RU2176998C2 - Method of preparing levulinic acid - Google Patents
Method of preparing levulinic acid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176998C2 RU2176998C2 RU98107428A RU98107428A RU2176998C2 RU 2176998 C2 RU2176998 C2 RU 2176998C2 RU 98107428 A RU98107428 A RU 98107428A RU 98107428 A RU98107428 A RU 98107428A RU 2176998 C2 RU2176998 C2 RU 2176998C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese dioxide
- hexose
- atmospheric pressure
- levulinic acid
- hydrochloric acid
- Prior art date
Links
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 title claims abstract description 8
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002304 perfume Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 5
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 4
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химии органических соединений, а именно к способу получения левулиновой (4-оксо-пентановой) кислоты, которая находит применение для получения пестицидов, клеевых композиций для полипропилена, в парфюмерной, фармацевтической, металлообрабатывающей промышленности, а также как полупродукт для органического синтеза. The invention relates to the chemistry of organic compounds, and in particular to a method for producing levulinic (4-oxo-pentanoic) acid, which is used to produce pesticides, adhesive compositions for polypropylene, in the perfumery, pharmaceutical, metalworking industries, and also as an intermediate for organic synthesis.
Известен способ получения левулиновой кислоты (ЛК) путем гидролиза разбавленной соляной кислотой сахарозы при атмосферном давлении и температуре 105-107oC в течение 24 часов. [Препаративная органическая химия, под. ред. Н. С. Вульфсона, Л.-М.: Химия, 1964 г., с. 784]. Недостатком этого способа является использование дефицитного сырья и низкий выход (43%, рассчитано из предположения, что ЛК получается только из фруктозного фрагмента сахарозы) целевого продукта.A known method of producing levulinic acid (LC) by hydrolysis of diluted hydrochloric acid sucrose at atmospheric pressure and a temperature of 105-107 o C for 24 hours. [Preparative Organic Chemistry, under. ed. N. S. Wulfson, L.-M.: Chemistry, 1964, p. 784]. The disadvantage of this method is the use of scarce raw materials and a low yield (43%, calculated on the assumption that LA is obtained only from the fructose sucrose fragment) of the target product.
Наиболее близким по исходному сырью и достигаемым результатам является способ получения ЛК путем гидролиза разбавленной соляной кислотой еловых опилок при температуре 190oC. [Пат. 3258481 США, 28.06.66]. Недостатком последнего способа является низкий выход (36%) целевого продукта и использование аппаратуры, рассчитанной на давление 15195 - 19247 гПа, что создает технические трудности для организации промышленного получения ЛК и требует соблюдения специальных мер безопасности.The closest to the feedstock and the results achieved is a method for producing LA by hydrolysis of diluted hydrochloric acid of spruce sawdust at a temperature of 190 o C. [US Pat. 3258481 USA, 06/28/66]. The disadvantage of the latter method is the low yield (36%) of the target product and the use of equipment designed for pressure 15195 - 19247 hPa, which creates technical difficulties for the organization of industrial production of drugs and requires special safety measures.
Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса. The purpose of the invention is to increase the yield of the target product and simplify the process.
Поставленная цель достигается получением ЛК путем гидролиза при атмосферном давлении гексозусодержащего сырья нагретой до кипения разбавленной соляной кислотой в присутствии двуокиси марганца. Проведение реакции при атмосферном давлении позволяет упростить процесс, а применение двуокиси марганца позволяет повысить выход целевого продукта до 56%. This goal is achieved by obtaining LC by hydrolysis at atmospheric pressure of a hexose-containing feed heated to boiling with dilute hydrochloric acid in the presence of manganese dioxide. Carrying out the reaction at atmospheric pressure allows to simplify the process, and the use of manganese dioxide allows to increase the yield of the target product to 56%.
Отличительным признаком изобретения является использование двуокиси марганца в количестве 0,19 - 0,30% от массы сырья и проведение процесса в течение 30 - 35 часов при температуре 105-107oC и атмосферном давлении.A distinctive feature of the invention is the use of manganese dioxide in an amount of 0.19 - 0.30% by weight of the raw material and the process for 30 - 35 hours at a temperature of 105-107 o C and atmospheric pressure.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Example 1
В колбу загружают 43,2 г сухих древесных опилок, 215 мл воды, 140 мл соляной кислоты ρ = 1,17) и 0,08 г двуокиси марганца. Реакционную смесь нагревают до 105-107oC и выдерживают при этой температуре и атмосферном давлении (960 - 1013 гПа) 35 часов. Остывшую реакционную массу фильтруют под вакуумом. Остаток на фильтре промывают 50 мл горячей воды, промывные воды объединяют с фильтратом и упаривают под вакуумом (26,6 - 39,9 гПа). Остаток после упаривания перегоняют под вакуумом (5,32 - 8 гПа), собирая фракцию с Т. кип. 123 - 127oC. После повторной перегонки получено 7,7 г ЛК с Т. пл. 30 - 31oC. Выход составляет 50% от теоретического, считая на 50% содержание целлюлозы в опилках. Указанный выход ЛК получен из опилок древесины хвойных пород.43.2 g of dry wood sawdust, 215 ml of water, 140 ml of hydrochloric acid ρ = 1.17) and 0.08 g of manganese dioxide are charged into the flask. The reaction mixture is heated to 105-107 o C and maintained at this temperature and atmospheric pressure (960 - 1013 hPa) for 35 hours. The cooled reaction mass is filtered under vacuum. The filter residue is washed with 50 ml of hot water, the washings are combined with the filtrate and evaporated in vacuo (26.6 - 39.9 hPa). The residue after evaporation is distilled under vacuum (5.32 - 8 hPa), collecting the fraction with T. bale. 123 - 127 o C. After re-distillation obtained 7.7 g of LA with T. pl. 30 - 31 o C. The yield is 50% of theoretical, considering the 50% content of cellulose in sawdust. The indicated yield of the LC was obtained from sawdust of coniferous wood.
По результатам независимых экспериментов установлено оптимальное время проведения реакции (табл. 1), которое составляет 35 часов и оптимальное количество двуокиси марганца (табл. 2), которое составляет 0,28 - 0,30% от массы опилок. According to the results of independent experiments, the optimal reaction time (Table 1) was established, which is 35 hours and the optimal amount of manganese dioxide (Table 2), which is 0.28 - 0.30% by weight of sawdust.
Пример 2. Example 2
В колбу загружают 67,5 г целлюлозы, 270 мл соляной кислоты ρ = 1,17), 60 мл воды и выдерживают двое суток при комнатной температуре. Затем в колбу добавляют 0,16 г двуокиси марганца и 400 мл воды. Колбу нагревают до 105 - 107oC и выдерживают при этой температуре и атмосферном давлении (960 - 1013 гПа) 30 часов. Остывшую реакционную массу фильтруют под вакуумом, остаток промывают 100 мл горячей воды. Промывные воды объединяют с фильтратом. Дальнейшая обработка, как в примере 1. Получено 24,8 г ЛК с Т. пл. 30 - 31oC. Выход 50% от теоретического. Указанный выход получен при использовании целлюлозы марки ХБ-7 (сульфатная, беленая из хвойных пород, ГОСТ 9571-84).67.5 g of cellulose, 270 ml of hydrochloric acid (ρ = 1.17), 60 ml of water are charged into the flask and incubated for two days at room temperature. Then, 0.16 g of manganese dioxide and 400 ml of water are added to the flask. The flask is heated to 105 - 107 o C and maintained at this temperature and atmospheric pressure (960 - 1013 hPa) for 30 hours. The cooled reaction mass is filtered under vacuum, the residue is washed with 100 ml of hot water. Wash water is combined with the filtrate. Further processing, as in example 1. Received 24.8 g of LC with T. pl. 30 - 31 o C. Yield 50% of theoretical. The specified yield was obtained using cellulose brand HB-7 (sulfate, bleached from coniferous species, GOST 9571-84).
По результатам 76 независимых экспериментов установлено оптимальное время проведения реакции - 30 часов и оптимальное соотношение основных компонентов целлюлоза : соляная кислота : вода, которое составляет (по весу) 1 : 6,2 : 6,8 соответственно. Оптимальное количество двуокиси марганца - 0,23% от массы целлюлозы. According to the results of 76 independent experiments, the optimal reaction time was found to be 30 hours and the optimal ratio of the main components of cellulose: hydrochloric acid: water, which is (by weight) 1: 6.2: 6.8, respectively. The optimal amount of manganese dioxide is 0.23% by weight of cellulose.
Пример 3. Example 3
В колбу загружают 68 г сахарозы, 32 мл соляной кислоты ρ = 1,17), 136 мл воды и 0,16 г двуокиси марганца. Реакцию ведут, как в примере 2. Выделено продукта, как в примере 1. Получено 15,3 г ЛК с Т. пл. 30 - 31oC. Выход 31,1% от теоретического, считая на сахарозу.68 g of sucrose, 32 ml of hydrochloric acid (ρ = 1.17), 136 ml of water and 0.16 g of manganese dioxide are charged into the flask. The reaction is carried out as in example 2. The product is isolated, as in example 1. Received 15.3 g of LK with T. pl. 30 - 31 o C. The yield of 31.1% of theoretical, based on sucrose.
Предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта за счет применения двуокиси марганца и упростить процесс, за счет проведения реакции при атмосферном давлении. The proposed method allows to increase the yield of the target product through the use of manganese dioxide and to simplify the process by conducting the reaction at atmospheric pressure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107428A RU2176998C2 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Method of preparing levulinic acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107428A RU2176998C2 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Method of preparing levulinic acid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98107428A RU98107428A (en) | 2000-01-27 |
RU2176998C2 true RU2176998C2 (en) | 2001-12-20 |
Family
ID=20204985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98107428A RU2176998C2 (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Method of preparing levulinic acid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2176998C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9073841B2 (en) | 2012-11-05 | 2015-07-07 | Segetis, Inc. | Process to prepare levulinic acid |
US10618864B2 (en) | 2011-11-23 | 2020-04-14 | Gfbiochemicals Ip Assets B.V. | Process to prepare levulinic acid |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3258481A (en) * | 1962-03-21 | 1966-06-28 | Crown Zellerbach Corp | Preparation of levulinic acid from hexose-containing material |
EP0401532A1 (en) * | 1989-06-05 | 1990-12-12 | Chemie Linz Gesellschaft m.b.H. | Process for the preparation of a storage stable levulinic acid |
-
1998
- 1998-04-22 RU RU98107428A patent/RU2176998C2/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3258481A (en) * | 1962-03-21 | 1966-06-28 | Crown Zellerbach Corp | Preparation of levulinic acid from hexose-containing material |
EP0401532A1 (en) * | 1989-06-05 | 1990-12-12 | Chemie Linz Gesellschaft m.b.H. | Process for the preparation of a storage stable levulinic acid |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10618864B2 (en) | 2011-11-23 | 2020-04-14 | Gfbiochemicals Ip Assets B.V. | Process to prepare levulinic acid |
US9073841B2 (en) | 2012-11-05 | 2015-07-07 | Segetis, Inc. | Process to prepare levulinic acid |
US9598341B2 (en) | 2012-11-05 | 2017-03-21 | Gfbiochemicals Limited | Process to prepare levulinic acid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0012246A1 (en) | Aromatic and flavouring substances, their preparation by fermentation, their use and products containing them | |
WO2008025851A1 (en) | Recovery of phenol ligands during the production of isopulegol | |
DE2108954A1 (en) | 2-(furylmethyl)-6,7-benzomorphans - useful as cns active agents | |
RU2176998C2 (en) | Method of preparing levulinic acid | |
EP0398417A1 (en) | Hydroxyfuranone preparation | |
DE2243685A1 (en) | SUBSTITUTED DIOXANS, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND HERBICIDAL COMPOSITIONS CONTAINING THESE COMPOUNDS | |
EP1446395B1 (en) | Method for the production of a phenolic substance from wood | |
EP0300249A1 (en) | 7-[1H-pyrrol-3-yl]-substituted 3,5-dihydroxy-heptane acids, their corresponding delta-lactones and salts, processes for their manufacture, their use as medicines, pharmaceutical preparations and intermediates | |
US3072636A (en) | Process for the manufacture of ethyleneimine derivatives | |
US2732379A (en) | ||
RU2076866C1 (en) | Method of preparing 2-(2-furyl)-1,3-dioxalane (furolane) | |
SU1004382A1 (en) | Process for purifying 1,3-propanesultone | |
JP2002234896A (en) | Cyathane derivative | |
DE2246867A1 (en) | TETRAHYDROXY-BICYCLO- SQUARE BRACKET ON 3.3.0 SQUARE BRACKET TO -OCTANE | |
DE2029043A1 (en) | New cyclopropanecarboxylic acid derivatives and processes for their preparation | |
EP0009290B1 (en) | 3-azabicyclo(3.1.0)hexane derivatives and process for their preparation | |
SU1721081A1 (en) | Method of producing absolute tobacco oil | |
SU1133263A1 (en) | Process for preparing beta-cyanoethanol | |
AT203629B (en) | Process for the production of biologically active compounds from Oleacees | |
SU1395659A1 (en) | Method of processing rose cell juice | |
SU407884A1 (en) | METHOD OF OBTAINING CHLOROMETHILNITRAMINS | |
DE2739770C3 (en) | 19-methyl-9-keto-15-hydroxy-prost-18-enoic acid derivatives, process for their preparation and pharmaceuticals containing them | |
SU863586A1 (en) | Method of preparing trans-1,2-dichloroacenaphthene | |
RU1825792C (en) | 1-phenyl-4(5)-(2,4-dichlorobenzoylhydroxymethyl)-1,2,3-triazole showing fungicidic effect | |
RU1816346C (en) | Method for manufacturing ursolic acid |