CH273396A - Verfahren zur elektrochemischen Reduktion von Zuckerarten. - Google Patents

Description

  Verfahren zur elektrochemischen Reduktion von Zuckerarten.    Gegenstand der Erfindung ist ein ver  bessertes Verfahren zur elektrochemischen  Reduktion von reduzierbaren Zuckerarten,  wie beispielsweise Glukose,     Galaktose,        Lactose     und     Xylose,    zu mehrwertigen Alkoholen unter  Verwendung einer ungeteilten     elektrolytischen     Zelle, das heisst einer solchen ohne Dia  phragma.  



  Die Reduktion von Glukose     zu        Sorbit    und  nebenbei zu     Mannit    in einer durch ein Dia  phragma in Kathoden- und     Anodenraum    ge  trennte Zelle ist bekannt und hat erhebliche  technische Bedeutung erlangt. Die Notwendig  keit, bei den bisher bekannten Verfahren ein  poröses     Diaphragma    zur Abtrennung des       Anolyten    vom     Katholyten    zu     verwenden,    ist  jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet.  



  Durch die Einschaltung des     Diaphragmas     wird der Leitungswiderstand in der Strom  bahn nicht unerheblich gesteigert. Die ver  hältnismässig rasche Veränderung der ur  sprünglichen Durchlässigkeit des     Diaphrag-          mas        zwingt    dasselbe nach einer     kurzen    nütz  lichen Lebensdauer     auszuwechseln.    Überdies  ist die Herstellung wirksamer     Diaphragmen     schwierig,

   welche eine genügende Abtrennung  des     Anolyten    vom     Katholyten    gewährleisten  und eine ausreichende mechanische Festigkeit  sowie den nötigen Widerstand gegen die che  mischen Einflüsse der     Eelektrolyte    aufweisen.  Demzufolge verteuert das     Diaphragma    die  Betriebskosten der Zelle, erhöht den Strom  verbrauch und vermindert die Ausbeute.

   Ein  gehende Versuche, das Übergreifen der oxy-         dierenden        Wirkung    des an der Anode     naszie-          renden    Sauerstoff auf den an der Kathode  reduzierten Zucker in einer einfachen Zelle  mit einem für Anode und Kathode gemein  samen Elektrolyten, das heisst     ohne    Verwen  dung eines     Diaphragmas,    zu verhindern, führ  ten zu einem Ergebnis, welches die Grund  lage des erfindungsgemässem Verfahrens bil  det.  



  Es wurde gefunden, dass eine schädliche  Auswirkung der     anodischen    Oxydation auf  die     kathodischen    Reduktionsprodukte da  durch in wirksamer Weise verhindert werden       kann,    dass der Zuckerlösung ein wasserlös  liches anorganisches     Sulfit    zugesetzt wird, bei  spielsweise     Natriumsulfit    oder Ammonium  sulfit.  



  Die Reduktion einer alkalischen Lösung  von     Glukose    zu     Sorbit    nebst     Mannit    konnte  bei Aufrechterhaltung eines Überschusses an       Natriumsulfit    im Elektrolyten in einer ein  fachen Zelle ohne     Diaphragma    bei Zimmer  temperatur störungsfrei     mit    guter Ausbeute       durchgeführt    werden.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur  elektrochemischen Reduktion von Zuckerarten  zu mehrwertigen Alkoholen ist dadurch ge  kennzeichnet, dass eine reduzierbare Zucker  art in wässeriger Lösung unter Zusatz eines  löslichen     Sulfits    in einer Zelle ohne Dia  phragma der     kathodischen    Reduktion unter  worfen wird, und zwar dermassen, dass das       Sulfit    zu Sulfat oxydiert und durch die Auf  rechterhaltung eines Überschusses an     Sulfit         im     Elektrolyten    die     anodische    Oxydation der  erhaltenen Reduktionsprodukte verhindert  wird.

   - -   Zur     Reduktion    von     Glukose    ist eine alka  lische Reaktion des Elektrolyten zweckmässig.  Diese ergibt sich z. B.     wenn    ein     sodahaltiges     handelsübliches     Natriumsulfit.    verwendet oder  dem Elektrolyten das dem verwendeten     Sulfit     entsprechende     Allkali    zugesetzt wird.  



  Als Zelle kann ein Trog     aus    Glas, Stein  zeug oder     gummiertem    Eisen verwendet wer  den. Als Kathodenmaterial eignet sich Zink,  Blei, Kadmium, ferner- reines Quecksilber so  wie     amalgamiertes    Zink, Blei, Kadmium oder  eine Kadmium     Zinklegierung.    Die Anoden  können aus Blei oder Graphit     bestehen.     



  Es hat sich gezeigt, -dass nicht nur .das  Material der Kathoden eine wichtige Rolle  spielt, sondern auch ihre Form. Besonders       geeeignet    sind gerippte Kathoden mit grosser  Oberfläche oder solche aus zerkleinertem Me  tall.. Quecksilberhaltige Kathoden bieten so  wohl bei -der     Verwendung    von     Natriumsulfit     als     Ammoniumsulfit    den Vorteil der     Bildung          eines    unter Entwicklung von Wasserstoff     zer-          setzlichen    Amalgams.

   Sowohl die     Reduktion     des Zuckers als die Oxydation     -des        Sulfits     kann durch den Zusatz entsprechend wirk  samen Katalysatoren zum Elektrolyten geför  dert werden.  



  <I>Beispiel:</I>  150 g reine Glukose und 120     g        Natrium-          sulfit        wurden-        in    1000     em.3        Wasser        aufgelöst.     Es     wurde    eine Lösung erhalten     mit    leicht     alka-          lischer        Reaktion,    welche in einer Zelle     mit,

      einer       amalgamierten    Bleikathode und einer     Graphit-          anode    der     elektrochemischen    Reduktion unter  worfen wurde. Die Stromdichte     betrug    0,005       Amp.    je ein!     und,die        Spannung    4 bis 5 Volt.  Es wurde eine wasserklare Lösung von     'Sorbit     und     Mannit    erhalten.

   Die Materialausbeute       wurde        zu        95        %        berechnet.        Die        Stromausbeute          erreichte        90        %.     



  Der in der beschriebenen Weise gewonnene  Zucker kann 'als Ausgangsmaterial für die       Gewinnung    von höheren Alkoholen (durch       Hydrierung),    welche     Alkohole    an Stelle von  Glycerin,     z.B.-    in der     Papier-"'Leder-    oder    Tabakindustrie usw., als vorzügliche Weich  macher dienen,     verwendet    werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur elektrochemischen Reduk- tion von Zuckerarten zu mehrwertigen Alko holen,. dadurch gekennzeichnet,. dass eine-re- duzierbare Zuckerart in wässeriger Lösung unter Zusatz eines wasserlöslichen Sulfits in einer Zelle ohne Diaphragma der katho- dischen Reduktion derart unterworfen wird,

   dass das Sulfit zu Sulfat oxydiert und durch die Aufrechterhaltung eines Überschusses an Sulfit während der Elektrolyse die anodische Oxydation der Reduktionsprodukte verhindert wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem als Sulfit Natriumsulfit verwendet wird. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem als Sulfit Ammoniiunsulfit verwen det wird.. 3.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem zur Alkalisierung des Elektrolyten Glas dem verwendeten Sulfit entsprechende Hydroxyd zugesetzt wird. 4. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem zur Förderung der Oxydation des Sulfits dem Elektrolyten ein Katalysator zu gesetzt wird. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem dem Elektrolyten zur Förderung des Reduktionsprozesses ein Katalysator zugesetzt wird. 6.

   Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem eine Kathode aus amalgamiertem Blei verwendet wird. 7. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem eine Kathode aus amalgamiertem Zink verwendet wird. B. Verfahren gemäss Patentanspruch, bei welchem eine Kathode aus zerkleinertem Me tall verwendet wird.