cross-linked polystyrene resin group (hereinafter referred to as group i ion exchangers), wherein a portion of the phenyl ring of the cross-linked polystyrene is Quaternary ammonium groups, especially formula I:

Figure 0006239608
(式中、R1、R2及びR3は、互いに独立して、C1-C8アルキルであり、基R1、R2又はR3の1つはC1-C8ヒドロキシアルキルでもあってもよく、Aは、C1-C4アルカンジイルであり、#は、ポリスチレン樹脂のフェニル基への結合部位を示す)
の第四級アンモニウム基を有するものである。
Figure 0006239608
Wherein R 1 , R 2 and R 3 are, independently of one another, C 1 -C 8 alkyl, and one of the groups R 1 , R 2 or R 3 may also be C 1 -C 8 hydroxyalkyl. (A is C 1 -C 4 alkanediyl, and # indicates the binding site to the phenyl group of the polystyrene resin)
Having a quaternary ammonium group.

本明細書においてはこれ以降、C1-C8アルキルは、1〜8個の炭素原子、特に1〜4個の炭素原子を有する(C1-C4アルキル)直鎖又は分枝脂肪族炭化水素基、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、2-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル又はn-オクチルなどを意味する。 Hereinafter, C 1 -C 8 alkyl is referred to herein as (C 1 -C 4 alkyl) linear or branched aliphatic carbonization having 1 to 8 carbon atoms, in particular 1 to 4 carbon atoms. It means a hydrogen group such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl or n-octyl.

本明細書においてはこれ以降、C1-C8ヒドロキシアルキルは、1〜8個の炭素原子、特に2〜4個の炭素原子を有する(C2-C4ヒドロキシアルキル)OH基を有する直鎖又は分枝脂肪族炭化水素基である。そのような基の例は、2-ヒドロキシエチル、3-ヒドロキシプロピル、2-ヒドロキシプロピル、4-ヒドロキシブチル及び6-ヒドロキシヘキシルを意味する。 Hereinafter, C 1 -C 8 hydroxyalkyl is a straight chain having a (C 2 -C 4 hydroxyalkyl) OH group having 1 to 8 carbon atoms, in particular 2 to 4 carbon atoms. Or it is a branched aliphatic hydrocarbon group. Examples of such groups mean 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, 2-hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl and 6-hydroxyhexyl.

本明細書においてはこれ以降、C1-C4アルカンジイルは、1〜4個の炭素原子を有する二価の脂肪族炭化水素基、例えばメチレン(CH2)、エタン-1,1-ジイル、エタン-1,2-ジイル、プロパン-2,2-ジイル、プロパン-1,2-ジイル、プロパン-1,3-ジイル、ブタン-1,1-ジイル、ブタン-2,2-ジイル、ブタン-1,2-ジイル、ブタン-1,3-ジイル、ブタン-2,3-ジイル又はブタン-1,4-ジイルなどを意味する。 Hereafter, C 1 -C 4 alkanediyl is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, such as methylene (CH 2 ), ethane-1,1-diyl, Ethane-1,2-diyl, propane-2,2-diyl, propane-1,2-diyl, propane-1,3-diyl, butane-1,1-diyl, butane-2,2-diyl, butane- It means 1,2-diyl, butane-1,3-diyl, butane-2,3-diyl or butane-1,4-diyl.

群i)の吸着剤の中では、主として、A、R1、R2及びR3が、互いに独立して、及び特に好ましくは一緒に、以下の意味:
R1、R2及びR3は、互いに独立して、メチル又はエチル、特にメチルであり、
Aは、メチレンである、
を有するものが好ましい。
Among the adsorbents of group i), mainly A, R 1 , R 2 and R 3 independently of one another and particularly preferably together have the following meanings:
R 1 , R 2 and R 3 are, independently of one another, methyl or ethyl, in particular methyl,
A is methylene,
Those having the following are preferred.

群i)の吸着剤は、既知であり、市販されており、例えばAmberlite(登録商標)タイプIRA400、IRA401、IRA402、IRA410、IRA458、IRA478、IRA900、IRA904、IRA910、FPA40、FPA 90、FPA 91 (Dow)、Amberlyst(登録商標) A26 (Dow)、Amberjet(登録商標)タイプ4200、4400及び4600 (Dow)、Ambersep(登録商標)タイプ900及び920U (Dow)、Dowex(登録商標)タイプDowex Monosphere 550A OH、Dowex 1X100、1X850及び1X850 (Dow)並びにApplexion(登録商標)タイプXA4001、XA 4013、XA4023、XA4041、XA4042及びXA4043である。   Group i) adsorbents are known and commercially available, e.g. Amberlite® type IRA400, IRA401, IRA402, IRA410, IRA458, IRA478, IRA900, IRA904, IRA910, FPA40, FPA 90, FPA 91 ( Dow), Amberlyst® A26 (Dow), Amberjet® type 4200, 4400 and 4600 (Dow), Ambersep® type 900 and 920U (Dow), Dowex® type Dowex Monosphere 550A OH, Dowex 1X100, 1X850 and 1X850 (Dow) and Applexion® types XA4001, XA4013, XA4023, XA4041, XA4042 and XA4043.

さらなる好ましい実施形態において、使用される塩基性吸着剤は、架橋ポリビニルピリジンの群(以後、群iiのイオン交換体と称する)から選択されるアニオン交換樹脂であって、ピリジン基の一部が、四級化された形、例えば式IIa又はIIb、とりわけIIa:   In a further preferred embodiment, the basic adsorbent used is an anion exchange resin selected from the group of cross-linked polyvinyl pyridines (hereinafter referred to as group ii ion exchangers), wherein some of the pyridine groups are Quaternized forms, such as formula IIa or IIb, especially IIa:

Figure 0006239608
(式中、R4は、C1-C8アルキル、とりわけC1-C4アルキル、特にメチルであり、#は、ポリビニルピリジン樹脂のポリマー骨格の炭素原子への結合部位を示す)
の基として存在するものである。
Figure 0006239608
(Wherein R 4 is C 1 -C 8 alkyl, especially C 1 -C 4 alkyl, especially methyl, and # indicates the bonding site to the carbon atom of the polymer backbone of the polyvinylpyridine resin)
It exists as a group.

群ii)の吸着剤は、既知であり、市販されており、例えば、Reillex (登録商標)HPQなどの四級化されたReillex(登録商標)HPタイプである。   Adsorbents of group ii) are known and commercially available, for example quaternized Reillex® HP type such as Reillex® HPQ.

さらなる好ましい実施形態において、使用される塩基性吸着剤は、架橋アクリル樹脂の群(以後、群iiiのイオン交換体と称する)から選択されるアニオン交換樹脂であって、共重合モノマーの一部が、例えば式III:   In a further preferred embodiment, the basic adsorbent used is an anion exchange resin selected from the group of cross-linked acrylic resins (hereinafter referred to as group iii ion exchangers), wherein a part of the comonomer is For example, Formula III:

Figure 0006239608
(式中、R5、R6及びR7は、互いに独立して、C1-C8アルキルであり、A'は、C2-C4アルカンジイルであり、#は、アクリル樹脂のポリマー骨格に結合しているカルボキシル基又はカルボキサミド基の酸素原子又は窒素原子への結合部位を示す)
の基のような四級アンモニウム基を含むものである。
Figure 0006239608
Wherein R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other C 1 -C 8 alkyl, A ′ is C 2 -C 4 alkanediyl, and # is the polymer backbone of the acrylic resin. (Shows the binding site to the oxygen atom or nitrogen atom of the carboxyl group or carboxamide group bound to
A quaternary ammonium group such as

群iii)の吸着剤は、既知であり、市販されており、例えば、Applexion(登録商標)タイプXA 4122及びXA 4141(Novasep)である。   Adsorbents of group iii) are known and commercially available, for example Applexion® type XA 4122 and XA 4141 (Novasep).

適切な吸着剤は、又、N-C1-C8アルキルイミダゾリウム基を含むポリマー(以後、群ivのイオン交換体と称する)である。これらのポリマーにおいて、N-C1-C8アルキルイミダゾリウム基は、ポリマー骨格に直接又はスペーサーを介して結合している。そのようなポリマーは、N-C1-C8アルキルイミダゾール化合物とのポリマー類似反応によって、例えばハロアルキル基、とりわけクロロベンジル基を含むポリマー、例えば、スチレンとクロロメチルスチレンのコポリマーを、N-C1-C8アルキルイミダゾールと反応させることによって得ることができる。そのようなポリマーを、例えばフリーラジカル重合によって、又はRAFT若しくはATRPのような制御ラジカル重合によって、イミダゾリウム基を含むモノマー、例えば、(N-C1-C8アルキルイミダゾリウム)メチルスチレン、N-ビニル-N-C1-C8アルキルイミダゾリウム、ω-(N-C1-C8-アルキルイミダゾリウム)-C2-C8-アルキルアクリレート又はω-(N-C1-C8-アルキルイミダゾリウム)-C2-C8-アルキルメタクリレートの単独重合、又は場合によってコモノマー、例えばC1-C8-アルキルアクリレート、C1-C8-アルキルメタクリレート、C2-C8-ヒドロキシアルキルアクリレート、C2-C8-ヒドロキシアルキルメタクリレート又はスチレンなどとの共重合によって製造することが同様に可能である。そのようなポリマーは既知であり、例えば、J. Yuan、M. Antonietti、Polymer、2011、52、1469〜1482頁、J. Huang、C.Tao、Q. An、W. Zhang、Y. Wu、X. Li、D. Shen、G. Li、Chemical Communications、2010、46、967、R. Marcilla、J. Alberto Blazquez、J. Rodriguez、J. A. Pomposo、D.Mecerreyes、Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry、2004、42、208〜212、J. Tang、H. Tang、W. Sun、M. Radosz、Y. Shen、Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry、2005、43、5477〜5489、J. Tang、Y. Shen、M. Radosz、W. Sun、Industrial & Engineering Chemistry Research、2009、48、9113〜9118、に記載されている。 Suitable adsorbents are also polymers containing NC 1 -C 8 alkylimidazolium groups (hereinafter referred to as group iv ion exchangers). In these polymers, the NC 1 -C 8 alkyl imidazolium group is attached to the polymer backbone directly or via a spacer. Such polymers can be obtained by polymer-analogous reaction with NC 1 -C 8 alkylimidazole compounds, for example, polymers containing haloalkyl groups, especially chlorobenzyl groups, such as copolymers of styrene and chloromethylstyrene, with NC 1 -C 8 alkyls. It can be obtained by reacting with imidazole. Such polymers can be converted to monomers containing imidazolium groups, for example by free radical polymerization or by controlled radical polymerization such as RAFT or ATRP, such as (NC 1 -C 8 alkylimidazolium) methylstyrene, N-vinyl- NC 1 -C 8 alkyl imidazolium, ω- (NC 1 -C 8 -alkyl imidazolium) -C 2 -C 8 -alkyl acrylate or ω- (NC 1 -C 8 -alkyl imidazolium) -C 2 -C Homopolymerization of 8 -alkyl methacrylate, or optionally comonomer, such as C 1 -C 8 -alkyl acrylate, C 1 -C 8 -alkyl methacrylate, C 2 -C 8 -hydroxyalkyl acrylate, C 2 -C 8 -hydroxyalkyl It is likewise possible to produce by copolymerization with methacrylate or styrene. Such polymers are known, for example, J. Yuan, M. Antonietti, Polymer, 2011, 52, pp. 1469-1482, J. Huang, C. Tao, Q. An, W. Zhang, Y. Wu, X. Li, D. Shen, G. Li, Chemical Communications, 2010, 46, 967, R. Marcilla, J. Alberto Blazquez, J. Rodriguez, JA Pomposo, D. Mecerreyes, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry , 2004, 42, 208-212, J. Tang, H. Tang, W. Sun, M. Radosz, Y. Shen, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2005, 43, 5477-5489, J. Tang Y. Shen, M. Radosz, W. Sun, Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009, 48, 9113-9118.

群i)、ii)、iii)及びiv)のアニオン交換樹脂は、マクロ多孔性又はゲルタイプであってもよく、ゲルタイプのアニオン交換樹脂、とりわけ群i)のゲルタイプのアニオン交換樹脂が好適である。   The anion exchange resins of groups i), ii), iii) and iv) may be macroporous or gel type, preferably gel type anion exchange resins, especially group i) gel type anion exchange resins. It is.

典型的に、電荷密度、即ち、本発明に従って適切なアニオン交換樹脂中のイオン基の数は、イオン交換樹脂(乾燥)の1g当たり、0.5〜5mmolの範囲、とりわけ1〜4.5mmolの範囲である。典型的に、吸着剤又はアニオン交換樹脂は、0.1〜3当量/l(リットル当たりのモル当量、湿潤)の範囲、特に0.3〜2.5当量/l(湿潤)の範囲、とりわけ0.5〜2当量/lの範囲で水酸化物(OH-)イオンに対する交換容量を有する。 Typically, the charge density, i.e. the number of ionic groups in the anion exchange resin suitable according to the invention, is in the range of 0.5 to 5 mmol, in particular in the range of 1 to 4.5 mmol, per g of ion exchange resin (dry). . Typically, the adsorbent or anion exchange resin is in the range of 0.1-3 eq / l (molar equivalent per liter, wet), especially in the range of 0.3-2.5 eq / l (wet), especially 0.5-2 eq / l. And has an exchange capacity for hydroxide (OH ) ions in the range of.

塩基性吸着剤は、微粒子状である。微粒子状の吸着剤の平均粒径(例えば篩線(sieve lines)によって測定された重量平均粒子径)は、典型的には10μm〜2500μmの範囲、特に100μm〜1000μmの範囲、とりわけ400〜1000μmの範囲である。この吸着剤は、一般的には10〜650メッシュ、特に15〜350メッシュの範囲、とりわけ15〜60メッシュの範囲の粒径を有する。   The basic adsorbent is in the form of fine particles. The average particle size of the particulate adsorbent (e.g., the weight average particle size measured by sieve lines) is typically in the range of 10 μm to 2500 μm, in particular in the range of 100 μm to 1000 μm, especially in the range of 400 to 1000 μm. It is a range. The adsorbent generally has a particle size in the range 10 to 650 mesh, in particular in the range 15 to 350 mesh, in particular in the range 15 to 60 mesh.

本発明による好ましいポリマー樹脂(アニオン交換体又はアニオン交換樹脂)は、ゲルタイプのもの又はマクロ多孔性のものであってもよい。微粒子状樹脂は、典型的には肉眼で見えるポリマー粒子の形態をしており、例えば粉末又は微粉化した顆粒の形態をしている。アニオン交換体の平均粒径は、典型的には10μm〜2000μmの範囲、特に100μm〜1000μmの範囲、とりわけ400〜1000μmの範囲(ふるい分けにより測定された重量平均)である。それらは典型的には、10〜650メッシュの範囲、特に15〜350メッシュの範囲、とりわけ15〜60メッシュの範囲の粒径を有する。   Preferred polymer resins (anion exchangers or anion exchange resins) according to the invention may be of gel type or macroporous. The particulate resin is typically in the form of polymer particles that are visible to the naked eye, for example, in the form of powder or finely divided granules. The average particle size of the anion exchanger is typically in the range of 10 μm to 2000 μm, in particular in the range of 100 μm to 1000 μm, in particular in the range of 400 to 1000 μm (weight average measured by sieving). They typically have a particle size in the range of 10-650 mesh, in particular in the range of 15-350 mesh, especially in the range of 15-60 mesh.

本発明による方法において、吸着剤、とりわけアニオン交換樹脂は、OH形態で使用することができ、即ち、吸着剤中、とりわけアニオン交換樹脂中に電荷中和のために存在する基は、OH-イオンである。吸着剤、とりわけアニオン交換樹脂は、塩形態で使用することもでき、即ち、電荷中和のためにアニオン交換樹脂中に存在するカチオン基は塩化物又は硫酸塩のような非塩基性の対イオンである。さらにOH形態は、塩基性の水性バニリン組成物によっても発生し、実際の吸着剤の役割を果たす。 In the process according to the invention, the adsorbent, in particular an anion exchange resin, can be used in the OH form, ie the groups present for charge neutralization in the adsorbent, in particular in the anion exchange resin, are OH ions. It is. Adsorbents, especially anion exchange resins, can also be used in salt form, i.e., the cationic groups present in the anion exchange resin for charge neutralization are non-basic counterions such as chloride or sulfate. It is. Furthermore, the OH form is also generated by a basic aqueous vanillin composition and acts as an actual adsorbent.

