Figura 1. Hidrogenación de D-glucosa a D-sorbitol. Crédito:Universidad de Osaka
La mayoría de los catalizadores que promueven la conversión de glucosa en sorbitol ofrecen ciertas propiedades al tiempo que requieren compromisos con otras. Ahora, Investigadores de la Universidad de Osaka han informado de un catalizador de nanopartículas de fosfuro de níquel soportado por hidrotalcita (nano-Ni 2 P / HT) que cumple todos los requisitos. Sus hallazgos se publican en Química verde .
El sorbitol es una molécula versátil que se usa ampliamente en los alimentos, productos cosméticos, e industrias farmacéuticas. Por tanto, existe una necesidad imperiosa de producir sorbitol de forma sostenible, bajo costo, y manera verde.
Los catalizadores de níquel que se utilizan comúnmente en la hidrogenación industrial de glucosa a sorbitol son inestables en el aire y requieren condiciones de reacción de hash. Las alternativas de metales raros, a pesar de ser más eficientes, pueden ser costosas y son susceptibles de envenenamiento.
Nano-Ni 2 P / HT es estable en el aire y tiene una alta actividad para la hidrogenación de glucosa a sorbitol. Además, nano-Ni 2 P / HT produce una estructura particular de sorbitol, conocido como D-sorbitol, con un rendimiento superior al 99%. Esta alta selectividad significa que se puede obtener un producto de alta pureza.
El nano-Ni 2 La hidrogenación catalizada por P / HT se puede llevar a cabo en agua. Es más, el catalizador muestra una buena conversión y selectividad cuando la temperatura es de solo 25 ° C, en comparación con 100-180 ° C para los procesos convencionales, o cuando la presión del gas hidrógeno es de solo 1 bar, en comparación con 50-150 bar. La energía ahorrada mediante el uso de estas condiciones suaves conduciría a procedimientos más ecológicos y sostenibles. así como reducir los costos operativos.
Figura 2. (a) fotografía e (b) imagen de microscopía electrónica de nanoaleación de fosfuro de níquel soportada por hidrotalcita (nano-Ni2P / HT). Crédito:Universidad de Osaka
"Nuestro nano-Ni 2 El catalizador P / HT superó a las alternativas de níquel convencionales en términos tanto de actividad catalítica como de cantidad de D-sorbitol que se produjo, lo cual es muy alentador, "explica el primer autor del estudio, Sho Yamaguchi". nano-Ni 2 P / HT también dio un mejor rendimiento de D-sorbitol que un catalizador de metal noble disponible comercialmente ".
El uso repetido del catalizador mostró que nano-Ni 2 P / HT podría reciclarse sin una pérdida significativa de rendimiento. La reacción también podría llevarse a cabo a una alta concentración de glucosa (50% en peso), lo que demuestra la viabilidad del catalizador para uso a gran escala.
"La mejora continua del catalizador industrial es necesaria para lograr un producción de bajo coste con conciencia medioambiental, ", dice el autor correspondiente del estudio, Takato Mitsudome." Creemos que nuestro catalizador hará una contribución importante, no solo a la producción de D-sorbitol, sino al desarrollo de otros procesos que apoyen a la farmacéutica, comida, y las industrias cosmética ".
