Ключові слова
Як цитувати
Анотація
Зараз гліколід розглядають як перспективний мономер для одержання біорозкладного полігліколату. Завдяки високій газонепроникності, механічній міцності та термічній стабільності цей полімер може бути застосований в нафто- та газовидобувній промисловості, в медицині для виготовлення біосумісних імплантів та шовних матеріалів, а також як екологічний пакувальний матеріал. Традиційно гліколід одержують з гліколевої кислоти. Спочатку її поліконденсують в низькомолекулярниий олігомер, який далі деполімеризують у мономер. В даній роботі досліджено парофазне перетворення метилгліколату до гліколіду на оксидних каталізаторах без використання інертного газу-носія за зниженого тиску. Конденсація відбувається за сумарною реакцією 2С3H6O3 → C4H4O4 + 2CH3OH. Спочатку з двох молекул метилгліколату утворюється метилгліколілгліколат, який далі конденсується в гліколід. Реакцію здійснювали при 250-300 °С, тиску 25-150 мбар і навантаженні на каталізатор 7-25 ммоль МГ/гкат/год з часом контакту менше 1 сек. Показано, що найбільш ефективним є нанесений TiO2/SiO2 каталізатор, який забезпечує 44 % конверсію метилгліколату з селективністю за гліколідом у 64 % при 270 °С/25 мбар. Продуктивність каталізатора за гліколідом складає 4.9 ммоль/гкат/год. Основними побічними продуктами є метанол, метилгліколілгліколат, метилметоксіацетат та метоксиметанол.
Посилання
Farah S., Anderson D.G., Langer R. Physical and mechanical properties of PLA, and their functions in widespread applications – A comprehensive review. Adv. Drug Delivery Rev., 2016, 107, 367–392.
Budak K., Sogut O., Audemir Sezer U. A review on synthesis and biomedical applications of polyglycolic acid. J. Polym. Res., 2020, 27, 208–227.
Yamane K., Sato H., Ichikawa Y., Sunagawa K., Shigaki Y. Development of an industrial production technology for high-molecular-weight polyglycolic acid. Polym. J., 2014, 46, 769–775.
Middleton J.C., Tipton A.J. Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices. Biomaterials, 2000, 21, 2335–2346.
Samantaray P.K., Little A., Haddleton D.M., McNally T., Tan B., Sun Z., Huang W., Ji Y., Wan C. Poly(glycolic acid) (PGA): a versatile building block expanding high performance and sustainable bioplastic applications. Green Chem., 2020, 22, 4055–4081.
Jem K.J., Bowen Tan P.E. The development and challenges of poly(lactic acid) and poly(glycolic acid). Adv. Ind. Eng. Polym. Res., 2020, 3(2), 60–70.
Botvin V., Karaseva S., Salikova D., Dusselier M. Syntheses and chemical transformations of glycolide and lactide as monomers for biodegradable polymers. Polym. Degrad. Stab., 2021, 183, 109427.
Global polyglycolic acid market is expected to reach at an estimated value of USD 8.75 billion by 2027 // https://www.databridgemarketresearch.com/news/global-polyglycolic-acid-market
Varvarin A.M., Levytska S.I., Mylin A.M., Zinchenko O.Yu., Brei V.V. Vapor-phase oxidation of ethylene glycol methanolic solution in to methyl glycolate over CuO-containing catalysts. Каталіз та нафтохімія, 2023, 33, 59–65.
De Clercq R., Makshina E., Sels B.F., Dusselier M. Catalytic gas-phase cyclization of glycolate esters: a novel route towards glycolide-based bioplastics. ChemCatChem, 2018, 10(24), 5649–5655.
Patent US 10899730 B2. De Clercq R., Dusselier M., Sels B.F. Process for preparing cyclic esters from alpha-hydroxy esters and catalysts used therein. 2021.
Варварін А.М., Левицька С.І., Милін А.М., Брей В.В. Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску. Каталіз та нафтохімія, 2020, 30, 38–42.
Патент № 141885, Україна. Брей В.В., Шуцький І.В., Варварін А.М., Левицька С.І., Зінченко О.Ю. Спосіб одержання лактиду із алкіллактатів. 2020.
Варварін А.М., Левицька С.І., Глущук Я.Р., Брей В.В. Парофазний синтез лактиду з етиллактату на TiO2/SiO2-каталiзаторi. Укр. хім. журн., 2019, 85(7), 31–37.
De Clercq R., Dusselier M., Makshina E., Sels B.F. Catalytic gas-phase production of lactide from renewable alkyl lactates. Angew. Chem., 2018, 57(12), 3074–3078.