水性塩基性バニリン含有組成物の処理の間に吸着剤によって吸着されたバニリンは、吸着剤の少なくとも1種の溶離液による処理によって吸着剤から脱着され、このようにして溶離液から精製された形で製造することができる。適切な溶離液は、特に有機溶媒中の酸、とりわけ鉱酸の溶液であり、それに加えて有機溶媒と水性溶媒との混合物中の酸、とりわけ鉱酸の溶液である。吸着剤の溶離液による処理を通して、吸着剤によって吸着されたバニリネート(vanillinate)イオンは、中和されてバニリンを生じ、その後吸着剤から脱着される。   Vanillin adsorbed by the adsorbent during processing of the aqueous basic vanillin-containing composition is desorbed from the adsorbent by treatment with at least one eluent of the adsorbent, and thus purified from the eluent. Can be manufactured. Suitable eluents are in particular acids, especially mineral acids, in organic solvents, as well as acids, especially mineral acids, in a mixture of organic and aqueous solvents. Through treatment with the adsorbent eluent, vanillinate ions adsorbed by the adsorbent are neutralized to produce vanillin and then desorbed from the adsorbent.

適切な有機溶媒は、特に、22℃で水と無制限に混和性であるか、又は22℃で水に少なくとも200g/lの量で少なくとも溶解するものである。これらとしては、特に、ジメチルスルホキシド、アセトン、C1-C4アルカノール類、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール及びtert-ブタノール、アルカンジオール類、例えば、グリコール、1,4-ブタンジオール、及び、環状エーテル類、例えば、ジオキサン、メチルテトラヒドロフラン又はテトラヒドロフラン、窒素複素環類、例えば、ピリジン又はN-メチルピロリドン並びに混合物が挙げられる。優先されるのはC1-C4アルカノール類、特にメタノールである。これらの有機溶媒は、水との混合物として使用することもできる。水の割合は好ましくは、有機溶媒と水の全容積に基づいて、70容積%、特に50容積%、とりわけ30容積%を超えない。溶離液として、有機溶媒と水性溶媒との混合物中の酸、とりわけ鉱酸の溶液が使用される場合、鉱酸、例えば、塩酸、リン酸、とりわけ硫酸などの溶液が特に適切である。有機カルボン酸及びスルホン酸、とりわけ1〜3個の炭素原子を有するもの、例えば、メタンスルホン酸、ギ酸、酢酸及びプロピオン酸などの溶液も特に適している。好ましくは、その酸の溶液は、0.01〜10モル/kg-1、とりわけ0.1〜5モル/kg-1の範囲の酸の濃度を有する。 Suitable organic solvents are in particular those that are unlimitedly miscible with water at 22 ° C. or are at least soluble in water in an amount of at least 200 g / l at 22 ° C. These include in particular dimethyl sulfoxide, acetone, C 1 -C 4 alkanols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, 1-butanol, 2-butanol and tert-butanol, alkanediols such as glycols. 1,4-butanediol and cyclic ethers such as dioxane, methyltetrahydrofuran or tetrahydrofuran, nitrogen heterocycles such as pyridine or N-methylpyrrolidone and mixtures. Preference is given to C 1 -C 4 alkanols, in particular methanol. These organic solvents can also be used as a mixture with water. The proportion of water preferably does not exceed 70% by volume, in particular 50% by volume, in particular 30% by volume, based on the total volume of organic solvent and water. When an acid, especially a mineral acid solution, in a mixture of an organic solvent and an aqueous solvent is used as eluent, a solution of a mineral acid, such as hydrochloric acid, phosphoric acid, especially sulfuric acid, is particularly suitable. Also particularly suitable are solutions of organic carboxylic acids and sulfonic acids, especially those having 1 to 3 carbon atoms, such as methanesulfonic acid, formic acid, acetic acid and propionic acid. Preferably, the acid solution has an acid concentration in the range of 0.01 to 10 mol / kg −1 , in particular 0.1 to 5 mol / kg −1 .

水性塩基性バニリン含有組成物は、吸着剤、とりわけアニオン交換樹脂により、一般的に150℃より低い温度で、しばしば100℃より低い温度で、好ましくは10〜150℃、特に10〜100℃、とりわけ10〜70℃又は15〜50℃の範囲の温度で処理される。   Aqueous basic vanillin-containing compositions are generally adsorbents, especially anion exchange resins, at temperatures generally below 150 ° C, often below 100 ° C, preferably 10-150 ° C, especially 10-100 ° C, especially It is processed at a temperature in the range of 10 to 70 ° C or 15 to 50 ° C.

水性塩基性バニリン含有組成物を吸着剤で処理するためには、即ち、吸着剤、とりわけアニオン交換樹脂にバニリンを装填するためには、好ましくは、バニリンを含む塩基性組成物を、吸着剤の配列の中を、即ち、1つ以上の吸着剤の固定床、例えば吸着剤(例えばアニオン交換体)を充填した1つ以上のカラム中を通常のやり方で通過させる。その通過は、上から下の方向に進行させてもよいし、又は下から上の方向に進行させてもよい。その通過は、0.2〜35吸着床体積/時間、とりわけ0.5〜10吸着床体積/時間、とりわけ1〜10吸着床体積/時間の範囲の特定の流速(特定負荷)又は0.1〜50m/時間の範囲の体積流量で好ましくは進行する。   In order to treat an aqueous basic vanillin-containing composition with an adsorbent, that is, for loading vanillin into an adsorbent, especially an anion exchange resin, preferably the basic composition containing vanillin is used as an adsorbent. The array is passed in the usual manner, ie through one or more columns packed with a fixed bed of one or more adsorbents, for example adsorbents (eg anion exchangers). The passage may proceed from top to bottom, or may proceed from bottom to top. Its passage is from 0.2 to 35 adsorbed bed volume / hour, in particular from 0.5 to 10 adsorbed bed volume / hour, in particular from 1 to 10 adsorbed bed volume / hour in the specified flow rate (specific load) or in the range from 0.1 to 50 m / hour. Preferably proceeds at a volumetric flow rate of

水性アルカリ性組成物と吸着剤の相対量は通常、水性アルカリ性組成物中に存在するバニリンの少なくとも35%、とりわけ少なくとも50%が吸着剤によって吸着されるように選択される。水性アルカリ性組成物の量は、一般的に吸着床体積の量の1〜1500倍、とりわけ2〜1000倍である。吸着の度合いによって、吸着剤配列、例えば、吸着剤を充填したカラムの出口で生ずる流出物がそれでもなおバニリンを含む可能性があるため、場合によって流出物をさらなる吸着剤の配列、例えば吸着剤を充填したカラムに通してもよい。   The relative amounts of aqueous alkaline composition and adsorbent are usually selected such that at least 35%, especially at least 50% of the vanillin present in the aqueous alkaline composition is adsorbed by the adsorbent. The amount of aqueous alkaline composition is generally 1 to 1500 times, especially 2 to 1000 times the amount of adsorbent bed volume. Depending on the degree of adsorption, the effluent produced at the outlet of the adsorbent array, e.g., the column filled with the adsorbent, may still contain vanillin, so in some cases the effluent may be replaced with an additional adsorbent array, e.g., adsorbent. It may be passed through a packed column.

装填プロセスに続いて、洗浄段階を行うことができる。このために水がその吸着剤配列の中を通される。洗浄水の量は、この段階では吸着床体積の通常0.1〜10倍、とりわけ0.5〜5倍である。洗浄水は、一般的に0.2〜35吸着床体積/時間、とりわけ0.5〜10吸着床体積/時間、とりわけ1〜10吸着床体積/時間の範囲の特定の流速(特定負荷)又は0.1〜50m/時間の範囲の体積流量で通される。得られたその洗浄水は、少量のバニリンを含む可能性があり、装填の間に生じる流出物と組み合わせてもよい。従来技術の方法とは対照的に、そのような洗浄段階は、必須ではなく、そこで本発明による方法の好ましい実施形態は、洗浄段階は含まずに、溶離が装填の直後に進行する。   Following the loading process, a washing step can be performed. For this, water is passed through the adsorbent array. The amount of wash water is usually 0.1 to 10 times, in particular 0.5 to 5 times the adsorption bed volume at this stage. The wash water is generally 0.2-35 adsorbed bed volume / hour, in particular 0.5-10 adsorbed bed volume / hour, in particular 1-10 adsorbed bed volume / hour in the specific flow rate (specific load) or 0.1-50 m / hour. Threaded at a volumetric flow rate in the time range. The resulting wash water may contain a small amount of vanillin and may be combined with the effluent that occurs during loading. In contrast to prior art methods, such a washing step is not essential, so a preferred embodiment of the method according to the invention does not include a washing step, and elution proceeds immediately after loading.

装填段階又は場合によって行われる洗浄段階の後に、バニリンの溶離が続く。このために、溶離剤が吸着剤の配列を通される。バニリンはこれによって脱着されて溶離され、吸着剤、例えばアニオン交換樹脂は、再生される。溶離剤の量は、吸着床体積の量の一般的に0.1〜20倍、とりわけ0.5〜10倍、例えば1〜8倍である。溶離剤は一般的に、0.5〜20吸着床体積/時間、とりわけ1〜10吸着床体積/時間、とりわけ2〜8吸着床体積/時間の範囲の特定の流速(特定負荷)で通される。溶離後、吸着剤中のカチオン基はどれも塩形態で存在する。場合によっては、それ故、次の装填の前に、OH形の再生を、例えば、アルカリ金属水酸化物の水溶液により、例えばNaOH水溶液により処理することによって行うことができる。   The elution of vanillin follows the loading stage or optional washing stage. For this purpose, the eluent is passed through an array of adsorbents. The vanillin is thereby desorbed and eluted, and the adsorbent, such as an anion exchange resin, is regenerated. The amount of eluent is generally 0.1 to 20 times, in particular 0.5 to 10 times, for example 1 to 8 times the amount of the adsorbent bed volume. The eluent is generally passed at a specific flow rate (specific load) in the range of 0.5-20 adsorbent bed volume / hour, especially 1-10 adsorbent bed volume / hour, especially 2-8 adsorbent bed volume / hour. After elution, any cationic groups in the adsorbent are present in salt form. In some cases, therefore, regeneration of the OH form can be carried out, for example, by treatment with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, for example with an aqueous NaOH solution, before the next loading.

温度及び流速に関しては、装填について述べたことが当てはまる。溶離は、下から上の方向で行ってもよいし、又は上から下の方向に行ってもよい。溶離は、装填と同じ方向又はそれとは逆の方向で行うことができる。   With regard to temperature and flow rate, what has been said about loading applies. The elution may be performed from bottom to top or from top to bottom. Elution can be done in the same direction as loading or vice versa.

溶離の後には、場合によっては存在する不純物を除去するためにさらなる洗浄段階を続けることができる。このために、水がアニオン交換体の配列の中を通される。洗浄水の量は、通常は吸着床体積の0.1〜10倍、とりわけ0.5〜5倍、例えば2〜4倍である。洗浄水は、一般的に0.5〜20吸着床体積/時間、とりわけ1〜10吸着床体積/時間、とりわけ2〜8吸着床体積/時間の範囲の特定の流速(特定負荷)で通される。洗浄段階の間に生ずる流出物は、一般的に、廃水として通常の廃水処理又はその他の後処理に送られる。   The elution can be followed by further washing steps to remove any possibly present impurities. For this purpose, water is passed through the array of anion exchangers. The amount of wash water is usually 0.1 to 10 times, especially 0.5 to 5 times, for example 2 to 4 times the adsorption bed volume. The wash water is generally passed at a specific flow rate (specific load) in the range of 0.5-20 adsorption bed volume / hour, especially 1-10 adsorption bed volume / hour, especially 2-8 adsorption bed volume / hour. The effluent that occurs during the washing phase is generally sent as wastewater to normal wastewater treatment or other post-treatment.

吸着剤の配列は、バッチ式で運転することができ、その場合、1つ以上、例えば2、3又は4つが直列接続された吸着剤を充填した、静止した固定床を含む。それは連続運転することもでき、その場合、一般的に、例えば「真の移動床(True Moving Bed)」の配列(K. Tekeuchi、J. Chem. Eng. Jpn.、1978、11、216〜220頁を参照)、「連続循環環状(Continuous Circulating Annular)」の配列(J. P. Martin、Discuss. Farraday Soc.、1949、7頁を参照)又は例えば米国特許第2,985,589号及び国際公開第01/72689号及びG.J.RossiterらによるProceedings of AIChE Conference、カリフォルニア州ロサンジェルス、1991年11月、又はH. J. Van Walsemら、J. Biochtechnol.、1997、59、127頁、に記載されているような「疑似移動床(Simulated Moving Bed)」の配列の構成材であってもよい5〜50個、とりわけ15〜40個の吸着剤床を含む。   The adsorbent arrangement can be operated in batch mode, in which case it comprises a stationary fixed bed filled with one or more, for example 2, 3 or 4 adsorbents connected in series. It can also be operated continuously, in which case, in general, for example, an arrangement of “True Moving Bed” (K. Tekeuchi, J. Chem. Eng. Jpn., 1978, 11, 216-220 ), A sequence of "Continuous Circulating Annular" (see JP Martin, Discuss. Farraday Soc., 1949, page 7) or, for example, U.S. Pat.No. 2,985,589 and WO 01/72689 and Proceedings of AIChE Conference by GJ Rossiter et al., Los Angeles, CA, November 1991, or HJ Van Walsem et al., J. Biochtechnol. 1997, 59, 127, “Simulated Moving Beds”. Bed) "array, which may be 5 to 50, in particular 15 to 40 adsorbent beds.

溶離の間に生ずる溶離液は、バニリンを製造するために通常のやり方で処理される。一般的に、最初に酸が、例えば水性抽出後処理によるか、又は塩基の添加によって中和され、形成された塩が分離されることによって除去される。場合によって、その溶離液は、例えば通常の蒸発器配列における溶媒除去によって予め凝縮することができる。得られた凝縮液は、例えばその後の溶離において再使用され得る。   The eluent generated during elution is processed in the usual manner to produce vanillin. In general, the acid is first removed by neutralization, for example by aqueous extraction work-up or by addition of a base, and the formed salt is separated off. In some cases, the eluent can be precondensed, for example, by solvent removal in a conventional evaporator arrangement. The resulting condensate can be reused, for example, in subsequent elution.

このようにして、バニリンを含む粗生成物は得られ、それは場合によって他の低分子量成分、例えば、アセトバニロン又はバニリン酸など、及び場合によって使用された水性組成物のその他の成分、例えばリグニンを含む。   In this way, a crude product containing vanillin is obtained, which optionally contains other low molecular weight components such as acetovanillone or vanillic acid, and optionally other components of the aqueous composition used, such as lignin. .

原則として、本発明による方法においては、一般的にpHが9より上で、しばしば少なくとも10、特に少なくとも12、とりわけ少なくとも13又は13より高い塩基性のpHを有する、バニリンを含む任意の水性組成物が使用され得る。   In principle, in the process according to the invention, any aqueous composition comprising vanillin, generally having a basic pH above 9 and often at least 10, in particular at least 12, in particular at least 13 or higher than 13. Can be used.

