Otrzymywanie estrów kwasu lewulinowego w obecności nowych kwaśnych cieczy jonowych

 

  • Poziom gotowości technologicznej TRL: 4
  • Syntetyczny opis: Przedmiotem niniejszego projektu jest sposób wytwarzania estrów kwasu lewulinowego z kwasu lewulinowego i alkoholi, wobec nowych kwaśnych cieczy jonowych. Rozwiązanie to zostało zgłoszone do ochrony („Sposób otrzymywania estrów kwasu lewulinowego”, M. Musioł, D. Gillner, K. Matuszek, A. Chrobok, Zgłoszenie P 419458, 14.11.2016).

Autorzy:

  • dr hab. inż. Danuta Gillner
  • dr hab. inż. Anna Chrobok, prof. Pol. Śl.
  • mgr inż. Marta Musioł
  • dr inż. Karolina Matuszek

Korzyści z wdrożenia:

  • A. Zastosowanie jako katalizatora nowych, tanich cieczy jonowych uznawanych za przyjazne środowisku, zielone rozpuszczalniki
  • B. Produkcja w oparciu o surowce pochodzące z naturalnych źródeł odnawialnych (biomasy lignocelulozowej)
  • C. Możliwość wielokrotnego recyklu katalizatora
  • D. Prowadzenie reakcji w temperaturze pokojowej
  • E. Ograniczenie nakładów energetycznych i surowcowych
  • F. Wydzielanie produktu do drugiej fazy – co znacznie ułatwia proces separacji i oczyszczania.
  • G. Brak dodatkowych rozpuszczalników w procesie produkcyjnym.
  • H. Znaczne ograniczenie ilości odpadów

Zastosowania:

  • Przemysł paliwowy – ekologiczne dodatki do paliw
  • Branża kosmetyczna, perfumeryjna – środki zapachowe, stabilizatory i konserwanty
  • Przemysł spożywczy – dodatki zapachowe i smakowe
  • Przemysł tworzyw sztucznych – plastyfikatory, np. PVC
  • „Zielone” rozpuszczalniki – niską szkodliwość dla ludzi i środowiska, niepalność oraz ich konkurencyjna cena

Szczegóły techniczne:

Proponowana metoda syntezy estrów kwasu lewulinowego jest atrakcyjną alternatywą w porównaniu do dotychczasowych rozwiązań. Wykorzystuje ona otrzymywany z biomasy lignocelulozowej kwas lewulinowy oraz ciecze jonowe, uznane za ekologiczne, zielone rozpuszczalniki. Reakcja przebiega w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem atmosferycznym, co eliminuje konieczność ogrzewania mieszaniny reakcyjnej i stosowania skomplikowanego sprzętu. W takich warunkach, w większości przypadków, całkowite przereagowanie substratu obserwuje się już po pięciu godzinach prowadzenia reakcji. W razie konieczności skrócenia czasu reakcji możliwe jest podwyższenie temperatury, co nie wpływa na wydajność wydzielonego produktu. Na korzyść metody przemawia sposób wydzielania produktu, który ogranicza się do zdekantowania estru znad warstwy cieczy jonowej. Ciecz jonowa może być ponownie wykorzystana w kolejnych reakcjach. Możliwość wielokrotnego zastosowania cieczy jonowej z zachowaniem wysokich wydajności estrów (nawet do 10 cykli) oraz metoda wydzielania produktów, która nie wymaga stosowania dodatkowych procedur i odczynników, wpisują się w ogólnoświatowy trend zielonej chemii, co w efekcie stanowi mocną stronę pomysłu.

Słowa kluczowe:

estry kwasu lewulinowego; kwaśne ciecze jonowe; kwas lewulinowy


Projekt Współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego z programu „Inkubator Innowacyjności +” w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, Działanie 4.4 Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R