BE492454A

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Publication number: BE492454A
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Description


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  Procédé pour la réduction catalytique des sucres. 



   La réduction catalytique des sucres a été d'abord réalisée par Ipatiev (Berl. Ber. 45, 3255; 1912) à une pression d'envi- ron 100 atm. En présence de palladium, une température de 1080 était nécessaire pour la réduction, et une température de 1350 en présence de nickel. 



   En 1922, Cake (Am. Soc. 44.859; 1922) a réussi à réduire la glucose sans pression et en utilisant le noir de platine comme catalyseur. Il a établi que la réduction était possible en solution alcaline seulement. Dans un milieu neutre, on ne pouvait pas obtenir une réduction avec le noir de platine. 



  Au cours des dernières années, la réduction de la glucose avec l'oxyde de platine comme catalyseur a été réalisée avec succès dans une solution neutre également. Glattfeld et Schimpf (Am. 



  Soc. 57,2204; 1935 ) ont obtenu, également avec l'aide d'oxyde de platine, et après 99 heures et à une pression de 2 à 3 atm. 

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 en partant d'une solution à poids moléculaire 0,2, un sirop qui ne pouvait pas être cristallisé, mais dans lequel on pouvait démontrer la présence de d-sorbitol sous la forme de dibenzal- sorbitol. Techniquement, les procédés de Cake et de Glattfeld &   Schimpf   présentent une moindre importance, vu que le platine est trop coûteux comme catalyseur pour être utilisé dans la pro- duction d'alcools supérieurs.

   Selon Cake, la réduction est effec- tuée dans un milieu hautement alcalin, de sorte que, lors de la transformation de la solution réduite, il est nécessaire d'en- lever des quantités plus élevées de sels inorganiques .   On   a cons- taté qu'il était possible d'éviter tant le platine coûteux et la pression élevée, que l'addition de quantités considérables d'a- gents auxiliaires solubles inorganiques, étant donné que l'on a trouvé, avec surprise, que des sucres en solution aqueuse peuvent être réduits déjà à la pression normale et à la température am- biante lorsqu'on emploie des catalyseurs contenant du nickel mé- tallique. Les conditions faciles de cette réaction permettent en outre une réduction régulière de sucres décomposables, tels que la fructose. La réduction peut s'effectuer par exemple en milieu neutre ou acide.

   Lorsque, dans certains cas, on désire réaliser la réduction dans une solution alcaline, on doit de pré- férence ne pas dépasser un   pH   de 14.   En   augmentant la température ou la quantité de catalyseur, ainsi qu'en ajoutant de l'alcool méthylique ou éthylique, on peut accélérer la réduction. Les alcools du sucre obtenus selon l'invention peuvent être utilisés pour des applications industrielles, par exemple comme produits intermédiaires ou comme agents ramollissants. 



  Exemple I. 



   On dissout 125 g. de glucose commerciale dans une bouteille d'un litre dans 500 cc d'eau et l'on y ajoute une suspension aqueuse de 12,5 g. de nickel Raney. Comme l'hydrogénation ne donne lieu qu'à une faible quantité de produits acides, on   a j ou-   te de petites quantités d'une base, par exemple l'hydroxyde de calcium, afin de maintenir la concentration d'ions d'hydrogène 

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 constante, jusqu'à obtention d'un pH de 9 à 9,5. La bouteille est munie d'un bouchon de caoutchouc pourvu de deux   orif ices.   



  Un orifice est replié à l'aide d'un tube de verre et d'un tuyau de caoutchouc à un compteur à gaz rempli d'hydrogène. 



  L'air contenu dans la bouteille est chassé à l'aide d'un cou- rant d'hydrogène. Lorsque l'hydrogène qui s'échappe de la bou- teille est pur, on ferme l'autre orifice du bouchon et l'on place la bouteille dans un appareil à secousses qui peut être chauffé. La bouteille est chauffée à une température de 55  C et l'absorption d'hydrogène est observée sur le niveau d'eau dans le compteur à gaz. Grâce à   une/iouvelle   et double addition    lune   petite quantité d'une base, la concentration d'ions d'hy- drogène est maintenue constante pendant l'hydrogénation. La première addition est effectuée après qu'un quart de la quanti- té d'hydrogène nécessaire pour la réduction a été absorbée, et l'autre addition - après que la moitié de cette quantité a été absorbée.

