×
27.01.2016
216.014.bc7e

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЛИОКСАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ ГЛИОКСАЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу выделения глиоксалевой кислоты (ГК), которая широко применяется в органическом синтезе, например является исходным продуктом для получения ванилина, аллантоина и биоразлагаемых полимеров. Способ выделения глиоксалевой кислоты из смеси продуктов окисления глиоксаля, содержащих щавелевую и глиоксалевую кислоты, включает обработку данной смеси оксидом, гидроксидом или карбонатом кальция из расчета 0,45-0,5 моль оксида, гидроксида или карбоната кальция на каждый моль протонов, содержащихся в этой смеси и определенных титрованием на общую кислотность или при контроле рН среды до значений 4-7 для образования смеси малорастворимых осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот, с последующей фильтрацией, сушкой и определением содержания кальциевой соли глиоксалевой кислоты в этой смеси по количеству катионов кальция комплексонометрическим титрованием или атомно-эмиссионной спектроскопией. После чего осуществляют добавление смеси к раствору щавелевой кислоты при 20-80°С и перемешивают с последующей фильтрацией и концентрированием фильтрата, при этом щавелевую кислоту берут в количестве 0,9-1,0 моль на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси. Способ позволяет выделять глиоксалевую кислоту из продуктов окисления глиоксаля через смесь кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот без использования специфического оборудования и ионообменных смол. 4 пр.
Основные результаты: Способ выделения глиоксалевой кислоты из смеси продуктов окисления глиоксаля, содержащих щавелевую и глиоксалевую кислоты, включающий обработку данной смеси оксидом, гидроксидом или карбонатом кальция из расчета 0,45-0,5 моль оксида, гидроксида или карбоната кальция на каждый моль протонов, содержащихся в этой смеси и определенных титрованием на общую кислотность или при контроле рН среды до значений 4-7 для образования смеси малорастворимых осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот, с последующей фильтрацией, сушкой и определением содержания кальциевой соли глиоксалевой кислоты в этой смеси по количеству катионов кальция комплексонометрическим титрованием или атомно-эмиссионной спектроскопией, после чего добавлением смеси к раствору щавелевой кислоты при 20-80°С и перемешиванием с последующей фильтрацией и концентрированием фильтрата, при этом щавелевую кислоту берут в количестве 0,9-1,0 моль на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу выделения глиоксалевой кислоты (ГК), которая широко применяется в органическом синтезе, например является исходным продуктом для получения ванилина, аллантоина и биоразлагаемых полимеров.

Одним из способов получения ГК является окисление глиоксаля в растворе, однако процесс ее выделения из реакционной смеси является затратным и технически сложным, т.к. необходима дополнительная очистка от щавелевой кислоты (ЩК) и других возможных побочных продуктов.

Известен способ (патент US3281460 A, опубл. 25.10.1966, МПК C07C51/27, B01J41/04), в котором глиоксалевую кислоту выделяют из продуктов окисления глиоксаля путем пропускания реакционной смеси через слой ионообменной смолы.

Известен способ (патент US20100312011 A1, опубл. 09.12.2010, МПК C07C59/235), в котором ГК, полученную окислением глиоксаля, выделяют пропусканием реакционной смеси через нагретую стеклянную колонну, наполненную кольцами Рашига, и при пониженном давлении, причем ГК извлекается со дна колонны с помощью газожидкостного сепаратора.

Однако недостатком этих способов является то, что для выделения ГК используются дорогостоящие компоненты (ионообменные смолы) и сложное аппаратурное оформление.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа выделения ГК из продуктов окисления глиоксаля с применением недорогих и общедоступных реагентов с целью получения продукта с высокими выходом и чистотой, что подтверждается ИК-спектроскопией, ВЭЖХ и потенциометрическим кислотно-основным титрованием. Преимуществом метода является то, что ГК можно выделить из смеси продуктов окисления глиоксаля без использования дорогостоящих реагентов и специфического оборудования.

Технический результат достигается за счет выделения ГК и ЩК (побочный продукт окисления глиоксаля) из реакционной смеси в виде их малорастворимых кальциевых солей, определением количества кальциевой соли ГК (глиоксалата кальция) в осажденной смеси с дальнейшим переводом ее в ГК.

