L àcid

Literalment, tota la biomassa lignocel·lulòsica (terrestre), així com les matèries primeres glucòsiques no convencionals, com les algues marines i d'aigua dolça, i les fonts bacterianes com els cianobacteris es poden utilitzar per a la producció de LA. Els diversos residus agrícoles (biomassa lignocel·lulòsica), és a dir, cotó, bagàs de canya de sucre, Cicer arietinum, palla d'arròs, blat de moro, bagàs de sorgo dolç i miscant, que formen una font potencial d'AL.

La fructosa o la matèria primera que conté fructosa, com el suc de canya de sucre, és una matèria primera ideal per a la producció de LA. Això es deu als passos mecanicistes implicats en la conversió directa de biomassa cel·lulòsica a LA. Els passos mecànics implicats en la conversió de cel·lulosa a LA comprenen el pas inicial d'hidròlisi de cel·lulosa a glucosa catalitzada per un àcid; llavors la glucosa s'isomeritza a fructosa. Per passos consecutius de deshidratació i rehidratació, la fructosa es converteix en hidroximetil furfural i LA, respectivament. Cada mol de fructosa produeix un mol de LA i àcid fòrmic. Les difícils etapes de la conversió directa de la biomassa a LA, és a dir, la hidròlisi de la cel·lulosa i la isomerització de la glucosa, es podrien evitar si la indústria utilitzés hidrats de carboni que contenen fructosa/fructosa com a matèria primera en comptes de la biomassa cel·lulosa, fins que la tecnologia per a la conversió directa de la biomassa lignocel·lulòsica a LA és madura. Això acceleraria l'aparició de productes basats en LA al mercat al servei de la humanitat, alleujant els problemes de les crisis energètiques i ambientals.

Això és anàleg a l'ús de la canya de sucre com a matèria primera per a la producció de bioetanol al Brasil i als EUA, que ha vist la llum al mercat com a substitut/additiu de la gasolina. Fins que la tecnologia per a la conversió directa de matèries primeres cel·lulòsiques en combustibles (bioetanol) i productes químics (LA) estigui madura, s'han d'utilitzar carbohidrats fàcils (monomèrics/dimèrics) com a matèria primera per satisfer la demanda creixent de combustible, com es pot veure en el combustible. i les crisis econòmiques a Sri Lanka. S'aconsegueix un rendiment de LA del 100% molar i una conversió del 100% de fructosa a 120 graus en 30 h utilitzant una resina comercial d'àcid perfluorosulfònic en forma de pellet com a catalitzador. Aquestes estratègies catalitzadores han de ser ampliades per a la producció industrial de LA. La diversificació de LA cap a combustibles, productes químics i materials requereix un gran subministrament d'aquest producte químic estratègic.

L'ús d'un medi de reacció no convencional com la -valerolactona (GVL), com a dissolvent, va reduir l'energia d'activació del procés de conversió de biomassa a LA. La cinètica de reacció de conversió de glucosa a LA es va accelerar mitjançant l'ús de GVL com a dissolvent en lloc d'aigua. Es va millorar l'adsorció de glucosa a la superfície del catalitzador àcid sòlid (CH3-SBA-15-SO3H). A més, el pas que determina la velocitat, és a dir, la deshidratació directa de la glucosa a 5-HMF es va accelerar al medi GVL, ja que el pas intermitent d'isomerització de la glucosa a la fructosa es va eliminar completament en aquest medi. Es va informar que l'energia d'activació per a la conversió de glucosa a LA era de 62,66 kJ/mol. El rendiment de LA es va augmentar cinc vegades quan la reacció es va dur a terme en medi GVL en lloc d'aigua, amb les condicions de reacció a una temperatura de 160 graus durant 120 min. Una altra nova via en aquest camp de recerca és l'ús de dissolvents orgànics respectuosos amb el medi ambient, és a dir, dissolvents eutèctics profunds (DES), per al pretractament de la biomassa lignocel·lulòsica per reduir la recalcitrància de la biomassa i millorar l'accessibilitat del lloc de reacció per part del catalitzador àcid.

L'ús de DES per al pretractament de la biomassa millora l'accessibilitat del lloc de l'àcid catalític (H+) al lloc de reacció del substrat mitjançant una doble acció, és a dir, dissolt el component d'hemicel·lulosa i debilitant l'hidrogen inter i intramolecular. enllaç que dificulta l'accessibilitat al lloc de reacció. Exemples típics d'aquests DES inclouen clorur de colina-àcid acètic, clorur de colina-àcid succínic, clorur de colina-àcid oxàlic, clorur de colina-àcid malònic i clorur de colina-àcid làctic. La innovació en el disseny de catalitzadors inclou el dopatge d'heteroàtoms o la funcionalització d'heteroàtoms en materials de carbó actiu, convertint-los en catalitzadors ecològics per a la conversió de biomassa. Les estratègies per a la funcionalització del sofre del material de carbó actiu derivat de la biomassa (Ipomoea carnea) utilitzant una solució elemental de sofre/hidrazina en condicions de reacció modestes (400 graus) van donar lloc a una càrrega de sofre del 0,34% en pes, i el material resultant va ser s'utilitza com a adsorbent de Hg per a aplicacions ambientals. El nitrur de carboni funcionalitzat amb sulfat/sulfonat (g-C3N4) amb un contingut de sofre del 9,2% va catalitzar la conversió de glucosa a LA amb un rendiment del 48% molar i una selectivitat del 57% molar.

L'àcid acetilpropiònic és un tipus de compost multifuncional que conté grup carbonil, hidrogen i grup carboxil alhora, és la matèria primera bàsica per a la síntesi de tot tipus de productes químics lleugers, té una àmplia gamma de valors d'ús en síntesi orgànica. i industrial i agrícola, indústria farmacèutica, -valerolactona, el producte hidrogenat de l'àcid acetilpropiònic, és una mena de dissolvent d'alt nivell i que es pot utilitzar com a intermedi en la producció de cautxú sintètic, plastificant en fred i tensioactiu. El producte hidrogenat -valerolactona és un dissolvent d'alt nivell i es pot utilitzar com a intermedi en la producció de cautxú sintètic, plastificant en fred i tensioactiu.

El clorur d'àcid acetilpropiònic es pot utilitzar com a agent bacteriostàtic per a l'aigua de circulació industrial. En l'agricultura, les sals d'amina d'ACP s'utilitzen com a herbicides i defoliants. En medicina, l'àcid acetilpropiònic es pot utilitzar per produir fàrmacs antiinflamatoris i injeccions intravenoses a partir de matèries primeres de midó, glucosa i cel·lulosa mitjançant hidròlisi profunda. Normalment s'utilitza àcid clorhídric (o àcid sulfúric) o altres catalitzadors d'hidròlisi en presència de les condicions d'escalfament per 5-etapa de generació d'hidroximetilfurfural, i després descomposició d'5-hidroximetilfurfural per obtenir àcid acetilpropiònic, concentrat per filtració, i llavors la destil·lació o extracció a pressió reduïda per produir un producte acabat es pot utilitzar com a reacció d'àcid carboxílic, però també com a una reacció cetònica, mitjançant esterificació, halogenació, mitjançant esterificació, halogenació, hidrogenació, deshidrogenació oxidativa, condensació i altres reaccions químiques, es poden produir una varietat de productes. Es poden utilitzar com a modificadors de plàstic, dissolvents, productes farmacèutics, productes químics industrials, espècies, productes intermedis de pesticides, intermedis de síntesi orgànica, additius de polímers, additius lubricants, tensioactius, tintes d'impressió, additius de cautxú, additius cosmètics (inclosos xampús i esbandits), etc.