Углеводы - альтернатива нефти

Исследователи из США разработали новый способ превращения глюкозы и фруктозы в потенциально полезное сырье химической промышленности.

Работа, результаты которой изложены в журнале Science от 15 июня 2007 года, лежит в актуальной области исследований, связанных с поиском способов конвертации молекул растительного происхождения в органические производные, источником которых (пока еще) является нефть.

Хайбо Жао (Haibo Zhao) и его коллеги из Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории (Ричланд, штат Вашингтон) использовали растворы хлоридов металлов в ионных жидкостях на основе хлорида 3-метилимидазола для каталитической конверсии природных углеводов в 5-гидроксиметилфурфураль [5-hydroxymethylfurfural (HMF)]. 5-Гидроксиметилфурфураль в настоящее время рассматривается как универсальная замена для многих прекурсоров петрохимического происхождения.

В настоящее время производство 5-гидроксиметилфурфураля заключается в кислотно-катализируемой конверсии фруктозы. Однако такой способ осложняется кислотной нестойкостью 5-гидроксиметилфурфураля. В присутствие кислот 5-гидроксиметилфурфураль разрушается с образованием муравьиной и левулиновой кислот. Отделение последней кислоты от 5-гидроксиметилфурфураля особенно затруднено, что, в конечном итоге, и увеличивает стоимость производства 5-гидроксиметилфурфураля из растительного сырья.

Жао обнаружил, что в ионных жидкостях хлорид хрома(II) эффективно катализирует конверсию глюкозы и фруктозы в 5-гидроксиметилфурфураль. Выход 5-гидроксиметилфурфураля в разработанном процессе составляет около 70%; левулиновая кислота образуется в пренебрежимых количествах.

Исследователи из Ричланда отмечают, что разработанный ими метод конверсии углеводов существенно отличается от описанных ранее как отсутствием необходимости в кислом катализе, так и возможностью получения 5-гидроксиметилфурфураля из глюкозы. Они отмечают, что возможность эффективной конверсии глюкозы в 5-гидроксиметилфурфураль может рассматриваться как первый шаг в разработке способа получения 5-гидроксиметилфурфураля из сложной биомассы, состоящей, в основном, из целлюлозы.

Chemport.ru