Solid Acid Catalysts for the Dehydration of Hexoses to 5-Hydroxymethylfurfural

Resumen

La situación energética actual hace necesaria la búsqueda de nuevas fuentes sostenibles de energía y productos a partir de materiales renovables. La biomasa un recurso alternativo renovables de energía, de combustibles y de productos químicos. Las biorrefinerías lignocelulósicas la descomponen en diferentes tipos de carbohidratos. A partir de la deshidratación catalítica de los azúcares, las hexosas producen 5-hidroximetilfurfural (HMF), que también se puede transformar en ácido levulínico (LA) y ácido fórmico (FA). HMF y LA han sido identificados como dos de los 12 principales bioproductos químicos plataforma La síntesis de HMF se basa en la triple deshidratación consecutiva de glucosa y fructosa, aunque se puede utilizar sacarosa, celobiosa o inulina, así como desechos industriales, después de su despolimerización. La producción de HMF se ha evaluado ampliamente utilizando ácidos minerales como catalizadores homogéneos, pero se ha tendido a su sustitución por catalizadores sólidos ácidos, siendo muy adecuados los materiales porosos. Además la descomposición de azúcares es una reacción ácido-específica. En este trabajo, se han sintetizado y/o modificado sólidos, tanto microporosos como mesoporosos, para obtener materiales porosos con propiedades texturales y ácidas adecuadas para potenciar la actividad de la reacción de deshidratación de glucosa a HMF: óxido de tántalo mesoporoso; materiales basados en sílices mesoporosas MCM-41 y KIT-6 con diferentes proporciones de Si/Al; zeolitas de tipo ZSM-5, Y y Beta, tanto en sus formas protonadas como con hierro o cobre, y carbones activados derivados del hueso de aceituna (serie HA) o lignina (serie L) con grupos funcionales de fósforo. En primer lugar, se compararon en idénticas condiciones de reacción en la deshidratación de glucosa a HMF. También se estudió la influencia de la proporción de MIBK, la fase orgánica. También se evaluó la adición de cloruro de calcio al medio acuoso. Además se estudió la reutilización de los distintos catalizadores.