从包含香草醛的含水碱性组合物获得香草醛的方法技术

本发明专利技术涉及一种从包含香草醛的含水碱性组合物获得香草醛的方法，尤其从在包含木素的含水碱性组合物的氧化、特别是电解氧化中产生的组合物获得香草醛，所述方法包括用碱性吸附剂、尤其阴离子交换剂处理至少一次包含香草醛的含水碱性组合物，尤其是处理在包含木素的含水碱性组合物的氧化、特别是电解氧化中产生的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从包含香草醛的含水碱性组合物获得香草醛的方法描述本专利技术涉及一种从包含香草醛的含水碱性组合物制备香草醛的方法，所述含水碱性组合物是例如在包含木素的碱性水溶液或含水悬浮液的氧化中获得的。可更新原料向有价值化学品的转化是十分受到关注的，所述有价值化学品特别适合用作香料和芳香物质。木素以及包含木素的物质例如碱木素、木素硫酸盐或木素磺酸盐是在木材加工以得到纸浆的工艺中作为废料或副产物产生的。包含木素的物质的总产量估计为约20百万吨/年。木素因此是非常有价值的原料。目前正在进一步使用这些木素中的一些。例如，可通过对在造纸中产生的黑液进行碱处理而制备的碱木素在北美用作基于木材和纤维素的碎料板的粘合剂，作为分散剂，用于澄清糖溶液，用于稳定沥青乳浊液以及泡沫稳定。然而，目前最大量的废木素通过燃烧用作能量源，例如用于纸浆工艺。生物聚合物木素是一类在植物细胞壁中出现的三维大分子，其由各种酚类单体结构单元如对-香豆醇、松柏醇和芥子醇组成。由于这种组成，其是天然芳族化合物的唯一重要来源。另外，这种可更新天然材料的使用并不能与作为食物的用途竞争。香草醛，即4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，是一种合成芳香物质，其广泛用于代替昂贵的天然香草作为芳香物质用于食品，作为除臭剂和香水中的香料，以及用于改进药物和维生素制剂的香味。香草醛也是各种药物如L-多巴、甲基多巴和罂粟碱合成中的中间体。目前，芳族醛一般是从石油化学前体制备的。考虑到香草醛与木素结构单元的结构相似性，木素应当也适合用作制备香草醛的原料。所以，木素向香草醛和其它芳族醛的氧化裂解已经成为自1940年代以来的许多研究的主题。最经常使用的木素转化是用氧化铜进行化学氧化(参见J.M.Pepper,B.W.Casselman,J.C.Karapally,Can.J.Chem.1967,45,3009-3012)或用硝基苯进行化学氧化(参见B.Leopold,Acta.Chem.Scand.1950,4,1523-1537；B.Leopold,Acta.Chem.Scand.1952,6,38-39),酸解(参见J.M.Pepper,P.E.T.Baylis,E.Adler,Can.J.Chem.1959,37,1241-1248),氢解(参见F.E.Brauns,AcademicPress1952,NewYork,511-535)或臭氧解(C.Doree,M.Cunningham,J.Chem.Soc.1913,103,677-686)。一种先进方法是在100℃以上的温度下在碱性介质中在铜或钴催化剂的存在下用氧气处理木素(参见H.R.Bjorsvik,Org.Proc.Res.Dev.1999,3,330-340)。另外，也报道了通过包含木素的碱性含水悬浮液或水溶液进行电解以由木素制备香草醛，参见WO87/03014、WO2009/138368和C.Z.Smith等在J.Appl.Electrochem.2011，DOI10.1007/s10800-010-0245-0。对于从这些碱性反应溶液通过这种氧化、任选地在酸化之后进行常规的提取制备香草醛，已经知道各种方法。从碱性木素溶液提取香草醛或香草酸盐例如通过阳离子交换进行，并且中和碱性溶液。在这种情况下，使得香草酸盐通过H+形式的阳离子交换树脂，其中其被质子化以形成香草醛。这种阳离子交换伴随着在缓冲剂溶液存在下的中和(香草酸盐/香草醛)，参见M.Zabková等,Sep.Purif.Technol.2007,55,56-68。证明了不利的是不从溶液提取香草醛。所以，这种方法没有提供抵抗过度氧化的任何保护。另外，对于碱性反应介质的中和而言需要大量的酸。通过酸化，木素从溶液沉淀出来，需要进行过滤，并因此由于过滤导致香草醛的损失。CH245671描述了从含有杂质的水溶液制备香草醛，所述水溶液首先将香草醛吸附在含有氨基的碱性离子交换剂上，然后用酸洗脱。在此方面，在实施例中，存在的腐殖酸通过酸化从水溶液沉淀出来，然后将香草醛的水溶液的pH设定为7。沉淀木素的操作可以通过例如直接从碱性溶液使用正丁醇或异丙醇萃取香草酸钠来绕过。但是，这种萃取受到香草酸盐在有机溶剂中的差溶解性的限制。另外，此方法的缺点是未反应的木素的萃取级分是非常多的，所以不能进行氧化。另外，使用经由管式陶瓷膜进行超滤而从在硫酸盐浆木素(Kraftlignin)的氧化中产生的碱性含水反应料流去除香草醛是已知的，参见M.Zabková等,J.Membr.Sci.2007,301(1-2),221-237。