バニリンを含む水性組成物中のバニリンの濃度は、典型的に1〜5000mg/kg、とりわけ5〜2000mg/kgの範囲である。特別な実施形態において、バニリン濃度は、5〜500mg/kgの範囲、特に10〜250mg/kgの範囲である。別の実施形態において、バニリン濃度は、10〜5000mg/kgの範囲、とりわけ20〜2000mg/kgの範囲である。   The concentration of vanillin in an aqueous composition comprising vanillin typically ranges from 1 to 5000 mg / kg, especially from 5 to 2000 mg / kg. In a special embodiment, the vanillin concentration is in the range 5 to 500 mg / kg, in particular in the range 10 to 250 mg / kg. In another embodiment, the vanillin concentration is in the range of 10-5000 mg / kg, especially 20-2000 mg / kg.

バニリンを含む水性組成物は、典型的には、組成物の全重量に基づいて一般的に少なくとも30重量%、しばしば少なくとも50重量%、とりわけ少なくとも60重量%の水分含量を有している液体である。バニリンを含む水性組成物が固体を含む場合、吸着剤による処理の前に濾過を実施することができるが、これは絶対に必要というわけではない。   Aqueous compositions comprising vanillin are typically liquids having a moisture content of generally at least 30% by weight, often at least 50% by weight, especially at least 60% by weight, based on the total weight of the composition. is there. If the aqueous composition containing vanillin contains a solid, filtration can be performed prior to treatment with the adsorbent, but this is not absolutely necessary.

本発明による方法は、とりわけ、水性塩基性バニリン含有組成物が、バニリンに加えて、リグニン又はリグニン成分としてリグニン誘導体、例えば、硫酸リグニン、スルホン酸リグニン、クラフトリグニン、アルカリリグニン、ソーダリグニン、又はオルガノソルブリグニン或はそれらの混合物を含み、アルカリ性のpH、一般的に、少なくとも9、しばしば少なくとも10、とりわけ少なくとも12、特に少なくとも13又は13より高いpHを有する、リグニンを含む水性アルカリ性組成物であるときに特に利点を有する。リグニンを含む水性アルカリ性組成物は、一般的に、リグニンを含む水性組成物の全重量に基づいて、0.5〜30重量%、好ましくは1〜15重量%、とりわけ1〜10重量%のリグニンを含む。   In particular, the method according to the invention can be used when the aqueous basic vanillin-containing composition comprises, in addition to vanillin, lignin or a lignin derivative as a lignin component, for example sulfate lignin, sulfonate lignin, kraft lignin, alkaline lignin, soda lignin, or organo When it is an aqueous alkaline composition comprising lignin, comprising sorbignin or a mixture thereof and having an alkaline pH, generally at least 9, often at least 10, especially at least 12, especially at least 13 or 13. Have particular advantages. Aqueous alkaline compositions comprising lignin generally comprise 0.5-30% by weight, preferably 1-15% by weight, especially 1-10% by weight, based on the total weight of the aqueous composition comprising lignin. .

本発明による方法は、とりわけ、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の部分酸化、特に電気分解によって得られた水性塩基性バニリン含有組成物からバニリンを製造するのに適している。   The process according to the invention is especially suitable for producing vanillin from an aqueous basic vanillin-containing composition obtained by partial oxidation of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin, in particular by electrolysis.

部分酸化のために使用されるリグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液は典型的に、少なくとも10、とりわけ少なくとも12、特に少なくとも13又は13より高いpHを一般的に有する。酸化のために使用されるリグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液は一般的に、リグニンを含む水性組成物の全重量に基づいて、0.5〜30重量%、好ましくは1〜15重量%、とりわけ1〜10重量%のリグニンを含む。   The aqueous alkaline suspension or solution containing lignin used for partial oxidation typically has a pH of at least 10, in particular at least 12, in particular at least 13 or higher than 13. The aqueous alkaline suspension or solution containing lignin used for oxidation is generally 0.5-30% by weight, preferably 1-15% by weight, especially based on the total weight of the aqueous composition containing lignin Contains 1-10% by weight lignin.

部分酸化のために使用されるアルカリ性水性溶液又は懸濁液は、産業プロセス、例えば、用紙、パルプ又はセルロースの製造などにおける副産物として生じる水性溶液又は懸濁液、例えば、黒液など、及び亜硫酸法、硫酸塩法、オルガノセル又はオルガノソルブ法、ASAM法、クラフト法又は天然パルプのパルプ化法からのリグニンを含む廃水流であってもよい。酸化のために使用されるアルカリ性水性溶液又は懸濁液は、アルカリ水溶液中のリグニン又はリグニン誘導体、例えば硫酸リグニン、スルホン酸リグニン、クラフトリグニン、アルカリリグニン、ソーダリグニン又はオルガノソルブリグニン、或は、用紙、パルプ又はセルロースの製造などの産業プロセスで生ずるリグニン、例えば黒液、亜硫酸法、硫酸塩法、オルガノセル又はオルガノソルブ法、ASAM法、クラフト法又は天然パルプのパルプ化法からのリグニンを溶解することによって調製される水性溶液又は懸濁液であってもよい。   Alkaline aqueous solutions or suspensions used for partial oxidation are aqueous solutions or suspensions produced as by-products in industrial processes such as paper, pulp or cellulose production, such as black liquor, and the sulfite process. It may also be a wastewater stream containing lignin from the sulfate process, organocell or organosolv process, ASAM process, kraft process or natural pulp pulping process. The alkaline aqueous solution or suspension used for the oxidation is a lignin or lignin derivative in an aqueous alkaline solution, such as sulfate lignin, sulfonate lignin, kraft lignin, alkaline lignin, soda lignin or organosolv lignin, or paper. Dissolves lignin from industrial processes such as pulp or cellulose production, eg black liquor, sulfite method, sulfate method, organocell or organosolv method, ASAM method, kraft method or natural pulp pulping method It may be an aqueous solution or suspension prepared accordingly.

リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液のpHを調整するための塩基としては、特に無機塩基、例えば、NaOH又はKOH等のアルカリ金属水酸化物、水酸化アンモニウム等のアンモニウム塩及び例えばソーダの形態の炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩が使用され得る。優先されるのは、アルカリ金属水酸化物、とりわけNaOH及びKOHである。リグニンを含む水性の懸濁液又は溶液中の無機塩基の濃度は、5モル/l、とりわけ4モル/lを超えるべきではなく、典型的には0.01〜5モル/lの範囲、とりわけ0.1〜4モル/lの範囲である。   Bases for adjusting the pH of aqueous alkaline suspensions or solutions containing lignin include, in particular, inorganic bases, such as alkali metal hydroxides such as NaOH or KOH, ammonium salts such as ammonium hydroxide and soda forms, for example Alkali metal carbonates such as sodium carbonate may be used. Preference is given to alkali metal hydroxides, especially NaOH and KOH. The concentration of the inorganic base in the aqueous suspension or solution containing lignin should not exceed 5 mol / l, especially 4 mol / l, and typically ranges from 0.01 to 5 mol / l, especially 0.1 to The range is 4 mol / l.

リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の部分酸化は、それ自体既知のやり方で、例えば最初に引用した従来技術に記載されている方法に従って、特に、大気中の酸素による適切な遷移金属触媒、例えば銅又はコバルト触媒の存在下での高温での制御酸化(H. R. Bjorsvik、Org. Proc. Res. Dev.、1999、3、330〜340を参照)により、或は特に、例えば、国際公開第87/03014号、国際公開第2009/138368号又はC. Z. Smithら、J. Appl. Electrochem.、2011、DOI10.1007/s10800-010-0245-0又は本明細書の以降に記載されているリグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の電気分解によって実施することができる。   The partial oxidation of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin is carried out in a manner known per se, for example according to the method described in the prior art cited first, in particular with suitable transition metal catalysts with atmospheric oxygen, For example, by controlled oxidation at high temperature in the presence of a copper or cobalt catalyst (see HR Bjorsvik, Org. Proc. Res. Dev., 1999, 3, 330-340) or in particular, for example, WO 87 / 03014, International Publication No. 2009/138368 or CZ Smith et al., J. Appl. Electrochem., 2011, DOI10.1007 / s10800-010-0245-0 or including lignin described later in this specification It can be carried out by electrolysis of an aqueous alkaline suspension or solution.

バニリンを含むアルカリ性水性組成物の調製において、リグニン又はリグニンを含む物質を含み、水性懸濁液又は溶液の形態で存在する水性電解液をアルカリ性条件下で電気分解にかける。この場合、存在するリグニン又はリグニン誘導体の酸化はアノードにおいて起こる。カソードにおいては、典型的に、例えば水素の形成を伴って、水性電解液の還元が進行する。   In the preparation of an alkaline aqueous composition containing vanillin, an aqueous electrolyte containing lignin or a substance containing lignin and present in the form of an aqueous suspension or solution is subjected to electrolysis under alkaline conditions. In this case, oxidation of the existing lignin or lignin derivative takes place at the anode. At the cathode, typically the reduction of the aqueous electrolyte proceeds with the formation of hydrogen, for example.

電気分解のために使用される電極物質は、これらの目的のために知られている電極物質、例えば、ニッケル、銀、RuOxTiOx混合酸化物、白金メッキした金属、例えば白金メッキしたチタン又は白金メッキしたニオブ、白金、グラファイト又は炭素の中で、或はベース合金と称されるもの、例えばNiベース合金、Coベース合金、Feベース合金、Cuベース合金又はAgベース合金などの中で選択され得る。ベース合金の使用は、従来技術においてはこの目的のためには今日まで記載されておらず、平行して行っている特許出願の主題である。電気分解において使用される電極、少なくともアノードが、Coベース合金、Feベース合金、Cuベース合金、Agベース合金及びNiベース合金から、特にCo及びNiベース合金から選択される電極物質を含む場合、有利であることが証明されている。 Electrode materials used for electrolysis are known electrode materials for these purposes, such as nickel, silver, RuO x TiO x mixed oxides, platinum plated metals such as platinum plated titanium or Selected among platinum-plated niobium, platinum, graphite or carbon, or what is called a base alloy, such as Ni-base alloy, Co-base alloy, Fe-base alloy, Cu-base alloy or Ag-base alloy obtain. The use of base alloys has not been described to date for this purpose in the prior art and is the subject of parallel patent applications. Advantageous if the electrode used in electrolysis, at least the anode, comprises an electrode material selected from Co-based alloys, Fe-based alloys, Cu-based alloys, Ag-based alloys and Ni-based alloys, in particular Co and Ni-based alloys It has been proven that

ベース合金は、少なくとも50重量%、特に少なくとも55重量%、とりわけ少なくとも58重量%、例えば、50〜99重量%、好ましくは50〜95重量%、とりわけ55〜95重量%、とりわけ好ましくは55〜90重量%、特に58〜90重量%のそれぞれのベース金属(Coベース合金の場合はCo、Cuベース合金の場合はCu、Niベース合金の場合はNi、Agベース合金の場合はAg、及びFeベース合金の場合はFe)と、少なくとも1種のさらなる合金成分を含み、ベース金属とは異なる全てのさらなる合金成分の合計量が典型的には少なくとも1重量%、とりわけ少なくとも5重量%、特に少なくとも10重量%であり、例えば、1〜50重量%の範囲、好ましくは5〜50重量%の範囲、とりわけ5〜45重量%の範囲、特に好ましくは10〜45重量%の範囲、とりわけ10〜42重量%の範囲である(但し、重量%での全ての数字は、それぞれの場合において、合金の全重量に対するものである)合金を意味するものと解釈される。典型的なさらなる合金成分は、特に、Cu、Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Mo、V、Nb、Ti、Ag、Pb及びZnであるが、又Si、C、P及びSでもある。それ故、少なくとも1種のベース金属とは異なるさらなる上記の合金成分を含むベース合金が優先される。特に同時に良好な選択性を有するそれらの安定性に関しては、Niベース合金、Feベース合金及びCoベース合金、とりわけNiベース合金及びCoベース合金が優先される。特に同時に満足のいく安定性を有するそれらの選択性に関しては、Cuベース合金及びAgベース合金が優先される。   The base alloy is at least 50% by weight, in particular at least 55% by weight, in particular at least 58% by weight, for example 50-99% by weight, preferably 50-95% by weight, in particular 55-95% by weight, particularly preferably 55-90%. % By weight, especially 58-90% by weight of the respective base metal (Co for Co-based alloys, Cu for Cu-based alloys, Ni for Ni-based alloys, Ag for Ag-based alloys, and Fe-based) Fe in the case of alloys) and at least one further alloy component, the total amount of all further alloy components different from the base metal is typically at least 1% by weight, in particular at least 5% by weight, in particular at least 10%. % By weight, for example in the range from 1 to 50% by weight, preferably in the range from 5 to 50% by weight, in particular in the range from 5 to 45% by weight, particularly preferably in the range from 10 to 45% by weight, in particular from 10 to 42% by weight. % Range (however, all figures in weight% are In the case of, respectively, is based on the total weight of the alloy) it is taken to mean an alloy. Typical further alloy components are in particular Cu, Fe, Co, Ni, Mn, Cr, Mo, V, Nb, Ti, Ag, Pb and Zn, but also Si, C, P and S. Therefore, preference is given to base alloys comprising further alloying components as described above that differ from at least one base metal. With regard to their stability, particularly at the same time with good selectivity, preference is given to Ni-based alloys, Fe-based alloys and Co-based alloys, in particular Ni-based alloys and Co-based alloys. Cu base alloys and Ag base alloys are preferred with regard to their selectivity, particularly at the same time with satisfactory stability.

典型的なニッケルベース合金は、実質的に、即ち、少なくとも95重量%、特に少なくとも98重量%、とりわけ少なくとも99重量%の
a1) 50〜95重量%、特に55〜95重量%、特に好ましくは55〜90重量%、とりわけ58〜90重量%のNi並びに
b1) 5〜50重量%、特に5〜45重量%、特に好ましくは10〜45重量%、とりわけ10〜42重量%の、Cu、Fe、Co、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、Al、C及びSから選択される少なくとも1種のさらなる合金成分
を含む。
A typical nickel-based alloy is substantially, ie at least 95% by weight, in particular at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight.
a1) 50 to 95% by weight, in particular 55 to 95% by weight, particularly preferably 55 to 90% by weight, in particular 58 to 90% by weight of Ni and
b1) 5-50% by weight, in particular 5-45% by weight, particularly preferably 10-45% by weight, especially 10-42% by weight, Cu, Fe, Co, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, At least one additional alloy component selected from Ti, Si, Al, C and S is included.

Niベース合金の中ではさらなる合金成分として5〜35重量%、とりわけ10〜30重量%のCuを含むものがとりわけ優先される。これらの合金は、以降では群1.1と示される。ベース合金の群1.1は、Cuに加えて1種以上の次の合金成分: Fe、Co、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、Al、C及びSを最高45重量%、とりわけ最高40重量%の量で含むことができる。群1.1のNiベース合金の例は、EN略称NiCu30F(Monel 400)及びNiCu30Alの合金、並びに以下の組成: 63重量%のNi、30重量%のCu、2重量%のFe、1.5重量%のMn、0.5重量%のTi、のNi-Cu合金(Monel 500K)である。   Among the Ni-based alloys, preference is given to those containing 5 to 35% by weight, in particular 10 to 30% by weight, Cu as further alloy components. These alloys are hereinafter designated group 1.1. Group 1.1 of base alloys includes up to 45% by weight of one or more of the following alloy components in addition to Cu: Fe, Co, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Ti, Si, Al, C and S In particular, it can be included in an amount of up to 40% by weight. Examples of Group 1.1 Ni-based alloys are the alloys of the EN abbreviations NiCu30F (Monel 400) and NiCu30Al, and the following composition: 63 wt% Ni, 30 wt% Cu, 2 wt% Fe, 1.5 wt% Mn Ni-Cu alloy (Monel 500K) of 0.5 wt% Ti.

