Способ получения сорбита Советский патент 1937 года по МПК C07C29/14 C07C31/26 C25B3/04 

Сорбит обычно получают восстановлением глюкозы, проводя процесс одним из следующих методов: 1) восстановлением глюкозы в слабо щелочной среде амальгамой натрия, 2) восстановлением глюкозы в водном или водноспиртовом растворе амальгамой алюминия, в присутствии незначительных количеств аммиака, 3) восстановлением глюкозы амальгамой кальция, 4) восстановлением глюкозы под давлением, в присутствии катализаторов, 5) восстановлением глюкозы электролизом.

При осуществлении последнего метода ход процесса зависит от рН среды. При рН, равной 7 - 10, получается сорбит, а при рН, равной 10-13, - смесь маннита с сорбитом. Для поддержания нужной щелочности при реакции добавляется серная кислота для нейтрализации освобождающейся щелочи.

Авторами настоящего изобретения найдено, что для автоматического регулирования рН среды в пределах от 7 до 10 достаточно прибавить к электролитической ванне гидрат окиси алюминия или какой-либо соли алюминия и соответствующее количество щелочи. Сначала выпадает гидрат окиси алюминия, который затем частично переходит в раствор, образуя алюминат калия.

Во время электролиза на ртутном катоде образуется амальгама калия. Калий из амальгамы переходит в раствор в виде едкого калия, последний реагирует с взвещенным гидратом алюминия и образует алюминат. Таким образом, реакция остается нейтральной на лакмус, и рН среды держится в пределах от 7 до 10.

Иногда, под конец реакции, вследствие ухода части серной кислоТы в анодное пространство, свободного гидрата окиси алюминия не остается; тогда к прозрачному раствору нужно добавить немного серной кислоты.

Для восстановления берется ванна 10 X 32 см, катодом служит налитая в нее ртуть (8,07 дм-), а анодом свинец в пяти пористых сосудах (d 7,5 см), подвещенных на эбонитовой крышке. В пористые сосуды со свинцом налита пятинормальная серная кислота.

Для проведения процесса восстановления нагревают до кипения 3 л воды, растворив в ней 750 г алюминиево-калиевых квасцов и 660 г 90°/о-й глюкозы. Как только получится прозрачный раствор, добавляют 10 г угля и фильтруют. Почти бесцветный фильтрат загружают в электролизер и при хорошем перемешивании приливают раствор едкого калия до нейтральной реакции на тимолфталеин и ш,елочной на лакмус.

После этого электролит нагревают до 45° и включают ток. Плотность тока на катоде равна 3 Адм (лучше 4-4,5 А. Восстановление проводят при 50-55°, контролируя ход процесса пробным определением количества глюкозы в катодной жидкости. Количество глюкозы определяют по Вильштетеру следующим образом. В колбу с хорошо пригнанной пробкой наливают 2 см катодной жидкости, прибавляют 25 см /1о нормального раствора иода, затем по каплям 25 см /10 нормального едкого натра. Закрывают колбу пробкой и оставляют сто ять 20 минут, после чего раствор подкисляют 25 см /5 нормальной серной кислотой и оттитровывают не прореагированный иод нормальным тиосульфатом.

Восстановление считается законченным, когда две пробы, взятые одна после другой через полчаса, дают один и тот же результат.

Обш,ий расход тока равен 625 амперчасов против 178,2, требуемых теорией.

По окончании процесса водный раствор отделяют от ртути, подкисляют 50%-и серной кислотой до слабо фиолетовой реакции на конго (200 слг-) и выпаривают в вакууме до одной трети первоначальной величины. К еще теплому раствору добавляют 2,4 объема 96°-го спирта (4 л) и по охлаждении отсасывают выпавшие неорганические соли. Далее промывают два раза в стакане теплым 80%-м спиртом, вновь фильтруют и промывают спиртом на воронке. Из соединенных фильтратов отгоняют спирт, а оставшуюся жидкость упаривают в вакууме (при 70-40 мм давления) до густого сиропа (516 г). Содержание в нем глюкозы равно 3,2% (при опытах в лаборатории глюкозы оставалось около 1%).

Выход сорбита, за вычетом глюкозы, составляет около 500 г или 84% от веса, считая на 100%-ю глюкозу.

Дальнейшую обработку полученного сиропа можно вести двумя путями.

1)Выделение сорбита через его соединение с бензальдегидом. 516 г сиропа сорбита растворяют в 516 см 50%-й серной кислоты при температур 3 , охлаждают раствор до 3° и, вытеснив из сосуда воздух током углекислоты, прибавляют 516 г свежеперегнанного бензальдегида. Через 8 минут все застывает в сплошную белую массу, и температура поднимается до 7. Смесь оставляют на ночь на льду, добавляют холодной воды, размешивают, отсасывают бензальдегидное соединение на воронке Бюхнера и промывают его по два раза водой (по 300 м) и эфиром (по 100 см).

Вес полученного осадка 1200 г.

2)Разложение дибензалсорбита. 1200 г дибензалсорбита кипятят в колбе с обратным холодильником с 6,5 частями 5%-и серной кислоты до полного растворения осадка. Реакционную массу охлаждают, бензальдегид экстрагируют эфиром, а кислый водный раствор нейтрализуют гидратом окиси бария (реакция на лакмус нейтральная или слабо щелочная). Раствор отделяют от сернокислого бария и обрабатывают углекислотой для выделения остатков бария в виде карбоната. Фильтрат упаривают в вакууме до консистенции сиропа, застывающего при охлаждении.

Выход-350 г почти белого продукта, что соответствует 68% выхода от взятого технического сорбита.

После перекристаллизации из 96° спирта (в отношении 1 :10) и сушки в вакууме получается 210 г сорбита без учета продукта, оставшегося в маточнике.

Бензальдегид перед экстракцией эфиром можно отогнать из реакционной смеси с парами воды, но сорбит при этом получается немного темнее.

3)Очистка сорбита без бензальдегида. При восстановлении глюкозы электролизом сорбит загрязнен только глюкозой, и потому очистки через бензальдегидное соединение можно избежать.

516 г сиропообразного технического

сорбита (с 2% глюкозы) разбавляют вдвое водой, кладут 50 г дрожжей и ставят в термостат при 35 на 1-2 дня.

Когда нагретая до кипения проба в /2 см с фелинговой жидкостью покажет отсутствие глюкозы, раствор сливают с осадка дрожжей, кипятят с 1 % угля и фильтруют. Фильтрат упаривают в вакууме, остаток после охлаждения застывает в твердую массу почти белого цвета.

Сорбита получается 500 г с содержанием глюкозы в 0,08%.

Предмет изобретения.

Способ получения сорбита электролитическим восстановлением глюкозы при рН ванны от 7 до 10 с применением ртутного катода, отличающийся тем, что указанную щелочность поддерживают добавкой к электролитической ванне гидрата окиси алюминия или солей алюминия и щелочи для осаждения гидрата окиси алюминия.