Ácido L

Literalmente, toda la biomasa lignocelulósica (terrestre), así como materias primas glucósicas no convencionales, como algas marinas y de agua dulce, y fuentes bacterianas como las cianobacterias, se pueden utilizar para la producción de AL. Los diversos desechos agrícolas (biomasa lignocelulósica), a saber, algodón, bagazo de caña de azúcar, Cicer arietinum, paja de arroz, rastrojos de maíz, bagazo de sorgo dulce y miscanthus, que forman una fuente potencial de AL.

La fructosa o la materia prima que contiene fructosa, como el jugo de caña de azúcar, es una materia prima ideal para la producción de LA. Esto se debe a los pasos mecánicos involucrados en la conversión directa de biomasa celulósica en AL. Los pasos mecanísticos implicados en la conversión de celulosa en LA comprenden el paso inicial de hidrólisis de celulosa a glucosa catalizada por un ácido; la glucosa luego se isomeriza a fructosa. Mediante pasos consecutivos de deshidratación y rehidratación, la fructosa se convierte en hidroximetilfurfural y LA, respectivamente. Cada mol de fructosa produce un mol de LA y ácido fórmico. Las etapas difíciles de la conversión directa de biomasa en AL, a saber, la hidrólisis de la celulosa y la isomerización de la glucosa, podrían evitarse si la industria utilizara fructosa o carbohidratos que contienen fructosa como materia prima en lugar de biomasa celulósica, hasta que se desarrolle la tecnología para la conversión directa de La biomasa lignocelulósica a LA está madura. Esto aceleraría la aparición en el mercado de productos basados ​​en AL al servicio de la humanidad, aliviando los problemas de crisis energética y medioambiental.

Esto es análogo al uso de la caña de azúcar como materia prima para la producción de bioetanol en Brasil y Estados Unidos, que ha visto la luz en el mercado como sustituto/aditivo de la gasolina. Hasta que la tecnología para la conversión directa de materia prima celulósica en combustibles (bioetanol) y productos químicos (LA) esté madura, se deben utilizar carbohidratos fáciles (monoméricos/diméricos) como materia prima para satisfacer la creciente demanda de combustible, como se puede ver en el análisis del combustible. y crisis económicas en Sri Lanka. Se logra un rendimiento de LA del 100% en moles y una conversión del 100% de fructosa a 120 grados en 30 h utilizando una resina de ácido perfluorosulfónico comercial en forma de gránulos como catalizador. Es necesario ampliar estas estrategias catalizadoras para la producción industrial de AL. La diversificación de LA hacia combustibles, productos químicos y materiales requiere un enorme suministro de este químico estratégico.

El uso de un medio de reacción no convencional como la -valerolactona (GVL), como solvente, redujo la energía de activación del proceso de conversión de biomasa a LA. La cinética de reacción de conversión de glucosa a LA se aceleró mediante el uso de GVL como disolvente en lugar de agua. Se mejoró la adsorción de glucosa en la superficie del catalizador ácido sólido (CH3-SBA-15-SO3H). Además, la etapa determinante de la velocidad, es decir, la deshidratación directa de glucosa a 5-HMF, se aceleró en el medio GVL ya que la etapa intermitente de isomerización de glucosa a fructosa se eliminó completamente en este medio. Se informó que la energía de activación para la conversión de glucosa en LA era de 62,66 kJ/mol. El rendimiento de LA aumentó cinco veces cuando la reacción se llevó a cabo en medio GVL en lugar de agua, siendo las condiciones de reacción una temperatura de 160 grados durante 120 minutos. Otra nueva vía en este campo de investigación es el uso de disolventes orgánicos respetuosos con el medio ambiente, concretamente, disolventes eutécticos profundos (DES), para el pretratamiento de biomasa lignocelulósica para reducir la recalcitrancia de la biomasa y mejorar la accesibilidad del sitio de reacción por parte del catalizador ácido.

El uso de DES para el pretratamiento de la biomasa mejora la accesibilidad del sitio del ácido catalítico (H+) al sitio de reacción en el sustrato mediante una doble acción, a saber, disolviendo el componente de hemicelulosa y debilitando el hidrógeno inter e intramolecular. unión que dificulta la accesibilidad al sitio de reacción. Ejemplos típicos de tales DES incluyen cloruro de colina-ácido acético, cloruro de colina-ácido succínico, cloruro de colina-ácido oxálico, cloruro de colina-ácido malónico y cloruro de colina-ácido láctico. La innovación en el diseño de catalizadores incluye el dopaje o funcionalización de heteroátomos en materiales de carbón activado, lo que los convierte en catalizadores ambientalmente benignos para la conversión de biomasa. Las estrategias para la funcionalización con azufre de material de carbón activado derivado de biomasa (Ipomoea carnea) utilizando una solución de azufre elemental/hidrazina en condiciones de reacción modestas (400 grados) dieron como resultado una carga de azufre de 0,34% en peso, y el material resultante fue Se utiliza como adsorbente de Hg para aplicaciones medioambientales. El nitruro de carbono funcionalizado con sulfonato/sulfato (g-C3N4) con un contenido de azufre del 9,2% catalizó la conversión de glucosa en LA con un rendimiento del 48% molar y una selectividad del 57% molar.

El ácido acetilpropiónico es un tipo de compuesto multifuncional que contiene grupo carbonilo, hidrógeno y grupo carboxilo al mismo tiempo, es la materia prima básica para la síntesis de todo tipo de productos químicos ligeros, tiene una amplia gama de valor de uso en síntesis orgánica. y la industria farmacéutica, industrial y agrícola, la valerolactona, el producto hidrogenado del ácido acetilpropiónico, es un tipo de disolvente de alto nivel y puede utilizarse como intermediario en la producción de caucho sintético, plastificante en frío y surfactante. El producto hidrogenado valerolactona es un disolvente de alto nivel y puede utilizarse como intermediario en la producción de caucho sintético, plastificante en frío y tensioactivo.

El cloruro de ácido acetilpropiónico se puede utilizar como agente bacteriostático para el agua en circulación industrial. En agricultura, las sales de amina del ACP se utilizan como herbicidas y defoliantes. En medicina, el ácido acetilpropiónico se puede utilizar para producir medicamentos antiinflamatorios e inyecciones intravenosas a partir de materias primas de almidón, glucosa y celulosa mediante hidrólisis profunda. Usualmente usando ácido clorhídrico (o ácido sulfúrico) u otros catalizadores de hidrólisis en presencia de las condiciones de calentamiento mediante el paso de generación de 5-hidroximetilfurfural, y luego 5-descomposición de hidroximetilfurfural para obtener ácido acetilpropiónico, concentrado por filtración, y luego, la destilación o extracción a presión reducida para producir un producto terminado se puede utilizar como reacción de ácido carboxílico, pero también como reacción de cetona, mediante esterificación, halogenación, mediante Esterificación, halogenación, hidrogenación, deshidrogenación oxidativa, condensación y otras reacciones químicas, se pueden producir una variedad de productos. Se pueden utilizar como modificadores de plástico, disolventes, productos farmacéuticos, productos químicos industriales, especias, pesticidas intermedios, intermedios de síntesis orgánica, aditivos poliméricos, aditivos lubricantes, tensioactivos, tintas de impresión, aditivos de caucho, aditivos cosméticos (incluidos champús y enjuagues), etc.