Поставленная задача решается тем, что способ выделения глиоксалевой кислоты из смеси продуктов окисления глиоксаля, содержащих щавелевую и глиоксалевую кислоты, включающий обработку данной смеси оксидом, гидроксидом или карбонатом кальция из расчета 0,45-0,5 моль оксида, гидроксида или карбоната кальция на каждый моль протонов, содержащихся в этой смеси и определенных титрованием на общую кислотность или при контроле рН среды до значений 4-7 для образования смеси малорастворимых осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот, далее фильтрацию, сушку с дальнейшим определением содержания кальциевой соли глиоксалевой кислоты в этой смеси по количеству катионов кальция комплексонометрическим титрованием или атомно-эмиссионной спектроскопией, после чего добавляют смесь к раствору щавелевой кислоты при 20-80°С и перемешивают с последующей фильтрацией и концентрированием фильтрата, при этом щавелевую кислоту берут в количестве 0,9-1,0 моль на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси.

Окисление водного раствора глиоксаля проводят любым из доступных способов, к примеру в промышленности широко применяется метод окисления азотной кислотой. При этом образуется смесь продуктов, содержащая ГК и ЩК и не вступивший в реакцию глиоксаль.

Процесс получения ГК осуществляют в четыре этапа:

Этап 1. Выделение из реакционной смеси ГК и ЩК в виде их малорастворимых кальциевых солей путем добавления к продуктам реакции оксида, гидроксида или карбоната кальция из расчета 0,45-0,5 моль неорганических солей кальция на каждый моль протонов, определенных титрованием смеси на общую кислотность или добавлением неорганических солей кальция при контроле pH системы до значений 4-7. Осаждение в виде кальциевых солей позволяет выделить только ГК и ЩК из реакционной смеси.

Этап 2. Определение содержания кальциевой соли глиоксалевой кислоты любым из доступных методов

Для определения содержания кальциевой соли ГК в осажденной смеси ее растворяют в объеме дистиллированной воды в количестве, достаточном для перехода содержащегося в смеси глиоксалата кальция в раствор, поскольку он лучше растворяется в воде (7 г/л), чем оксалат кальция (0,007 г/л), который отделяют от раствора. Количество глиоксалата кальция определяют по количеству катионов кальция комплексонометрическим титрованием или атомно-эмиссионной спектроскопией. При дальнейшей переработке смеси полагают, что количество обнаруженных ионов кальция в растворе соответствует количеству кальциевой соли ГК в смеси.

Этап 3. Добавление смеси осажденных кальциевых солей к раствору ЩК для проведения реакции обмена, в которой с раствором ЩК реагирует только соль ГК. По окончании реакции ГК находится в растворе, а ЩК образует практически нерастворимый оксалат кальция, что приводит к смещению равновесия реакции в сторону образования целевого продукта.

Этап 4. Фильтрация раствора и его концентрирование

Полученный раствор ГК отделяют от осадка фильтрованием и при необходимости концентрируют до требуемых значений.

Примеры конкретного выполнения изобретения приведены ниже.

Пример 1. К продуктам окисления глиоксаля добавляют при перемешивании оксид кальция до достижения рН среды 7. Смесь образовавшихся осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот фильтруют под вакуумом, сушат и взвешивают. Масса осадка равна 65,27 г. Далее определяют состав смеси методом атомно-эмиссионной спектроскопии. Для этого навеску смеси солей массой 0,2 г неизвестного состава растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Раствор фильтруют от нерастворившегося оксалата кальция, а 1 мл фильтрата анализируют на содержание катионов кальция. Определенное количество ионов кальция в фильтрате численно равно количеству кальциевой соли глиоксалевой кислоты. Навеску 65,07 г смеси солей, содержащую 75,6% кальциевой соли ГК, добавляют к 100 мл раствора ЩК, нагретого до 50°С и содержащего 21,42 г ЩК из расчета 0,9 моль ЩК на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси кальциевых солей. Раствор перемешивают в течение 30 минут, после чего жидкость, содержащую ГК, фильтруют. Полученный раствор ГК имеет концентрацию 4,7973 моль/л. Выход кислоты - 35,05 г (99,5% от теоретического). Чистота продукта по данным потенциометрического титрования и ВЭЖХ ~ 98%.

