[go: up one dir, main page]

RU2176998C2 - Method of preparing levulinic acid - Google Patents

Method of preparing levulinic acid Download PDF

Info

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
Application number
RU98107428A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98107428A (en
Inventor
В.А. Баранский
Г.Д. Елисеева
Б.В. Тимохин
В.Н. Платонова
Л.Н. Березина
В.И. Панько
Г.Д. Дисс
Original Assignee
Иркутский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иркутский государственный университет filed Critical Иркутский государственный университет
Priority to RU98107428A priority Critical patent/RU2176998C2/en
Publication of RU98107428A publication Critical patent/RU98107428A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2176998C2 publication Critical patent/RU2176998C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: perfume, pharmaceutical, metal-working industries, and organic synthesis. SUBSTANCE: levulinic acid is prepared by hydrolysis of hexose-containing stock with diluted hydrochloric acid in the presence of manganese dioxide in amount of 0.19-0.3 % of weight of hexose- containing stock for 30-35 h at atmospheric pressure and at temperature of 105-107 C. EFFECT: greater yield of the desired product and simplified process. 2 cl, 3 ex, 2 tbl

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)

Способ получения левулиновой кислоты путем гидролиза гексозусодержащего сырья разбавленной соляной кислотой при повышенной температуре, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии двуокиси марганца, взятой в количестве 0,19-0,30% от массы гексозусодержащего сырья в течение 30-35 ч при атмосферном давлении и температуре 105-107oС.A method of producing levulinic acid by hydrolysis of hexose-containing raw materials with dilute hydrochloric acid at elevated temperature, characterized in that the process is carried out in the presence of manganese dioxide taken in an amount of 0.19-0.30% by weight of hexose-containing raw materials for 30-35 hours at atmospheric pressure and a temperature of 105-107 o C.
RU98107428A 1998-04-22 1998-04-22 Method of preparing levulinic acid RU2176998C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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