Niベース合金の中では、さらなる合金成分として、5〜40重量%、とりわけ15〜30重量%のCrを含むものがとりわけ優先される。これらの合金は、以降では群1.2と示される。群1.2のベース合金は、Crに加えて最高で40重量%まで、とりわけ最高で35重量%までの量の次の合金成分、Fe、Co、Mn、Cu、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、Al、C及びSの1種以上を含むことができる。群1.2のNiベース合金の中では、さらなる合金成分として、とりわけ合計1〜30重量%の量のMo、Nb及び/又はFeを含むものがとりわけ優先される。群1.2のNiベース合金の例は、EN略称NiCr19NbMo(Inconel(登録商標)合金718)及びNiCr15Fe(Inconel(登録商標)合金600)、NiCr22Mo19Fe5(Inconel(登録商標)625)、NiMo17Cr16FeWMn(Hastelloy(登録商標) C276)、72〜76重量%のニッケル含量、18〜21重量%のCr含量、0.08〜0.13重量%のC含量及び5重量%のFe含量を有するNi-Cr-Fe合金、並びに48〜60重量%のニッケル含量、19重量%のCr含量、13.5重量%のCo含量及び4.3重量%のMo含量を有するNi-Cr-Co-Mo合金(Waspaloy(登録商標))の合金である。Niベース合金の中では、さらなる合金成分として、5〜35重量%、とりわけ10〜30重量%のMoを含むものが同様にとりわけ優先される。これらの合金は、以降では群1.3と示される。群1.3のベース合金は、Moに加えて最高で40重量%まで、とりわけ最高で35重量%までの量の次の合金成分、Fe、Co、Mn、Cu、Cr、W、V、Nb、Ti、Si、Al、C及びSの1種以上を含むことができる。群1.3のNiベース合金の中では、さらなる合金成分として、とりわけ合計1〜30重量%の量のCr、Nb及び/又はFeを含むものがとりわけ優先される。群1.3のNiベース合金の例は、EN略称NiMo28(Hastelloy(登録商標)B及びNiMo29Cr(Hastelloy(登録商標)B-3)である。   Among the Ni-based alloys, preference is given to those containing 5 to 40% by weight, in particular 15 to 30% by weight, Cr as further alloy components. These alloys are hereinafter designated group 1.2. Group 1.2 base alloys include the following alloy components in amounts up to 40% by weight, especially up to 35% by weight in addition to Cr: Fe, Co, Mn, Cu, Mo, W, V, Nb, Ti , Si, Al, C and S may be included. Among the group 1.2 Ni-based alloys, preference is given in particular to further alloying components, especially those containing Mo, Nb and / or Fe in a total amount of 1 to 30% by weight. Examples of Group 1.2 Ni-based alloys are EN abbreviations NiCr19NbMo (Inconel® Alloy 718) and NiCr15Fe (Inconel® Alloy 600), NiCr22Mo19Fe5 (Inconel® 625), NiMo17Cr16FeWMn (Hastelloy®) ) C276), Ni-Cr-Fe alloys with 72-76 wt% nickel content, 18-21 wt% Cr content, 0.08-0.13 wt% C content and 5 wt% Fe content, and 48-60 An alloy of Ni—Cr—Co—Mo alloy (Waspaloy®) with a nickel content of wt%, a Cr content of 19 wt%, a Co content of 13.5 wt% and a Mo content of 4.3 wt%. Among the Ni-based alloys, preference is given in particular to those containing 5 to 35% by weight, in particular 10 to 30% by weight, Mo as further alloying components. These alloys are hereinafter referred to as group 1.3. Group 1.3 base alloys include the following alloy components in amounts up to 40% by weight, in particular up to 35% by weight in addition to Mo: Fe, Co, Mn, Cu, Cr, W, V, Nb, Ti , Si, Al, C and S may be included. Among the group 1.3 Ni-based alloys, preference is given in particular to further alloy components which contain Cr, Nb and / or Fe in a total amount of 1 to 30% by weight. Examples of Group 1.3 Ni-based alloys are the EN abbreviations NiMo28 (Hastelloy® B and NiMo29Cr (Hastelloy® B-3)).

典型的なコバルトベース合金は、実質的に、即ち、少なくとも95重量%、特に少なくとも98重量%、とりわけ少なくとも99重量%の
a1) 50〜95重量%、特に55〜95重量%、特に好ましくは55〜90重量%、とりわけ58〜90重量%のCo及び
b1) 5〜50重量%、特に5〜45重量%、特に好ましくは10〜45重量%、とりわけ10〜42重量%の、Cu、Fe、Ni、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、P及びCから選択される少なくとも1種のさらなる合金成分、
を含む。
A typical cobalt-based alloy is substantially, ie at least 95% by weight, in particular at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight.
a1) 50 to 95% by weight, in particular 55 to 95% by weight, particularly preferably 55 to 90% by weight, in particular 58 to 90% by weight of Co and
b1) 5 to 50% by weight, in particular 5 to 45% by weight, particularly preferably 10 to 45% by weight, in particular 10 to 42% by weight, Cu, Fe, Ni, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, At least one further alloy component selected from Ti, Si, P and C,
including.

Coベース合金の中ではさらなる合金成分として5〜40重量%、とりわけ7〜30重量%のCrを含むものがとりわけ優先される。これらの合金は、以降では群2.1と示される。ベース合金の群2.1は、Crに加えて1種以上の次の合金成分: Fe、Ni、Mn、Cu、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、C及びPを最高40重量%、とりわけ最高35重量%の量で含むことができる。群2.1のCoベース合金の中では、さらなる合金成分として、とりわけ合計1〜30重量%の量のMo、W及び/又はFeを含むものがとりわけ優先される。群2.1のCoベース合金の例は、以下の組成の合金:
i. 53重量%のCo、31重量%のCr、14重量%のFe、1.2重量%のC(Stellite(登録商標)4)、
ii. 65重量%のCo、28重量%のCr、4.5重量%のW、1.2重量%のC、1.1重量%のSi(Stellite(登録商標)6)、
iii. 66.5重量%のCo、28重量%のCr、5重量%のMo、0.5重量%のC(Stellite(登録商標)21)、
iv. 58〜62重量%のCo、25〜30重量%のCr、5〜10重量%のMo(ビタリウム(Vitallium)タイプ、例えばヘインズ合金21)、
v. 59重量%のCo、8.5重量%のCr、29.5重量%のMo、2.1重量%のSi(T 400)、
である。
Among the Co-based alloys, preference is given to those containing 5 to 40% by weight, in particular 7 to 30% by weight, Cr as further alloy components. These alloys are referred to hereinafter as group 2.1. Group 2.1 of the base alloy contains up to 40% by weight of Cr, in addition to one or more of the following alloy components: Fe, Ni, Mn, Cu, Mo, W, V, Nb, Ti, Si, C and P, especially Can be included in amounts up to 35% by weight. Among the group 2.1 Co-based alloys, preference is given in particular to further alloy components which contain Mo, W and / or Fe in a total amount of 1 to 30% by weight. Examples of Group 2.1 Co-based alloys are alloys of the following composition:
i. 53 wt% Co, 31 wt% Cr, 14 wt% Fe, 1.2 wt% C (Stellite® 4),
ii. 65 wt% Co, 28 wt% Cr, 4.5 wt% W, 1.2 wt% C, 1.1 wt% Si (Stellite® 6),
iii. 66.5 wt% Co, 28 wt% Cr, 5 wt% Mo, 0.5 wt% C (Stellite® 21),
iv. 58-62 wt% Co, 25-30 wt% Cr, 5-10 wt% Mo (Vitallium type, e.g. Haines Alloy 21),
v. 59 wt% Co, 8.5 wt% Cr, 29.5 wt% Mo, 2.1 wt% Si (T 400),
It is.

典型的な鉄ベース合金は、高合金ステンレス鋼である。それらは、実質的に、即ち、少なくとも95重量%、特に少なくとも98重量%、とりわけ少なくとも99重量%の
a1) 50〜95重量%、特に55〜95重量%、特に好ましくは55〜90重量%、とりわけ58〜90重量%のFe、及び
b1) 5〜50重量%、特に5〜45重量%、特に好ましくは10〜45重量%、とりわけ10〜42重量%の、Cu、Co、Ni、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti、Si、P、S及びCから選択される少なくとも1種のさらなる合金成分、
を一般的に含む。
A typical iron-based alloy is high alloy stainless steel. They are substantially, ie at least 95% by weight, in particular at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight.
a1) 50 to 95% by weight, in particular 55 to 95% by weight, particularly preferably 55 to 90% by weight, in particular 58 to 90% by weight of Fe, and
b1) 5-50% by weight, in particular 5-45% by weight, particularly preferably 10-45% by weight, especially 10-42% by weight, Cu, Co, Ni, Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, At least one further alloy component selected from Ti, Si, P, S and C;
In general.

Feベース合金の中では、ベース金属に加えて、合金成分としてのCrを含み、クロム含量が、一般的に5〜30重量%、とりわけ10〜25重量%の範囲であるクロムを含むステンレス鋼がとりわけ優先される。これらの合金は、以降では群3.1と示される。群3.1のベース合金は、Crに加えて最高で40重量%まで、とりわけ最高で35重量%までの量の次の合金成分、Co、Ni、Mn、Cu、Mo、V、Nb、Ti、Si、C、S及びPの1種以上を含むことができる。群3.1のFeベース合金の中では、さらなる合金成分として、とりわけ合計1〜30重量%の量のNi、Mo、V、Ti、Si及び/又はNbを含むものがとりわけ優先される。群3.1のFeベース合金の例は、クロム鋼、例えば、X12Cr13、X6Cr17及びX20Cr13、クロム-ニッケル鋼、例えば、X2CrNi12、X5CrNi18-10、X8CrNiS18-9、X2CrNi19-11、X2CrNi18-9、X10CrNi18-8、X1CrNi19-9、X2CrNiMo17-12-2、X2CrNiMo19-12、X2CrNiMo18-14-3、X2CrNiMoN18-14-3、X13CrNiMoN22-5-3、X6CrNiTi18-10、X6CrNiMoTi17-12-2、GX5CrNiMoNb19-11-2及びX15CrNiSi25-21、クロム-モリブデン鋼、例えば、X12CrMoS17及び25CrMo4、及びクロム-バナジウム鋼である。   Among Fe-based alloys, stainless steels containing chromium in addition to the base metal, containing chromium as the alloy component and having a chromium content generally in the range of 5 to 30% by weight, especially 10 to 25% by weight. Especially preferred. These alloys are referred to hereinafter as group 3.1. Group 3.1 base alloys include the following alloy components in amounts up to 40% by weight, in particular up to 35% by weight in addition to Cr: Co, Ni, Mn, Cu, Mo, V, Nb, Ti, Si , C, S and P may be included. Among group 3.1 Fe-based alloys, particular preference is given to further alloying components, in particular those containing Ni, Mo, V, Ti, Si and / or Nb in a total amount of 1 to 30% by weight. Examples of group 3.1 Fe-based alloys include chromium steels, e.g., X12Cr13, X6Cr17 and X20Cr13, chromium-nickel steels, e.g., X2CrNi12, X5CrNi18-10, X8CrNiS18-9, X2CrNi19-11, X2CrNi18-9, X10CrNi18-8, X1CrNi19-9, X2CrNiMo17-12-2, X2CrNiMo19-12, X2CrNiMo18-14-3, X2CrNiMoN18-14-3, X13CrNiMoN22-5-3, X6CrNiTi18-10, X6CrNiMoTi17-12-2, GX5CrNiMoNb19-11-2 and X15CrNiSi25- 21. Chromium-molybdenum steels such as X12CrMoS17 and 25CrMo4, and chromium-vanadium steel.

典型的な銅ベース合金は、実質的に、即ち、少なくとも95重量%、特に少なくとも98重量%、とりわけ少なくとも99重量%の
a1) 50〜95重量%、特に55〜95重量%、特に好ましくは55〜90重量%、とりわけ58〜90重量%のCu及び
b1) 5〜50重量%、特に5〜45重量%、特に好ましくは10〜45重量%、とりわけ10〜42重量%の、Ag、Pb、Ni及びZnから選択される少なくとも1種のさらなる合金成分、
を一般的に含む。
A typical copper base alloy is substantially, ie at least 95% by weight, in particular at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight.
a1) 50 to 95% by weight, in particular 55 to 95% by weight, particularly preferably 55 to 90% by weight, in particular 58 to 90% by weight of Cu and
b1) 5-50% by weight, in particular 5-45% by weight, particularly preferably 10-45% by weight, in particular 10-42% by weight, of at least one further alloy component selected from Ag, Pb, Ni and Zn ,
In general.

群3.1のCuベース合金の例は、洋銀(62重量%のCu、18重量%のNi及び20重量%のZnの合金)及び白銅(75重量%のCu及び25重量%のNiの合金)である。   Examples of group 3.1 Cu-based alloys are silver (62 wt.% Cu, 18 wt.% Ni and 20 wt.% Zn alloy) and white copper (75 wt.% Cu and 25 wt.% Ni alloy). is there.

原則として、アノードとしては当業者には公知の任意の電極タイプが使用され得る。これは、全面的にそれぞれの電極材料を含むか又は電極材料により被覆されている導電性支持体を有する支持電極であってもよい。アノードとして使用される電極は、例えば、エキスパンドメタル、グリッド又は金属板の形の電極であってもよい。   In principle, any electrode type known to those skilled in the art can be used as the anode. This may be a support electrode having a conductive support that contains the entire electrode material or is covered by the electrode material. The electrode used as the anode may be, for example, an electrode in the form of expanded metal, a grid or a metal plate.

カソードとしては、原則として、当業者には公知の、水溶液系の電気分解に適する任意の電極が使用され得る。還元過程は、カソードで起こり、リグニンはアノードで酸化されるために、例えば、ニッケルのカソード等の重金属の電極が使用されるとき、この重金属と一緒のバニリンの負荷はとても低いので、得られたバニリンは食品産業において問題なく使用することができる。好ましくは、電極材料は、低い水素過電圧を示す。ここでは、ニッケル、Niベース合金、Coベース合金、Feベース合金、Cuベース合金、銀、Agベース合金、即ち少なくとも50重量%の銀含量を有する銀が豊富な合金、RuOxTiOx混合酸化物、白金メッキチタン、白金、グラファイト又は炭素の中で選択された電極材料を有する電極が優先される。とりわけ、カソードの電極材料は、Niベース合金、Coベース合金、Feベース合金、Cuベース合金の中で、とりわけ好ましくは、Niベース合金、Coベース合金及びFeベース合金の中で、特に群1.1、1.2、1.3、2.1及び3.1の中で選択される。 As the cathode, in principle, any electrode suitable for aqueous electrolysis known to those skilled in the art can be used. The reduction process takes place at the cathode and lignin is oxidized at the anode, so when a heavy metal electrode such as a nickel cathode is used, the load of vanillin with this heavy metal is so low that it was obtained Vanillin can be used without problems in the food industry. Preferably, the electrode material exhibits a low hydrogen overvoltage. Here, nickel, Ni-based alloy, Co-based alloy, Fe-based alloy, Cu-based alloy, silver, Ag-based alloy, ie silver-rich alloy with a silver content of at least 50% by weight, RuO x TiO x mixed oxide Preference is given to electrodes having an electrode material selected among platinum-plated titanium, platinum, graphite or carbon. In particular, the electrode material of the cathode is a Ni-base alloy, a Co-base alloy, a Fe-base alloy, a Cu-base alloy, particularly preferably a Ni-base alloy, a Co-base alloy and a Fe-base alloy, particularly Group 1.1, Selected among 1.2, 1.3, 2.1 and 3.1.

原則として、カソードとしては当業者には公知の任意の電極タイプが使用され得る。これらは、全面的にそれぞれの電極材料を含むか又は電極材料により被覆されている支持体を有する支持電極であってもよい。それぞれの電極材料、とりわけ上記のベース合金の1つ、特に群1.1、1.2、1.3、2.1及び3.1のベース合金の1つを含む電極が優先される。カソードとして使用されるこの電極は、例えば、エキスパンドメタル、グリッド又は金属板の形の電極であってもよい。   In principle, any electrode type known to those skilled in the art can be used as the cathode. These may be support electrodes having a support that contains the entire electrode material or is covered by the electrode material. Preference is given to electrodes comprising the respective electrode material, in particular one of the above-mentioned base alloys, in particular one of the base alloys of the groups 1.1, 1.2, 1.3, 2.1 and 3.1. This electrode used as the cathode may be, for example, an electrode in the form of expanded metal, a grid or a metal plate.

アノード及びカソードの配列は、制限されず、例えば、極性が交互に並んでいる複数のシリンダーの形でも配置され得るシリンダー状の形をしたグリッド、格子又はチューブの交互に並んでいる極性及びシリンダー状の配置の複数の積み重ねの形でも配置され得る平面格子及び/又は板の配置を含む。   The arrangement of the anode and cathode is not limited, for example, the alternating polarity and cylindrical shape of a grid, grid or tube in the shape of a cylinder that can also be arranged in the form of multiple cylinders with alternating polarity. Including planar grids and / or plate arrangements that can also be arranged in the form of a plurality of stacks.

最適な時空収率を達成するために、さまざまな電極形状が当業者には知られている。有利な電極形状は、複数個の電極の二極配置の、ロッド型のアノードがシリンダー状のカソードによって取り囲まれている配置、又はアノードとカソードの両方がワイヤグリッドを含み、これらのワイヤグリッドが、1つが他の上に置かれ、シリンダー状に巻き上げられる配置である。   Various electrode shapes are known to those skilled in the art to achieve optimal space-time yields. An advantageous electrode configuration is a bipolar arrangement of a plurality of electrodes, an arrangement in which the rod-shaped anode is surrounded by a cylindrical cathode, or both the anode and cathode comprise wire grids, which wire grids are One is placed on top of the other and rolled up into a cylinder.

このアノードとカソードは、隔離板によって互いから隔離することができる。原則として、隔離板としては、電解セルにおいて通常使用される全ての隔離板が適する。隔離板は、典型的には、電極の間に配置された多孔性の平板的構造のもので、例えば、電解条件下で不活性である非導電性材料、例えば、プラスチック材料、とりわけテフロン(登録商標)材料、又はテフロン(登録商標)をコートしたプラスチック材料でできている格子、グリッド、織布又は不織布である。   The anode and cathode can be isolated from each other by a separator. In principle, all separators normally used in electrolysis cells are suitable as separators. The separator is typically of a porous flat structure disposed between the electrodes, e.g. a non-conductive material that is inert under electrolytic conditions, e.g. a plastic material, especially Teflon (registered). (Trademark) material, or a lattice, grid, woven fabric or non-woven fabric made of a plastic material coated with Teflon (registered trademark).

電気分解のためには、当業者には公知の任意の電解セル、例えば、分割又は非分割連続フローセル、キャピラリーギャップセル(capillary gap cell)又はプレートスタックセル(plate stack cell)などが使用され得る。とりわけ優先されるのは、非分割連続フローセル、例えば、電解液が電極を循環して通過して連続的に導電される循環を伴う連続フローセルである。この方法は、不連続式及び連続式の両方で首尾よく行うことができる。この電気分解は、工業規模で同様に行うことができる。対応する電解セルは、当業者には公知である。本発明の全ての実施形態は実験室規模だけでなく工業規模にも関する。   For electrolysis, any electrolysis cell known to those skilled in the art can be used, for example a split or non-split continuous flow cell, a capillary gap cell or a plate stack cell. Particularly preferred are non-divided continuous flow cells, for example, continuous flow cells with circulation in which electrolyte is circulated through the electrodes and is continuously conducted. This method can be successfully performed both discontinuously and continuously. This electrolysis can be performed on an industrial scale as well. Corresponding electrolysis cells are known to those skilled in the art. All embodiments of the invention relate to the industrial scale as well as the laboratory scale.

好ましい実施形態において、電解セルの中身は混合される。このセルの中身の混合のために、当業者に公知の任意の機械攪拌機を使用することができる。その他の混合方法の使用、例えばウルトラタラックス(Ultraturrax)、超音波又はジェットノズルの使用なども同様に好ましい。   In a preferred embodiment, the contents of the electrolysis cell are mixed. Any mechanical stirrer known to those skilled in the art can be used to mix the contents of the cell. The use of other mixing methods such as the use of Ultraturrax, ultrasound or jet nozzles is likewise preferred.

アノードとカソードに電解電圧を適用することによって、電流が電解液を伝導する。副反応、例えば過酸化及び起爆ガスの形成などを避けるために、電流密度は、一般的に、1000mA/cm2、とりわけ100mA/cm2を超えない。この方法が行われる電流密度は、一般的に1〜1000mA/cm2、好ましくは1〜100mA/cm2である。とりわけ好ましくは、本発明によるこの方法は、1と50mA/cm2の間の電流密度で行われる。 By applying an electrolysis voltage to the anode and cathode, current conducts the electrolyte. In order to avoid side reactions such as the formation of peroxidation and detonation gases, the current density generally does not exceed 1000 mA / cm 2 , in particular 100 mA / cm 2 . The current density at which this method is carried out is generally from 1 to 1000 mA / cm 2 , preferably from 1 to 100 mA / cm 2 . Particularly preferably, the method according to the invention is carried out at a current density between 1 and 50 mA / cm 2 .

合計電解時間は、電解セル、使用される電極及び電流密度にはっきりと依存する。最適時間は、当業者により、通例の実験によって、例えば電解中のサンプリングによって決定され得る。   The total electrolysis time depends explicitly on the electrolysis cell, the electrodes used and the current density. The optimum time can be determined by the person skilled in the art by routine experimentation, for example by sampling during electrolysis.

電極への堆積を避けるために、極性は短い時間間隔で変化させることができる。極性の変化は、30秒〜10分の間隔で進行することができる。30秒〜2分の間隔が優先される。このためには、アノード及びカソードは同じ材料を含むことが好都合である。   In order to avoid deposition on the electrodes, the polarity can be changed in short time intervals. The change in polarity can proceed at intervals of 30 seconds to 10 minutes. Priority is given to intervals of 30 seconds to 2 minutes. For this purpose, the anode and the cathode advantageously comprise the same material.

電気分解は、一般的に0〜160℃、好ましくは50〜150℃の範囲の温度で行われ、上記のベース合金でできているアノードは、選択性の喪失が起こることなく、比較的低温で電気分解が行われることを可能にする。その場合、電気分解は、10〜100℃の範囲、特に50〜95℃の範囲、とりわけ70〜90℃の範囲の温度で好ましくは進行する。電気分解は、一般的に2000kPaより下、好ましくは1000kPaより下、とりわけ150kPaより下、例えば50〜1000kPa、とりわけ80〜150kPaの範囲の圧力で行われる。大気圧の範囲の圧力(101±20kPa)で本発明による方法を実施するのがとりわけ好ましい。   The electrolysis is generally carried out at a temperature in the range of 0 to 160 ° C., preferably 50 to 150 ° C., and the anode made of the above base alloy has a relatively low temperature without loss of selectivity. Allows electrolysis to take place. In that case, the electrolysis preferably proceeds at a temperature in the range from 10 to 100 ° C., in particular in the range from 50 to 95 ° C., in particular in the range from 70 to 90 ° C. The electrolysis is generally carried out at a pressure below 2000 kPa, preferably below 1000 kPa, in particular below 150 kPa, for example in the range from 50 to 1000 kPa, in particular from 80 to 150 kPa. It is particularly preferred to carry out the process according to the invention at a pressure in the range of atmospheric pressure (101 ± 20 kPa).

本発明の特別な利点は、とりわけ、バニリンを含む塩基性組成物が、リグニンを含むアルカリ性水性懸濁液又は溶液の酸化、とりわけ電気分解によって調製され、バニリンを含む塩基性組成物を吸着剤で処理することによって、酸化において形成されたバニリンが、得られたバニリンを含む塩基性組成物から酸化の間に除去される又は低減されるときに有用となる。このようにして、バニリンの過酸化が減少され、使用されたリグニンに基づくバニリンの収率は著しく増加させることができる。   A particular advantage of the present invention is that, inter alia, a basic composition comprising vanillin is prepared by oxidation, in particular electrolysis, of an alkaline aqueous suspension or solution comprising lignin, and the basic composition comprising vanillin is adsorbed with an adsorbent. The treatment is useful when vanillin formed in the oxidation is removed or reduced during oxidation from the resulting basic composition containing vanillin. In this way, vanillin peroxidation is reduced and the yield of vanillin based on the lignin used can be significantly increased.

酸化において生ずる水性アルカリ性反応混合物からのバニリンの除去又は減少は、間隔を置いて又は連続して進めることができる。間隔を置いてのバニリンの除去又は減少においては、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の酸化は、中断され、得られた水性のアルカリ性反応混合物が、吸着剤、とりわけアニオン交換体により上記のやり方で処理される。連続式のバニリンの除去又は減少においては、一般的に、酸化において生ずる水性のアルカリ性反応混合物流が、酸化反応器、例えば電解セルから放出され、流れは、吸着剤、とりわけアニオン交換体により処理され、このやり方でバニリンを低減させた流れは、酸化反応器に戻される。   The removal or reduction of vanillin from the aqueous alkaline reaction mixture occurring in the oxidation can proceed at intervals or continuously. In the removal or reduction of vanillin at intervals, the oxidation of the aqueous alkaline suspension or solution containing lignin is interrupted, and the resulting aqueous alkaline reaction mixture is converted to the above by an adsorbent, in particular an anion exchanger. Processed in a manner. In continuous vanillin removal or reduction, generally the aqueous alkaline reaction mixture stream resulting from the oxidation is discharged from an oxidation reactor, such as an electrolysis cell, and the stream is treated with an adsorbent, especially an anion exchanger. The stream with reduced vanillin in this manner is returned to the oxidation reactor.

酸化で生ずる水性のアルカリ性反応混合物からの間隔を置いた又は連続的なバニリンの除去又は減少のためには、好ましくは、反応混合物又は反応混合物の放出流は、上記のやり方で吸着剤の吸着床を通され、次いで吸着剤は、少なくとも1種の有機溶媒又は水-有機溶媒混合物中の鉱酸の希薄溶液により処理され、吸着剤によって吸着されたバニリンは溶離される。   For spaced or continuous vanillin removal or reduction from the aqueous alkaline reaction mixture resulting from the oxidation, preferably the reaction mixture or the discharge stream of the reaction mixture is adsorbed to the adsorbent bed in the manner described above. The adsorbent is then treated with a dilute solution of mineral acid in at least one organic solvent or water-organic solvent mixture, and vanillin adsorbed by the adsorbent is eluted.

本明細書の以降の実施例は、本発明のより詳細な説明に役立つ。   The following examples herein serve to provide a more detailed explanation of the invention.

分析:
反応生成物は、ガスクロマトグラフィーによって分析した。この過程において、使用した固定相は、長さ30m、直径0.25mm及び層厚さ1μmのAgilent社のHP-5カラムであった。このカラムを、10℃/分の加熱速度で10分が経過する温度プログラムによって50℃〜290℃まで加熱した。この温度は15分間保持した。キャリヤーガスとしては46.5mL/分の流速を有する水素を使用した。
analysis:
The reaction product was analyzed by gas chromatography. In this process, the stationary phase used was an HP-5 column from Agilent with a length of 30 m, a diameter of 0.25 mm and a layer thickness of 1 μm. The column was heated from 50 ° C. to 290 ° C. with a temperature program of 10 minutes at a heating rate of 10 ° C./min. This temperature was held for 15 minutes. Hydrogen was used as the carrier gas with a flow rate of 46.5 mL / min.

使用したアニオン交換体:
Dow社のAmberlite(登録商標)IRA402(OH):50〜60%の水分含量を有するゲルタイプ粒子(20〜25メッシュ)の形態を有する、CH2を介して結合したトリメチルアンモニウム基を有する架橋スチレン/ジビニルベンゼンコポリマーのOH形態。このアニオン交換体は、水で膨潤したアニオン交換体の吸着床に基づいて、1.2meq/ml、又は固体に基づいて4.1meq/g(塩化物の形で約1.3meq/ml)の交換容量を有する。
Anion exchanger used:
Dow's Amberlite® IRA402 (OH): cross-linked styrene with trimethylammonium groups attached via CH 2 in the form of gel-type particles (20-25 mesh) with a moisture content of 50-60% / OH form of divinylbenzene copolymer. This anion exchanger has an exchange capacity of 1.2 meq / ml based on an adsorbent bed of an anion exchanger swollen with water, or 4.1 meq / g based on solids (about 1.3 meq / ml in the form of chloride). Have.

Vertellius Specialities(Sigma Aldrich)社のReillex(登録商標)HPQ:塩化メチルにより四級化されており、55%の水分含量を有するゲルタイプ粒子(粒径300〜1000μm)の形態を有する架橋ポリ-4-ビニルピリジンのCl形態。このアニオン交換体は、固体に基づいて4.1meq/gの交換容量を有する。   Reillex® HPQ from Vertellius Specialities (Sigma Aldrich): cross-linked poly-4 quaternized with methyl chloride and having the form of gel-type particles (particle size 300-1000 μm) with a moisture content of 55% -Cl form of vinylpyridine. This anion exchanger has an exchange capacity of 4.1 meq / g based on solids.

Dow社のDowex Monosphere 550A OH:55〜65%の水分含量を有するゲルタイプ粒子(平均粒径590μm)の形態を有する、CH2を介して結合したトリメチルアンモニウム基を有する架橋スチレン/ジビニルベンゼンコポリマーのOH形態。このアニオン交換体は、水で膨潤したアニオン交換体の吸着床に基づいて、1.0meq/mlの交換容量を有する。 Dow Dowex Monosphere 550A OH: a cross-linked styrene / divinylbenzene copolymer with trimethylammonium groups attached via CH 2 in the form of gel-type particles (average particle size 590 μm) with a moisture content of 55-65%. OH form. This anion exchanger has an exchange capacity of 1.0 meq / ml, based on an adsorption bed of an anion exchanger swollen with water.

Rohm & Haas(現在はDow)社のAmbersep900 OH:65%の水分含量を有するゲルタイプ粒子(20〜25メッシュ)の形態を有するCH2を介して結合したトリメチルアンモニウム基を有する架橋スチレン/ジビニルベンゼンコポリマーのOH形態。このアニオン交換体は、水で膨潤したアニオン交換体の吸着床に基づいて、0.8meq/mlの交換容量を有する。 Rohm & Haas (now Dow) company Ambersep900 OH: crosslinked styrene / divinylbenzene having trimethylammonium groups bonded via a CH 2 in the form of a gel type particles (20-25 mesh) with 65% water content OH form of the copolymer. This anion exchanger has an exchange capacity of 0.8 meq / ml, based on the adsorption bed of the anion exchanger swollen with water.

Dow社のAmberlite(登録商標)IRA910(Cl):52%の水分含量を有するマクロ多孔性粒子(16〜50メッシュ)の形態を有するCH2を介して結合したジメチル-2-ヒドロキシエチルアンモニウム基を有する架橋スチレン/ジビニルベンゼンコポリマーのCl形態。このアニオン交換体は、水で膨潤したアニオン交換体の吸着床に基づいて1.0meq/ml、又は固体に基づいて3.8meq/gの交換容量を有する。 Dow Amberlite® IRA910 (Cl): dimethyl-2-hydroxyethylammonium groups bonded via CH 2 having the form of macroporous particles (16-50 mesh) with a moisture content of 52%. Cl form of crosslinked styrene / divinylbenzene copolymer having. This anion exchanger has an exchange capacity of 1.0 meq / ml based on an adsorbent bed of an anion exchanger swollen with water, or 3.8 meq / g based on a solid.

