PL231812B1 - Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu - Google Patents

Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu

Info

Publication number
PL231812B1
PL231812B1 PL419639A PL41963916A PL231812B1 PL 231812 B1 PL231812 B1 PL 231812B1 PL 419639 A PL419639 A PL 419639A PL 41963916 A PL41963916 A PL 41963916A PL 231812 B1 PL231812 B1 PL 231812B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
limonene
catalyst
oxidation
mol
carried out
Prior art date
Application number
PL419639A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419639A1 (pl
Inventor
Agnieszka Wróblewska
Beata Michalkiewicz
Edyta Makuch
Jarosław Serafin
Waldemar Antoni MORAWSKI
Waldemar Antoni Morawski
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL419639A priority Critical patent/PL231812B1/pl
Publication of PL419639A1 publication Critical patent/PL419639A1/pl
Publication of PL231812B1 publication Critical patent/PL231812B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu.
Odkąd opracowana została synteza zeolitu ZSM-5 rozpoczęto badania związane z jego zastosowaniem jako katalizatora w różnych procesach. Do najbardziej znanych i swego czasu potencjalnie opłacalnych należą katalityczny reforming stosowany wobec lekkich frakcji ropy naftowej lub produktów krakingu w celu otrzymania paliw o wysokiej liczbie oktanowej, alkilowanie toluenu metanolem, dysproporcjonowanie toluenu do p-ksylenu, konwersja toluenu do p-etylotoluenu, czy selektywna produkcja p-dialkilobenzenów.
W literaturze można znaleźć wiele różnych katalizatorów utleniania limonenu. W zależności od ich rodzaju otrzymywano różne produkty. Głównym produktem utleniania limonenu był 1,2-tlenek limonenu, gdy reakcję prowadzono w obecności katalizatorów heterogenicznych w postaci kompleksów Mnsalen i Co-salen immobilizowanych na hydrotalcydzie lub zeolicie Y, metylotrioksorenie skapsułkowanym w polistyrenie, na tytanowych silikalitach i silikatach (głównie Ti-MCM-41), czy na katalizatorze wanadowo-tytanowym V2O5/TiO2 [A. Corma i współpracownicy, Chem. Rev. 107 (2007) 2411-2502, M.V. Cagnoli i współpracownicy, Appl. Catal. A: General 287 (2005) 227-235, D. Marino i współpracownicy, Catal. Today 133-135 (2008) 632-638, P. Oliveira i współpracownicy, Catal. Today 118 (2006) 307-314] i na hetropolizwiązkach typu Keggina immobilizowanych na węglu lub tlenku glinu [S.G. Casuscelli i współpracownicy Appl. Catal. A: General 274 (2004) 115-122]. Alkohol perillowy był głównym produktem utleniania limonenu przy udziale biokatalizatorów, których źródłem były: bakterie, grzyby, czy drożdże [W.A. Duetz i współpracownicy, Appl. Microbiol. Biotechnol. 61 (2003) 268-277, J. AlonsoGutierrez i współpracownicy, Metabolic Engineering 19 (2013) 33-41].
Alkohol perillowy był głównym produktem utleniania limonenu przy udziale biokatalizatorów, których źródłem były: bakterie, grzyby, czy drożdże [W.A. Duetz i współpracownicy, Appl. Microbiol. Biotechnol. 61 (2003) 268-277, J. Alonso-Gutierrez i współpracownicy, Metabolic Engineering 19 (2013) 33-41].
Znany jest ze zgłoszenia patentowego P 409677 sposób wytwarzania 1,2-tlenku limonenu i alkoholu perillowego z limonenu, który charakteryzuje się tym, że prowadzi się epoksydację limonenu za pomocą 60%, roztworu wodnego nadtlenku wodoru lub 6M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w dekanie, w obecności katalizatora w postaci nanoporowatego kompozytowego materiału węglowego zawierającego tlenek żelaza otrzymywanego z melasy o zawartość żelaza od 0,01-50% masowych. Proces epoksydacji limonenu prowadzi się w temperaturze 70°C, w czasie od 0,5 h do 48 h, w obecności metanolu jako rozpuszczalnika o stężeniu w mieszaninie reakcyjnej wynoszącym 90-95% wagowych. Stosuje się katalizator w ilości 0,5-2,45% wagowych w mieszaninie reakcyjnej. Jest to nowy rodzaj katalizatora w postaci nanoporowatego kompozytowego materiału węglowego z fazą aktywną w postaci żelaza. Sposób otrzymywania katalizatora opisano w przykładach wykonania od 1 do 6. Proces epoksydacji limonenu prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym, przy stosunku molowym limonen/utleniacz = 1:2. Surowce w procesie epoksydacji wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, limonen, metanol i na końcu utleniacz.
Znany jest ze zgłoszenia patentowego P 412905 sposób utleniania limonenu na węglach aktywnych, stosowanych jako katalizator za pomocą 60% roztworu wodnego nadtlenku wodoru lub 6M roztworu wodoronadtlenku t-butylu w dekanie, w czasie od 0,5 h do 72 h, w obecności metanolu jako rozpuszczalnika, który charakteryzuje się tym, że stosuje się węgiel kamienny aktywowany kwasem siarkowym jako katalizator, przy czym proces prowadzi się w temperaturze 60-70°C i przy stężeniu metanolu w mieszanie reakcyjnej wynoszącym 85-95% wagowych. W sposobie stosuje się katalizator w ilości 0,1-5% wagowych w mieszaninie reakcyjnej. Proces utleniania limonenu prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym. Proces utleniania limonenu prowadzi się przy stosunku molowym limonen: utleniacz równym 1:2. Surowce w procesie utleniania wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, limonen, metanol, natomiast roztwór utleniacza wprowadza się dopiero do mieszaniny reakcyjnej po osiągnięciu przez nią założonej temperatury reakcji z zakresu 60-70°C.
Sposób utleniania limonenu, według wynalazku, za pomocą utleniacza w postaci 60% roztworu wodnego nadtlenku wodoru, w obecności rozpuszczalnika i katalizatora, charakteryzuje się tym, że jako katalizator stosuje się katalizator ZSM-5 o stosunku krzemu do glinu V2O5/TiO2 od 30 do 1300, w ilości 2,45% wagowych w mieszaninie reakcyjnej, przy czym proces prowadzi się w temperaturze 80-100°C, w czasie od 0,5 do 360 godzin, przy stężeniu rozpuszczalnika w mieszanie reakcyjnej wynoszącym 45-95% wagowych. Proces utleniania limonenu prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym, przy
PL 231 812 B1 stosunku molowym limonen: utleniacz równym 1:2 do 1:1. Jako rozpuszczalnik stosuje się metanol lub izopropanol. Korzystnie surowce w procesie utleniania wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, limonen, metanol lub izopropanol, natomiast roztwór utleniacza wprowadza się dopiero do mieszaniny reakcyjnej po osiągnięciu przez nią założonej temperatury reakcji z zakresu 80-100°C, zakresu 80-100°C.
Zaletą proponowanego sposobu utleniania jest zastosowanie w nim produkowanego komercyjnie katalizatora ZSM-5, który dotąd nie był stosowany w tym procesie. Stosując taki katalizator możliwe jest jednoczesne otrzymanie: diolu 1,2-epoksylimonenu i karwonu. Obydwa te związki mają szerokie zastosowania: w medycynie (działanie stymulujące na ośrodkowy układ nerwowy, lekarstwa przeciwnowotworowe), w przemyśle perfumeryjnym (przygotowywanie kompozycji zapachowych), w przemyśle lakierniczym, a także w rolnictwie (np. jak inhibitory kiełkowania).
Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Do szklanej kolby trójszyjnej o pojemności 25 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 1,299 g katalizatora ZSM-5 (SiO2/Al2O3 = 1300), 1,545 g limonenu, 53,639 g metanolu i na końcu utleniacz tzn. 60% roztwór wodny nadtlenku wodoru w ilości 1,399 g. Przy czym, mieszaninę reakcyjną zawierającą katalizator, limonen i metanol ogrzewano najpierw do temperatury 80°C i w tej temperaturze dodawano odpowiednią ilość nadtlenku wodoru. Ogrzewanie prowadzono w czasie od 0,5 h do 360 h, pobierając próbki do analiz chromatograficznych, a także do jodometrycznego oznaczania nieprzereagowanego nadtlenku wodoru po następujących czasach reakcji: 0,5 h, 5 h, 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h, 120 h, 144 h, 168 h, 192 h, 216 h, 240 h i 360 h. Stosunek molowy limonenu do nadtlenku wodoru 1:2, stężenie metanolu 95% wag., a ilość katalizatora 2,45% wag. W badanym zakresie czasów reakcji (od 0,5 h do 360 h) selektywności produktów przyjmowały następujące wartości: selektywność 1,2-epoksylimonenu zmieniała się 8% mol do 0% mol (dla czasów reakcji od 216 h do 360 h), selektywność diolu 1,2-epoksylimonenu od 45% mol do 56% mol (dla czasów reakcji od 216 h do 360 h), selektywność karwonu od 27% mol do 15% mol (dla czasów reakcji od 216 h do 360 h), selektywność karweolu od 10% mol do 13% mol (dla czasów reakcji od 216 h do 360 h), a selektywność alkoholu perillowego od 11% mol do 13% mol (dla czasów reakcji od 216 h do 360 h) Konwersja limonenu rosła od 22 mol dla czasu reakcji 216 h do 52% mol dla czasu reakcji 360 h. Dla czasów reakcji krótszych niż 216 godzin reakcja utleniania nie zachodziła.
P r z y k ł a d II
Do szklanej kolby trójszyjnej o pojemności 25 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,696 g katalizatora ZSM-5 (SiO2/Al2O3 = 1300), 4,013 g limonenu, 59,869 g izopropanolu i na końcu utleniacz tzn. 60% roztwór wodny nadtlenku wodoru w ilości 5,126 g. Przy czym, mieszaninę reakcyjną zawierającą katalizator, limonen i izopropanol ogrzewano najpierw do temperatury 100°C i w tej temperaturze dodawano odpowiednią ilość nadtlenku wodoru. Ogrzewanie prowadzono w czasie od 0,5 h do 360 h, pobierając próbki do analiz chromatograficznych, a także do jodometrycznego oznaczania nieprzereagowanego nadtlenku wodoru po następujących czasach reakcji: 0,5 h, 5 h, 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h, 120 h, 144 h, 168 h, 192 h, 216 h, 240 h i 360 h. Stosunek molowy limonenu do nadtlenku wodoru 1:1, stężenie izopropanolu 45% wag., a ilość katalizatora 2,45% wag. W badanym zakresie czasów reakcji (od 0,5 h do 360 h) selektywności produktów przyjmowały następujące wartości: selektywność 1,2-epoksylimonenu zmieniała się od 47% mol do 23% mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), selektywność diolu 1,2-epoksylimonenu wynosiła 0% mol dla wszystkich badanych czasów reakcji, selektywność karwonu również wynosiła 0% mol dla wszystkich badanych czasów reakcji, selektywność karweolu zmieniała się od 36% mol do 45 mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), a selektywność alkoholu perillowego od 18% mol do 25% mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h). Konwersja limonenu rosła od 5% mol dla czasu reakcji 168 h do 14% mol dla czasu reakcji 360 h. Dla czasów reakcji krótszych niż 168 godzin reakcja utleniania nie zachodziła.
P r z y k ł a d III
Do szklanej kolby trójszyjnej o pojemności 25 cm3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną i mieszadło magnetyczne wprowadzano substraty w następującej kolejności: 0,696 g katalizatora ZSM-5 (SiO2/Al2O3 = 30), 0,817 g limonenu, 27,290 g izopropanolu i na końcu utleniacz tzn. 60% roztwór wodny nadtlenku wodoru w ilości 0,718 g. Przy czym, mieszaninę reakcyjną zawierającą katalizator, limonen i izopropanol ogrzewano najpierw do temperatury 80°C i w tej temperaturze dodawano odpowiednią
PL 231 812 B1 ilość nadtlenku wodoru. Ogrzewanie prowadzono w czasie od 0,5 h do 360 h, pobierając próbki do analiz chromatograficznych, a także do jodometrycznego oznaczania nieprzereagowanego nadtlenku wodoru po następujących czasach reakcji: 0,5 h, 5 h, 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h, 120 h, 144 h, 168 h, 192 h, 216 h, 240 h i 360 h. Stosunek molowy limonenu do nadtlenku wodoru 1:2, stężenie izopropanolu 95% wag., a ilość katalizatora 2,45% wag. W badanym zakresie czasów reakcji (od 0,5 h do 360 h) selektywności produktów przyjmowały następujące wartości: selektywność 1,2-epoksylimonenu zmieniała się od 19% mol do 20% mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), selektywność diolu 1,2-epoksylimonenu wynosiła 34% do 35% mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), selektywność karwonu od 24% mol do 255 mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), selektywność karweolu zmieniała się od 21% mol do 20 mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h), a selektywność alkoholu perillowego od 2% mol do 3% mol (dla czasów reakcji od 168 h do 360 h). Konwersja limonenu rosła od 8% mol dla czasu reakcji 168 h do 9% mol dla czasu reakcji 360 h. Dla czasów reakcji krótszych niż 168 godzin reakcja utleniania nie zachodziła.

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu, za pomocą utleniacza w postaci 60% roztworu wodnego nadtlenku wodoru, w obecności rozpuszczalnika i katalizatora, znamienny tym, że jako katalizator stosuje się katalizator ZSM-5 o stosunku krzemu do glinu SiO2/AbO3 od 30 do 1300, w ilości 2,45% wagowych w mieszaninie reakcyjnej, przy czym proces prowadzi się w temperaturze 80-100°C, w czasie od 0,5 do 360 godzin, przy stężeniu rozpuszczalnika w mieszanie reakcyjnej wynoszącym 45-95% wagowych.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces utleniania limonenu prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces utleniania limonenu prowadzi się przy stosunku molowym limonen: utleniacz równym 1:2 do 1:1.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik stosuje się metanol lub izopropanol.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że surowce w procesie utleniania wprowadza się w następującej kolejności: katalizator, limonen, metanol lub izopropanol, natomiast roztwór utleniacza wprowadza się dopiero do mieszaniny reakcyjnej po osiągnięciu przez nią założonej temperatury reakcji z zakresu 80-100°C.
PL419639A 2016-12-01 2016-12-01 Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu PL231812B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419639A PL231812B1 (pl) 2016-12-01 2016-12-01 Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419639A PL231812B1 (pl) 2016-12-01 2016-12-01 Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419639A1 PL419639A1 (pl) 2018-06-04
PL231812B1 true PL231812B1 (pl) 2019-04-30

Family

ID=62223373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419639A PL231812B1 (pl) 2016-12-01 2016-12-01 Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL231812B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419639A1 (pl) 2018-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8314267B2 (en) Carbohydrate route to para-xylene and terephthalic acid
TWI476047B (zh) Preparation of pyruvate
Shiju et al. Cs exchanged phosphotungstic acid as an efficient catalyst for liquid-phase Beckmann rearrangement of oximes
CN107311868B (zh) 一种制备对叔丁基苯甲酸甲酯的方法
JP2019523254A (ja) アクリロニトリルの製造に関する組成物及び方法
CN103619826A (zh) 用乙酰丙酸生产戊内酯的方法
CN103143381B (zh) 一种碳氮材料固载杂多酸催化剂及烯烃环氧化合成的方法
JP2013515714A (ja) エチルベンゼンの調製方法
CN102924254B (zh) 一种利用超强酸或者基于超强酸制成的离子液催化制备紫罗兰酮的方法
WO2013146370A1 (ja) 3-アルコキシ-3-メチル-1-ブタノールの製造方法
JP6522599B2 (ja) フランおよびその誘導体を製造するための方法
JPWO2014129248A1 (ja) エタノールから1,3−ブタジエンを選択的に製造する方法
CN103788023A (zh) 一种苯乙烯环氧化制环氧苯乙烷的方法
PL231812B1 (pl) Sposób utleniania limonenu do 1,2-diolu limonenu oraz karwonu
CN102791375A (zh) 用于将乙醇直接转化为丙烯的催化剂组合物
JP6290580B2 (ja) 還元反応用触媒組成物、1,6−ヘキサンジオールの製造方法、アミノベンゼン化合物の製造方法
CN113956150B (zh) 一种甘油酸的制备方法
ITMI20091022A1 (it) Processo per l'alchilazione di benzene con etanolo o miscele di etanolo ed etilene
TW201914688A (zh) 由乙醇原料製造乙烯的方法
EP3122456B1 (en) Method for preparing a sodium faujasite catalyst and its use in producing acrylic acid
CN109651149B (zh) 一种制备1,2-环己烷二甲酸酯或邻苯二甲酸酯的方法
TW202302512A (zh) 批次法催化轉化生物質製備2,5-己二酮的方法
Linker Recent Synthetic Applications of the Birch Reduction
RU2412148C1 (ru) Одностадийный способ получения изопрена
CN113831223A (zh) 一种同时制备2-甲基间苯二酚和4-甲基间苯二酚的方法