Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі
Ethylene glycol and propylene glycol are important representatives of polyols. On an industrial scale, they are obtained from petrochemical raw materials. Within a decade, significant efforts were made for the producing of polyols from biologically renewable raw materials - carbohydrates. The genera...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/24 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471898920878080 |
|---|---|
| author | Sharanda, M.E. Bondarenko, E.A. |
| author_facet | Sharanda, M.E. Bondarenko, E.A. |
| author_sort | Sharanda, M.E. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-12-10T12:27:19Z |
| description | Ethylene glycol and propylene glycol are important representatives of polyols. On an industrial scale, they are obtained from petrochemical raw materials. Within a decade, significant efforts were made for the producing of polyols from biologically renewable raw materials - carbohydrates.
The general trend for carbohydrate hydrogenolysis includes application of liquid-phase process with the use of modified metal-oxide catalysts, at 120-120 ° C and pressure of 3MPa or above. So high pressure is used for the reason to increase hydrogen solubility, and also due to the high partial pressure of low boiling solvents. We supposed that usage of high boiling solvents could allow hydrogenolysis to be performed at the lower pressure. Ethylene glycol and propylene glycol are of particular interest as such kind of solvent since they are both the main products of glucose hydrogenolysis. In this work, the process of hydrogenolysis of glucose and fructose over Cu / MgO-ZrO2 catalyst have been studied at temperature range of 160-200 °C and a pressure of 0.1-0.3 MPa in a flow reactor. The solvents were simultaneously the target products of the reaction - ethylene glycol and / or propylene glycol. Gas chromatography and 13C NMR were used for the reaction products identification. It was found that the solubility of glucose in propylene glycol is 21 % by weight, and in ethylene glycol 62 % by weight. It was pointed out that the process of hydrogenolysis can take place at a pressure close to atmospheric. Under these conditions, the conversion of hexoses reaches 96-100 %. The reaction products are preferably propylene glycol and ethylene glycol. The total selectivity for C3-2 polyols is 90-94 %, that is higher than in the hydrogenolysis of glucose in aqueous solution. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:51Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-24 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:51Z |
| 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-242021-12-10T12:27:19Z Hydrogenolysis of glucose and fructose in glycol solutions over CuO-MgO-ZrO2 catalyst Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі Sharanda, M.E. Bondarenko, E.A. ethylene glycol, propylene glycol, catalyst, hydrogenolysis, glucose, fructose, atmosphere pressure етиленгліколь, пропіленгліколь, каталізатор, гідрогеноліз, глюкоза, фруктоза, атмосферний тиск. Ethylene glycol and propylene glycol are important representatives of polyols. On an industrial scale, they are obtained from petrochemical raw materials. Within a decade, significant efforts were made for the producing of polyols from biologically renewable raw materials - carbohydrates. The general trend for carbohydrate hydrogenolysis includes application of liquid-phase process with the use of modified metal-oxide catalysts, at 120-120 ° C and pressure of 3MPa or above. So high pressure is used for the reason to increase hydrogen solubility, and also due to the high partial pressure of low boiling solvents. We supposed that usage of high boiling solvents could allow hydrogenolysis to be performed at the lower pressure. Ethylene glycol and propylene glycol are of particular interest as such kind of solvent since they are both the main products of glucose hydrogenolysis. In this work, the process of hydrogenolysis of glucose and fructose over Cu / MgO-ZrO2 catalyst have been studied at temperature range of 160-200 °C and a pressure of 0.1-0.3 MPa in a flow reactor. The solvents were simultaneously the target products of the reaction - ethylene glycol and / or propylene glycol. Gas chromatography and 13C NMR were used for the reaction products identification. It was found that the solubility of glucose in propylene glycol is 21 % by weight, and in ethylene glycol 62 % by weight. It was pointed out that the process of hydrogenolysis can take place at a pressure close to atmospheric. Under these conditions, the conversion of hexoses reaches 96-100 %. The reaction products are preferably propylene glycol and ethylene glycol. The total selectivity for C3-2 polyols is 90-94 %, that is higher than in the hydrogenolysis of glucose in aqueous solution. 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 С2-3-поліолами становить 90-94 %, тобто є вищою, ніж при гідрогенолізі глюкози в водному розчині. 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/24 10.15407/kataliz2020.30.048 Catalysis and petrochemistry; No. 30 (2020): Catalysis and petrochemistry; 48-55 Каталіз та нафтохімія; № 30 (2020): Каталіз та нафтохімія; 48-55 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2020.30 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/24/15 |
| spellingShingle | етиленгліколь пропіленгліколь каталізатор гідрогеноліз глюкоза фруктоза атмосферний тиск. Sharanda, M.E. Bondarenko, E.A. Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title | Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title_alt | Hydrogenolysis of glucose and fructose in glycol solutions over CuO-MgO-ZrO2 catalyst |
| title_full | Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title_fullStr | Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title_full_unstemmed | Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title_short | Гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на CuO-MgO-ZrO2 каталізаторі |
| title_sort | гідрогеноліз глюкози та фруктози в розчинах гліколів на cuo-mgo-zro2 каталізаторі |
| topic | етиленгліколь пропіленгліколь каталізатор гідрогеноліз глюкоза фруктоза атмосферний тиск. |
| topic_facet | ethylene glycol propylene glycol catalyst hydrogenolysis glucose fructose atmosphere pressure етиленгліколь пропіленгліколь каталізатор гідрогеноліз глюкоза фруктоза атмосферний тиск. |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/24 |
| work_keys_str_mv | AT sharandame hydrogenolysisofglucoseandfructoseinglycolsolutionsovercuomgozro2catalyst AT bondarenkoea hydrogenolysisofglucoseandfructoseinglycolsolutionsovercuomgozro2catalyst AT sharandame gídrogenolízglûkozitafruktozivrozčinahglíkolívnacuomgozro2katalízatorí AT bondarenkoea gídrogenolízglûkozitafruktozivrozčinahglíkolívnacuomgozro2katalízatorí |