Способ получения лимонной кислоты

Способ получения лимонной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

< ц 55672I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) ДополнительHûé к патенту (22) 3 а явлено 18.09.72 (21) 1830978/04 (23) Приоритет — (32) 20.09.71 (31) 28832 А/71 (33) Италия

Опу бликовано 30.04.77, Бюллетень ¹ 16 (51) М. Кл. - С 07С 59/16

С 07С 51/15/q

А 231 1/01 асударственный камитет

Саеета Министрае СССР

Па делам изобретений и аткригий (53) УДК 547.471.1 (088.8) Дата опубликования описания 29.06.77 (72) Авторы изобретения

Иносгранцы

Джорджио Боттаччио, Джиан Паоло Чиузоли, Альфредо Коассоло и Витторио Карлетти (Италия) Иносгранная фирма

«Монтекатини Эдисон С.п.А» (Италия) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способу получения лимонной кислоты, широко применяемой в различных производствах, например пищевой, текстильной, фармацевтической и др.

Основные способы получения лимонной кислоты до настоящего времени — ферментативные с помощью различных микроорганизмов или из растительного сырья. Однако оба способа имеют ряд недостатков — сложность технологического оборудования, необходимость использования значительных производственных площадей, особые требования к сырью.

Целью предлагаемого изооретения является разработка синтетического способа получения лимонной кислоты на основе доступного сырья — ацетона.

Сущность способа сводится к взаимодействию ацетона с двуокисью углерода,в присутствии фенолята щелочного металла в количестве 4 — 6 моль фенолята на 1 моль ацетона в 2О среде апротонного полярного, растворителя, преимущественно диметилформамида, N-метил-2-пирролидона, предпочтительно содержащего 0,1 — 0,01% воды, при температуре

20 — 30 С, с последующей обработкой реак- 52 ционной массы органическим растворителем, лучше метиленхлоридом, отделением водного слоя, обработкой последнего избытком, лучше 20%-нызт, синильной кислоты при температуре 0 — 10 С, кипячением продуктов циани- 30 ровании с избытком, преимущественно 20—

30%-ным, серной кислоты и выделением целевого продукта известными приемами, например, осаждением в виде соли щелочно-земельного металла. При этом в качестве фенолята щелочного металла более целесообразно использовать из соображений экономического порядка фенолят натрия, предпочтительно в концентрации 1 — 2 моль/л растворителя.

Реакцию цианирования лучше проводить при концентрации соли 3 — кетоглутаровой кислоты не менее 10 вес. %.

Пример 1. В колбу, заполненную углекислым газом, загружают при перемешивании и пропускании углекислого газа 42 г фенолята натрия и 250 мл диметилформамида. Температуру реакционной массы поддерживают в пределах 24 — 26 С в течение всего периода поглощения углекислого газа (- 1 час). Затем прибавляют к реакционной массе при перемешивании н температуре 24 — 26 С 5,3 г ацетона, выдерживают смесь прп перемешива.нии 3 час и приоавляют 300 м воды.

Смесь экстрагируют метиленхлоридом (20Х 50 мл) и отделяют водный слой. содержащий 9,5 г 3-кетоглутаровой и 0,8 г ацетоуксусной кислот в виде щелочных солей.

Водный слой переносят в колбу и при температуре 0 — 5 C и перемешивании прибавляют постепенно 3,4 мл жидкой синильной кислоты.

Составитель Ю. Юдинцева

Реда,ò-.ор Л. Герасимова Техред М. Семенов Корректор А, Степанова

Заказ !121/14 Изд. ¹ 421 Тираж 560 Подписное

ЦБИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

vo делам изобретений и открытий

113035, Москва, уК-35, Раушская наб., д. 4(5

Сапунова, 2

Типография, пр.

Реакционную массу выдерживают при той же температуре в течение 1 час, после чего прибавляют в колбу 13 мл концентрированной серной кислоты и смесь кипятят в течение

4 час. Полученный таким образом сернокислотный раствор, содержащий лимонную кислоту и незначительное количество цитрамалевой кислоты, разделяют на две порции, которые обрабатывают с целью выделения лимонной кислоты отдельно.

К первой порции раствора прибавляют гидроокись кадмия Cd(OH) 2 до осаждения плохо растворимого цитрата кадмия. После фильтрования твердое вещество суспендируют в воде и обрабатывают сильнокислотной катионообменной смолой. Смолу отфильтровывают и фильтрат упаривают в вакууме досуха.

Твердый остаток, представляющий собой безводную лимонную кислоту, практически не содержащую примеси цитрамалевой,кислоты, имеет вес 4,25 г. Первый фильтрат (после отделения осадка цитрата кадмия) содержит в своем составе около 0,2 г цитрамалевой кислоты.

Из второй порции сернокислотного раствора лимонную кислоту. выделяют путем осаждения ее кальциевой соли совместно с сульфатом кальция. Для этого к раствору добавляют окись кальция до нейтральной реакции по индикатору при температуре 70 — 80 С. Осадок отфильтровывают, суспендируют в воде и обрабатывают таким количеством концентрированной серной кислоты, которое требуется для ,выделения лимонной кислоты из ее кальциевой соли. В результате такой обработки в осадке остается один сульфат кальция, а лимонная кислота переходит в раствор. После отделения сульфата кальция фильтрованием или центрифугированием получают прозрачный раствор, при упаривании которого досуха получают 4,0 г безводной лимонной кислоты, содержащей следы цитрамалевой кислоты (менее 1%).

Пример 2. В пятигорлую литровую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной .воронкой и трубкой для:ввода углекислого газа, загружают 21 г фенолята натрия и 125 мл N-метил-2-пирролидона. Эту смесь перемешивают в атмосфере углекислого газа в течение 1 час, температура 24 — 26 С.

4

Затем в реакцйон11ой смеси при перемешивании добавляют из капельной воронки в течение 3 час 2,65 г ацетона, поддерживая температуру на уровне 25 С. Дальнейшую обработку реакционной смеси проводят а полном соответствии с методикой, описанной в примере

1. В итоге получают водный раствор, содержащий 4,8 г 3-кетоглутаровой кислоты и 0,6 г ацетоуксусной кислоты в виде их натровых солей. Этот раствор цианируют, а затем гидролизуют аналогично примеру 1. Полученный сернокислотный раствор обрабатывают окисью кальция, осадок цитрата и сульфата кальция обрабатывают концентрированной серной кислотой, как это описано,в примере 1. В результате получают 4,3 г безводной лимонной кислоты, практически свободной от примеси цитрамалевой кислоты.

Формула изобретения

1. Способ получения лимонной кислоты, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и расширения сырьевой базы, ацетон подвергают взаимодействию с двуокисью углерода и фенолятом щелочного металла, который берут в количестве 4 — 6 моль на моль ацетона, при температуре 20 — 30 С в среде ап ротонного полярного растворителя, содержащего 0,1 — 0,01 вес. % воды, с последующей обработкой реакционной массы органическим растворителем, отделением водного слоя, обработкой последнего избытком синильной кислоты при 0 — 10 С, кипячением продуктов цианирования с избытком серной кислоты и выделением целевого продукта.

2. Способ .по п. 1, отлич ающи и ся тем, что в качестве апротонного полярного растворителя используют диметилформамид или Nметил-2-пирролидон.

3. Способ по пп. 1 и 2, отл ича ющи йся тем, что в качестве органического растворителя для обработки реакционной массы используют метиленхлорид.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что. синильную кислоту используют в количестве, на 20% превышающем теоретически рассчитанное.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что серную кислоту используют с 20—

30% -ным избытком.