1-メチルイミダゾリウム変性樹脂I
99.7gのポリ(スチレン-co-クロロメチルスチレン)(75〜150μm、ローディング(クロロメチルスチレン):0.94mmol/g)を1000mlのトルエン中に懸濁し、46.97gの1-メチルイミダゾールと混合した。反応混合物を110℃で17.5時間撹拌した。樹脂を濾別し、300mlのトルエン、250mlの0.1MのHCl、600mlの脱塩したH2O及び300mlのメタノールで連続して洗浄した。その後、樹脂を凍結乾燥法により乾燥した。重量: 110.30g。
元素分析: C 85.74、H 8.33、N 2.44
乾燥樹脂は、900mlのメタノール/H2O(2:1)中で1日膨潤させ、その後濾過した。
1-Methylimidazolium modified resin I
99.7 g poly (styrene-co-chloromethylstyrene) (75-150 μm, loading (chloromethylstyrene): 0.94 mmol / g) was suspended in 1000 ml toluene and mixed with 46.97 g 1-methylimidazole. The reaction mixture was stirred at 110 ° C. for 17.5 hours. The resin was filtered off and washed successively with 300 ml toluene, 250 ml 0.1 M HCl, 600 ml desalted H 2 O and 300 ml methanol. Thereafter, the resin was dried by a freeze-drying method. Weight: 110.30g.
Elemental analysis: C 85.74, H 8.33, N 2.44
The dry resin was swollen in 900 ml methanol / H 2 O (2: 1) for 1 day and then filtered.

そのようにして製造された1-メチルイミダゾリウム樹脂の5mlを分離カラム(直径: 0.5〜1.0cm)中に充填し、最初に脱塩されたH2Oにより、次に1MのNaOH水溶液により、次に0.1MのAgNO3水溶液により、塩素イオンが検出されなくなるまで洗浄した。その後、カラムを脱塩H2Oにより、洗浄水がpH=7を有するまで洗浄した。活性を酸塩基滴定によって検査した。カラムを、次に100mlの2.5重量%濃度のNaCl水溶液により洗い、次に脱塩水により洗浄った。洗浄液を250mlの容量フラスコに収集した。洗液は、50mlのアリコート中で滴定した。複数の連続活性化サイクル後の滴定分析の結果を次の表にまとめる。 5 ml of the 1-methylimidazolium resin so produced is packed in a separation column (diameter: 0.5-1.0 cm), first with desalted H 2 O and then with 1M aqueous NaOH solution. Next, it was washed with 0.1 M AgNO 3 aqueous solution until chlorine ions were not detected. The column was then washed with desalted H 2 O until the wash water had a pH = 7. Activity was checked by acid-base titration. The column was then washed with 100 ml of 2.5% strength by weight aqueous NaCl solution and then with demineralized water. The wash was collected in a 250 ml volumetric flask. The washings were titrated in 50 ml aliquots. The results of the titration analysis after multiple successive activation cycles are summarized in the following table.

Figure 0006239608
Figure 0006239608

1-プロピルイミダゾリウム変性樹脂II(製造)
49.35gのポリ(スチレン-co-クロロメチルスチレン)(75〜150μm、ローディング(クロロメチルスチレン): 0.94mmol/g)を500mlのトルエン中に懸濁し、30.87gの1-プロピルイミダゾールと混合した。反応混合物を110℃で23時間撹拌した。樹脂を濾別し、300mlのトルエン、300mlの0.1MのHCl、600mlの脱塩したH2O及び300mlのメタノールで連続して洗浄した。その後、樹脂を凍結乾燥法により乾燥した。重量: 57.49g。元素分析: C 84.98、H 9.02、N 2.38
乾燥樹脂は、450mlのメタノール/H2O(2:1)中で1日膨潤させ、その後濾別した。
1-propylimidazolium modified resin II (manufacturing)
49.35 g of poly (styrene-co-chloromethylstyrene) (75-150 μm, loading (chloromethylstyrene): 0.94 mmol / g) was suspended in 500 ml of toluene and mixed with 30.87 g of 1-propylimidazole. The reaction mixture was stirred at 110 ° C. for 23 hours. The resin was filtered off and washed successively with 300 ml toluene, 300 ml 0.1 M HCl, 600 ml desalted H 2 O and 300 ml methanol. Thereafter, the resin was dried by a freeze-drying method. Weight: 57.49g. Elemental analysis: C 84.98, H 9.02, N 2.38
The dry resin was swollen in 450 ml methanol / H 2 O (2: 1) for 1 day and then filtered off.

1-ペンチルイミダゾリウム変性樹脂III(製造)
49.70gのポリ(スチレン-co-クロロメチルスチレン)(75〜150μm、ローディング(クロロメチルスチレン): 0.94mmol/g)を500mlのトルエン中に懸濁し、38.78gの1-ペンチルイミダゾールと混合した。反応混合物を、110℃で23時間撹拌した。樹脂を濾別し、300mlのトルエン、300mlの0.1MのHCl、600mlの脱塩したH2O及び900mlのメタノールで連続して洗浄した。その後、樹脂を凍結乾燥法により乾燥した。重量: 55.82g。
元素分析: C 85.12、H 9.69、N 2.19
乾燥樹脂は、450mlのメタノール/H2O(2:1)中で1日膨潤させ、その後濾別した。
1-pentylimidazolium-modified resin III (manufacturing)
49.70 g poly (styrene-co-chloromethylstyrene) (75-150 μm, loading (chloromethylstyrene): 0.94 mmol / g) was suspended in 500 ml toluene and mixed with 38.78 g 1-pentylimidazole. The reaction mixture was stirred at 110 ° C. for 23 hours. The resin was filtered off and washed successively with 300 ml toluene, 300 ml 0.1 M HCl, 600 ml desalted H 2 O and 900 ml methanol. Thereafter, the resin was dried by a freeze-drying method. Weight: 55.82g.
Elemental analysis: C 85.12, H 9.69, N 2.19
The dry resin was swollen in 450 ml methanol / H 2 O (2: 1) for 1 day and then filtered off.

実施例1
2.513gのクラフトリグニンを、冷却ジャケットのないワンポット槽(V=600mL)に入れ、300gの1MのNaOH中に撹拌しながら溶解した。11枚のニッケル板(それぞれ5.0cm×2.1cm)を、槽が10個のハーフチャンバを含む方法で0.3cmの間隔をあける二極様式で接続した。溶液を、約9.7時間にわたって電気分解した(Q=700C、電解液:Q=7000Cに基づく)。達成された槽電圧は、3.0〜3.2Vの範囲であった。電荷を流した後、槽の中身を室温にし、Amberlite(登録商標)IRA402(OH)カラム吸着床(mAmberlite=10.072g、dcolumn=2cm、h=5cm)上に載せた。使用されたイオン交換体は、予め水中で数時間膨潤させた。反応溶液をカラム材料(i)に完全に通過させた後(液滴速度: 1滴/秒)、濾液(ii)を、上記の条件の下で再び電気分解した。合計で、溶液を5回、電気分解し、濾過した。
Example 1
2.513 g of kraft lignin was placed in a one-pot tank (V = 600 mL) without a cooling jacket and dissolved in 300 g of 1M NaOH with stirring. Eleven nickel plates (each 5.0 cm × 2.1 cm) were connected in a bipolar fashion with a bath containing 10 half chambers and spaced 0.3 cm apart. The solution was electrolyzed for about 9.7 hours (Q = 700C, electrolyte: based on Q = 7000C). The cell voltage achieved was in the range of 3.0-3.2V. After the charge flow, the contents of the tank were brought to room temperature and placed on an Amberlite® IRA402 (OH) column adsorption bed (m Amberlite = 10.072 g, d column = 2 cm, h = 5 cm). The ion exchanger used was previously swollen in water for several hours. After passing the reaction solution completely through the column material (i) (droplet rate: 1 drop / sec), the filtrate (ii) was again electrolyzed under the above conditions. In total, the solution was electrolyzed five times and filtered.

アニオン交換体により吸着されたバニリンの製造のために、アニオン交換体をメタノール中のHClの2重量%濃度の溶液を用いて分割して洗浄した(Vtot=250mL、液滴速度: 1滴/秒)。得られた濾液を150mLのH2Oと混合し、各回とも100mLのジクロロメタンにより3回抽出した。合わせた有機相を80mLの飽和食塩水により洗浄し、Na2SO4によって脱水し、減圧下で溶媒を除去した。残留したブロンズ色の泡を、カラムクロマトグラフィー(d=2cm、h=20cmのシリカゲル60)(溶離剤:容積比3:2のシクロヘキサン/酢酸エチル)により精製した。使用されたクラフトリグニンを基にして、8重量%のアセトバニロンを含んだ2.59重量%のバニリンが得られた(GC画分)。 For the production of vanillin adsorbed by the anion exchanger, the anion exchanger was divided and washed with a 2% strength by weight solution of HCl in methanol (V tot = 250 mL, drop rate: 1 drop / Seconds). The resulting filtrate was mixed with 150 mL H 2 O and extracted three times with 100 mL dichloromethane each time. The combined organic phases were washed with 80 mL saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed under reduced pressure. The remaining bronzed foam was purified by column chromatography (d = 2 cm, h = 20 cm silica gel 60) (eluent: cyclohexane / ethyl acetate in a volume ratio of 3: 2). Based on the kraft lignin used, 2.59 wt% vanillin containing 8 wt% acetovanillone was obtained (GC fraction).

濾液の後処理のために、濾液を濃塩酸により冷却しながら酸性にし、酸性化濾液を、沈殿したリグニンを除去するために珪藻土の吸着床を通して濾過した。珪藻土の吸着床をジクロロメタンにより十分にすすいだ。水相は、各回とも100mLのジクロロメタンにより3回抽出した。合わせた有機相を100mLの飽和食塩水により洗浄し、Na2SO4によって脱水し、減圧下で溶媒を除去した。粘性固体が残留した(mRP=17.2mg、使用されたクラフトリグニンを基にして、0.68重量%)。ガスクロマトグラフィー分析は、次の典型的な組成(GC画分)を示した: 68.9%バニリン、9.5%アセトバニロン、21.6%バニリン酸。 For workup of the filtrate, the filtrate was acidified with cooling with concentrated hydrochloric acid, and the acidified filtrate was filtered through a bed of diatomaceous earth to remove the precipitated lignin. The bed of diatomaceous earth was thoroughly rinsed with dichloromethane. The aqueous phase was extracted three times with 100 mL dichloromethane each time. The combined organic phases were washed with 100 mL saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed under reduced pressure. A viscous solid remained (m RP = 17.2 mg, 0.68 wt% based on the kraft lignin used). Gas chromatographic analysis showed the following typical composition (GC fraction): 68.9% vanillin, 9.5% acetovanillone, 21.6% vanillic acid.

実施例2
電気分解を、以下の点を変更し、実施例1と同様の方法で行った。即ち、反応溶液を、電荷を流し充電量を流し、室温まで冷却した後、Amberlite(登録商標)IRA402(OH)(mAmberlite=50g、dcolumn=2cm、h=24.5cm)のカラム吸着床上に載せた。電気分解及び濾過を5回行った後、実施例1と同様のやり方で後処理を進める。
Example 2
Electrolysis was performed in the same manner as in Example 1 with the following changes. That is, the reaction solution was charged with a charge, charged with a charge, cooled to room temperature, and then placed on a column adsorption bed of Amberlite (registered trademark) IRA402 (OH) (m Amberlite = 50 g, d column = 2 cm, h = 24.5 cm). I put it. After performing electrolysis and filtration 5 times, the post-treatment proceeds in the same manner as in Example 1.

有機粗生成物のカラムクロマトグラフィー精製は、使用されたクラフトリグニン(重量%)に基づいて以下の典型的な組成を示した: 2.54重量%のバニリン、2.45重量%のグアイヤコール。   Column chromatographic purification of the crude organic product showed the following typical composition based on the kraft lignin used (wt%): 2.54 wt% vanillin, 2.45 wt% guaiacol.

実施例3
2.011gのクラフトリグニンを、冷却ジャケットのないワンポット槽(V=600mL)に入れ、300gの3MのNaOH中に撹拌しながら溶解した。11枚のモネル400Kの板(4.9cm×2.1cm)を、槽が10個のハーフチャンバを含む方法で0.3cmの間隔をあける二極様式で接続した。溶液を、約7.8時間にわたって電気分解した(Q=560C、電解液:Q=5600Cに基づく)。達成された槽電圧は、3.0〜3.1Vの範囲であった。電荷を流した後、槽の中身を室温にし、Amberlite(登録商標)IRA402(OH)カラム吸着床(mAmberlite=40g、dcolumn=2cm、h=20cm)上に載せた。使用されたイオン交換体は、前もって水中で数時間膨潤させた。反応溶液がカラム材料を完全に通過した後(液滴速度: 1滴/秒)、濾液を、上記の条件の下で再び電気分解した。合計で、溶液を5回、電気分解し、濾過した。
Example 3
2.011 g of kraft lignin was placed in a one pot tank (V = 600 mL) without a cooling jacket and dissolved in 300 g of 3M NaOH with stirring. Eleven Monel 400K plates (4.9 cm × 2.1 cm) were connected in a bipolar manner with a spacing of 0.3 cm in a manner in which the tank contained 10 half chambers. The solution was electrolyzed for about 7.8 hours (Q = 560C, electrolyte: based on Q = 5600C). The cell voltage achieved was in the range of 3.0-3.1V. After the charge flow, the contents of the tank were brought to room temperature and placed on an Amberlite® IRA402 (OH) column adsorption bed (m Amberlite = 40 g, d column = 2 cm, h = 20 cm). The ion exchanger used was previously swollen in water for several hours. After the reaction solution had completely passed through the column material (droplet rate: 1 drop / sec), the filtrate was again electrolyzed under the above conditions. In total, the solution was electrolyzed five times and filtered.

アニオン交換体により吸着されたバニリンの製造のために、アニオン交換体を、メタノール中のHClの2重量%濃度の溶液を用いて分割して洗浄した(Vtot=350mL、液滴速度: 1滴/秒)。得られた濾液は、100mLのH2Oと混合し、各回とも150mLのジクロロメタンにより3回抽出した。合わせた有機相を約100mLの飽和食塩水により洗浄し、Na2SO4によって脱水し、減圧下で溶媒を除去した。残留したブロンズ色に着色した泡を、カラムクロマトグラフィー(d=2cm、h=20cmのシリカゲル60)(溶離剤:容積比3:2のシクロヘキサン/酢酸エチル)により精製した。使用されたクラフトリグニンを基にして、8重量%のアセトバニロン(GC画分)で汚染された2.47重量%のバニリンを得た。 For the production of vanillin adsorbed by the anion exchanger, the anion exchanger was washed in portions with a 2% strength by weight solution of HCl in methanol (V tot = 350 mL, drop velocity: 1 drop / Second). The resulting filtrate was mixed with 100 mL H 2 O and extracted three times with 150 mL dichloromethane each time. The combined organic phases were washed with about 100 mL saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed under reduced pressure. The remaining bronzed foam was purified by column chromatography (d = 2 cm, h = 20 cm silica gel 60) (eluent: cyclohexane / ethyl acetate in a volume ratio of 3: 2). Based on the kraft lignin used, 2.47 wt% vanillin contaminated with 8 wt% acetovanillone (GC fraction) was obtained.

濾液の後処理のために、濾液を濃塩酸により冷却しながら酸性にし、酸性化濾液は、沈殿したリグニンを除去するために珪藻土の吸着床を通して濾過した。珪藻土の吸着床はジクロロメタンにより十分にすすいだ。水相は、各回とも150mLのジクロロメタンにより3回抽出した。合わせた有機相を100mLの飽和食塩水により洗浄し、Na2SO4によって脱水し、減圧下で溶媒を除去した。粘性固体が残った(mRP=11.9mg、使用されたクラフトリグニンを基にして、0.59重量%)。ガスクロマトグラフィー分析は、次の典型的な組成(GC画分)を示した: 75.2%バニリン、11.0%アセトバニロン。 For work-up of the filtrate, the filtrate was acidified with cooling with concentrated hydrochloric acid and the acidified filtrate was filtered through a bed of diatomaceous earth to remove the precipitated lignin. The bed of diatomaceous earth was thoroughly rinsed with dichloromethane. The aqueous phase was extracted three times with 150 mL dichloromethane each time. The combined organic phases were washed with 100 mL saturated brine, dried over Na 2 SO 4 and the solvent removed under reduced pressure. A viscous solid remained (m RP = 11.9 mg, 0.59 wt% based on the kraft lignin used). Gas chromatographic analysis showed the following typical composition (GC fraction): 75.2% vanillin, 11.0% acetovanillone.

