Гидрирование D-маннозы до D-маннита с использованием катализатора Ru/СПС MN 100
Автор: Григорьев Максим Евгеньевич, Лебедева Мария Борисовна, Манаенков Олег Викторович, Долуда Валентин Юрьевич, Филатова Анастасия Евгеньевна, Матвеева Валентина Геннадьевна
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Химические науки
Статья в выпуске: 12 (25), 2017 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена процессу гидрирования D-маннозы до D-маннита, являющегося ценным сырьем для пищевой, химической и фармацевтической промышленности. В данной работе приведены экспериментальные данные по каталитическому гидрированию D-маннозы до D-маннита: зависимости конверсии субстрата от температуры (варьировалась от 393 до 493 К), парциального давления водорода (варьировалось от 20 до 80 атм) и концентрации D-маннозы (варьировалась от 0,1 до 0,6 моль/л). Также приведены зависимости селективности каталитического процесса гидрирования от конверсии субстрата. Гидрирование D-маннозы проводилось в периодическом реакторе. В качестве катализатора процесса гидрирования была использована каталитическая система - рутений на сверхсшитом полистироле (СПС) с содержанием активного металла - 3% (вес.). Катализатор был получен методом пропитки СПС марки MN 100 водорастворимой солью рутения в смеси растворителей: тетрагидрофуран-метанол-вода в соотношении 4:1:1. Перед проведением опыта катализатор был восстановлен в токе водорода при атмосферном давлении и температуре 573 К. Анализ отбираемых из реактора проб осуществлялся методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием жидкостного хроматографа «Хроматэк - Кристалл ВЭЖХ 2014». На основании полученных экспериментальных данных была показана возможность использования катализатора Ru/СПС MN 100 для эффективного гидрирования D-маннозы, осуществлен выбор «оптимальных» условий каталитического гидрирования D-маннозы до D-маннита по показателям высокой селективности процесса при практически полной конверсии субстрата (99%). Приведены литературные даны для сравнения каталитической системы - рутений на подложке из TiO2 модифицированной оксидом никеля с Ru/СПС MN 100. На основании сравнения показано преимущество Ru/СПС MN 100 для гидрирования D-маннозы.
Гидрирование, d-манноза, d-маннит, катализатор ru/спс mn 100
Короткий адрес: https://sciup.org/14111365
IDR: 14111365 | DOI: 10.5281/zenodo.1101190
Список литературы Гидрирование D-маннозы до D-маннита с использованием катализатора Ru/СПС MN 100
- Kuusisto J., Mikkola J. P., Casal P. P., Karhu H., Väyrynen J., Salmi T. Kinetics of the catalytic hydrogenation of d-fructose over a CuO-ZnO catalyst//Chemical Engineering Journal. 2005. V. 115. №1. P. 93-102.
- Toukoniitty B., Kuusisto J., Mikkola J. P., Salmi T., Murzin D. Y. Effect of ultrasound on catalytic hydrogenation of D-fructose to D-mannitol//Industrial & engineering chemistry research. 2005. V. 44. №25. P. 9370-9375 DOI: 10.1021/ie050190s
- Wisselink H. W., Weusthuis R. A., Eggink G., Hugenholtz J., Grobben G. J. Mannitol production by lactic acid bacteria: a review//International Dairy Journal. 2002. V. 12. №2. С. 151-161.
- Heinen A. W., Peters J. A., van Bekkum H. Hydrogenation of fructose on Ru/C catalysts//Carbohydrate research. 2000. V. 328. №4. P. 449-457.
- Makkee M., Kieboom A. P. G., Van Bekkum H. Production Methods of D-Mannitol//Starch-Stärke. 1985. V. 37. №4. P. 136-141.
- Wisnlak J., Simon R. Hydrogenation of glucose, fructose, and their mixtures//Industrial & Engineering Chemistry Product Research and Development. 1979. V. 18. №1. P. 50-57.
- Hoffer B. W., Crezee E., Devred F., Mooijman P. R. M., Sloof W. G., Kooyman P. J., Moulijn J. A. The role of the active phase of Raney-type Ni catalysts in the selective hydrogenation of D-glucose to D-sorbitol//Applied Catalysis A: General. 2003. V. 253. №2. P. 437-452.
- Gallezot P., Cerino P. J., Blanc B., Fleche G., Fuertes P. Glucose hydrogenation on promoted raney-nickel catalysts//Journal of Catalysis. 1994. V. 146. №1. P. 93-102.
- Hoffer B. W., Crezee E., Mooijman P. R. M., van Langeveld A. D., Kapteijn F., Moulijn J. A. Carbon supported Ru catalysts as promising alternative for Raney-type Ni in the selective hydrogenation of D-glucose//Catalysis Today. 2003. V. 79. P. 35-41.
- Mishra D. K., Hwang J. S. Selective hydrogenation of D-mannose to D-mannitol using NiO-modified TiO2 (NiO-TiO2) supported ruthenium catalyst//Applied Catalysis A: General. 2013. V. 453. P. 13-19.