   Après réduction de 90 % du sucre en présence, on arrête la réaction et l'on enlève le catalyseur. La solution est neutre et transparente. Elle contient environ 0,3 % de sels calciques d'acides organiques. Le produit de la réaction est constitué par le sorbitol, lequel peut être employé sous la for- me d'un sirop à 70% ou sous la forme cristalline. 



  Exemple II. 



   On dissout 125 g. de fructose dans une bouteille d'un litre dans 500 ce d'eau et l'on y ajoute une suspension aqueuse de 12,5 g. denickel Raney. De plus, on y ajoute 1 g. de magné- sium pulvérisé afin de neutraliser constamment les acides orga- niques mentionnés dans l'exemple 1. L'hydrogénation s'effectue de la manière décrite dans l'exemple I. Après que 90 % environ de la fructose ont été réduits, on sépare la solution d'avec le catalyseur, après quoi la solution transparente est évaporée jusqu'à comporter 60   %   de contenu sec. Après refroidissement, on précipite le mannitol sous la forme de cristaux blancs. 

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  Exemple III, 
500 ce d'un moût de sucre de bois, évaporés jusqu'environ 25% et purifiés, sont amenés à un   pH   de 9,5 à l'aide d'une lessive de soude et sont ensuite filtrés. Après addition d'une ,suspension dans l'alcool de 25 g. d'un catalyseur nickel-Kiesel- guhr, on procède conformément à l'exemple I. Il en résulte un sirop jaunâtre et hautement hygroscopique, lequel convient à l'humidification, après décoloration ou évaporation. 



  Exemple IV. 



   On dissout 100   Kg.   de glucose dans 400 litres d'eau dans un récipient fermé et muni d'un agitateur à hélice. On ajoute à cette solution 10 Kgs. de nickel Raney. L'air au-dessus du liquide est ensuite chassé en faisant passer à travers le réci- pient de l'hydrogène venant d'un compteur à gaz. Lorsque l'hy- drogène qui s'échappe est pur, on ferme le robinet d'évacuation et l'on met en marche l'agitateur. L'absorption ultérieure de l'hydrogène, et donc le degré de la réduction, peut être suivie exactement au point de vue quantitatif sur l'indicateur de ni- veau d'un compteur à gaz ou sur une cloche à gaz intercalée. 



  En portant la température de 15  à 50  C, on accélère la   réactif   jusque 20 fois. Une fois la réduction terminée, on enlève le catalyseur,et la solution, laquelle a une réaction acide, est neutralisée à l'aide de lessive de soude et évaporée jusqu'à la teneur sèche voulue. On obtient du sorbitol sous la forme d'un sirop visqueux, lequel présente une translucidité verdâtre due à des traces de nickel, et qui peut être utilisé comme tel ou sous une forme cristallisée. 



  Exemple V. 



   L'appareillage et le mode opératoire sont les mêmes que dans l'exemple IV. Ingrédients : 100 kg de glucose dissous dans 400 litres d'eau avec une addition de 8 kg. d'ammoniaque à 25 ;o. La solution réduite est évaporée avec récupération de l'ammoniaque. Il reste un mélange de mannitol et de sorbitol.

Claims

RESUME .

1. Procédé pour la préparation d'alcools de sucre à partir de sucres, caractérisé en ce que l'on fait réagir une solution aqueuse d'un sucre avec l'hydrogène, à une pression pratique- ment atmosphérique, en présence de catalyseurs autres que le platine, par exemple des catalyseurs contenant du nickel métalli que.

2. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée à la température du laboratoire.

3. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée une température élevée.

4. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée dans une solution alcaline de sucre.

5. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée dans une solution neutre de sucre.

6. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée dans une solution acide de sucre.

7. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la réaction est exécutée dans un sucre ammoniacal.

8. Procédé selon 1, caractérisé en ce que du nickel Raney est employé comme catalyseur.

9. Procédé selon 1, caractérisé en ce que de petites quan- tités d'alcool méthylique ou éthylique sont ajoutéesà la so- lution aqueuse en vue d'accélérer la réaction.