Ключові слова
Як цитувати
Анотація
Досліджено гідрогеноліз 10 % метанольно-водних розчинів цукрози і мальтози до пропіленгліколю на мідьвмісних каталізаторах в проточному режимі. Встановлено, що за температури 170 °С, тиску водню у 4.0 МПа і навантаженні на каталізатор 0.8 ммоль С12Н22О11/гкат/год найбільша концентрація пропіленгліколю в продуктах реакції у 0.23 ммоль/мл одержана при гідрогенолізі цукрози на 23Cu-1Cr2O3/Al2O3 каталізаторі за її повної конверсії. При цьому продуктивність каталізатора за пропіленгліколем становить 0.7 ммоль/гкат/год. Гідрогеноліз мальтози в вказаних умовах характеризується 81 % конверсією і низькою (0.04 ммоль/мл) концентрацією пропіленгліколю в продуктах реакції. Основними побічними продуктами гідрогенолізу цукрози є етиленгліколь, гідроксиацетон, 1,2-бутандіол, 1,4-бутандіол і сорбітол. Концентрація пропіленгліколю в продуктах реакції при гідрогенолізі цукрози на 23Cu-1Cr2O3/Al2O3 мало змінюється (0.23-0.18 ммоль/мл) протягом 18 годин роботи каталізатора. Порівняння продуктивностей 23Cu-1Cr2O3/Al2O3 каталізатора по пропіленгліколю при гідрогенолізі 10 % розчинів цукрози (0.7 ммоль/гкат/год) і глюкози (0.9 ммоль/гкат/год) показує, що глюкоза більш придатна для одержання пропіленгліколю, ніж досліджені дисахариди.
Посилання
Sullivan C.J. Propanediols. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, Weinheim, 2005. 452.
Okolie J.A. Insights on production mechanism and industrial applications of renewable propylene glycol. iScience, 2022, 25(9), 104903.
Ruppert A.M., Weinberg K., Palkovits R. Hydrogenolysis goes bio: from carbohydrates and sugar alcohols to platform chemicals. Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 2564–2601.
Hirano Y., Sagata K., Kita Y. Selective transformation of glucose into propylene glycol on Ru/Catalysts combined with ZnO under low hydrogen pressures. Appl. Catal. A, 2015, 502, 1–7.
Шаранда М.Є., Левицька С.І., Прудіус С.В., Милін А.М., Брей В.В. Дослідження гідрогенолізу глюкози на Cu-оксидах. Хімія, фізика та технологія поверхні. 2018, 9(2), 134–144.
Baniamerian H., Høj M., Beier M.J., Jensen A.D. Catalytic conversion of sugars and polysaccharides to glycols: A review. Appl. Catal. B, 2023, 303, 1–22.
https://www.isosugar.org/prices.php
https://businessanalytiq.com/procurementanalytics/index/propylene-glycol-price-index
Zartman W.H., Adkins H. Hydrogenolysis of sugars. J. Am. Chem. Soc., 1933, 55(11), 4559–4563.
Van Ling G., Ruijterman C., Vlugter J.C. Catalytic hydrohenolysis of saccharides: Part I. Qualitative and quantitative methods for the identification and determination of the reaction products. Carbohydr. Res., 1967, 4(5), 380–386.
Saxena U., Dwivedi N., Vidyarthi S.R. Effect of catalyst constituents on (Ni, Mo, and Cu)/kieselguhr-catalyzed sucrose hydrogenolysis. Ind. Eng. Chem. Res., 2005, 44, 1466–1473.
García-Bosch N., Especel C., Guerrero-Ruiz A., Rodríguez-Ramos I. Tracking the paths for the sucrose transformations over bifunctional Ru-POM/AC catalysts. Catal. Today, 2020, 357, 113–121.
Sreekantan S., Balachandran Kirali A.A., Marimuthu B. Catalytic conversion of sucrose to 1,2-propanediol over alumina-supported Ni–Mo bimetallic catalysts. Sustainable Energy Fuels, 2022, 6, 3681–3689.
Горбанюк І.С., Трачевський В.В., Брей В.В. Гідрогеноліз водних розчинів глюкози до пропіленгліколю на мідьвмісних каталізаторах. Теоретична та експериментальна хімія, 2024, 3, 00–00.
Шаранда М.Є., Левицька С.І., Брей В.В. Конверсія сорбіту в пропіленгліколь. Каталіз та нафтохімія, 2015, 24, 18–23.
Marzo M., Gervasini A., Carniti P. Hydrolysis of disaccharides over solid acid catalysts under green conditions. Carbohydr. Res., 2012, 347, 23–31.