Способ очистки левоглюкозана

 

СПСЮОБ ОЧИСТКИ ЛЕВОГЛМКОЗАНА , содержащего 74-78 мас.% основного вещества , путем обработки исходного сырья ацетоном с последующей обработкой полученного продукта зтанолом, отличающийся тем, что, с целью повьпиения выхода целевого продукта и упрощения процесса, осуществляют кристаллизацию левоглюкозана из ацетона, а обработку этанолом проводят путем растворения полученного продукта в 90-96 об.% зтанола, который берут в количестве 13- 17 мл на 1 г п{)одукта при 15-ЭО С с последующей очисткой фильтрацией и упариванием раствор до 13-15% начального объема. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (19) (11) 4(51) С 07 Н 10

1ЪСУДАРСТВЕНКИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вс Я() еяр а g

ЯЩДЯУ УА (21) 3534298/23-04 (22) 10.01.83 (4б) 15.05.85. Бюл. У 18 (72) и. Г. Зандерсонс, М. А. Плумнньш, Э. А. Ауннньщ и Д. Ф. Азе (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химии древесины АН ЛатвССР (53) 547.455.07 (088 8) (56) 1. Михайлов Г. М., Сорокин И. С. Выде-., ление примесей из концентрата левоглюкозана.

Ленинградская лесотехническая академия им. С. М. Кирова. Материалы научно-технической конференции, Л., 19б7, ч. 1, с. 90 — 94.

2. Голова О. П., Мерлис Н. М., Николаева И. И. и др. Химический состав технического левоглюкозана, полученного при термическом распаде целлюлозы в вакууме, и выделение из него чистого левоглюкозана.— ., В кн. Получение левоглюкозана при термичес ком распаде целлюлозы в вакууме". М., 1958, с, 4б-47 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЛЕВОГЛИКОЗАНА, содержащего 74-78 мас% основного вещества, путем обработки исходного сырья ацетоном с последующей обработкой полученного продукта этанолом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, осуществляют кристаллизацию левоглюкоэана иэ ацетона, а обработку этанолом проводят путем растворе» ния полученного продукта в 90 — 9б об.% этанола, который берут в количестве 13—

17 мл на 1 г продукта нри 15-30 С с последующей очисткой фильтрацией н упариванием раствора до 13 — 15% начального объема.

1 1155604 г

Изобретение относится к области химической технологии сахаров, конкретно к способу очистки левоглюкоэана (1,б-ангидро-P-D-глюкопиранозы), являющегося исходным веществом для синтеза полимерных материалов и биологически активных веществ.

Левоглюкозан получают из целлюлозы или целлюлозусодержащих материалов путем их термического разложения при обычном и пониженном давлении. Левоглюкозан выделяют 10 из упаренного конденсата термолиэа, так называемой пасты термолиза, которая содержит 5 — 10% воды от массы пасты, при охлаждении пасты термолиза или раэбавлении ее ацетоном, О

Известен способ очистки технического левоглюкоэана путем пропускания его 5 — 10% водного раствора последовательно через ка-! тиониты н аниониты. В результате получают: обесцвеченный раствор, из которого после 20 упаривания выкристаллизовывается левоглюкозан 111., Однако способ отличается трудоемкостью, регенерация катионита затруднена, анионит быстро теряет обесцвечивающую способность, 2ч которую не удается восстановить.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ очистки левоглюкоэана, содержащего 74-78% основного вещества, путем промывки его равным количеством ацетона с последующей кристаллизацией сначала из абсолютного этанола, а затем иэ смеси равных объемов абсолютного этанола и ацетона. После второй кристаллизации получают левоглюкозан с выходом 40% (считая на технический продукт) с т,пл. 171 — 173 С. Иэ маточника дополнительно выделяют 7 8% левоглюкозана с т.пл, 160 — 164 С (21.

Полученный таким способом левоглюкозан 46 содержит менее 96% основного вещества, что затрудняет его использование в синтезах полимерных материалов и требует дополнительной очистки. К недостаткам данного способа относятся также низкий выход левоглюкозана и многостадийность его очистки.

Цель изобретения — упрощение технологии и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом Ю очистки левоглюкозана, содержащего 74-78% основного вещества, путем кристаллизации левоглюкозана из ацетона, обработки полученного продукта при 15 — 30 С 90 — 96 об.% этакола, причем этанол используется в количест- 55 ве 33 — 17 мл на 1 г продукта, с последующей очисткой фильтрацией и упариваннем раствора до 13 — 15% начального объема.

Целевой продукт получают с выходом

70 — 73%, содержание основного вещества

96 — 97%, т.пл. 173 — 175 С, Растворимость левоглюкоэана в этаноле при

15 — 30 С 3 — 8 мас.%, Обнаружено, что красящие компоненты смол термолиза, загрязняющие левоглюкозан, при 15 — 30 С нерастворимы в 90 — 96% этаноле, В результате возможно селективное растворение левоглюкозана. Для того, чтобы левоглюкозан полностью перешел в раствор, необходимо 13-17 мл этанола на

1 r технического левоглюкозана.

После растворения левоглюкозана растворитель упаривают до 13 — 15% первоначального объема. Недостаточное упариваиие (осТаток больше 15% начального объема) приводит к снижению выхода целевого продукта, более . глубокое упаривание (остаток меньше 13%) затрудняет последующее вьщеление левоглюко.. зана.

Проведение процесса при температуре выше 30 С приводит к ухудшению качества полученного продукта (см. пример 4), при темлературе ниже 15 С осуществление способа затрудняется резким понижением растворимости левоглюкозана, Использование этанола меньшей концентрации (ииже 90 об.%) приводит к снижению выхода и ухудшению качества продукта (пример 5) .

Следует также отметить, что при очистке технического.левоглюкозана, полученного непосредственно из пасты термолиза без применения какого-либо органического растворителя (содержание основного вещества 78%), в указанных условиях удается получить очищенный продукт с выходом только 50%, 154-159 С и содержанием основного вещества 96% (пример 6).

Левоглюкозан, содержащий 74 — 78% осяовного вещества, по всем примерам нредвари, тельно кристаллизуют иэ ацетона, обычно из расчета 1 л на 1 кг используемого левоглюкозана. Полученный таким образом продукт, содержащий 80-90% основного вещества, используют в примерах 1 — 5, 1

Пример 1. 200 r левоглюкоэана, содержащего 83 мас,% основного вещества и

3 мас% воды при 20 С растворяют в 3000мл

96 об,% этанола (15 мл на 1 r левоглюкозана), дают раствору отстояться 15 мин, фильтруют его через фильтровальную бумагу средней плотности. На фильтре остается 8,5 r. черного водорастворимого вещества. Фильтратупаривают до 400 мл (13% начального объема) и выдерживают периодически перемешивая, 2 ч п11и 20 С. После отделения маточного раствора на фильтрующей центрифуте и промывки кристаллов двумя порциями этаиола по

1155604

ВНИИПИ Заказ 3038/22

Тираж 354 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

50 мл н сушки кристаллов прн 100 С в цин, промывки и высушивания в вакууме вакууме в течение 3 ч получают )20 г ле- получают дополнительно 12 г бурых крисвоглюкоэана, т.пл. 174 — 175 С, содержание таллов левоглюкозана с т.пл. 156-161 С и основного вещества 97%. Маточный раствор содержанием основного вещества 93,5%. Оби промывные растворы упаривают и после 5 щий выход ЛГ 129 r или 70,9% от содержавыдержки, промывки и высушивания полу- ння левоглюкозана в техническом продукте. чают дополнительно 15 l левоглюкозана с Маточный раствор после второй крисгаллит.пл. 175 С и содержанием основного веще- зации упаривают досуха с целью регенерацию ства 97%. Общий выход продукта 73,2%. растворителя и получают 65 г темного пекообОставшийся маточный раствор и промыв- 10 разного вещества, содержащего 61,2 мас.% ные растворы упаривают досуха, в остатке — левоглюкозана, 50 г темного пекообраэного вещества, содер- Пример 5 (сравнительный). 200 г жащего 60,3 мас,% левоглюкозана, которое технического ЛГ, содержащего 91 мас% оспосле оксипропилирования может быть ис- новного вещества- и2мас.% воды, растворянолъзовано для получения ППУ в качестве 1$ ют при 20 С в 3000 мл 80 o0% этанола. пщроксилсодержащей компоненты компози- Поступают по примерам 1 н 2 и получают ции. после двух кристаллизаций 116 г (63,7мас.%

Пример 2. 200 r левоглюкозана,; от содержания ЛГ в техническом продукте) оодержащего 91 мас.% основного вещества и очищенного левоглюкозана с т.пл. 150-155 С о

2 мас.% воды, растворяют прн 15 С в Зт и содержанием основного вещества 93 мас.%.

3000 мл 90% зтанола. В условиях приме- Пример 6 (сравнительнь1й). 20 г ра 1 получают 127,8 г (70,2%) очищенного кристаллического левоглюкозана, вьщеленного левоглюкоэана, т.пл. 173 — 175 С, содержание нз упаренного конденсата термолнза непосред основного вещества 96,3%. ственной кристаллизацией без применения каПример 3. 200 r левоглюкозана, у5 кого-либо растворителя, который содержит содержащего 9)% основного вещества и 27% 78% основного вещества, при 20 С растворяводы, растворяют при 30 С в 3000 мл ют в 300 мл 96 об% этанола. Оставляют

96% этанола. В условиях примера 1 по- 15 мин и фильтруют через бумажный фильтр лучают 130 г (72%) левоглюкозана, т.пл. средней плотности на друк-фильтре. На фильт.

173 — 174 С, содержание основного вещества 3Q ре остается 1,53 г черного водорастворимого

96,5%. вещества. Фнльтрат упаривают до 40 мл (соПример 4 (сравнительньй), 200 г держание сухого вещества 45 мас.%), охлажтехнического левоглюкозана, содержащего дают до 20 С и при периодическом переме91 мас.%. основного вещества и 2 мас.% во- шнвании оставляют на 2 ч. После отделения ды, растворяют при 40 С в 3000 мл 96 об.% маточного раствора на фильтрующеи центрифу. этанола, дают раствору отстояться 15 мин„а ге, промывки (2х5 мл) этанолом и сушки

35 затем фильтруют через фнльтровальную бума- в вакууме в течение 3 ч получают 8,5 г гу средней плотности на друк-фильтре. На оранжево-желтых кристаллов очищенного лефильтре остается 1,8 г черного водораство- воглюкоэаиа, содержащих 96% основного веримого.вещества. Фильтрат упаривают до щества, с т.пл. 154 — 159 С.

400 мл (содержит сухого вещества 49 мас.%), охлаждают при периодическом перемешивании После 118111 H IKего Упариваний маточных н до 20 С и, перемешивая, кристаплизуют промывочных растворов и криствллнзации по2 ч. После фильтрации на центрифуге н лучают дополнительно 1,5 г очищенного лвдвукратной промывки кристаллов холодным воглюкозаиа с такими же показателями. Обэтанолом (по 50 мл) кристаллы сушат в

45 щни выход очищенного левоглюкозана 10 r вакууме при 100 C в течение 3 ч. Получают (50% от ьассы исходного пРодУкта или

117 г кристаллов серовато-бурого цвета с 64,1% от ЛГ в исходном продукте). т.пл, 166 — 169 С, содержащие 94% основного Таким образом, данный способ позволяет вещества. улучшить качество и на 30% повысить выход

Маточный раствор и промывные растворы >)) левоглюкозана а также упростить технологию упаривают до 100 мл и после кристаллиза- очистки.