Способ химической переработки растительных материалов

 

Уй 132632

E2q, 1 пл ссс:г 1 >

) f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписные группы ММ 50, 52

Н. А, Васвнина, А. А. Баландин, С. В. Чепиго и Г. С. Барышева

СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Заявлена 16 ноября 1959 г за № 644171/23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 20 за 1960 г.

Получение из растительных материалов химических продуктов обычно осуществляется путем их термолиза, гидролиза или делигнофцкацин. В частности производство многоатомных спиртов и их ангидридов из полисахаридов растительных тканей состоит из сложных процессов гидролиза, очистки гидролизатов, гидрирования яоноз до соответствуюших многоатомных спиртов и их дегидратации.

Попытки осуществить на практике получение высших многоатомных спиртов и их ангидридов непосредственно из полисахаридов †целлюлозы и гемицеллюлоз — до сих пор нигде не увенчались успехом нз-за отсутствия катализаторов. пригодных для превращения цел.пюлозь1 в сорбит в кислой среде н невозможности отделить катализатор от лигнина, остающегося после гидрирования растительного материала.

Предло>кенпый каталитический способ химической перер-:оотки растительных материалов, содержащих высшие полисахяри, ь т л гппн, гидролитическим гндрированием их в кислой среде в присутствии твердого кислотостойкого гидрирующего катализатора, п=*прпчср рутениевого, для получения высших спиртов, состоит в том, -о, целью комплексной переработки исходного сырья, твердый ос,, ок пог. " отделения раствора продуктов гидролнтического гпдрироваш я, со,.: ржущий лигнин и указанный катализатор, подвергают гидрированию в слабощелочпой среде, .юсле чего образовавп.,;. ся фенолы в:.::-,c,-:.T oò пз реакционной массы известным способом.

Сущность способа заключается в следующем.

Измельченный растнтельньш материе < подвергают дролитнчсс <ому гидрированию в кислой среде в присутствии рутенпевого или,.руго№ 132632

50 атл и содержимое автоклава нагревают в течение 30 — 45 иин при

130 — 150 . По охлаждении катализат, представляющий собой бесцветный раствор, отфильтровывают от катализатора, очищают при помощи онсобмепных смол — катпонита (КУ-1) и анионита (ЛН-1) — и упарпвают в вакууме до пре".ращения выделения воды.

Упаренный прод",к, — белые кристаллы, весит 6,4 г, что составляе выход в 99,0% от веса взятых лсгкогидролизуемых полисахаридов. В ус,ловиях бумажной хроматографии полученный продукт проявляется

2 пятнами с Rf гекситов и с Rf пентитов.

Пример 4. Получение мноапгидридов гекситов и пентитов.

5 г целлюлозы (картон, содержащий 96,2% I,åëëþënçû) загружают

13 соответствующий кислотостойкии автоклав, добавляют 100 мл 1 — 1,5%ной водной серной кислоты и 0,5 — 0,7 г рутеш.евого катализатора, "пдержащего 5% рутения на угле. B автоклав нагнетают водород до 40-—

0 ат.я и содержимое автоклава нагревают Ilph 170 — 180 в течение 5060 1п,я.. После охлаждения автоклав разгружают. Катализат, представляющий сооою бесцветный раствор, отфильтровывают от катализатора, Для очистки от серной кислоты катализат пропускают через колонку с ионообменной смолой †анионпт (1Н-1). Очищенный катализат упаривают в вакууме до прекращения выделения воды. Упаренный продукт представляет собой белое сиропообразное вещестьо, не кристаллизующееся при охлаждении н стояшiH. Вес полученного продукта

3,8 г, что составляет 79,0%:выхода от абс. сухой цел;полозы или 87,0% от тсоретически возможного. Полу ьчп;ый продукт не образует медно щелочного комплекса и в условиях бумажной хроматографии проявляется 2 пятнами. Одно большое пятно с Ri моноангидрида сорбита-сорбптана и очень слабого пятна с Rf — сорбита. % содержания свободных гидроксильных групп (метод ацетилирования); найдено 37,0%, вычислено для сорбитана С Н1 0; 37,2%.

П р и и ер 5. Каталитическое гидрирование древесных опилок. а) Гидролитическое гидрирование древесных опилок, 5 г обработанных ацетоном прп кипеш;и в течение 2 час древесных (сосновых) опилок, содержащих трудногидролизуемых полисахаридов

48,8%, легкогидролизуемых полнсахарпдов 10,0, влаги 4%, зольных элементов 0,4 "o, загружают в ф терованный автоклав, туда же добавляют

100 лл 0,7%-ного водного раствора фосфорной кислоты и 0,5 г рутениеБОГО катализатора, содержащего 5:о рутения на iÃëe, После предварительного вытеснения воздуха в автоклав нагнетают водород до 30 — 50 атм и содержимое автоклава нагревают при 160 ——

170" t) течение 45 — 60 лпи. После охлаждения и разгрузки автоклава ка;ализат отфильтровывают через бумажный фильтр от катализатора и лигнина.

Как показывает газовый анализ, газообразных продуктов реакции пе образуется. Для отделения фосфорной кислоты катализат пропускакгг через колонку с анионитом (Ш-1), затем упаривают в вакууме до прекращения выделения воды. Охлажденный упаренный продукт кристаллизуется в виде белых кристаллов. Вес полученного кристиллического продукта 2,79 г, что составляет 95,0% выхода от веса полисахаридной части опилок. В полученном продукте найдено 96,0 — 98,0% многоатомных спиртов — гекситов и небольшое количество пентитов. б) Отфильтрованный от катализата при гидролитическом гидрировапии древесных опилок лигнин вместе с рутениевым катализатором снова загружают в автоклав, туда же добавляют 30 лиг 1,5%-ного водного раствора едкого натра. В автоклав после вытеснения воздуха нагнета№ 132632 ют водород до 50 — 70 атм и содержимое автоклава нагревают при

280 — 320 в течение 2 — 2,5 «ас.

Катализат после отделения катализатора фильтрацией через бумажный фильтр представляет собой бесцветный раствор с сильным фенольным запахом. Углеводородного слоя в нем нет. При стоянии на воздухе бесцветный катализат приобретает сначала красноватый, затем бурый цвет. При подкислении катализата лигнин не выпадает.

Путем перевода полученных фенолов в азокрасители и последующим хроматографированием установлено, что полученный продукт состоит из фенола, л1-крезола и пирокатеина. Съммарный Выход фенолов около 35" о.

Предмет изобретения

Способ химической переработки растительных материалов, содержащих высшие полисахариды, о т л и и à ю шийся те ... что в целях получения многоатомных спиртов, материал, например, древесин, подвергают гидролитическому гидрировапию в кислоп среде, в присутствии твердого кислотостойкого катализатора, например рутеш.*епого,а твердьш остаток после отделения раствора продуктов гидролип.ческого гпдрирования, содержащий лигнин и вышеуказанный катализатор, подвергают гидрированию в слабощелочпой средс, после чего образовавшиеся .фенолы выделяют из реакционной массы пззсстш.nr способом.