Пентозы дегидратация

Дегидратация. При нагревании пентоз с кислотами отщепляется 3 моль воды и образуется фурфурол (см. раздел 2.3.3, фуран и его производные). Гексозы в тех же условиях дают 5-оксиметилфурфурол. Оба вещества с такими фенолами, как флороглюцин, орцин и резорцин, дают окрашенные соединения, что может использоваться для косвенного обнаружения присутствия пентоз и гексоз (Толленс, Селиванов). [c.632]

Поскольку первая стадия процесса — гидролиз пентозанов до пентоз — в одинаковых условиях протекает в среднем в 50 раз быстрее последующей дегидратации пентоз до фурфурола [38, 47], то именно эта вторая стадия определяет скорость всего процесса. Поэтому химизму образования фурфурола из пентозных моносахаридов посвящено значительное количество исследований, обобщенных в монографиях [14, 23, 31, 34]. [c.209]

Пентозы при дегидратации концентрированными кислотами распадаются с образованием фурфурола (стр. 424). [c.958]

Гораздо меньше имеется данных по кинетике образования фурфурола из пентоз в концентрированных растворах сильных минеральных кислот. Кроме того, здесь наблюдается определенная неоднозначность в полученных результатах и в выводах разных авторов [7, 9, 10, 18, 21, 37, 45]. В частности, в случае использования концентрированных растворов серной кислоты высказывалось мнение [37] о прохождении параллельно с дегидратацией ксилозы до фурфурола также реакций высших порядков, приводящих к снижению выхода этого продукта. По нашему мнению, это обстоятельство, а также расхождения в величинах констант скорости реакции, определенных разными авторами, объясняются, видимо, несовершенством применявшихся методик. [c.212]

Дальнейшее превращение пентоз в фурфурол состоит в их дегидратации с отщеплением трех молекул воды, что может быть выражено следующей общей схемой [c.38]

В промышленности гидролиз растительного сырья осуществляют обычно с помощью разбавленной кислоты при высокой температуре (0,4...0,7 /о-я НгЗО 120... 190 С 0,6...1,5 МПа). В результате гидролиза получают гидролизат (раствор сахаров и продуктов их разложения) и в качестве отхода - гидролизный лигнин. Дегидратация пентоз и гексоз в ходе гидролиза позволяет получать, соответственно, фурфурол и леву-линовую кислоту. [c.298]

Процесс варки фурфурола на фурфурольных заводах состоит в одноступенчатой операции, в течение которой происходят обе последовательно текущие реакции гидролиз пентозанов и дегидратация образующихся пентоз. Наиболее распространенный ныне способ производства связан с использованием горизонтальных вращающихся автоклавов (гидролиз-аппаратов), обычно медных или стальных, облицованных изнутри кислотоупорной обкладкой. Измельченный сырой материал загружается в автоклав и обрабатывается разбавленной серной кислотой, причем необходимая температура (160—180°), а также давление создаются подаваемым в автоклав острым паром. С помощью последнего образующийся фурфурол затем увлекается вместе с сопутствующими примесями (метанол, уксусная кислота) в ректификационную колонну, где и отделяется. [c.40]

Выделяющаяся при обработке древесины водяным паром уксусная кислота, идеально распределенная в частицах материала, катализирует гидролиз гемицеллюлозных ко.мпонентов клеточных стенок до моносахаридов. Дальнейшее превращение образовавшихся пентоз в фурфурол непосредственно в клеточных стенках практически не происходит, поскольку скорость реакции дегидратации под действием уксусной кислоты при 140—ЮО С незначительна. [c.220]

Возможны два направления катализируемой кислотой внутримолекулярной дегидратации моносахаридов. Одно из них приводит к образованию ангидросахаров, например, из глюкозы - левоглюкозана (ср. получение левоглюкозана при термической деструкции целлюлозы - 11.12.1). Второе же приводит к образованию продуктов неуглеводного характера -гетероциклических альдегидов и др. Из пентоз образуется фурфурол, частично распадающийся дальше с образованием муравьиной кислоты, а из гексоз - гидроксиметилфурфурол и продукты его распада - муравьиная и левулиновая кислоты (см. 11.6.1). В кислой среде фурановые альдегиды могут полимеризоваться. В небольшом количестве, большем из пентоз и гексуроновых кислот и меньшем из гексоз, образуются фенольные соединения. Это указывает на сложность химических превращений моносахаридов в условиях кислотного гидролиза. [c.296]

Из рассмотрения предложенных схем механизма дегидратации пентоз до фурфурола следует, что специфичными катализаторам се проведения являются кислоты, кислые соли и другие соединения, диссоциирующие в водных растворах с образованием гидратированного протона НзО+, который и катализирует эту реакцию Ввиду отсутствия полной ясности о ее химизме особый интерес представляют кинетические исследования. [c.211]

По мнению большинства исследователей, реакция образования фурфурола начинается с протонирования молекулы пентозы в пиранозной форме с образованием активированного (протонированного) промежуточного комплекса, а затем происходит элиминирование первой молекулы воды (начальная дегидратация). Эта стадия и является скоростьопределяющей стадией в процессе превращения пентоз в фурфурол. [c.301]

Содержащиеся в пиролизатах альдегиды представлены главным образом фурфуролом, ацетальдегидом, формальдегидом и оксиметилфурфуролом. Образование фурфурола и оксиметил-фурфурола можно представить как результат дегидратации гексоз и пентоз, образовавшихся в результате гидролиза части холоцеллюлозы, с последующим отщеплением от оксиметилфурфурола формальдегида по схеме [c.29]

Известно достаточно много предложений по использованию при получении фурфурола из пентоз или непосредственно из растительного сырья различных солей [23, 31], каталитическая активность которых в этой реакции объяснялась образованием ПОНОВ водорода при их гидролизе [12, 39]. Было также показано [19], что каталитическая активность солей хрома и алюминия при образовании фурфурола из пентоз примерно в 10—15 раз превышает каталитическую активность серной кислоты той же концентрации. Это явление было предположительно объяснено [12] тем, что самостоятельными катализаторами дегидратации ксилозы кроме ионов водорода являются растворимые одноосновные соли алюминия и хрома, образующиеся в результате гидролиза их средних солей при повышенной температуре. [c.213]

Найденная закономерность позволяет не только перейти от эмпирического подбора катализаторов при получении фурфурола к их научно обоснованному выбору, но и в значительной мере приблизиться к раскрытию химизма процесса дегидратации пентоз. Возможно, что эта реакция протекает через образование промежуточных соединений ионного типа между гидратированными катионами и пентозами, аналогично тому, как это имеет место при дегидратации спиртов. Во всяком случае, можно считать доказанным, что эта реакция ускоряется катионами металлов и может проходить не только в кислой и щелочной, но и в нейтральной среде. Развитие исследований в этом направлении обе,-щает получение несомненно интересных результатов с более широким их значением и примеиением, чем только для данной реакции. [c.216]

Таким образом, каталитическое воздействие на реакции гидролиза и дегидратации осуществляется дифференцированно — соответственно уксусной п концентрированной серной кислотами. Это позволяет значительно уменьшить разницу в скоростях реакций, в результате чего, во-первых, не происходит столь значительного накапливания в клеточных стенках излишних количеств пентоз и, во-вторых, образовавшиеся пентозы во время диффузии из клеточных стенок к поверхности частиц не могут вступать в побочные реакции с промежуточными продуктами дегидратации. [c.220]

Под действием варочной кислоты при температуре варки, особенно на ее последних стадиях, происходит дегидратация части пентоз и гексоз с образованием соответственно фурфурола (I) и о)-оксиметилфурфурола (П) (схема 9.2). Последний частично разлагается с образованием левулиновой и муравьиной кислот [784]. [c.289]

Ведерников Н. А. Об аналогии между законом Аррениуса и зависимостью каталитической активности катионов при дегидратации пентоз от энергии ионизации соответствующих атомов // Химия древесины, — 1980. — № 1. — С,- 114-115. [c.437]

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ Дегидратация пентоз [c.158]

На некоторых заводах при проведении двухфазного гидролиза сырье смешивают с 10—15 % ной серной кислотой при гидромодуле 0,2 —0,3 1, загружают в гидролизаппарат, нагревают острым паром до 160—180 °С и продо1жают подачу пара в течение 2—3 ч В это время происходит гидролиз пентозанов до пентоз, дегидратация пентоз до фурфурола и выведение фурфурола с паром в конденсационную систему Как показали производственные опыты, серную кислоту целесообразно заменять солевыми катализаторами (суперфосфатом, монокальций-фосфатом и др ) Конденсат, содержащий около 3 % фурфурола, очищают от примесей и ректифицируют, получая товарный фурфурол Остающийся в гидролизаппарате целлолигнин подвергают перколяционному гидролизу 0,7—1 % ной серной кислотой и используют получаемый гексозный гидролизат для выращивания дрожжей [c.38]

Фурфурол был открыт Доберейнером в 1832 г., однако его промышленное производство началось лишь в 1932 г. Фурфурол образуется при отщеплейии трех молекул Н2О от пентоз (продуктов гидролитического расш епления пентозанов) под действием сильных кислот. Процесс получения фурфурола из пентозапов проходит в две стадии поглощение воды — гидролиз пентозанов до пентоз дегидратация — превращение пентоз в фурфурол. [c.37]

Фурфурол получают из пентозансодержащего сырья — кукурузных кочерыжек, подсолнечной лузги, хлопковой шелухи. Эти отходы содержат пентозаны, при гидролизе которых образуются пятичленные сахара — пентозы дегидратацией последних получают фурфурол. [c.182]

В результате легкопротекаюшей интрамолекулярной дегидратации гексозы и пентозы превращаются в оксиметилфурфурол и фурфурол, из которых наибольшее практическое значение имеет последний. [c.37]

Высказывалось предположение, что протонироваиие разных гидроксилов кси-лопиранозного цикла (преобладающего в равновесной смеси) равновероятно и возможность отщепления первой молекулы годы из всех трех положений в молекуле пентозы (2,3 3,4 и 4,5) также равновероятна. Однако более поздние исследования показали, что на скорость реакции влияют стереохимические эффекты и конформационные превращения. Поэтому элиминирование первой молекулы воды подчиняется определенным закономерностям. Считают, что ксилопираноза в условиях проведения реакции дегидратации переходит из более устойчивой конформации кресла С1 в менее устойчивую конформацию 1С. Для D-ксилозы можно предположить, что первая молекула воды легче всего элиминируется из положения 4,5 (днаксиальное элиминирование ОН и Н), тогда как элиминирование 2,3 (как аксиально-экваториальное) маловероятно. Дегидратация при этом сопровождается раскрытием пиранозного цикла, а на последней стадии отщепление третьей молекулы воды приводит к образованию фурано-вого цикла. Следовательно образование фурфурола можно представить схемой 11.6, б. Теоретические исследования процесса превращения пентозанов в фурфурол имеют важное значение не только для анализа древесины, но главным образом и для совершенствования технологии производства фурфурола. [c.301]

По этой схеме предполагается, что аскорбиновая кислота в растворе находится в равновесии с каким-то количеством 2-кето-1-гулоновой кислоты. Последняя при определенных условиях декарбоксилируется с выделением СО2 и образованием L-ксилозы, которая, как пентоза, подвергается дегидратации с образованием фурфурола. [c.241]

Несмотря на то, что при переходе пентоз в фурфурол отщепляется вода, эту реакцию нельзя рассматривать как дегидратацию, так как при нагревании пентоз с типичными дегидратирующими агентами, такими как 2пС12, Р2О5, образуются только незначительные количества фурфурола. Нагревание пентоз в присутствии сильных кислот с одновременной отгонкой паром образующегося фурфурола позволяет получать почти теоретический выход его. На практике выход фурфурола вследствие протекания побочных реакций обычно не превышает 50—60% от теоретического. [c.414]

Фуран легче всего синтезировать декарбонилированием (элиминированием окиси углерода) фурфурола (фурфуральдегида), который в свою очередь получают, обрабатывая мякину овса или риса или початков кукурузы горячей соляной кислотой. При этом пентозаны (полипентозиды) гидролизуются до пентоз, которые затем претерпевают дегидратацию и циклизацию с обра- Зованием фурфурола. [c.1018]

Методы определения общего содержания уроновых кислот в древесине основаны на реакции их декарбоксилироваиия под действием сильных минеральных кислот. Обычно используют 12...19%-й раствор НС1. Одновременно происходит гидролиз полисахаридов. Звенья уроновых кислот при этом превращаются в звенья пентоз, из которых после гидролиза гликозидных связей и дегидратации получается фурфурол (схема 11.16). Однако выход фурфурола из звеньев уроновых кислот составляет только [c.320]

Продукт гидролиза, содержащий пентозу, подвергается затем дегидратации СвНюОб — СбНА + ЗНгО [c.195]

Метиловый спирт образуется в основном из метоксильных групп метилглюкуроновой кислоты, входящей в состав гемицел дюлоз Немного метилового спирта образуется из лигнина Фурфурол целиком получается в результате деструкции пен тозанов и дегидратации образующихся при этом пентоз Если древесину перед пиролизом пропитать разбавленной серной кислотой, то выход фурфурола в несколько раз увеличится Проводя термическое разложение древесины с одновремен ным ее окислением, например путем обработки в водной среде [c.43]

На гидролизно-спиртовых заводах, перерабатывающих в основном хвойную древесину, процесс гидролиза разбавленной серной кислотой ведется в сравнительно жестких условиях, приводящих к частичной дегидратации образующихся пентоз до фурфурола. Фурфурол выделяется вместе с парами воды при испарении гидролизата, выходящего из гидролизаппаратов в испарителц. После отделения и конденсации этих паров в теплообменниках (стр. 324) получается конденсат, содержащий 0,2—0,4% фурфурола. После укрепления в специальных установках до содержания 2—3% фурфурола этот раствор подвергается обработке в описанной выше системе ректификационных аппаратов, где фурфурол освобождается от примесей и воды. [c.356]

Скорость реакции гидролиза в среднем в 50 раз выше скоро сти последующей дегидратации пентоз до фурфурола [38, 47] Это приводит к накоплению в клеточной стенке значительных ко личеств пентоз, которые в кислой среде при повышенной темпера туре реагируют с промежуточными продуктами дегидратации, об разуя гуминонодобные вещества [10, 35]. [c.217]

Эта гфоблема была успешно решена только благодаря новому теоретическому подходу и направленному изменению механизма процесса на основе предложенной Н. А. Ведерниковым [I] гипотезы дифференцированного катализа реакций гидролиза пентозанов и дегидратации пентоз при псиользоваиии в качестве катализатора небольших количеств концентрированной серной кислоты. [c.220]

Таким образом, диффузия молекул пентоз к поверхности частиц протекает значительно быстрее, чем встречная диффузия молекул серной кислоты, и потому дифференцированность катализа реакций гидролиза и дегидратации в ходе процесса сохраняется, хотя эффективность ее, конечно, снижается во времени. [c.222]

Фурфурол технический, получаемый в результате дегидратации пентоз при гидролизе растительного сырья, согласно ВТУ 359-50 должен соответствовать показателям, привед 1нным в табл. 86. [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология