Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі

Анотація

Етиленгліколь та пропіленгліколь є важливими представниками поліолів. У промисловому масштабі їх отримують переважно з нафтохімічної сировини. В останні десятиліття, активізуються зусилля виробництва поліолів з біовідновлюваноі сировини- вуглеводів.
Загальною тенденцією гідрогенолізу моноцукрів є рідинно-фазний процес із застосуванням змішаних метал-оксидних каталізаторів, за температури 120-220 °С та тиску 3 МПа і вище. Високий тиск використовують для підвищення розчинності водню, а також через високий парціальний тиск легколетких розчинників. Ми припустили, що застосування розчинника з високою температурою кипіння могло б дозволити проводити гідрогеноліз за значно нижчого тиску. Серед таких розчинників особливий інтерес становлять етиленгліколь та пропіленгліколь, котрі одночасно є основними продуктами гідрогенолізу моноцукрів. В цій роботі досліджено процес гідрогенолізу глюкози та фруктози на каталізаторі Cu/MgO-ZrO₂ за температури 160-200 °С та тиску 0.1-0.3 МПа в проточному реакторі в розчинниках, котрі є одночасно цільовими продуктами реакції – в етиленгліколі та/або пропіленгліколі. Для ідентифікації продуктів реакції використовували газову хроматографію та ¹³C ЯМР. Знайдено, що розчинність глюкози в пропіленгліколі становить 21 % мас, а в етиленгліколі 62 % мас. Встановлено, що процес гідрогенолізу може протікати за тиску, близького до атмосферного. За цих умов конверсія гексоз сягає 96-100 %. Продуктами реакції є переважно пропіленгліколь та етиленгліколь. Сумарна селективність за С_2-3-поліолами становить 90-94 %, тобто є вищою, ніж при гідрогенолізі глюкози в водному розчині.