Катализатор для дегидратации пентоз Советский патент 1991 года по МПК B01J31/06 B01J31/22 C07D307/50 

Изобретение относится к микрогетерогенным катализаторам на полимерных носителях и может быть использовано для получения фурфурола.

Целью изобретения является увеличение активности катализатора за счет содер- жания нового компонента при определенном соотношении.

П р и м е р 1. Приготовление комплекса титана (IV) с пентозой.|

4,9 г ТЮЗСм -2Н20 растворяют в 50-60 ел воды, подкисляют серной-кислотой и доводят объем до 100 мл, после чего в раствор добавляют 3,75 г кислоты. Факт образования комплекса 1:1 подтверждается методами молярных отношений и изомолярных серий.

П р и м е р 2. Приготовление катализатора.

В реактор емкостью 500 см помещают 5 г хлорофилла, который растворяют в 50 ел

этилового спирта. К спиртовому раствору добавляют 200 мл воды, 30 г акриламида, 3 г N, м -метиленбисакриламида, 5 г персульфата аммония в 50 мл воды. Содержимое реактора перемешивают 10 мин, после чего добавляют 1,5 мл тетраметилэтилендиами- на. Сополимеризация протекает при комнатной температуре в течение 5-10 мин. Образовавшийся темно-зеленый полимерный гель разрезают на гранулы и многократно ©тмывзют дистиллированной водой. Выход сополимера 35 г. Содержание магния 0,4%, набухаемость в воде 15 мл воды/г полимера. Для замены иона магния на Ti- ион (IV) к 10 г набухших гранул магнийпор- фиринового полимерного геля приливают 20 мл 15%-ного кислого раствора TIOS04, содержащего 4 г ксилозы. Полимерный гель выдерживают в течение 24 ч с комплексом ТЮ504-ксилоза при комнатной температуре и затем отмывают дистиллированной водой до отрицательной реакции на ион СГ.

Ё

Os

ю ел ю

VI

ел

Получают 12 г катализатора, содержащего 7 мас.% комплекса Ti (IV)- ксилоза,

П р и м е р 3. Аналогично примеру 2 получают катализатор, содержащий метзл- локомплексные центры, связанные с коор- динированной арзбинозой. Набухаемость катализатора 13,0 мл воды/г катализатора, содержание комплекса TI (IVJ-арабиноза 7,5 мас.%

Пример 4. 1л 2%-ного раствора ксилозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100°С и прокачивают в течение 2 ч через слой катализатора, полученного в примере 2 и взятого в количестве 60 г.Получают 11,8 г фурфурола или 92% от теоретического.

Примере. 1л 5%-ного раствора арабинозы помещают в автоклав с принудительной циркуляцией, нагревают до 100°С и прокачивают в течение 3 ч через слой ката- лизатора, полученного в примере 3 и взятого в количестве 50 г. Получают 29,8 г фурфурола или 93% от теоретического.

Примеры 6-10. Аналогично примеру 5 проводят дегидратацию арабинозы в при- сутствии катализатора, содержащего 4, 6.7, 8 и 10 мас.% комплекса Ti (IVJ-арабинозой.

В табл.1 приведены основные характеристики процесса.

Из приведенных примеров видно, что оптимальным содержанием комплекса TI (IV) с пентозой в катализаторе является 6-8 мас.%

Пример 11. Аналогично условиям примера 4 используют катализатор, каждый раз промывая его чистой водой. После второго, четвертого, седьмого и десятого использования получают фурфурол с выходом 91. 90, 90, 87 и 82% соответственно. Пример 12. Аналогично условиям приме- ра5 проводят многократное использование катализатора. После второго, четвертого, седьмого и десятого использования получают фурфурол с выходом 93,91,90,88 и 84% соответственно.

Поскольку сшитый полиакриламид служит матрицей для закрепления каталитических компонентов и не участвует непосредственно в катализе, его точные границы концентрации не играют существенной роли.-В связи с этим приводят примеры на граничные и средние концентрации только каталитически активных ингредиентов.

Зависимость выхода фурфурола от количественного содержания компонентов в катализаторе приведена в табл.2.

Условия опытов идентичны условиям примера 4.

Таким образом, оптимальное содержание ингредиентов в катализаторе следующее, мас.%;

Титанилсульфат

Пентозз

Хлорофилл

N.N -Метиленбисакриламид

3-4 3-4 13-14 8-9

ПолиакриламидОстальное

В табл.3 приведены сравнительные данные, полученные при использовании предлагаемого и известного катализаторов.

Сравнительная характеристика катализатора показызаег.что использование предлагаемого катализатора позволяет в 1,5 раза сократить продолжительность гидрирования при небольшом повышении выхода фурфурола, что свидетельствует о большей активность предлагаемого катализатора по сравненян, j известным.

Формула изобретения Катализатор для дегидратации пентоз, содержащий трехмерно сшитый сополимер полиакриламида, N, М метиленбисакрила- мида и хлорофилла и соединение титана, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения активности, катализатор в качестве соединения титана содержит комплекс ти- танилсульфата с пентозой при молярном со-- отношении титанилсульфата и пентозы 1:1 и следующем соотношении компонентов, мас.%:

Титанилсульфат3-4

Пентоза3-4

Хлорофилл13-14

N, М1-метиленбисакриламид8-9

ПолиакриламидОстальное

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к катализатору для дегидратации пентоз. С целью увеличения активности катализатор имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:титанил- сульфатЗ-4, пентозаЗ-4, хлорофилл 13-14, N, N -метиленбисакриламид 8-9, полиакри- ламид остальное. Молярное соотношение титанилсульфата и пентозы 1:1. Использование нового катализатора позволяет в 1,5 раза сократить продолжительность гидрирования при небольшом повышении выхода фурфурола. 3 табл.

50

Таблица 1

Исходное сырье объемом 1л.

Таблица 2

Таблица 3