SU382603A1 - Способ получения диацетон-2-кето-1-гулоновой - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к получению кетокарбановых кислот, в частности диацетон-2кето- -Гулоновой кислоты, наход щей широкое применение в Синтезе витамина С-аскорбиновой кислоты.

Известен способ получени  диацетон-2кето-/ ,-гулоновой кислоты электрохимическим окислением диацетон-1-сорбозы в щелочиой среде при температуре не выше 100°С с применением никелевого катода и окисно-никелевого анода пр:и плотности тока 0,1-20 а/дм, преимущественно 10 а/дм, при этом межэлектродное рассто ние не имеет существенного вли ни  на процесс.

Выход целевого продукта -94%. Однако производительность процесса составл ет 0,23 г/час.

С целью интенсификации процесса при предлагаемом способе электрохимическое окисление провод т при плотности тока 20,0- 100 а/дм и межэлектродном рассто нии 20- 30 мм. Это позвол ет сократить врем  процесса в 12-15 раз.

К-роме того, следует учитывать, что на эффективность окислени  вли ет расположение электродов, т. е. коаксиальное (см. табл. 1) или плоскопараллельное (см. табл. 2).

При плоскопараллельном расположении электродов с рассто нием между ними 32 мм выход целевого продукта при плотности тока

12 а/дм уже на 12,0% выше, чем пр:и коаксиальном расположении, и мен етс  уже не столь Существенно при значительном повышении плотности тока.

Таблица I

Таблица 2

Примечание дл  табл. 1 и 2: используетс  7.5 г диацетон-/,-сорбозы в 130 мл 2%-ного раствора едкого натра, количество электричества 7,5 а час.

Из табл. при коаксиальном расположении электродов с рассто нием между ними 5 мм выход диацетон2-кето-1-гулоново1 1 кислоты падает довольно значительно уже при плотности тока 12 а/дм.

Оптимальным оказалось межэлектродное рассто ние 25 мм при плоскопараллельном расположении электродов.

Количество пропущенного электричества пр.п элеЕ тролИзе с высокими плотност ми тока должно составл ть 1,6-1,8 а час на 1 г диацетон-1 .-сорбозы.

В табл. 3 приведено вди аше Межэлеч тродного рассто ни  на выход целевого продукта по веществу н по току.

Т а б л I ц ;j 3

Опыты по вли нию межэлектродного рассто ни  проводились при низкой концентрации диацетон-Lсорбозы (58 г/л) и количество электричества I а час на I г диацетон-/,-сор6озы.

В последней графе дл  сравнени  приведены данные при количестве пропущенного электричества 1,7 а час на 1 г диацетон-Ь-сорбозы и обычно используемой в промышленных услови х концентрации (100 г/л). Оба этих фактора способствуют увеличению выхода продукта по веществу.

Как видно из табл. 3, межэлектродное рассто ние 25 мм  вл етс  оптимальным, а интервал изменени  межэлектродного рассто ни  должен быть сравнительно узким (20- 30 мм). Зависимость выхода диацетон-2-кетоL-гулоновой кислоты от межэлектродного рассто ни  св зана с совокупным вли нием такнх факторов, как перемешивание электролита в межэлектродном пространстве, выдел ющимис  на электродах тазами, доступом раствора .в меж1Элак;тро|Д1Ное пространство и газона пол нителем электролита.

Таблица 4.

Вли ние количества пропущенного электричества на выход диaцeтoн-2-кeтo-L-ryлoиoвoй кислоты

цетон-/.-сорбозы) с интервалом изменени  количества электричества 1,5-1,7 а час на 1 г диацетон-/.-сорбозы, тогда как при плотност х тока ниже 20 а/дм количество пропущенного электричества составл ет 1 а час на 1 г диацетан-/ .-сорбозы. Последнее обсто тельство св зано с тем, что с повыщением плотности тока увеличиваетс  выход по току кислорода, и дол  тока на окисление снижаетс .

Снижение температуры ниже 50°С значительно за медл ет процесс, а при температурах выще 60°С нет смысла вести процесс, так как скорость lero не увеличиваетс , а происходит сильное испарение электролита. Врем  проведени  процесса должио увеличиватьс  при более низких плотност х тока, т. е. при этом уменьшаетс  производительность процесса. Продолжительность процесса при концентрации диацетон- -сорбозы 100 г/л составл ет 4,5 час дл  плотности тока 50 а/дм при этом получают диaцeтoн-2-кeтo-L-гyлoнoвyю кислоту с выходом 94%. Производительность процесса составл ет 3 г/час диацетон-2-кето-Ьгулоновой кислоты из 2,9 г/час диацетон-Lсорбозы . При плотности тока 147 а/дм врем  проведени  процесса составл ет 3,2 час, а скорость переработки диaцeтoн-L-copбoзы возрастает до 4 г/час, но при более низком выходе по веществу (87%) скорость образовани  диацетон-2-кето-/ ,-тулоиовой кислоты составит 3,9 г/час.

Врем  проведени  при известном способе составл ет 260 час, т. е. при этом перерабатываетс  65 г диaцeтoн-L-copбoзы. При окислении при 10 а/дм 0,25 г/час диацетон-/,-сорбозы образуетс  0,23 г/час диацетон-2-кето-Ьгулоновой кислоты. Сравнение известного способа с предложенным показывает, что производительност . последнего выше на пор док.

Увеличение плотности тока до 205 а/дм против 105 практически не вли ет на выход, и поэтому следует проводить его при плотности не выше 100 а/дм.

Таблица 5

П р и м е ч а н не: концентраци  диацетон-L-copбозы 58 г/л, плотность тока 50 а/дм, межэлектродное рассто ние 25 мм, 2%-ный раствор NaOH.

Из табл. 4 следует, что высокий выход продукта по веществу при высоких плотност х тока, например при 50 а/дм, достигаетс  только при 01П1ределенном количестве -прогоущенного электричества (1,67 а час на 1 г диаПри меч аи не: концентраци  диацетон-L-copбозы 100 г/л, количество электричества 1,7 а . час на 1 гдиацетон- -сорбозы.

При ПЛОТНОСТИ тока 12 а/дм расход электроэнергии на 1 кг диацетон-2-кето-/.-гулоновой кнслоты составл ет 4 кет час, а при плотности тока 100 - 7,5 кет час (стоимость 1,5 коп за 1 квт-час). Повышение плотности

тока от 12 до 100 а1дм увеличит стоимость электроэнергии с 6 до 11,3 коп. При стоимости диaцeтoи-L-copбoзы 5 руб. за 1 кг (норма расхода диaцeтoи-L-copбoзы составл ет 1 кг на 1 кг гидрата диацетон-2-кето-Ь-гулоновой кислоты ), увеличение расхода электроэнергии составит 1 % от стоимости диацетои-Ь-сорбозы. Однако последнее должно окупитьс  за счет сокращени  капиталовложений при проведении процесса в иитенсиф.ицированном режиме.

Пример. В стекл нный электролизер без диафрагмы с окисно-никелевым анодом и никелевым катодом заливают 130 мл 2%-ного раствора едкого натра, содержащего 13 г диаueTOH-L-cop6o3bi . Электролиз проводитс  при анодной плотности тока 31,7 Ыдм и температуре 55°С. Количество пропущенного электричества со:ставл ет 13 а час. В .процессе электролиза равномерно добавл ют 15 мл 15%-ного раствора едкого натра дл  св зывани  образующейс  диацетон-2-кето-1-гулоновой кислоты. После электролиза раствор

ПОДКИСЛЯЮТ холодной 1 : 1 НС1 так, чтобы температура не превыщала 5°С. Выпадающий гидрат диaцeтoн-2-кeтo-L-гyлoнoвoй кислоты отфильтровывают. Получено 13,72 г целевого продукта, что соответствует выходу по веществу на загруженную диацетон-сорбозу 94%.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Способ получени  диацетон-2-KeTO-L-ryлоновой кислоты электрохимическим окислением диацетон-/,-сорбозы в щелочной среде при температуре не выще 100°С с применением никелевого катода и окисно-никелевого анода, отличающийс , тем, что, с целью интенсификации процесса, последний ведут в электролизере при плотиасти тока 20,0-100 а1дм ,и межэлектродном рассто нии мм с последующим выделением целевого продукта известными приемами.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что процесс ведут при межэлектродном рассто нии , равном 25 .мм и 60° С.