Способ получения диацетон -2-кето -гулоновой кислоты Советский патент 1979 года по МПК C07C59/32 C25B3/02 

Р1зобретение отаосится к усовершенствованному способу получения диацетон-2-кето--Ь-гулоноБОй кислоты электрохимическим окислением диадетон-с :ор- бовы. Диацетон-2-.кето-Ь Гудоновая кислота широко применяется в химико-фарма цевтической промышленности для рннтеза аскорбиновой кислоты (витамин С). Известен способ получения диацетон- -2-«;ето-и,-гулоновЬй кислоты электрохимическим окислением диадетон-с(,- :орбо зы на никелевом катоде и окисно- икелевом аноде при температуре 25-85°С и плотности тока 1О-15 А/дм . В качестве анода используют проводящий матери. ал, покрытый окисью никеля, со степе- нью окисления 2,7-4. Недостатком способа является длитель ность процесса (хфододжителыность окисления составляет 22-23 ч) и низкая производительность по цепевсму продукту (3 г/дм,- ч) 1. Известен способ получения диадетон-2-KeTo-i. -гулоновой кислоты электрохим ческйм окислением диадетон- L-сорбозы в щелочной среде при температуре 55 на никелевом катоде и окисно-никелевом аноде при щлрзяости тока 20,01ОО А/дм и межэлёктродном расстоянии, равном 20-30 мм . Однако при работе с промышленным раствором технической диадетон-|.-сорбо- зы выход целевого продукта начинает падать уже после 5-6 опытов. Для устраие-. НИН этого недостатка необходимо введение катализатора, например солей никеля, что приводит к усложнению процесса. Наиболее близким по технической сущности к предложенному 5шляется способ получения диацетон-2-кето-L-чгулоновой кислоты электрохимическим окислением диацетон-Ь-сорбозы (125-230 г/л) в щелочной среде (50-53 г/л) в присутствии NctCB при температуре 25-85 С на никелевом катоде и окисно-накедевом аноде прнплотности тока 17--18 А/дм .Электроды предварительно активируют, обрабатывая 16-17% -«ь1м ВОДН1.1М раствором со-

.г;я11ой кислоты при пропускании постоянного тока ллотностью 10 А/дм при рас- ни мегасду электродами, равном 15 Mvi, ц температуре 30-35С в тече- ние 30 мин 3,

Время окисления составляет ч. Выход целевого продукта 93.94% от тео рки, слитая иа загруженную д1аацетон.-Ь« сорбозу. Г1ризводителы ость составляет 11 г/дм ч,

Недостатками данного способа являют™ ся сложность процесса, обусловленная: необходамостью проведения дополнительной олерадиИ влектролиза соляной кислотой в рабочем электролизере, дополнительный расход соляной кислоты, а также низкая производительность процесса.

Целью, изобретения является упрощение процесса и повышение его производительности.

Поставленна-Я цель достигается спосо. днацетон-2 Кёто-./л-.гулоно- вой кислоты, отличительная особенность которого состоит в том, что активацию электродов ведут либо предварительно при онцентрадиищёлочи 0,5-0,6% и плотности тока 17-18 АУдм в течение 1,5-2 ч, либо во время электролиза при концентрации щелочи 4,5-5 вес.%.

Преимуществе1ЕШо исходная концентрация диацетон л,н:орбозы составляет 135- ,145 г/л. Выход целевого продукта при этом достигает вес.%, производительность 12-12,2 г/дм ч. Время окислений 5,5™9 ч.

Предложенный способ не требует предварительной кислотной активации анода, Гпоскольку активаюш анода происходит непосредственно в ходе эдак троя иза| кроме того, в преддожегшом способе получается стабильно высокий выход целевого дродук та и высокая производите л ыяость при бо. лее высокой износоустойчивости электро. дов (при кислотной активации износ элек- 1родов заметнее); т„е, возрастает время их работы.

Пример 1,. Активация анодов з ходе электролиза диацетон-Ь-сорбозы.

а. В электро шзер с шскелевыми анодами (1,69 дм ) и катодами (межзлектродное расстояние 15 мм) загружают 1 л водно™дцелочко1Х) раствора электролв та, содернсащего технической диацетон - Ь --сорбозы, 134-138 г/л, технического едкого натра г/л. Пропуская то .к плотностью Л/дм , ведут электшЛИЗ при 60-65 С при перемешивании до конлентрацЕ1и остаточной диацетон-L СОр

боэы менее 1 г/л (в течение 8-11 ч). Электролит охлаждают, оэ фильтровывают от механических примесей и подкисляют серной или соляной кислотой до рН 1-2, выделяя целевой продукт в виде гидрата,

б. Последующие опыты ведут аналогично, но при составе электролита тех-ническая диадетон- -сорбозы 140 145г/л, едкий натр 47-50 г/л. Длительность -процесса 5,5-7,5 ч. Выход целевого продукта от-теории. Производительность (в среднем аа цикл опытов) ,5 г/дм ч при длительности цикла 100.J.40 ч. При продолжительности окисления 8 ч и более цикл считается завершенным, и проводят новую активацию анодов, как указано в примере 1а, одновременно переполяризуя электроды (катоды и аноды идентичны и взаимозаменяемы при перемене знаков подключения к источнику питания).

2. Предварительная щелочная электроактивация анодов

В электролизер, описанный в примере 1, загружают 1 л 0,5-0,6%-ного раствора едкого натра и пропускают ток 1718 А/дм в течение 1,5-2 ч без переме шивания, после чего раствор щелочи выгружают (через нижний слив) и в электролизер загружают электролит состава, как в примере 16, Последукяций электролиз рабочих растворов электролита ведут, Kait в примере 16, Выход целевого продукта от теории , Удельная производительность 12,5-.15,5г/дм чпри длительноста цикла (между активациями) 70« 85ч.

Ниже приведены концентрация едкого натра при активадии, длительность актива- ции, средняя удельная производительность ци1ша, его длительность:

0,56%, 2 ч, 14,4 г/дм.- ч, 84 ч| 2 ч, 15,6 г/дм. ч. 71 ч|

0,60%, 1,5 ч, 14,1 , 80 4J 0,58%,

I 12,5 ч. 0,59%,

76

1,5 ч. ч;

Формула изобретения

1„ Способ получения диацетон-2-кето L -гулоновой кислоты электролизом диацетоН.(;С- орбозы в щелочной среде при температуре 20-85 С с применением югкелевого катода и активированного окисноиликеяевога анода при плотности тока 17-18 А/дм ,отличающ. ийся тем, что, с целью упрощения процесса и поБЫщения его производительности, про«.

водят либо предварительную активадию анода при концентрации щелочи 0,5 0,6 вес.% и плотности тока 17-18 А/дм в течение 1,5-2 ч, либо во время элек- тропика при концентрации щелочи 4,5 5 вес.%.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что исходная концентрация диацетон-оО-сорбоаы составляет 135145 г/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1/Патент США & 3453191, кл. 204-76, опублик. 1969.

2.Авторское свидетельство СССР

J 382603. кл. С 07 С 59/32, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР № 503417, кл. С 25 В 3/00, 1974 (прототип)