缺点是超滤的成本和与之相关的费用较高，并且效率低。因此，香草醛的有效分离仅仅在低渗透速率下是可能的。允许较高渗透速率的膜导致木素的排出增加，其分离需要额外的分离步骤和另外从氧化中除去。此外，氧化物膜结构不适于长期暴露于碱性介质，这是因为它们发生腐蚀。本专利技术的目的是提供一种从包含香草醛的含水碱性组合物制备香草醛的有效方法，此方法不需要将组合物中和。此方法应当尤其适合用于从在包含木素的含水碱性组合物的氧化中产生的碱性含水组合物制备香草醛，所述包含木素的含水碱性组合物除了香草醛之外还包含木塑和聚合物氧化产物。这些溶液通常具有至少为10的pH，经常是至少12，尤其是在13以上。尤其是，此方法应当允许从这些组合物制备香草醛且不需要与香草醛一起除去较大量的木素。此方法应当另外适合用于在所述氧化过程中从在氧化中产生的含水碱性反应混合物去除香草醛，从而以此方式降低香草醛过度氧化的风险。所述目的和其它目的通过下文所述的方法实现，其中将包含香草醛的含水碱性组合物、尤其在包含木素的含水碱性组合物的氧化中产生的组合物、特别是在通过包含木素的含水碱性组合物进行电解氧化中产生的组合物用碱性固体吸附剂、尤其阴离子交换剂处理。所以，本专利技术涉及一种从包含香草醛的含水碱性组合物制备香草醛的方法，尤其从在包含木素的含水碱性组合物的氧化中产生的组合物、特别是从在包含木素的含水碱性组合物进行电解氧化中产生的组合物制备香草醛，所述方法包括用碱性固体吸附剂、尤其阴离子交换剂至少处理一次包含香草醛的含水碱性组合物，尤其是处理在包含木素的含水碱性组合物的氧化中产生的组合物，特别是处理在包含木素的含水碱性组合物进行电解氧化中产生的组合物。根据本专利技术的方法与许多优势相关：因为香草醛是在碱性含水组合物中作为弱酸存在的，主要或完全以阴离子形式存在，即作为香草酸盐存在，所以其被吸附剂吸附并且然后可以按照简单的方式通过用合适的洗脱剂处理而释放或洗脱，所述洗脱剂通常是酸，尤其是无机酸在有机溶剂中或在含水-有机溶剂混合物中的稀溶液。由此可以避免将所述酸引入碱性或碱式组合物中。这在含水组合物是从包含木素的碱性含水组合物的氧化中产生的情况下，这允许在氧化期间排出在氧化反应中形成的香草醛，以此方式使得首先降低了香草醛的过度氧化的风险，第二是已贫化香草醛的包含木素的含水组合物可以直接返回氧化反应中。以此方式，木素的转化可以最大化，并且芳族化合物的总产率增加。这允许基本上完全地利用所述可更新原料木素。从吸附剂释放出来的香草醛另外是高度预纯化的，并且与现有技术方法相比含有显著更少量的木素。另外，盐载荷可以显著降低，这是因为整个碱性反应混合物不需要中和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从包含香草醛的含水碱性组合物制备香草醛的方法，所述方法包括用碱性固体吸附剂至少处理一次包含香草醛的含水碱性组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.04 EP 12175000.41.一种从包含香草醛的含水碱性组合物制备香草醛的方法，所述方法包括用碱性固体吸附剂至少处理一次包含香草醛的含水碱性组合物，其中包含香草醛的含水碱性组合物具有至少为10的pH，其中包含香草醛的含水碱性组合物是通过包含木素的碱性含水悬浮液或水溶液的电解获得的。2.根据权利要求1的方法，其中使得包含香草醛的含水碱性组合物首先经过碱性吸附剂的床，然后使用酸在至少一种有机溶剂中或在含水-有机溶剂混合物中的稀溶液洗脱所述碱性吸附剂。3.根据权利要求2的方法，其中所述酸的稀溶液是选自无机酸的醇溶液和含水/醇溶液。4.根据权利要求1的方法，其中碱性吸附剂是交联的有机聚合物树脂，其含有选自叔氨基、季铵基团和季基团的官能团。5.根据权利要求1的方法，其中碱性吸附剂是交联的有机聚合物树脂，其含有季铵基团或季基团。6.根据权利要求4或5的方法，其中聚合物树脂含有0.1-3摩尔当量/升的官能团。7.根据权利要求4或5的方法，其中碱性吸附剂是选自以下：(i)交联的聚苯乙烯树脂，其含有式I的官能团：其中R1、R2和R3各自独立地是C1-C8烷基，其中R1、R2或R3基团中的一个也可以是C1-C8羟基烷基，A是C1-C4链烷二基，并且#表示与聚苯乙烯树脂的苯基之间的键连位置；(ii)交联的聚乙烯基吡啶树脂，其含有式IIa和/或IIb的官能团：其中R4是C1-C8烷基，并且#表示与聚乙烯基吡啶树脂的聚合物主链的碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·斯特克尔，A·菲舍尔，A·科斯特，A·沃伊特尔，C·H·翁，S·瓦尔德沃格尔，C·雷根布雷彻，D·施密特，M·F·哈尔特梅尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE