×
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 61-70 of 197 items.
25.08.2017
№217.015.981e

Способ определения концентрации донорного фона в структурах cdxhg1-xte

Способ определения концентрации донорного фона в CdHgTe принадлежит к характеризации материалов и структур оптоэлектроники, точнее к твердым растворам CdHgTe – основному материалу для изготовления фотодиодов инфракрасного диапазона спектра. Технический результат – создание метода определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609222
Дата охранного документа: 31.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ad9

Способ определения аскорбиновой кислоты и дофамина в воде при совместном присутствии с использованием модифицированных электродов

Изобретение относится к области электрохимического анализа и предназначено для проведения качественного и количественного определения аскорбиновой кислоты и дофамина вольтамперометрическим методом в широком спектре объектов (пищевые продукты, фармацевтические препараты, объекты окружающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610220
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9b62

Способ выделения гликолевой кислоты из смеси продуктов диспропорционирования глиоксаля

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу выделения гликолевой кислоты, которая широко применяется в косметологии, нефтегазовой, кожевенной отраслях промышленности, а также используется в синтезе биоразлагаемых полимеров и сополимеров, например, является исходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610257
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bbd

Способ получения 4(5)-нитроимидазола

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 4(5)-нитроимидазола, заключающемуся в нитровании имидазола натрием азотнокислым в присутствии серной кислоты при нагревании, с последующим охлаждением, нейтрализацией реакционной смеси, выделением целевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610267
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bf4

Импульсный лавинный s-диод

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным лавинным полупроводниковым диодам, полученным легированием GaAs хромом или железом, и предназначено для использования в системах силовой импульсной электроники. Техническим результатом являются устранение влияния инжекции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609916
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9d6a

Способ получения нанодисперсных оксидных материалов в виде сферических агрегатов

Изобретение относится к области синтеза оксидных многофункциональных металлов сложного состава в нанодисперсном состоянии. Описан способ получения нанодисперсных оксидных материалов в виде сферических агрегатов, включающий приготовление раствора, в состав которого входят растворимые соли,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610762
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e02

Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой

Изобретение относится к экспериментальной технике, а именно к стендам для исследования высокоскоростных взаимодействий тел с преградами. Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой включает ствольную метательную установку с размещёнными в её разгонном стволе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610790
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e80

Способ твердофазной экстракции красителя толуидинового синего

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для твердофазной экстракции основного тиазинового красителя толуидинового синего из водных растворов. Способ включает взаимодействие полимерной матрицы со сшитой внутренней структурой с аналитом, последующее ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605965
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a751

Способ получения композитного каталитического материала в виде слоистых полых сфер

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к производству новых форм зерен каталитических материалов в виде слоистых полых сфер или других полых структур для процессов превращения углеводородов, в том числе парциального окисления алифатических углеводородов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608125
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.aa05

Алюмооксидный носитель и способ его получения

Изобретение относится к области химической технологии и каталитической химии и может найти применение в производстве катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности, а именно изобретение относится к способу получения алюмооксидного носителя для катализатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611618
Дата охранного документа: 28.02.2017
Showing 61-70 of 142 items.
25.08.2017
№217.015.9ad9

Способ определения аскорбиновой кислоты и дофамина в воде при совместном присутствии с использованием модифицированных электродов

Изобретение относится к области электрохимического анализа и предназначено для проведения качественного и количественного определения аскорбиновой кислоты и дофамина вольтамперометрическим методом в широком спектре объектов (пищевые продукты, фармацевтические препараты, объекты окружающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610220
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9b62

Способ выделения гликолевой кислоты из смеси продуктов диспропорционирования глиоксаля

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу выделения гликолевой кислоты, которая широко применяется в косметологии, нефтегазовой, кожевенной отраслях промышленности, а также используется в синтезе биоразлагаемых полимеров и сополимеров, например, является исходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610257
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bbd

Способ получения 4(5)-нитроимидазола

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения 4(5)-нитроимидазола, заключающемуся в нитровании имидазола натрием азотнокислым в присутствии серной кислоты при нагревании, с последующим охлаждением, нейтрализацией реакционной смеси, выделением целевого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610267
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bf4

Импульсный лавинный s-диод

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным лавинным полупроводниковым диодам, полученным легированием GaAs хромом или железом, и предназначено для использования в системах силовой импульсной электроники. Техническим результатом являются устранение влияния инжекции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609916
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9d6a

Способ получения нанодисперсных оксидных материалов в виде сферических агрегатов

Изобретение относится к области синтеза оксидных многофункциональных металлов сложного состава в нанодисперсном состоянии. Описан способ получения нанодисперсных оксидных материалов в виде сферических агрегатов, включающий приготовление раствора, в состав которого входят растворимые соли,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610762
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e02

Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой

Изобретение относится к экспериментальной технике, а именно к стендам для исследования высокоскоростных взаимодействий тел с преградами. Стенд для исследования высокоскоростного соударения мелких частиц с преградой включает ствольную метательную установку с размещёнными в её разгонном стволе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610790
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e80

Способ твердофазной экстракции красителя толуидинового синего

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для твердофазной экстракции основного тиазинового красителя толуидинового синего из водных растворов. Способ включает взаимодействие полимерной матрицы со сшитой внутренней структурой с аналитом, последующее ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605965
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a751

Способ получения композитного каталитического материала в виде слоистых полых сфер

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к производству новых форм зерен каталитических материалов в виде слоистых полых сфер или других полых структур для процессов превращения углеводородов, в том числе парциального окисления алифатических углеводородов. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608125
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.aa05

Алюмооксидный носитель и способ его получения

Изобретение относится к области химической технологии и каталитической химии и может найти применение в производстве катализаторов для различных отраслей химической и нефтехимической промышленности, а именно изобретение относится к способу получения алюмооксидного носителя для катализатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611618
Дата охранного документа: 28.02.2017
25.08.2017
№217.015.abbb

Способ получения антитурбулентной присадки для углеводородных ракетных топлив

Изобретение относится к способам получения антитурбулентных присадок на основе (со)полимеров высших альфа-олефинов и может быть использовано в топливных магистралях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ осуществляют (со)полимеризацией высших α-олефинов в присутствии микросферического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612135
Дата охранного документа: 02.03.2017
+ добавить свой РИД