L Acid

Pro produkci LA lze použít doslova veškerou lignocelulózovou biomasu (suchozemskou), stejně jako nekonvenční glukosové suroviny, jako jsou mořské a sladkovodní řasy, a bakteriální zdroje, jako jsou sinice. Různorodé zemědělské odpady (lignocelulózová biomasa), jmenovitě bavlna, bagasa z cukrové třtiny, Cicer arietinum, rýžová sláma, kukuřičná sláma, bagasa ze sladkého čiroku a miscanthus, které tvoří potenciální zdroj LA.

Fruktóza nebo surovina obsahující fruktózu, jako je šťáva z cukrové třtiny, je ideální surovinou pro výrobu LA. To je způsobeno mechanistickými kroky zapojenými do přímé konverze celulózové biomasy na LA. Mechanistické kroky zahrnuté v konverzi celulózy na LA zahrnují počáteční krok hydrolýzy celulózy na glukózu katalyzovanou kyselinou; glukóza se poté izomerizuje na fruktózu. Následnými kroky dehydratace a rehydratace se fruktóza přemění na hydroxymethylfurfural a LA. Každý mol fruktózy poskytuje mol LA a kyseliny mravenčí. Obtížným fázím přímé přeměny biomasy na LA, jmenovitě hydrolýze celulózy a izomeraci glukózy, by se bylo možné vyhnout, pokud by se v průmyslu používaly sacharidy obsahující fruktózu/fruktózu jako surovina místo celulózové biomasy, dokud nebude technologie přímé přeměny lignocelulózová biomasa na LA je zralá. To by urychlilo výskyt produktů založených na LA na trhu ve službách lidstva, čímž by se zmírnily problémy energetických a ekologických krizí.

Je to analogie použití cukrové třtiny jako suroviny pro výrobu bioetanolu v Brazílii a USA, která spatřila světlo trhu jako benzinová náhražka/aditivum. Dokud nedozraje technologie přímé přeměny celulózové suroviny na paliva (bioetanol) a chemikálie (LA), měly by se jako surovina používat snadné sacharidy (monomerní/dimerní), aby bylo možné uspokojit rostoucí poptávku po palivu, jak je patrné z paliva. a hospodářské krize na Srí Lance. Výtěžek LA 100 % molárních a konverze 100 % fruktózy se dosáhne při 120 stupních za 30 hodin za použití komerční pryskyřice kyseliny perfluorsulfonové ve formě pelet jako katalyzátoru. Takové katalytické strategie je třeba rozšířit pro průmyslovou výrobu LA. Diverzifikace LA na paliva, chemikálie a materiály vyžaduje obrovské zásoby této strategické chemikálie.

Použití nekonvenčního reakčního média, jako je -valerolakton (GVL), jako rozpouštědla, snížilo aktivační energii procesu přeměny biomasy na LA. Reakční kinetika konverze glukózy na LA byla urychlena použitím GVL jako rozpouštědla místo vody. Adsorpce glukózy na povrchu pevného kyselého katalyzátoru (CH3-SBA-15-SO3H) byla zvýšena. Kromě toho byl v médiu GVL urychlen krok určující rychlost, konkrétně přímá dehydratace glukózy na 5-HMF, protože v tomto médiu byl zcela eliminován intermitentní krok izomerace glukózy na fruktózu. Aktivační energie pro konverzi glukózy na LA byla hlášena jako 62,66 kJ/mol. Výtěžek LA se zvýšil pětkrát, když se reakce prováděla v médiu GVL místo ve vodě, přičemž reakční podmínky byly teplota 160 stupňů po dobu 120 minut. Další novou cestou v této oblasti výzkumu je použití organických rozpouštědel šetrných k životnímu prostředí, jmenovitě hluboce eutektických rozpouštědel (DES), pro předúpravu lignocelulózové biomasy, aby se snížila odolnost biomasy a zlepšila se přístupnost reakčního místa. kyselý katalyzátor.

Použití DES pro předúpravu biomasy zlepšuje dostupnost místa katalytické kyseliny (H+) k reakčnímu místu v substrátu dvojím působením, a to rozpuštěním hemicelulózové složky a také oslabením intermolekulárního a intramolekulárního vodíku. lepení, které brání přístupu k místu reakce. Typické příklady takových DES zahrnují cholinchlorid-kyselina octová, cholinchlorid-kyselina jantarová, cholinchlorid-kyselina šťavelová, cholinchlorid-kyselina malonová a cholinchlorid-kyselina mléčná. Inovace v designu katalyzátoru zahrnuje dopování heteroatomů nebo funkcionalizaci heteroatomu v materiálech s aktivním uhlím, což z nich dělá ekologicky neškodné katalyzátory pro konverzi biomasy. Strategie pro funkcionalizaci síry v materiálu z biomasy (Ipomoea carnea) odvozeného z aktivního uhlí pomocí roztoku elementární síry/hydrazinu za mírných reakčních podmínek (40}0 stupňů) vedly k obsahu síry 0,34 % hm. a výsledný materiál byl používá se jako adsorbent Hg pro environmentální aplikace. Sulfonát/sulfát funkcionalizovaný nitrid uhlíku (g-C3N4) s obsahem síry 9,2 % katalyzoval konverzi glukózy na LA s výtěžkem 48 mol % a selektivitou 57 mol %.

Kyselina acetylpropionová je druh multifunkční sloučeniny obsahující současně karbonylovou skupinu, -vodík a karboxylovou skupinu, je základní surovinou pro syntézu všech druhů lehkých chemických produktů, má široké spektrum užitné hodnoty v organické syntéze a průmyslový a zemědělský, farmaceutický průmysl, -valerolakton, hydrogenovaný produkt kyseliny acetylpropionové, je druh vysokoúrovňového rozpouštědla a lze jej použít jako meziprodukt při výrobě syntetického kaučuku, změkčovadla za studena a povrchově aktivní látky. Hydrogenovaný produkt - valerolakton je vysokoúrovňové rozpouštědlo a může být použit jako meziprodukt při výrobě syntetického kaučuku, změkčovadla za studena a povrchově aktivní látky.

Chlorid kyseliny acetylpropionové lze použít jako bakteriostatické činidlo pro průmyslovou cirkulující vodu. V zemědělství se aminové soli ACP používají jako herbicidy a defolianty. V lékařství lze kyselinu acetylpropionovou využít k výrobě protizánětlivých léků a intravenózních injekcí ze surovin škrobu, glukózy a celulózy hloubkovou hydrolýzou. Obvykle se používá kyselina chlorovodíková (nebo kyselina sírová) nebo jiné katalyzátory hydrolýzy v přítomnosti podmínek zahřívání 5-krokem generování hydroxymethylfurfuralu a poté rozkladem 5-hydroxymethylfurfuralu za získání kyseliny acetylpropionové, koncentrované filtrací a poté lze destilaci nebo extrakci za sníženého tlaku k výrobě hotového produktu použít jako reakci karboxylové kyseliny, ale také jako ketonovou reakci, prostřednictvím esterifikace, halogenace, esterifikace, halogenace, hydrogenace, oxidační dehydrogenace, kondenzace a další chemické reakce, lze vyrábět různé produkty. Mohou být použity jako modifikátory plastů, rozpouštědla, léčiva, průmyslové chemikálie, koření, meziprodukty pesticidů, meziprodukty organické syntézy, přísady do polymerů, přísady do maziv, povrchově aktivní látky, tiskařské barvy, přísady do pryže, kosmetické přísady (včetně šamponů a oplachů) a tak dále.