Пример 2. Определяют количество протонов, содержащихся в реакционной смеси по окончании реакции окисления, после чего к продуктам окисления глиоксаля добавляют при перемешивании карбонат кальция из расчета 0,45 моль карбоната кальция на каждый моль протонов, содержащихся в реакционной смеси. Смесь образовавшихся осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот фильтруют под вакуумом, сушат и взвешивают. Масса осадка равна 52,15 г. Далее определяют состав смеси методом комплексонометрического титрования. Для этого навеску смеси солей массой 0,2 г неизвестного состава растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Раствор фильтруют от нерастворившегося оксалата кальция, а 1 мл фильтрата анализируют на содержание катионов кальция. Определенное количество ионов кальция в фильтрате численно равно количеству кальциевой соли глиоксалевой кислоты. Навеску 51,95 г смеси солей, содержащую 72,3% кальциевой соли ГК, добавляют к 50 мл раствора ЩК, нагретого до 80°С и содержащего 18,17 г ЩК из расчета 1,0 моль ЩК на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси кальциевых солей. Раствор перемешивают в течение 30 минут, после чего жидкость, содержащую ГК, фильтруют. Полученный раствор ГК имеет концентрацию 8,0270 моль/л. Выход кислоты - 29,70 г (99,4% от теоретического). Чистота продукта по данным потенциометрического титрования и ВЭЖХ ~ 98%.

Пример 3. К продуктам окисления глиоксаля добавляют при перемешивании гидроксид кальция до достижения рН среды 4. Смесь образовавшихся осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот фильтруют под вакуумом, сушат и взвешивают. Масса осадка равна 59,29 г. Далее определяют состав смеси методом комплексонометрического титрования. Для этого навеску смеси солей массой 0,2 г неизвестного состава растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Раствор фильтруют от нерастворившегося оксалата кальция, а 1 мл фильтрата анализируют на содержание катионов кальция. Определенное количество ионов кальция в фильтрате численно равно количеству кальциевой соли глиоксалевой кислоты. Навеску 59,09 г смеси солей, содержащую 77,6% кальциевой соли ГК, добавляют к 250 мл раствора ЩК, нагретого до 20°С и содержащего 22,19 г ЩК из расчета 1,0 моль ЩК на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси кальциевых солей. Раствор перемешивают в течение 30 минут, после чего жидкость, содержащую ГК, фильтруют. Полученный раствор ГК имеет концентрацию 1,9643 моль/л. Выход кислоты - 36,34 г (99,6% от теоретического). Чистота продукта по данным потенциометрического титрования и ВЭЖХ ~ 98%.

Пример 4. Определяют количество протонов, содержащихся в реакционной смеси по окончании реакции окисления, после чего к продуктам окисления глиоксаля добавляют при перемешивании гидроксид кальция из расчета 0,5 моль гидроксида кальция на каждый моль протонов, содержащихся в реакционной смеси. Смесь образовавшихся осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот фильтруют под вакуумом, сушат и взвешивают. Масса осадка равна 60,21 г. Далее определяют состав смеси методом атомно-эмиссионной спектроскопии. Для этого навеску смеси солей массой 0,2 г неизвестного состава растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Раствор фильтруют от нерастворившегося оксалата кальция, а 1 мл фильтрата анализируют на содержание катионов кальция. Определенное количество ионов кальция в фильтрате численно равно количеству кальциевой соли глиоксалевой кислоты. Навеску 60,01 г смеси солей, содержащую 64,3% кальциевой соли ГК, добавляют к 100 мл раствора ЩК, нагретого до 40°С и содержащего 17,92 г ЩК из расчета 0,96 моль ЩК на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси кальциевых солей. Раствор перемешивают в течение 30 минут, после чего жидкость, содержащую ГК, фильтруют. Полученный раствор ГК имеет концентрацию 3,9635 моль/л. Выход кислоты - 29,33 г (99,5% от теоретического). Чистота продукта по данным потенциометрического титрования и ВЭЖХ ~ 98%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет выделять глиоксалевую кислоту (содержание основного продукта ~ 98%) из продуктов окисления глиоксаля через смесь кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот без использования специфического оборудования и ионообменных смол.

Способ выделения глиоксалевой кислоты из смеси продуктов окисления глиоксаля, содержащих щавелевую и глиоксалевую кислоты, включающий обработку данной смеси оксидом, гидроксидом или карбонатом кальция из расчета 0,45-0,5 моль оксида, гидроксида или карбоната кальция на каждый моль протонов, содержащихся в этой смеси и определенных титрованием на общую кислотность или при контроле рН среды до значений 4-7 для образования смеси малорастворимых осадков кальциевых солей глиоксалевой и щавелевой кислот, с последующей фильтрацией, сушкой и определением содержания кальциевой соли глиоксалевой кислоты в этой смеси по количеству катионов кальция комплексонометрическим титрованием или атомно-эмиссионной спектроскопией, после чего добавлением смеси к раствору щавелевой кислоты при 20-80°С и перемешиванием с последующей фильтрацией и концентрированием фильтрата, при этом щавелевую кислоту берут в количестве 0,9-1,0 моль на каждый моль глиоксалата кальция, содержащегося в смеси.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 197 items.
10.12.2015
№216.013.95d0

Способ увеличения семенной и сырьевой продуктивности посконника коноплевидного в условиях ex situ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, селекции и семеноводства. Способ включает отбор молодых и средневозрастных генеративных особей в природных местах произрастания, изучение их морфобиологических особенностей, выявление вариабельности морфобиологических признаков и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569972
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.97b8

Способ очистки донных отложений водоемов от нефти и нефтепродуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для очистки природных и искусственных водоемов, дно которых загрязнено нефтью и нефтепродуктами. Способ очистки донных водоемов от нефти и нефтепродуктов включает отделение нефти и нефтепродуктов от донных отложений, подъем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570460
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9821

Способ получения вермикомпоста

Способ получения вермикомпоста включает использование листового опада и внесение в субстрат компостного червя Eisenia fetida. В качестве листового опада используют опад тополя Populus nigra, который смешивают с верховым торфом в соотношении 1:8 по весу и добавляют воду до достижения влажности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570565
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.02.2016
№216.014.c481

Способ получения наноразмерного гидроксиапатита в микроволновом поле с использованием выгорающей добавки

Изобретение относится к способу получения порошка наноразмерного гидроксиапатита (нГА) в микроволновом поле с использованием агар-агара в качестве выгорающей добавки. Способ получения наноразмерного гидроксиаппатита в микроволновом поле включает приготовление и перемешивание водных растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574455
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c52d

Имидазолмалат меди(ii), проявляющий антибактериальную активность, и способ его получения

Изобретение относится к координационным соединениям металлов, а именно имидазолмалату меди(II) общей формулы Cu(CHN)CHO · 2HO, проявляющему антибактериальную активность в широком диапазоне концентраций. Также предложен способ его получения. Техническим результатом является расширение арсенала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574400
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c5b4

Способ определения нитритов

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам определения нитрит-ионов, и может быть использовано при их определении в питьевых и минеральных водах. Для этого приготавливают раствор нитрита и помещают в него полиметакрилатную мембрану с иммобилизованным сафранином, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578024
Дата охранного документа: 20.03.2016
27.03.2016
№216.014.c8a0

Способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов

Использование: для определения источников сырья для керамических артефактов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов включает рентгеновское облучение исследуемого материала, получение графиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578554
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.03.2016
№216.014.ca4a

Люминесцентный способ определения минерального состава глиноподобных образований

Использование: для определения минерального состава глиноподобных образований. Сущность изобретения заключается в том, что отбирают пробы минералов, возбуждают в них рентгенолюминесценцию в оптическом диапазоне длин волн с последующим определением минерала, при этом для приготовленных проб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577795
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.03.2016
№216.014.cb8c

Облицовочный материал для антенных измерений в неприспособленном помещении

Использование: для антенных измерений в неприспособленном помещении. Сущность изобретения заключается в том, что облицовочный материал, выполненный в виде конструкции на основе картона, покрытой углеродсодержащим составом, отличающийся тем, что он выполнен на основе рифленых картонных ячеек для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577796
Дата охранного документа: 20.03.2016
27.03.2016
№216.014.ddec

Способ получения сорбента для очистки воды от углеводородов и их производных

Изобретение относится к области сорбционной очистки воды. Способ получения сорбента включает обработку пористого носителя с поверхностно гидроксильными группами раствором хлорида меди, никеля или кобальта, сушку при 180-200°С, обработку ализарином в кислой среде и сушку при 160°С. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579123
Дата охранного документа: 27.03.2016
Showing 21-30 of 142 items.
10.12.2015
№216.013.97b8

Способ очистки донных отложений водоемов от нефти и нефтепродуктов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для очистки природных и искусственных водоемов, дно которых загрязнено нефтью и нефтепродуктами. Способ очистки донных водоемов от нефти и нефтепродуктов включает отделение нефти и нефтепродуктов от донных отложений, подъем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570460
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9821

Способ получения вермикомпоста

Способ получения вермикомпоста включает использование листового опада и внесение в субстрат компостного червя Eisenia fetida. В качестве листового опада используют опад тополя Populus nigra, который смешивают с верховым торфом в соотношении 1:8 по весу и добавляют воду до достижения влажности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570565
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.02.2016
№216.014.c481

Способ получения наноразмерного гидроксиапатита в микроволновом поле с использованием выгорающей добавки

Изобретение относится к способу получения порошка наноразмерного гидроксиапатита (нГА) в микроволновом поле с использованием агар-агара в качестве выгорающей добавки. Способ получения наноразмерного гидроксиаппатита в микроволновом поле включает приготовление и перемешивание водных растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574455
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.02.2016
№216.014.c52d

Имидазолмалат меди(ii), проявляющий антибактериальную активность, и способ его получения

Изобретение относится к координационным соединениям металлов, а именно имидазолмалату меди(II) общей формулы Cu(CHN)CHO · 2HO, проявляющему антибактериальную активность в широком диапазоне концентраций. Также предложен способ его получения. Техническим результатом является расширение арсенала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574400
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.03.2016
№216.014.c5b4

Способ определения нитритов

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам определения нитрит-ионов, и может быть использовано при их определении в питьевых и минеральных водах. Для этого приготавливают раствор нитрита и помещают в него полиметакрилатную мембрану с иммобилизованным сафранином, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578024
Дата охранного документа: 20.03.2016
27.03.2016
№216.014.c8a0

Способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов

Использование: для определения источников сырья для керамических артефактов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов включает рентгеновское облучение исследуемого материала, получение графиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578554
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.03.2016
№216.014.ca4a

Люминесцентный способ определения минерального состава глиноподобных образований

Использование: для определения минерального состава глиноподобных образований. Сущность изобретения заключается в том, что отбирают пробы минералов, возбуждают в них рентгенолюминесценцию в оптическом диапазоне длин волн с последующим определением минерала, при этом для приготовленных проб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577795
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.03.2016
№216.014.cb8c

Облицовочный материал для антенных измерений в неприспособленном помещении

Использование: для антенных измерений в неприспособленном помещении. Сущность изобретения заключается в том, что облицовочный материал, выполненный в виде конструкции на основе картона, покрытой углеродсодержащим составом, отличающийся тем, что он выполнен на основе рифленых картонных ячеек для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577796
Дата охранного документа: 20.03.2016
27.03.2016
№216.014.ddec

Способ получения сорбента для очистки воды от углеводородов и их производных

Изобретение относится к области сорбционной очистки воды. Способ получения сорбента включает обработку пористого носителя с поверхностно гидроксильными группами раствором хлорида меди, никеля или кобальта, сушку при 180-200°С, обработку ализарином в кислой среде и сушку при 160°С. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579123
Дата охранного документа: 27.03.2016
10.04.2016
№216.015.3087

Способ анализа 4,5-дигидроксимидазолин-2-тиона

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу методом тонкослойной хроматографии 4,5-дигидроксимидазолин-2-тиона, применяющегося для защиты металлов от кислотной коррозии в нефтедобывающей и нефтехимической промышленности, машиностроительной, химической и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580289
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД