Electro-organic reactions. Part 60[1]. The electro-oxidative conversion at laboratory scale of a lignosulfonate into vanillin in an FM01 filter press flow reactor: preparative and mechanistic aspects

Abstract

The electrochemical conversion of a spruce lignosulfonate into vanillin, at nickel anodes, was explored in previously unobtainable detail. A flow reactor (FM01), in a rig that permitted considerable variation of electrolysis conditions, allowed up to 150 g to be electrolysed at up to12 A at a variety of electrode configurations. Samples taken during electrolysis gave detailed reaction profiles. The electrolyser operated at 145°C/500 kPa/3 M NaOH and yields of vanillin were similar to those obtained industrially using chemical oxidants (about 5-7% w/w). Vanillin production was favoured by low current density and low initial concentration of lignosulfonate. Vanillin, alone, was consumed in a 2.7 F process under the above conditions. Historically, yields in chemical and electrochemical conversions of lignins into vanillin do not exceed 10%; the results herein explain this apparent limit as equilibrium between formation of vanillin, its concomitant oxidative destruction and further condensation of lignins.

Anodic Degradation of Lignin at Active Transition Metal‐based Alloys and Performance‐enhanced Anodes

“…Within the investigated temperature range from 25 to 95 °C, an almost linear relation between the temperature and the yield of the aroma chemical 1 can be observed. This behaviour is very common for lignin degradation reactions and consequently the degradation is usually performed at high temperatures in pressurized systems ,. Enhanced temperatures usually lead to an unfolding of the lignin particles .…”

“…Different catalytic systems, aiming various degradation products were developed but none of these reached a profitable economic impact so far . Electrochemical degradation of lignin was performed successfully using Ni and Co based materials in alkaline electrolytes . An electrocatalytic active surface layer turned out to be necessary for the degradation process.…”

Moderne Aspekte der Elektrochemie zur Synthese hochwertiger organischer Produkte

“…Ameisensäure ist das Hauptprodukt bei der Reduktion von Kohlendioxid an Blei oder Quecksilber. [81,84] [89,90] Wiez uvor schon angemerkt, ist Kraft-Lignin das Hauptabfallprodukt der Zellstoffindustrie.D er elektrochemische Abbau von Kraft-Lignin zu Va nillin konnte an Pt, Au,Ni, Cu, DSA-O 2 (DSA-O 2 = dimensionsstabile Anode fürS auerstoffentwicklung) und PbO 2 gezeigt werden. Diese Produkte sind sehr gefragt und kçnnen in konventionellen Chemieanlagen zur Erzeugung von Rohstoffen eingesetzt werden.…”

“…[91] Umsatz und Schema 17. [89] Angewandte Chemie Aufsätze 6134 www.angewandte.de Ausbeute hingen überwiegend von der applizierten Ladungsmenge ab,w ohingegen die Art der Elektrode die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflusste.W aldvogel und Mitarbeiter berichteten über die hoch selektive Generierung der Aromachemikalie Va nillin durch anodische Spaltung von Kraft-Lignin an aktivierten porçsen Ni/P-Schaumelektroden unter milden Reaktionsbedingungen (Schema 21). [79][80][81] Schema 18.…”

Aktive Anode auf Molybdänbasis für dehydrierende Kupplungen

“…Nickel-und Bleisysteme sind mit ihren aktiven und leitfähigen Oberflächen sehr gut geeignet, die Verbindungen dieser Metalle sind jedoch toxisch oder belasten die Umwelt. [5] Durch die Verwendung der verschiedenen Nickel-oder Cobaltlegierungen kann die Leistung in alkalischen Medien moduliert werden. [3] Darüber hinaus bildet Ni unter alkalischen Bedingungen NiOOH als aktive und stabile Oberfläche.…”