211service.com
Green Chemists Synteza waniliny z trocin
Popyt na aromat waniliowy przewyższa podaż z naturalnych strąków wanilii nawet o dziesięć do jednego. Tak więc istnieje ogromne zainteresowanie znalezieniem tanich i łatwych sposobów syntezy waniliny, aldehydu fenolowego, który jest aktywnym składnikiem tego aromatu.
Jednym ze stosowanych od dawna podejść jest wytwarzanie waniliny z ligniny, biopolimeru znajdującego się w miazdze drzewnej, a tym samym jednego z najpopularniejszych polimerów organicznych na świecie. Antykwariaty mają tendencję do przyjemnego zapachu, ponieważ lignina w papierze rozkłada się na wanilinę. W latach 80. około 60 procent światowej waniliny syntetycznej pochodziło z odpadów ligninowych produkowanych przez jedną papiernię w Kanadzie.
Jest jednak pewien problem z takim podejściem. Komercyjny proces utleniania ligniny opiera się na mieszaninie wodorotlenku sodu i siarczku sodu, zwanej ługiem białym, która jest mocną zasadą i silnie korozyjną. Produkty uboczne tego procesu muszą być później zneutralizowane mocnymi kwasami. W związku z tym produkcja waniliny w ten sposób jest tak szkodliwa dla środowiska, że jest obecnie rzadko stosowana.
Unika się również innych podejść obejmujących rozpuszczalniki organiczne, ponieważ rozpuszczalniki te są wysoce łatwopalne i toksyczne oraz stanowią poważne zagrożenie dla środowiska.
Zamiast tego chemicy mają tendencję do syntezy waniliny przy użyciu bardziej ekologicznego, ale droższego procesu opartego na materiale petrochemicznym, gwajakolu.
Niemniej jednak istnieje powszechne zainteresowanie znalezieniem przyjaznego dla środowiska sposobu wytwarzania waniliny z ligniny ze względu na potencjał, aby być tak tanim.
Dzisiaj Ahmad Shamsuri i D K Abdullah z University Putra Malaysia twierdzą, że odkryli przyjazny dla środowiska sposób utleniania ligniny do waniliny, który może zmienić ekonomię syntezy waniliny.
Ich metoda opiera się na stosunkowo nowej chemii cieczy jonowych, soli występujących w stanie ciekłym. Ciecze te składają się z anionów i kationów, które będąc związane, mogą również swobodnie poruszać się w stanie ciekłym.
Większość cieczy jonowych jest bardzo toksyczna. Ale w ostatnich latach chemicy zaczęli bawić się wersjami z anionami i kationami, które są znacznie mniej reaktywne, a więc mniej szkodliwe.
Jednym z nich jest metylosiarczan 1,3-dimetyloimidazolium – stosunkowo łagodna substancja, która jest płynna w temperaturze pokojowej
Shamsuri i Abdullah zaczęli od ligniny, którą zabrali z lokalnego tartaku przetwarzającego drzewa kauczukowe. Rozpuścili ligninę w metylosiarczanie 1,3-dimetyloimidazoliowym, a następnie przepuszczali przez ciecz tlen. Na koniec oddzielili wanilinę i wszelkie inne produkty uboczne utleniania, filtrując mieszaninę.
Interesujące są wyniki ich analizy tego filtratu. Shamsuri i Abdullah wykorzystali zarówno analizę w podczerwieni z transformacją Fouriera, jak i wysokociśnieniową chromatografię cieczową, aby zidentyfikować obecność waniliny w tym materiale.
To ważne, ponieważ pokazuje potencjał cieczy jonowych do zastępowania szkodliwych dla środowiska procesów znacznie bardziej ekologicznymi. Rzeczywiście, ruch zielonej chemii po cichu zmienia sposób, w jaki przemysł chemiczny wykonuje swoją pracę, czyniąc olbrzymie postępy w ochronie planety. Jest to jedna z najwspanialszych, nieopowiedzianych historii współczesnej nauki.
Być może przyszła produkcja waniliny będzie tylko małą częścią tego.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1306.2442 : Wstępne badanie utleniania ligniny z drewna kauczukowego do waniliny w ciekłym medium jonowym