PL161831B2 - Sposób otrzymywania kwasu 2,5-furanodikarboksytowego PL - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu 2,5- furanodikarboksylowego. Związek ten jest stosowany jako kopolimer poprawiający wytrzymałość włókien politereftalowych oraz włókien poliamidowych używanych m.in. do wytwarzania sztucznych naczyń krwionośnych, a także - jako znany półprodukt do wytwarzania wysokoodpomych włókien syntetycznych i jako półprodukt do syntezy poliestrów.

Jeden ze znanych sposobów otrzymywania kwasu 2,5- furanodikarboksylowego polega na przeprowadzeniu 5- hydroksymetylofurfuralu w 5-acetoksymetylofurfural i następnym utlenieniu uzyskanej pochodnej acetoksylowej nadmanganianem potasu w środowisku wodorotlenku sodowego w temperaturze 5°C (Karashima, Hoppe-Seyelers, Zeitschrift fur Physiologische Chemie 180, 243).

Inny znany sposób otrzymywania omawianego związku polega na utlenieniu 5-hydroksymetylofurfuralu przy użyciu Ag2O - CuO jako katalizatorów, do kwasu 5-hydroksymetylo2-furanokarboksylowego, a następnie - na utlenianiu wytworzonego kwasu5-hydroksymetylo-2furanokarboksylowego, przy użyciu palladu lub platyny jako katalizatora, do produktu końcowego. Reakcje utleniania prowadzi się w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego, nasyconym tlenem, w temperaturze 25°C, w ciągu 4,75 godziny opis patentowy USA nr 3 326 944.

Znane są również sposoby bezpośredniego utleniania 5- hydroksymetylofurfuralu do kwasu 2,5-furanodikarboksylowego. Jednym z tych sposobów nasycania jest roztwór 5hydroksymetylofurfuralu w dimetylosulfotlenku czterotlenkiem dwuazotu i otrzymuje następnie mieszaninę reakcyjną w temperaturze 120°C. Drugim z tych sposobów uzyskuje się omawiany związek na drodze reakcji 5-hydroksymetylofurfuralu z kwasem azotowym w postaci 60% roztworu w dimetylosulfotlenku (Morikawa, Shunicki-Noguchi, Kenkyusho Jiho 1979 /22/, 20 - 27).

Omawiane sposoby są pracochłonne, w przypadku użycia drogich katalizatorów - kosztowne, a w przypadku stosowania czterotlenku dwuazotu bądź kwasu azotowego - niekorzystne z punktu widzenia bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się kwas 2,5- furanodikarboksylowy na drodze elektrolitycznego utleniania 5- hydroksymetylofurfuralu. Proces prowadzi się w zasadowym środowisku wodnym, stosując jako anodę blaszkę niklową pokrytą tlenkiem niklowym, a jako katodę - blaszkę niklową, przy potencjale anody 0,600 V, mierzonym względem nasyconej elektrody kalomelowej, z przestrzenią anodową oddzieloną od przestrzeni katodowej za pomocą difragmy, a uzyskaną na drodze sól dwusodową kwasu 2,5-furanodikarboksylowego przeprowadza się w wolny kwas działaniem kwasu solnego, przy pH 2 - 3. Uzyskuje się z wydajnością powyżej 70% wagowych kwas 2,5-furanodikarboksylowy o wysokim stopniu czystości.

Sposób według wynalazku ilustruje następujący przykład, w którym procenty oznaczają procenty wagowe, a stopnie temperatury podano w stopniach Celsjusza:

161 831

Przykład. Elektrolizę prowadzono w naczyniu szklanym typu H z celami rozdzielonymi spiekiem szklanym. W celi anodowej umieszczono roztwór 0,005 mola/0,63g/ 5-hydroksymetylofurfuralu win wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. W celi katodowej umieszczono 1 n wodny roztwór wodorotlenku sodowego. Układ poddano anodowemu utlenianiu na anodzie niklowej pokrytej tlenkiem niklowym. Jako katody użyto blaszki niklowej. Elektrolizę prowadzono przy stałym potencjale anody 0,600 V względem nasyconej elektrody kalomelowej. Czas trwania elektrolizy wyniósł 4 godziny, a całkowity przeniesiony ładunek 3400 C, co stanowiło 118% ładunku teoretycznego. Przy zakończeniu elektrolizy zakwaszono anolit stężonym kwasem solnym do pH 2. Roztwór odstawiono do lodówki na 1 godzinę, a następnie odsączono żółty osad. Uzyskano 0.58 g kwasu 2,5-furanodikarboksylowego (71% wydajności). Uzyskany produkt nie topił się do 330°, lecz ulegał w określonej wyżej temperaturze częściowej sublimacji.

161 831

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania kwasu 2,5-furanodikarboksylowego na drodze utleniania 5-hydroksymetylofurfuralu, znamienny tym, że proces prowadzi się elektrolitycznie, w zasadowym środowisku wodnym, stosując jako anodę blaszkę niklową pokrytą tlenkiem niklowym, a jako katodę - blaszkę niklową, przy potencjale anody 0,600 V, mierzonym względem nasyconej elektrody kalomelowej, z przestrzenią anodową oddzieloną od przestrzeni katodowej za pomocą diafragmy, a uzyskaną na anodzie sól dwusodową kwasu 2,5- furanodikarboksylowego przeprowadza się w wolny kwas działaniem kwasu solnego, przy pH 2 - 3.