実施例4
バニリン各50mgを、それぞれ、スクリューキャップ付きの瓶中の50mlの1Mの水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、前もってオーバーナイトで約18時間、蒸留水中で膨潤させた1gのイオン交換樹脂と混合した。懸濁液を約300rpmで45分間振とうし、次いでフリットを通して濾過し、10mlの水で2回すすいだ。
Example 4
Each 50 mg of vanillin was dissolved in 50 ml of 1M aqueous sodium hydroxide in a screw cap bottle and mixed with 1 g of ion exchange resin previously swollen overnight in distilled water for about 18 hours. The suspension was shaken at about 300 rpm for 45 minutes, then filtered through a frit and rinsed twice with 10 ml of water.

アニオン交換体により吸着されたバニリンの回収のために、アニオン交換体をフリットを通してバニリンの塩基性溶液から濾別し、フリットから20mlの酸のメタノール溶液(90%メタノール、10%濃塩酸)を含むねじぶた付きの瓶の中に移した。フリットは、その後ジクロロメタンで十分にすすいだ。懸濁液は、約300rpmで45分間再び振とうし、フリットを通して再び濾過し、そしてこれを約15mlのジクロロメタンで十分にすすいだ。濾液を、2μlのn-ヘキサデカン及び30mlの水と混合し、各回とも30mlのジクロロメタンにより3回抽出し、30mlの飽和食塩水で洗浄し、次いでNa2SO4により脱水した。溶媒を減圧下で除去し、残留している淡黄色固体をガスクロマトグラフィーにより分析した。 For the recovery of vanillin adsorbed by the anion exchanger, the anion exchanger is filtered from the basic solution of vanillin through a frit and contains 20 ml of acid in methanol (90% methanol, 10% concentrated hydrochloric acid) from the frit. Moved into a bottle with a screw lid. The frit was then rinsed thoroughly with dichloromethane. The suspension was shaken again at about 300 rpm for 45 minutes, filtered again through a frit and rinsed thoroughly with about 15 ml of dichloromethane. The filtrate was mixed with 2 μl n-hexadecane and 30 ml water, extracted three times with 30 ml dichloromethane each time, washed with 30 ml saturated brine, and then dried over Na 2 SO 4 . The solvent was removed under reduced pressure and the remaining pale yellow solid was analyzed by gas chromatography.

濾液の後処理のために、2μlのn-ヘキサデカンを濾液に加え、溶液を、氷で冷却しながら濃塩酸を加えることによって酸性化した。水相を3回、各回とも30mlのジクロロメタンで抽出した。合わせた有機相を、飽和食塩水で洗浄し、次いでNa2SO4により脱水した。溶媒を減圧下で除去し、残留している淡黄色固体をガスクロマトグラフィーにより分析した。 For workup of the filtrate, 2 μl of n-hexadecane was added to the filtrate and the solution was acidified by adding concentrated hydrochloric acid while cooling with ice. The aqueous phase was extracted 3 times with 30 ml dichloromethane each time. The combined organic phases were washed with saturated brine and then dried over Na 2 SO 4 . The solvent was removed under reduced pressure and the remaining pale yellow solid was analyzed by gas chromatography.

2つの画分から各回に回収されたバニリンの量(最初に使用した量の少なくとも95%、即ち>47.3mg)は、内部標準n-ヘキサデカンを使用するガスクロマトグラムから測定した。   The amount of vanillin recovered each time from the two fractions (at least 95% of the amount used initially, ie> 47.3 mg) was determined from a gas chromatogram using the internal standard n-hexadecane.

さまざまなイオン交換樹脂を使用する塩基性バニレート溶液におけるイオン交換実験の結果を、表1にまとめる。   Table 1 summarizes the results of ion exchange experiments in basic vanillate solutions using various ion exchange resins.

Figure 0006239608
Figure 0006239608

実施例5
本明細書の上文に記載されている1-メチルイミダゾリウム樹脂の5mlを分離カラム(直径:0.5〜1.0cm)中に充填し、最初に脱塩したH2Oで、次に1MのNaOH水溶液で、0.1MのAgNO3水溶液により洗い、塩素イオンはもはや検出されなかった。イオン交換樹脂は、脱塩されたH2Oにより、洗浄水がpH=7を有するまで洗った。その後、25mlの1MのNaOH水溶液中のバニリン49.4mgの溶液を、イオン交換樹脂中にN2超過圧力又は重力によって通した。次いで、樹脂を、洗浄水がpH=7を有するまで脱塩された25mlのH2Oにより洗った。その後、イオン交換樹脂を、4重量%濃度のHCl溶液及びメタノールにより連続して洗浄した。2つのメタノール液の画分を合わせ、溶媒を除去し、残留物を脱塩されたH2Oと混合した。得られた混合物を酢酸エチルにより抽出し、合わせた有機相を、脱水し、溶媒を除去した。残留物を酢酸エチル中に取り、バニリン含量をガスクロマトグラフィー分析により定量化した。このようにして、使用された42.2mgのバニリン(使用されたバニリンの86%に等しい)を回収した。使用された樹脂の再活性化後、滴定によって再生可能なTECを達成した。
Example 5
5 ml of 1-methylimidazolium resin as described hereinabove is packed into a separation column (diameter: 0.5-1.0 cm), first desalted with H 2 O, then 1M NaOH. The aqueous solution was washed with 0.1 M AgNO 3 aqueous solution, and chloride ions were no longer detected. The ion exchange resin was washed with desalted H 2 O until the wash water had a pH = 7. Thereafter, a solution of 49.4 mg vanillin in 25 ml 1 M aqueous NaOH was passed through the ion exchange resin by N 2 overpressure or gravity. The resin was then washed with 25 ml of desalted H 2 O until the wash water had a pH = 7. Thereafter, the ion exchange resin was washed successively with a 4 wt% HCl solution and methanol. The two methanol liquid fractions were combined, the solvent was removed, and the residue was mixed with desalted H 2 O. The resulting mixture was extracted with ethyl acetate, the combined organic phases were dried and the solvent was removed. The residue was taken up in ethyl acetate and the vanillin content was quantified by gas chromatography analysis. In this way 42.2 mg of vanillin used (equivalent to 86% of the used vanillin) was recovered. After reactivation of the used resin, a reproducible TEC was achieved by titration.

実施例6
1MのNaOH(50ml)中に溶解した49.2mgのバニリンを、1.03gのイオン交換樹脂(Dowex Monosphere(登録商標)550a OH)と混合し、1時間振とうする(振動数:300rpm)。イオン交換樹脂を濾別し、残留物を、10mlの脱塩されたH2Oにより洗浄した。洗浄されたイオン交換樹脂を、次いで、20mlの5重量%のH2SO4メタノール溶液及びさらに10mlのメタノールと混合し、1時間振とうした(振動数: 300rpm)。イオン交換樹脂を濾別し、濾液の溶媒は減圧下で除去した。得られた残留物を、H2Oと混合し、水相をトルエンにより抽出し、合わせた有機相はMgSO4により脱水した。
トルエンの除去後、残留物を酢酸エチル中に取り、バニリン含量をガスクロマトグラフィー分析により定量化した。このようにして、40.1mgのバニリン(使用されたバニリンの82%に等しい)を回収した。
Example 6
49.2 mg vanillin dissolved in 1M NaOH (50 ml) is mixed with 1.03 g ion exchange resin (Dowex Monosphere® 550a OH) and shaken for 1 hour (frequency: 300 rpm). The ion exchange resin was filtered off and the residue was washed with 10 ml of desalted H 2 O. The washed ion exchange resin was then mixed with 20 ml of 5 wt% H 2 SO 4 methanol solution and an additional 10 ml of methanol and shaken for 1 hour (frequency: 300 rpm). The ion exchange resin was filtered off, and the solvent of the filtrate was removed under reduced pressure. The resulting residue was mixed with H 2 O, the aqueous phase was extracted with toluene, and the combined organic phases were dried over MgSO 4 .
After removal of toluene, the residue was taken up in ethyl acetate and the vanillin content was quantified by gas chromatography analysis. In this way 40.1 mg of vanillin (equivalent to 82% of the vanillin used) was recovered.

実施例7
手順は実施例6と同様に実施し、48.0mgのバニリンの1MのNaOH(50ml)中の溶液を使用し、1.01gのイオン交換樹脂(Dowex Monosphere(登録商標)550a OH)と混合し、懸濁液を1時間振とうした(振動数:300rpm)。10mlの脱塩されたH2Oによる洗浄後、濾過されたイオン交換樹脂を、20mlの10重量%濃度の酢酸のメタノール溶液及びさらに10mlのメタノールと混合し、1時間振とうした(振動数:300rpm)。後処理後、39.3mgのバニリン(使用されたバニリンの82%に等しい)を回収した。
Example 7
The procedure was performed as in Example 6, using a solution of 48.0 mg vanillin in 1 M NaOH (50 ml), mixed with 1.01 g ion exchange resin (Dowex Monosphere® 550a OH) and suspended. The suspension was shaken for 1 hour (frequency: 300 rpm). After washing with 10 ml of desalted H 2 O, the filtered ion exchange resin was mixed with 20 ml of a 10 wt% methanol solution of acetic acid and another 10 ml of methanol and shaken for 1 hour (frequency: 300rpm). After workup, 39.3 mg of vanillin (equivalent to 82% of the vanillin used) was recovered.

実施例8
手順は実施例6と同様に実施し、49.2mgのバニリンの1MのNaOH(50ml)中の溶液を使用し、1.02gのイオン交換樹脂(Dowex Monosphere(登録商標)550a OH)と混合し、懸濁液を1時間振とうした(振動数:300rpm)。濾別されたイオン交換樹脂を、10mlの脱塩されたH2Oによる洗浄後、20mlの10重量%濃度の酢酸の酢酸エチル中の溶液及びさらに10mlの酢酸エチルと混合し、1時間振とうした(振動数:300rpm)。イオン交換樹脂の濾過及び減圧での溶媒の除去後、得られた残留物を酢酸エチル中に取り、バニリン含量をガスクロマトグラフィー分析により定量化した。このようにして、42.2mgのバニリン(使用されたバニリンの82%に等しい)を回収した。
本発明の実施形態として例えば以下を挙げることができる。
[実施形態1]
水性塩基性バニリン含有組成物からバニリンを製造するための方法であって、水性塩基性バニリン含有組成物の塩基性固体吸着剤による少なくとも1つの処理を含む方法。
[実施形態2]
水性塩基性バニリン含有組成物を、最初に塩基性吸着剤の吸着床を通過させ、次いで塩基性吸着剤を、少なくとも1種の有機溶媒中又は水性溶媒と有機溶媒との混合物中の酸の希薄溶液を用いて溶離する、実施形態1に記載の方法。
[実施形態3]
酸の希薄溶液が、鉱酸、とりわけ硫酸のアルコール溶液及び水/アルコール溶液から選択される、実施形態2に記載の方法。
[実施形態4]
塩基性吸着剤が、第三級アミノ基、第四級アンモニウム基及び第四級ホスホニウム基から選択される官能基を含む架橋有機ポリマー樹脂である、実施形態1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態5]
塩基性吸着剤が、第四級アンモニウム基又は第四級ホスホニウム基を含む架橋有機ポリマー樹脂である、実施形態1〜4のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態6]
ポリマー樹脂が、1リットル(湿潤)当たり0.1〜3モル当量の官能基を含む、実施形態4又は5に記載の方法。
[実施形態7]
塩基性吸着剤が、
(i)式I:

Figure 0006239608
(式中、R 1 、R 2 及びR 3 は、互いに独立して、C 1 -C 8 アルキルであり、基R 1 、R 2 又はR 3 の1つはC 1 -C 8 ヒドロキシアルキルでもあってもよく、Aは、C 1 -C 4 アルカンジイルであり、#は、ポリスチレン樹脂のフェニル基への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋ポリスチレン樹脂、
(ii)式IIa及び/又はIIb:
Figure 0006239608
(式中、R 4 は、C 1 -C 8 アルキルであり、#は、ポリビニルピリジン樹脂のポリマー骨格の炭素原子への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋ポリビニルピリジン樹脂、
(iii)式III:
Figure 0006239608
(式中、R 5 、R 6 及びR 7 は、互いに独立して、C 1 -C 8 アルキルであり、A'は、C 2 -C 4 アルカンジイルであり、#は、アクリル樹脂のポリマー骨格に結合しているカルボキシル基又はカルボキサミド基の酸素原子又は窒素原子への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋アクリル樹脂
から選択される、実施形態4〜6のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態8]
塩基性吸着剤が、N-C 1 -C 8 -アルキルイミダゾリウム基を含むポリマーから選択される、実施形態1〜3のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態9]
水性塩基性バニリン含有組成物が、少なくとも10、特に少なくとも12のpH、とりわけ13より高いpHを有する、実施形態1〜8のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態10]
水性塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の酸化によって得られたものである、実施形態1〜9のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態11]
水性塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の電気分解によって得られたものである、実施形態10に記載の方法。
[実施形態12]
リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液が、少なくとも10、とりわけ少なくとも12、特に13より高いpHを有する、実施形態10又は11に記載の方法。
[実施形態13]
リグニンを含む水性懸濁液又は溶液として、用紙、パルプ又はセルロースの製造からの水性リグニン含有流が使用される、実施形態10、11又は12のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態14]
リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液が、少なくとも1種のリグニンを含む材料をアルカリ水溶液中に溶解又は懸濁させることによって調製され、リグニンを含む材料が、黒液からのリグニン、クラフトリグニン、リグニンスルホン酸塩、アルカリリグニン、オルガノソルブリグニン、及び製紙業、パルプ又はセルロース製造からの対応する残留物から選択される、実施形態10〜13のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態15]
塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の酸化、とりわけ電気分解によって調製され、酸化において形成されたバニリンを、前記酸化の間に、塩基性バニリン含有組成物を塩基性吸着剤で処理することによって、得られた塩基性バニリン含有組成物から除去する、実施形態10〜14のいずれか一項に記載の方法。
[実施形態16]
酸化中に生じるバニリンを含む塩基性組成物を、塩基性吸着剤の吸着床を通し、次いで塩基性吸着剤が少なくとも1種の有機溶媒中又は水-有機溶媒混合物中、酸の希薄溶液により溶離される、実施形態15に記載の方法。 Example 8
The procedure was carried out as in Example 6, using a solution of 49.2 mg vanillin in 1 M NaOH (50 ml), mixed with 1.02 g ion exchange resin (Dowex Monosphere® 550a OH) and suspended. The suspension was shaken for 1 hour (frequency: 300 rpm). The filtered ion exchange resin was washed with 10 ml of desalted H 2 O, then mixed with 20 ml of 10% strength by weight acetic acid in ethyl acetate and another 10 ml of ethyl acetate and shaken for 1 hour. (Frequency: 300 rpm). After filtration of the ion exchange resin and removal of the solvent under reduced pressure, the resulting residue was taken up in ethyl acetate and the vanillin content was quantified by gas chromatography analysis. In this way 42.2 mg of vanillin (equivalent to 82% of the vanillin used) was recovered.
Examples of embodiments of the present invention include the following.
[Embodiment 1]
A method for producing vanillin from an aqueous basic vanillin-containing composition comprising at least one treatment of the aqueous basic vanillin-containing composition with a basic solid adsorbent.
[Embodiment 2]
The aqueous basic vanillin-containing composition is first passed through an adsorbent bed of basic adsorbent, and then the basic adsorbent is diluted with acid in at least one organic solvent or a mixture of aqueous and organic solvents. The method of embodiment 1, wherein the elution is performed using a solution.
[Embodiment 3]
Embodiment 3. The method according to embodiment 2, wherein the dilute solution of acid is selected from mineral acids, especially alcohol solutions of sulfuric acid and water / alcohol solutions.
[Embodiment 4]
Embodiment 4. The basic adsorbent is a crosslinked organic polymer resin comprising a functional group selected from a tertiary amino group, a quaternary ammonium group, and a quaternary phosphonium group. the method of.
[Embodiment 5]
The method according to any one of embodiments 1-4, wherein the basic adsorbent is a cross-linked organic polymer resin comprising a quaternary ammonium group or a quaternary phosphonium group.
[Embodiment 6]
Embodiment 6. The method of embodiment 4 or 5, wherein the polymer resin comprises 0.1 to 3 molar equivalents of functional groups per liter (wet).
[Embodiment 7]
Basic adsorbent
(i) Formula I:
Figure 0006239608
Wherein R 1 , R 2 and R 3 are, independently of one another, C 1 -C 8 alkyl, and one of the groups R 1 , R 2 or R 3 may also be C 1 -C 8 hydroxyalkyl. (A is C 1 -C 4 alkanediyl, and # indicates the binding site to the phenyl group of the polystyrene resin)
Cross-linked polystyrene resin containing functional groups of
(ii) Formula IIa and / or IIb:
Figure 0006239608
(In the formula, R 4 is C 1 -C 8 alkyl, and # represents the bonding site to the carbon atom of the polymer skeleton of the polyvinylpyridine resin)
A crosslinked polyvinylpyridine resin containing functional groups of
(iii) Formula III:
Figure 0006239608
Wherein R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other C 1 -C 8 alkyl, A ′ is C 2 -C 4 alkanediyl, and # is the polymer backbone of the acrylic resin. (Shows the binding site to the oxygen atom or nitrogen atom of the carboxyl group or carboxamide group bound to
Crosslinked acrylic resin containing functional groups of
Embodiment 7. The method of any one of Embodiments 4-6 selected from.
[Embodiment 8]
Embodiment 4. The method according to any one of embodiments 1-3, wherein the basic adsorbent is selected from a polymer comprising NC 1 -C 8 -alkylimidazolium groups.
[Embodiment 9]
Embodiment 9. The method according to any one of embodiments 1-8, wherein the aqueous basic vanillin-containing composition has a pH of at least 10, in particular at least 12, in particular higher than 13.
[Embodiment 10]
Embodiment 10. The method of any one of embodiments 1-9, wherein the aqueous basic vanillin-containing composition is obtained by oxidation of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin.
[Embodiment 11]
Embodiment 11. The method of embodiment 10 wherein the aqueous basic vanillin-containing composition is obtained by electrolysis of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin.
[Embodiment 12]
The method according to embodiment 10 or 11, wherein the aqueous alkaline suspension or solution comprising lignin has a pH of at least 10, in particular at least 12, in particular higher than 13.
[Embodiment 13]
Embodiment 13. The method of any one of embodiments 10, 11 or 12, wherein an aqueous lignin-containing stream from paper, pulp or cellulose production is used as an aqueous suspension or solution comprising lignin.
[Embodiment 14]
An aqueous alkaline suspension or solution containing lignin is prepared by dissolving or suspending at least one lignin-containing material in an aqueous alkaline solution, where the lignin-containing material is lignin from black liquor, kraft lignin, Embodiment 14. The method of any one of embodiments 10-13, selected from lignin sulfonate, alkali lignin, organosolv lignin, and the corresponding residue from the paper industry, pulp or cellulose production.
[Embodiment 15]
A basic vanillin-containing composition is prepared by oxidation, in particular electrolysis, of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin, and the vanillin formed in the oxidation is converted into a basic vanillin-containing composition during the oxidation. Embodiment 15. The method as described in any one of Embodiments 10-14 which removes from the obtained basic vanillin containing composition by processing with an adsorptive adsorbent.
[Embodiment 16]
The basic composition containing vanillin generated during oxidation is passed through an adsorbent bed of basic adsorbent, and then the basic adsorbent is eluted with a dilute solution of acid in at least one organic solvent or in a water-organic solvent mixture. Embodiment 16. The method of embodiment 15, wherein

