Acidul 2,5-furandicarboxilic

Resursele limitate de petrol pe langa motivele economice,geopolitice si cele legate de protejarea mediului de substantele cu grad ridicat de poluare fac ca procesele industriale din ziua de astazi sa fie nesustenabile.Un procedeu de obtinere al viiitorului si care castiga din ce in ce mai multa popularitate este obtinerea de compusii chimice de importanta ridicata din biomasa pe diferite cai.Biomasa este considerata ca noua materie prima pentru obtinerea de diferiti compusi organici sau de intermediari,obtinerea acestor compusi ce astazi se obtin doar din petrol va duce de la sine la spargerea de alte bariere asociate cu ingrijorariile legate de trecea de la petrol la o alta materie prima.

Din cauza continutului ridicat de oxigen din materia prima,adica biomasa,fata de petrol anumite etape ale proceselor industriale vor trebui eliminate (exemplu: deshidratarea, decarbonilarea, hidroxideoxigenarea).Insa pentru ca obtinerea derivatiilor chimice de interes din biomasa sa fie competitiva cu cea din petrol aspectele legate de mediu,reciclarea si economice nu trebuie ignorate.5-hidroximetilfurfural (HMF) este intermediar derivat din biomasa care poate fii folosit ca materie prima pentru sinteza de diferiti compusi organici sau drept carburant.HMF este un derivat al zaharului hexoza si poate fii transformat in cateva molecule de interes industrial prin diferite procese cum ar fii hidroliza,hidrogenarea,oxidarea s.a.Una dintre acele molecule care pot fii obtinute cu ajutorul HMF este acidul 2,5-furandicarboxilic (FDCA) obinut prin oxidarea catalitica in doua trepte.

Acidul 2,5-furandicarboxilic este clasificat de Departamentul de Energie al S.U.A drept al douasprezecela compus ca importanta in viitorul apropriat,acesta putand avea diferite intrebuintarii dealungul timpului cum ar fi obtinerea de biopolimeri,intermediar in sinteza organica sau drept combustibil.Una dintre importantele majore pe care le va avea FDCA va fii inlocuirea acidului tereftalic ce este utilizat la obtinerea polietilen tereftalatului,polimerul din care sunt realizate majoritatea maselor plastice din ziua noastra precum sticle,canii,folii,fibre,s.a.

FDCA fiind materia prima la obtinerea poli(etilen 2,5-furandicarboxilatului) sau pe scurt PEF un polimer similar cu PET-ul dar cu proprietatii si costurii de productie mult mai promitatoare decat acesta.

Dupa cele evidentiate mai sus si proprietatiile fizice si chimice prezentate de FDCA il pot face un compus de importanta majoara pe viitor datorita tuturor aplicatiilor la care acesta ar putea fii folosit.

1. Materia prima

Acidul 2,5-furandicarboxilic are ca materie prima biomasa deoarece intermediarul principal utilizat in diferite sinteze pentru obtinerea sa este HMF care este obtinut din biomasa.FDCA nu este intotdeauna obtinut direct din HMF ci si din derivati ai acestuia,datorita instabilitatii HMF in diferite procese,pentru a evita aceasta instabilitate se folosesc derivatii precum eterii 5-metoximetilfurfural,5-etoximetilfurfural sau 2,5-(bisalkoxymetil)furan s.a.

Chiar daca sinteza etanolului din biomasa a ajuns la un stadiu de maturitate,sinteza de anumiti compusi din biomasa sau cel putin a unor intermediari de sinteza este inca intro faza incipita de dezvoltare ce mai are nevoie de timp pentru a fii definit in totaliate.

2. Metoda de obtinere

Conform literaturii oxidarea HMF la FDCA are lor intro solutie apoasa de acid acetic sau a unei baze slabe folosind aerul ca oxidant.Rolul acidului acetic sau bazei slabe este de a spori solubilitatea FDCA in amestecul apos.Conform literaturii solubilitatea FDCA in amestecul de apa/acid acetic-60/40 este de 0.153 % procent masic la 250 C so 0.779 % la 700 C,insa acidul acetic din amestecul initial poate scade selectivitatea reactiei pentru FDCA cu pana 8%.

O metoda de obtinere este de a alimenta cu reactor tubular cu o solutie de 0.5 % HMF intr-un solvent format dintr-un amestec de apa si acid acetic in rapot de 60/40 pe un catalizator de Pt/ZrO2.Raportul volumetric flux lichid/flux gazos utilzat pentru a obtine rezultatele dorit este unul 1/100,la o presiune de 10 bari si 1000C.Intermediarii diformilfuran (DFF),acidul 5-hidroximetil-2-furancarboxilic (HMFCA) si acidul 5-formil-2-furancarboxilic (FFCA) se obtine in canitati mici dar considerabile in reactorul utilizat la sinteza FDCA.In reactor obtinandu-se in fractii masice 90% FDCA,2% FFCA,0.05 % DFF si altii produsi nu se mai obtin.