Sustainable synthesis and extraction of pyrrolidones produced via reductive amination of levulinic acid
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Date
2023
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Abstract
Se ha propuesto que las 5-metil-N-sustituidas-2-pirrolidonas (5MPs) sean una alternativa a la NMP, un solvente común con varias aplicaciones industriales, comerciales y de consumo, debido a que el último se considera peligroso e indeseado por los reguladores. Las 5MPs se pueden producir mediante la aminación reductiva del ácido levulínico bioderivado, bajo la presencia de un catalizador y un agente reductor como el hidrógeno molecular. Sin embargo, la posterior separación de este producto, del medio de reacción, sigue siendo un desafío presente para la posterior viabilidad industrial y comercial. Este trabajo es el primer estudio sistemático para la separación de pirrolidonas a través del equilibrio líquido-líquido. La extracción con solventes es un tema fundamental en la química verde, y por lo tanto, se debe considerar no solo el rendimiento de separación, sino también los criterios ambientales, de salud y seguridad (EHS), así como los aspectos de viabilidad industrial y comercial. Por lo tanto, se utilizó COSMO-RS junto conjunto a variadas guías EHS para seleccionar los mejores solventes para la extracción de 5-metil-Nfenil-2-pirrolidona (PP) tanto de metanol como de agua. Los solventes más prometedores se estudiaron posteriormente en experimentos de equilibrio íquido-líquido ternarios con ambos productos y reactivos. Posteriormente, se probaron los solventes para la extracción de pirrolidona de una mezcla de reacción real, producida mediante una aminación reductiva catalizada por Pt_TiO2 en condiciones ambientales. Las predicciones y las validaciones posteriores de los coeficientes de distribución y selectividades muestran que el anisol y el limoneno son solventes prometedores para la extracción de PP tanto de medios acuosos como de MeOH. Ambos solventes también son alternativas atractivas debido a que son bio-basados, siendo el primero también recomendado por las guías de selección de solventes, mientras que el último tiene ciertas preocupaciones en algunos criterios ambientales.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023
Keywords
Catalisis heterogenea, Equilibrio líquido-líquido, COSMO-RS