ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2015; 4: 123-127
http://dx.doi.org/10.17213/0321-2653-2015-4- 123-127
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕГИДРАТАЦИИ ФРУКТОЗЫ ДО 5-ГИДРОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛА В ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ
Клушин Виктор Александрович – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: vitja-klushin@rambler.ru
Богданова Евгения Юрьевна – магистрант, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: enka05_93@mail.ru
Земляков Николай Дмитриевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Савостьянов Александр Петрович – д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. E-mail: savost@hotmail.ru
Аннотация
Изучен процесс селективного получения 5-гидроксиметилфурфурола (5-ГМФ) дегидратацией фруктозы в присутствии катализатора (смесь сульфата натрия и серной кислоты) в зависимости от содержания серной кислоты (7 – 36 % от массы кристаллогидрата сульфата натрия), продолжительности процесса (до 3 ч) при температурах 75 и 85 °С. Для увеличения выхода 5-ГМФ процесс необходимо вести в двухкомпонентной системе с экстрагентом – метилизобутилкетоном (соотношение «реакционная смесь – метилизобутилкетон» составляло 1:3). Выделение и очистку 5-ГМФ из полученного концентрата проводили путем кристаллизации из диэтилового эфира. Выход основного продукта достигает 30 – 35 %.
Ключевые слова: 5-гидроксиметилфурфурол; дегидратация углеводов; кислотный катализ; метилизобутилкетон; двухфазная система; биомасса.
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
1. Левитин Б.М. Левулиновая кислота, ее свойства, получение и применение. М.: Отделение научно-технической информации и технико-экономических исследований микробиологической промышленности, 1978. 34 с.
2. Lichtenthaler F.W. Unsaturated О and N-Heterocycles from carbohydrate feedstocks // Accounts of Chemical Research. 2002. Vol. 35. P. 728 – 737.
3. Pat. 2033909 US Manufacture of calcium levulinate.
4. Leonard R.H. Levulinic acid as a basic chemical raw material // Industrial and Engineering Chemistry. 1956. Vol. 48, № 8. P. 1331 – 1336.
5. Zenkevich I.G. Caramel standardization with respect to 5-hydroxy methylfurfural // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2002. Vol. 36, № 1. P. 51 – 54.
6. Lichtenthaler F.W. Towards improving the utility of ketoses as organic raw materials // Carbohydrate Research. 1998. Vol. 313. P. 69 – 89.
7. Huber G.W. Synthesis of transportation fuels from biomass: chemistry, catalysts and engineering // Chemical Reviews. 2006. Vol. 106. P. 4044 – 4098.
8. Corma A. Chemical routes for the transformation of biomass into chemicals // Chemical Reviews. 2007. Vol. 107. P. 2411 – 2502.
9. Huber G.W. Production of liquid alkanes by aqueous-phase processing of biomass-derived carbohydrates // Science. 2005. Vol. 308. 1446 – 1450.
10. Mukherjee A. Review: Sustainable production of hydroxymethylfurfural and levulinic acid // Challenges and opportunities, Biomass and Bioenergy. 2014. Vol. 72. P. 1 – 41.
11. Тарабанько В.Е., Черняк М.Ю., Первышина Е.П., Пешкова Е.С., Коропачинская Н.В. Исследование процессов кислотно-каталитической дегидратации сахарозы в присутствии бутанола при умеренных температурах в проточных условиях // Химия растительного сырья. 2002. № 3. С. 5 –12.
12. Пат. № 2 363 698 РФ МПК С 07 D 307/46. Способ получения 5-гидроксиметилфурфурола.
13. Brasholz M, von Kanel K, Hornung CH, Saubern S, Tsanaktsidis J. Highly efficient dehydration of carbohydrates to 5-(chloromethyl)furfural (CMF), 5-(hydroxy-methyl) furfural (HMF) and levulinic acid by biphasic continuous flow processing // Green Chem. 2011. Vol. 13. P. 1114 – 1117.
14. Gallo JMR, Alonso DM, Mellmer MA, Dumesic JA. Production and upgrading of 5-hydroxymethylfurfural using heterogeneous catalysts and biomass-derived solvents // Green Chem. 2013. Vol. 15. P. 80 – 90.
15. Mercadier D, Rigal L, Gaset A, Gorrichon J-P. Synthesis of 5-Hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde catalysed by cationic exchange resins. Part 1. Choice of the catalyst and the characteristics of the reaction medium. J Chem Technol Biotechnol 1981. Vol. 31. P. 503 – 508.