Гамма-валеролактон

Молекула Гамма-валеролактона

Гамма-валеролактон (ГВЛ) представляет собой органическое соединение с формулой C5H8O2. Это вещество представляет собой бесцветную жидкость и является одним из наиболее распространенных лактонов. ГВЛ является хиральным веществом, но обычно используется в качестве рацемата. Вещество легко получить из целлюлозной биомассы. ГВЛ используется в качестве топлива и растворителя.

ИЮПАК название: 5-метилдигидрофуран-2 (3H)-он
Другие названия: 4-пентанолид, 4-валеролактон, 4-пенталактон, 4-гидроксипентановая кислота лактон
Молекулярная формула: C5H8O2
Молярная масса: 100,116
Внешний вид: бесцветная жидкость
Плотность: 1,0465 г / мл
Температура плавления: -31 ° C (-24 ° F; 242 К)
Температура кипения: 207-208 ° C
Растворимость в воде: > = 100 мг / мл
Температура вспышки: 81 ° C (178 ° F; 354 К)

ГВЛ получают из левулиновой кислоты, которую получают из гексоз. В типичном процессе, целлюлозные биомассы, такие как кукурузные стебли, меч-трава или дерево, гидролизуют в глюкозу и другие сахара с использованием кислотных катализаторов. Полученная в результате глюкоза может быть обезвожена через оксиметилфурфурол с получением муравьиной кислоты и левулиновой кислоты, которая затем может быть гидрогенизирована до гамма-гидроксипентановой кислоты, которая легко циклизуется в гамма-валеролактон, который потенциально может применяться в качестве жидкого топлива.

ГВЛ используется в качестве потенциального зеленого растворителя. Из-за его травяного запаха, вещество используют в парфюмерной и ароматической промышленности. ГВЛ является структурным изомером дельта-валеролактона.

Поскольку ГВЛ легко извлекается из глюкозы, ГВЛ уже давно был определен в качестве потенциального «зеленого топлива». ГВЛ сохраняет 97% энергии глюкозы и может быть смешан с бензином, для замены этанола. Однако, из-за ограничений смешивания для использования в обычных двигателях внутреннего сгорания, более эффективным может быть преобразование ГВЛ в жидкие алкены (или алканы). Первым шагом в этом процессе является раскрытие кольца ГВЛ, с получением смеси пентеновых кислот. Эти кислоты могут быть декарбоксилированы, производя бутен и CO2. Эти преобразования могут быть выполнены с использованием цеолитных катализаторов. После обезвоживания этого потока, продукты могут быть подвержены олигомеризации при повышенном давлении в присутствии общей кислоты-катализатора с получением алкенов с более высоким молекулярным весом. Одним из основных преимуществ, позволяющим использовать ГВЛ в качестве практического биотоплива, является то, что он относительно недорог в производстве. С использованием дешевого сырья, это биотопливо может быть произведено за 2-3 долл. США / галлон.

Гамма-валеролактон может использоваться в производстве растворимых углеводов из стеблей кукурузы и дерева. Биомасса реагирует в смеси таких растворителей, как вода, разбавленная серная кислота и гамма-валеролактон, извлеченный из биомассы. Гамма-валеролактон обеспечивает термокаталитический гидролиз в моносахариды путем полной солюбилизации исходного материала, в том числе лигнинов. Сахаридные продукты могут быть выделены из лактона в водном растворе путем добавления антирастворителя, такого как соль или жидкая двуокись углерода. Продукт может быть использован в качестве сырья для производства фуранов или этанола.

:Tags

Читать еще: Альбинизм , Аранесп (Дарбэпоэтин альфа) , Инозитол , Нестероидные противовоспалительные препараты, Чальмугра (Hydnocarpus wightiana) ,