Claims (12)

水性塩基性バニリン含有組成物からバニリンを製造するための方法であって、水性塩基性バニリン含有組成物の塩基性固体吸着剤による少なくとも1つの処理を含み、前記水性塩基性バニリン含有組成物が少なくとも10のpHを有
塩基性吸着剤が、
(i)式I:
Figure 0006239608
(式中、R 1 、R 2 及びR 3 は、互いに独立して、C 1 -C 8 アルキルであり、基R 1 、R 2 又はR 3 の1つはC 1 -C 8 ヒドロキシアルキルでもあってもよく、Aは、C 1 -C 4 アルカンジイルであり、#は、ポリスチレン樹脂のフェニル基への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋ポリスチレン樹脂、
(ii)式IIa及び/又はIIb:
Figure 0006239608
(式中、R 4 は、C 1 -C 8 アルキルであり、#は、ポリビニルピリジン樹脂のポリマー骨格の炭素原子への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋ポリビニルピリジン樹脂、
(iii)式III:
Figure 0006239608
(式中、R 5 、R 6 及びR 7 は、互いに独立して、C 1 -C 8 アルキルであり、A'は、C 2 -C 4 アルカンジイルであり、#は、アクリル樹脂のポリマー骨格に結合しているカルボキシル基又はカルボキサミド基の酸素原子又は窒素原子への結合部位を示す)
の官能基を含む架橋アクリル樹脂
から選択される、
又は
塩基性吸着剤が、N-C 1 -C 8 -アルキルイミダゾリウム基を含むポリマーから選択される、前記方法。
A method for producing vanillin from an aqueous basic vanillin-containing composition comprising at least one treatment of the aqueous basic vanillin-containing composition with a basic solid adsorbent, wherein the aqueous basic vanillin-containing composition is at least the pH of the 10 have a,
Basic adsorbent
(i) Formula I:
Figure 0006239608
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are, independently of one another, C 1 -C 8 alkyl, and one of the groups R 1 , R 2 or R 3 may also be C 1 -C 8 hydroxyalkyl. (A is C 1 -C 4 alkanediyl, and # indicates the binding site to the phenyl group of the polystyrene resin)
Cross-linked polystyrene resin containing functional groups of
(ii) Formula IIa and / or IIb:
Figure 0006239608
(In the formula, R 4 is C 1 -C 8 alkyl, and # represents the bonding site to the carbon atom of the polymer skeleton of the polyvinylpyridine resin)
A crosslinked polyvinylpyridine resin containing functional groups of
(iii) Formula III:
Figure 0006239608
Wherein R 5 , R 6 and R 7 are independently of each other C 1 -C 8 alkyl, A ′ is C 2 -C 4 alkanediyl, and # is the polymer backbone of the acrylic resin. (Shows the binding site to the oxygen atom or nitrogen atom of the carboxyl group or carboxamide group bound to
Crosslinked acrylic resin containing functional groups of
Selected from the
Or
Such a process , wherein the basic adsorbent is selected from polymers comprising NC 1 -C 8 -alkylimidazolium groups .
水性塩基性バニリン含有組成物を、最初に塩基性吸着剤の吸着床を通過させ、次いで塩基性吸着剤を、少なくとも1種の有機溶媒中又は水性溶媒と有機溶媒との混合物中の酸の希薄溶液を用いて溶離する、請求項1に記載の方法。   The aqueous basic vanillin-containing composition is first passed through an adsorbent bed of basic adsorbent, and then the basic adsorbent is diluted with acid in at least one organic solvent or a mixture of aqueous and organic solvents. 2. The method of claim 1, wherein the elution is performed using a solution. 酸の希薄溶液が、鉱酸のアルコール溶液及び水/アルコール溶液から選択される、請求項2に記載の方法。   3. The method of claim 2, wherein the dilute solution of acid is selected from a mineral acid alcohol solution and a water / alcohol solution. ポリマー樹脂が、1リットル(湿潤)当たり0.1〜3モル当量の官能基を含む、請求項1に記載の方法。 The process according to claim 1 , wherein the polymer resin comprises 0.1 to 3 molar equivalents of functional groups per liter (wet). 水性塩基性バニリン含有組成物が、少なくとも12のpHを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 5. A method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the aqueous basic vanillin-containing composition has a pH of at least 12. 水性塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の酸化によって得られたものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the aqueous basic vanillin-containing composition is obtained by oxidation of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin. 水性塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の電気分解によって得られたものである、請求項6に記載の方法。 7. The method according to claim 6 , wherein the aqueous basic vanillin-containing composition is obtained by electrolysis of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin. リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液が、少なくとも12のpHを有する、請求項6又は7に記載の方法。 8. A method according to claim 6 or 7 , wherein the aqueous alkaline suspension or solution comprising lignin has a pH of at least 12. リグニンを含む水性懸濁液又は溶液として、用紙、パルプ又はセルロースの製造からの水性リグニン含有流が使用される、請求項67又は8のいずれか一項に記載の方法。 9. A process according to any one of claims 6 , 7 or 8 , wherein an aqueous lignin-containing stream from paper, pulp or cellulose production is used as an aqueous suspension or solution containing lignin. リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液が、少なくとも1種のリグニンを含む材料をアルカリ水溶液中に溶解又は懸濁させることによって調製され、リグニンを含む材料が、黒液からのリグニン、クラフトリグニン、リグニンスルホン酸塩、アルカリリグニン、オルガノソルブリグニン、及び製紙業、パルプ又はセルロース製造からの対応する残留物から選択される、請求項69のいずれか一項に記載の方法。 An aqueous alkaline suspension or solution containing lignin is prepared by dissolving or suspending at least one lignin-containing material in an aqueous alkaline solution, where the lignin-containing material is lignin from black liquor, kraft lignin, 10. A process according to any one of claims 6 to 9 , selected from lignin sulfonates, alkali lignins, organosolv lignins and corresponding residues from the paper industry, pulp or cellulose production. 塩基性バニリン含有組成物が、リグニンを含む水性アルカリ性懸濁液又は溶液の酸化によって調製され、酸化において形成されたバニリンを、前記酸化の間に、塩基性バニリン含有組成物を塩基性吸着剤で処理することによって、得られた塩基性バニリン含有組成物から除去する、請求項610のいずれか一項に記載の方法。 A basic vanillin-containing composition is prepared by oxidation of an aqueous alkaline suspension or solution containing lignin, and the vanillin formed in the oxidation is converted into the basic vanillin-containing composition with a basic adsorbent during the oxidation. The method according to any one of claims 6 to 10 , which is removed from the obtained basic vanillin-containing composition by treatment. 酸化中に生じる塩基性バニリン含有組成物を、塩基性吸着剤の吸着床を通し、次いで塩基性吸着剤を少なくとも1種の有機溶媒中又は水-有機溶媒混合物中の酸の希薄溶液により溶離する、請求項11に記載の方法。 The basic vanillin-containing composition produced during oxidation is passed through an adsorbent bed of basic adsorbent, and then the basic adsorbent is eluted with a dilute solution of acid in at least one organic solvent or water-organic solvent mixture. 12. The method according to claim 11 .
JP2015519216A 2012-07-04 2013-07-03 Process for obtaining vanillin from an aqueous basic composition containing vanillin Expired - Fee Related JP6239608B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12175000 2012-07-04
EP12175000.4 2012-07-04
PCT/EP2013/064066 WO2014006108A1 (en) 2012-07-04 2013-07-03 Method for obtaining vanillin from aqueous basic compositions containing vanillin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015528796A JP2015528796A (en) 2015-10-01
JP6239608B2 true JP6239608B2 (en) 2017-11-29

Family

ID=48746514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015519216A Expired - Fee Related JP6239608B2 (en) 2012-07-04 2013-07-03 Process for obtaining vanillin from an aqueous basic composition containing vanillin

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2870131A1 (en)
JP (1) JP6239608B2 (en)
CN (1) CN104583169B (en)
BR (1) BR112014032854A2 (en)
MX (1) MX2015000246A (en)
WO (1) WO2014006108A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017005877A (en) * 2014-11-07 2017-06-26 Basf Se Use of 3,3'-dimethoxy-4,4'-dihydroxystilbenes as a flavoring substance.
CN104532284A (en) * 2014-12-16 2015-04-22 广西科技大学 Converting method and converting device of lignocellulose in ionic solution through electrooxidation-hydrothermal method
CN112205405B (en) * 2020-11-11 2021-07-20 浙江新安化工集团股份有限公司 Weeding composition containing vanillin and glufosinate-ammonium and herbicide
WO2023159017A1 (en) * 2022-02-15 2023-08-24 Evolva Sa Process for recovering and purifying vanillin
TWI794071B (en) * 2022-04-01 2023-02-21 田寮生技數位科技股份有限公司 A method of vanillin extraction and purification

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH245671A (en) * 1945-10-15 1946-11-30 Hoffmann La Roche Method of isolating vanillin.
US2449364A (en) * 1945-10-15 1948-09-14 Hoffmann La Roche Process for isolating vanillin
US2985589A (en) 1957-05-22 1961-05-23 Universal Oil Prod Co Continuous sorption process employing fixed bed of sorbent and moving inlets and outlets
US4277626A (en) * 1980-01-24 1981-07-07 Forss Kaj G Method for the isolation of vanillin from lignin in alkaline solutions
GB8527960D0 (en) 1985-11-13 1985-12-18 Mini Agriculture & Fisheries Electro chemical treatment of lignins
FR2617845B1 (en) * 1987-07-09 1989-12-01 Organocell Zellstoff Umwelttec PROCESS OF TREATING LIGNINS FOR THE PRODUCTION OF ALDEHYDES AND / OR PHENOLIC ACIDS
US6479700B2 (en) 2000-03-29 2002-11-12 Archer-Daniels-Midland Company Method for separating a basic amino acid from fermentation broth
US7649199B2 (en) * 2008-04-11 2010-01-19 Eastman Kodak Company N-type semiconductor materials in thin film transistors and electronic devices
WO2009138368A1 (en) 2008-05-14 2009-11-19 Basf Se Method for electrochemically cleaving lignin on a diamond electrode
BR112014033017A2 (en) * 2012-07-04 2017-06-27 Basf Se process for preparing vanillin

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014032854A2 (en) 2017-06-27
MX2015000246A (en) 2015-08-12
CN104583169A (en) 2015-04-29
EP2870131A1 (en) 2015-05-13
CN104583169B (en) 2017-05-24
WO2014006108A1 (en) 2014-01-09
JP2015528796A (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239608B2 (en) Process for obtaining vanillin from an aqueous basic composition containing vanillin
Schmitt et al. Highly selective generation of vanillin by anodic degradation of lignin: a combined approach of electrochemistry and product isolation by adsorption
Jaroszek et al. Ion-exchange membranes in chemical synthesis–a review
US8592340B2 (en) Metal alloy catalyst composition
CN103842555B (en) The method that vanillic aldehyde is prepared by the electrochemical oxidation lignin aqueous solution or aqueous suspension
US20140034508A1 (en) Process for the preparation of vanillin
JP2012234732A (en) Lithium recovery method
JPH10296095A (en) Macroporous chelate ion-exchange resin
JP6215927B2 (en) Method for making vanillin
CN210815294U (en) Recovery processing system of abandonment SCR denitration catalyst
CN103028440A (en) Macroporous resin catalyst for preparing alkyl carbonate
US9006494B2 (en) Process for producing vanillin from vanillin-comprising compositions
JP2005342675A (en) Production method of aldehyde
WO2000058009A1 (en) Cationic exchange resin
KR960028971A (en) Separation method of oxidation catalyst for producing trimellitic acid (TRIMELLITIC ACID)
CN115928110A (en) Hydrogenation dechlorination method of high-concentration chlorinated aromatic compound
CN114685249A (en) Preparation method of o-phenylphenol
CN109053397A (en) The method that metacresol catalysis oxidation prepares m-hydroxybenzaldehyde
JPH0212620B2 (en)
CN104692469B (en) A kind of method preparing rhodium triiodid
CN102049305A (en) Method for preparing titanium silicon molecular sieve catalyst
JP7018256B2 (en) Lignophenol manufacturing method and lignophenol manufacturing equipment
EP0646106A1 (en) Method for the simultaneous preparation of dicarboxylic acids and diamines by decomposing polyamides into their constituent monomers
JP2000281609A (en) Cation exchange resin
CN103449993B (en) Production method of 3-campholenyl-2-butanone

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170914

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6239608

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees