Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі
В останні роки увагу багатьох дослідників направлено на розробку каталітичних методів переробки цукрів, що походять з біомаси, в алкілалактати, які широко використовують як нетоксичні розчинники та вихідні речовини для одержання мономерного лактиду. В даній роботі досліджено трансформацію фруктози в...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/23 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471895261347840 |
|---|---|
| author | Prudius, S.V. Hes, N.L. Mylin, A.M. Brei, V.V. |
| author_facet | Prudius, S.V. Hes, N.L. Mylin, A.M. Brei, V.V. |
| author_sort | Prudius, S.V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-12-10T12:27:19Z |
| description | В останні роки увагу багатьох дослідників направлено на розробку каталітичних методів переробки цукрів, що походять з біомаси, в алкілалактати, які широко використовують як нетоксичні розчинники та вихідні речовини для одержання мономерного лактиду. В даній роботі досліджено трансформацію фруктози в метиллактат на Sn-вмісному каталізаторі в проточному режимі, що може становити практичний інтерес. Нанесений Sn-вмісний каталізатор було одержано простим способом просочення гранульованого γ-Al2O3. Каталітичні експерименти здійснювали в проточному реакторі за температур 160-190 °C та тиску 3.0 МПа. Як реакційну суміш використовували 1.6 - 9.5 мас. % розчини фруктози в 80 % водному розчині метанолу. Встановлено, що додавання до початкового розчину фруктози в метанолі 0.03 мас.% карбонату калію приводить до збільшення селективності за метиллактатом на 15 % при 100 % конверсії фруктози. Продукти цільової реакції С6Н12О6 + 2СН3ОН = 2С4Н8О3 + 2Н2О аналізували за допомогою методу 13С ЯМР спектроскопії. Знайдено наступні умови проведення процесу для одержання 65 моль % виходу метиллактату при 100 % конверсії фруктози: застосування 4.8 мас.% розчину фруктози в 80% метанолі, 180 °С, 3.0 МПа та навантаження на каталізатор 1.5 ммоль C6H12O6/млкат/год при часі контакту 11 хв. При цьому продуктивність каталізатора становить 2.0 ммоль C4H8O3/млкат/год.Побічними продуктами реакції є ацеталь дигідроксиацетону (20 %) та 5-гідроксиметилфурфурол (10 %). Слід відмітити, що в результаті конверсії D-фруктози на SnO2/Al2O3 каталізаторі можна одержати рацемічну суміш L- та D-метиллактатів. Встановлено, що SnO2/Al2O3 каталізатор стабільно працює протягом 6 год при збереженні конверсія фруктози на рівні 100 % та селективності за метиллактатом у 55-70 %. Після регенерації каталізатор повністю відновлював свою активність. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:47Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-23 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:47Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-232021-12-10T12:27:19Z Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі Conversion of fructose into methyl lactate over SnO2/Al2O3 catalystin flow regime Prudius, S.V. Hes, N.L. Mylin, A.M. Brei, V.V. methyl lactate fructose conversion tin-containing catalyst метиллактат конверсія фруктози олововмісний каталізатор В останні роки увагу багатьох дослідників направлено на розробку каталітичних методів переробки цукрів, що походять з біомаси, в алкілалактати, які широко використовують як нетоксичні розчинники та вихідні речовини для одержання мономерного лактиду. В даній роботі досліджено трансформацію фруктози в метиллактат на Sn-вмісному каталізаторі в проточному режимі, що може становити практичний інтерес. Нанесений Sn-вмісний каталізатор було одержано простим способом просочення гранульованого γ-Al2O3. Каталітичні експерименти здійснювали в проточному реакторі за температур 160-190 °C та тиску 3.0 МПа. Як реакційну суміш використовували 1.6 - 9.5 мас. % розчини фруктози в 80 % водному розчині метанолу. Встановлено, що додавання до початкового розчину фруктози в метанолі 0.03 мас.% карбонату калію приводить до збільшення селективності за метиллактатом на 15 % при 100 % конверсії фруктози. Продукти цільової реакції С6Н12О6 + 2СН3ОН = 2С4Н8О3 + 2Н2О аналізували за допомогою методу 13С ЯМР спектроскопії. Знайдено наступні умови проведення процесу для одержання 65 моль % виходу метиллактату при 100 % конверсії фруктози: застосування 4.8 мас.% розчину фруктози в 80% метанолі, 180 °С, 3.0 МПа та навантаження на каталізатор 1.5 ммоль C6H12O6/млкат/год при часі контакту 11 хв. При цьому продуктивність каталізатора становить 2.0 ммоль C4H8O3/млкат/год.Побічними продуктами реакції є ацеталь дигідроксиацетону (20 %) та 5-гідроксиметилфурфурол (10 %). Слід відмітити, що в результаті конверсії D-фруктози на SnO2/Al2O3 каталізаторі можна одержати рацемічну суміш L- та D-метиллактатів. Встановлено, що SnO2/Al2O3 каталізатор стабільно працює протягом 6 год при збереженні конверсія фруктози на рівні 100 % та селективності за метиллактатом у 55-70 %. Після регенерації каталізатор повністю відновлював свою активність. In recent years, numerous researchers have focused on the development of catalytic methods for processing of biomass-derived sugars into alkyl lactates, which are widely used as non-toxic solvents and are the starting material for obtaining monomeric lactide. In this work, the transformation of fructose into methyl lactate on Sn-containing catalyst in the flow reactor that may be of practical interest was studied. The supported Sn-containing catalyst was obtained by a simple impregnation method of granular γ-Al2O3. The catalytic experiments were performed in a flow reactor at temperatures of 160-190 °C and pressure of 3.0 MPa. The 1.6-9.5 wt. % fructose solutions in 80 % aqueous methanol were used as a reaction mixture. It was found that addition to a reaction mixture of 0.03 wt. % potassium carbonate leads to the increase in selectivity towards methyl lactate on 15 % at 100 % conversion of fructose. Products of the target reaction С6Н12О6 + 2СН3ОН = 2С4Н8О3 + 2Н2О were analyzed using 13C NMR method. The following process conditions for obtaining of 65 mol % methyl lactate yield at 100 % fructose conversion were found: use of 4.8 wt. % fructose solution in 80 % methanol, 180 °С, 3.0 МПа and a load on catalyst 1.5 mmol C6H12O6/mlcat/h at contact time of 11 minutes. The catalyst productivity is 2.0 mmol C4H8O3/mlcat/h and the by-products are  1,3-dihydroxyacetone dimethyl acetal (20 %) and 5-hydroxymethylfurfural (10 %). It should be noted that a racemic mixture of L- and D-methyl lactates has been obtained by conversion of D-fructose on the SnO2/Al2O3 catalyst. The SnO2/Al2O3 catalyst was found to be stable for 6 h while maintaining full fructose conversion at 55–70 % methyl lactate selectivity. After regeneration the catalyst completely restores the initial activity.  V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-11-24 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/23 10.15407/kataliz2020.30.043 Catalysis and petrochemistry; No. 30 (2020): Catalysis and petrochemistry; 43-47 Каталіз та нафтохімія; № 30 (2020): Каталіз та нафтохімія; 43-47 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2020.30 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/23/14 |
| spellingShingle | метиллактат конверсія фруктози олововмісний каталізатор Prudius, S.V. Hes, N.L. Mylin, A.M. Brei, V.V. Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title | Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title_alt | Conversion of fructose into methyl lactate over SnO2/Al2O3 catalystin flow regime |
| title_full | Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title_fullStr | Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title_full_unstemmed | Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title_short | Конверсія фруктози в метиллактат на SnO2/Al2O3 каталізаторі в проточному режимі |
| title_sort | конверсія фруктози в метиллактат на sno2/al2o3 каталізаторі в проточному режимі |
| topic | метиллактат конверсія фруктози олововмісний каталізатор |
| topic_facet | methyl lactate fructose conversion tin-containing catalyst метиллактат конверсія фруктози олововмісний каталізатор |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/23 |
| work_keys_str_mv | AT prudiussv konversíâfruktozivmetillaktatnasno2al2o3katalízatorívprotočnomurežimí AT hesnl konversíâfruktozivmetillaktatnasno2al2o3katalízatorívprotočnomurežimí AT mylinam konversíâfruktozivmetillaktatnasno2al2o3katalízatorívprotočnomurežimí AT breivv konversíâfruktozivmetillaktatnasno2al2o3katalízatorívprotočnomurežimí AT prudiussv conversionoffructoseintomethyllactateoversno2al2o3catalystinflowregime AT hesnl conversionoffructoseintomethyllactateoversno2al2o3catalystinflowregime AT mylinam conversionoffructoseintomethyllactateoversno2al2o3catalystinflowregime AT breivv conversionoffructoseintomethyllactateoversno2al2o3catalystinflowregime |