Получение ксилита методом гидрогенизации ксилозы

Полиолы, являясь продуктами основного органического синтеза, нашли широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности, в особенности в медицине и производстве пищевых продуктов. Среди многообразных полиолов особый интерес представляют продукты гидрирования моносахаридов. У многих из этих соединений обнаружена высокая биологическая активность, некоторые из них нашли применение в медицинской практике (ксилит, сорбит и другие). Кроме того, данные многоатомные спирты обладают широким спектром прикладных свойств, они находят применение в производстве лаков, олиф, смол, антифризов, косметике, взрывчатых веществ, ПАВ и т.д.

Следует отметить, что современное состояние производства многоатомных спиртов недостаточное, что связано с отсутствием необходимого ассортимента промышленно важных катализаторов, исходного растительного сырья и способов проведения процесса. Промышленного производства по гидрогенолизу ксилозы в республиках СНГ не существует,

В свете вышеизложенного, разработка технологии получения полиолов на базе местного сырья для нужд промышленности является значительной народнохозяйственной проблемой.

Для решения этой проблемы необходимо располагать научно обоснованной методологией, позволяющей создать технологию получения продуктов органического синтеза с учетом техникоэкономических и экологических требований.

Исследованы каталитические свойства скелетных катализаторов, полученных из кобальталюминиевых сплавов различного состава [1-2].

Установлено, что исследуемые катализаторы отличаются между собой не только по активности и селективности, но и по стабильности. Результаты гидрирования моносахаридов в условиях многократного использования скелетных кобальтовых катализаторов показало, что при четырехкратном использовании активность катализаторов наблюдаемых катализаторов, содержащих в составе 50% Al, т.е. Со - Al (50%), а также Со - Al (60%), Со - Al (70%) и Со - Al (80%) понижается соответственно в 1,36; 2,19; 2,13; 2,2 раза.

Из проведенных исследований сделан вывод, что скелетный Со-А1(50%) катализатор не является самым активным, но обладает абсолютной селективностью для синтеза сорбита и высокой стабильностью.

В литературных источниках недостаточно освещены данные о процессе гидрогенизации ксилозы на медно-алюминиевых катализаторах.

В свою очередь, изучение процесса гидрогенизации ксилозы на медно- алюминиевых катализаторах откроет новые возможности селективного протекания синтеза полиолов на их поверхности.

Цель исследования. Изучение превращения ксилозы на модифицированных медно- алюминиевых катализаторах для получения полиолов.

Методы и материалы. В работе использованы водные растворы ксилозы. Медно- алюмииневые катализаторы готовились в высокочастотной индукционной цепи ОКБ-8020 на воздухе в кварцевых тиглях. В качестве сырья для изготовления катализаторов использовались алюминий марки А-000, медь электролитическая, хром, модифицирующей добавки (Мо, Fe и другие) использовались высокой чистоты. В работе использованы реактивы категории «х.ч.» и «х.ч.а.».

Результаты и обсуждение. Нами была осуществлена попытка гидрогенизации водного раствора ксилозы на модифицированных медно-алюминиевых катализаторах. Результаты исследований каталитических свойств тройных медных катализаторов показали, что в изученных условиях они проявляют высокую активность и стабильность по ксилиту, скорость образования последнего по-различному увеличивается в зависимости от химической природы и количества легирующих металлов в исходных сплавах.

Наибольшую активность проявляют катализаторы на основе медных (50%) сплавов с добавками. Промотирующее влияние добавок различных металлов интерпретируется, исходя из физико-химических и адсорбционных свойств исходных сплавов и катализаторов.

В качестве добавок использовали металлы - Fe, Cr и ферросплавы - ферромолибден (ФМо). Исследуемые медно-алюминиевые катализаторы в изученных нами условиях проявляют активность, скорость образования ксилита по-различному увеличивается в зависимости от химической природы и количества вторых модифицирующих добавок и ферросплавов.

Выводы. В результате проведенных исследований процесса гидрогенизации ксилозы было выявлено, что наибольшую активность проявляет катализатор из сплава с 5 мас.% ФМо. Выход полиолов на нем при 1000С на 60 минуте гидрирования составляет 100%.

Список литературы

  1. Аширов А.М., Исаев Т.А., Бирдиярова А.М., Кедельбаев Б.Ш. Гилрирование и гидрогенолиз углеводов. Труды междунар. научно-технич. и учебно-методич. конф. Актуальнае проблемы науки, технологии, производства и образования, Шымкент,1993, т. 1, с. 57-58.
  2. Кедельбаев Б.Ш. Разработка метода синтеза ксилита на медных катализаторах. М.:1991, 21с. Автореферат дисс. На соиск. уч. степ. канд.хим.наук.
Год: 2016
Город: Шымкент
Категория: Медицина