Новости химической науки > Как превратить целлюлозу в синтетические полимеры?

Исследователи сделали еще один шаг вперед в области замены нефтехимического сырья для получения полимерных материалов на возобновляемое растительное сырье. Исследователи из Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории (PNNL) сообщают об успешной одностадийной конверсии целлюлозы в 5-гидроксиметилфурфураль (HMF).

Исследователи развили результаты своей же собственной работы, проделанной ранее – около двух лет назад. Они сообщали о превращении в HMF моносахаридов, получаемых из целлюлозы. Результаты нового исследования позволяют говорить о возможности опустить из общей химико-технологической схемы стадию получения и выделения моносахаридов и получить HMF непосредственно из целлюлозы. Разработанный, под руководством Конрада Жанга (Conrad Zhang), процесс позволяет использовать неочищенную древесную или растительную целлюлозу в качестве исходного сырья и получить HMF с высоким выходом.

HMF, который может использоваться в качестве строительного блока для полимеров и служить интермедиатом для биотоплива, легко может быть получен из глюкозы или фруктозы в системе CrCl₂/ионная жидкость. Вместе с тем, исследователи заметили, что ионная жидкость существенно увеличивает растворимость целлюлозы, и решили подобрать каталитические системы, способные катализировать получение HMF непосредственно из целлюлозы. Первоначально было обнаружено, что смесь CrCl₂ и CuCl₂ при 120 градусах Цельсия позволяет получить HMF из целлюлозы, правда с большим количеством побочных продуктов.

Оптимизация метода, заключавшаяся в проведении деструкции целлюлозы в кислой среде (кислота добавлялась для ускорения дефрагментации in situ целлюлозы на моносахариды). Оптимизированная методика позволяет превратить около 57% углеводных фрагментов в HMF, степень чистоты выделяемого после одностадийного процесса продукта составляет 96%.

Хлориды металлов и ионная жидкость, использующиеся для получения HMF, могут быть повторно использованы несколько раз без потери их эффективности, что может дополнительно понизить стоимость производства HMF.

Источник: Applied Catalysis A: General,2009 DOI: 10.1016/j.apcata.2009.04.002

метки статьи: #кинетика и катализ, #органическая химия, #химическая технология, #химия полимеров