Evaluación de la obtención de 5-hidroximetilfurfural, molécula plataforma en la industria farmacéutica, a partir de glucosa empleando catálisis heterogénea
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2022
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Resumen
En este trabajo se evaluó la obtención de 5-hidroximetilfurfural mediante catálisis heterogénea, está por medio de la deshidratación de glucosa para lograr cumplir con el objetivo de llegar al compuesto de interés (5-HMF). Con el fin de conseguir los mejores resultados en cuanto a conversión de glucosa, selectividad y rendimiento a 5-HMF se realizó una búsqueda sistemática en bases de datos (ScienceDirect, PubMed, Elsevier, Redalyc, Scopus, Springer, Google Scholar) contando con todos los parámetros necesarios y palabras clave (5-hidroximetilfurfural, glucosa y catálisis heterogenea) que aportaron información valiosa para el proyecto. Se tuvo en cuenta variables como el tiempo, la temperatura y catalizador empleado para así crear un diseño experimental, pero teniendo en cuenta los catalizadores sintetizados dentro del grupo de investigación (Vanadio, Vanadio-Tungsteno, Tungsteno, Hierro y Molibdeno). Se realizaron cinco reacciones donde la variable principal fue el catalizador y se varió la temperatura, ya que la primera fue un control así que no tenía catalizador, las siguientes dos se realizaron con catalizador de vanadio con soporte de óxido de silicio (V/SiO2) y para finalizar las reacciones se empleó un catalizador bimetálico de vanadio-tungsteno sobre un soporte de óxido de silicio (VW/SiO2) para poder comparar la efectividad de estos catalizadores y observar cómo actúan en el medio de reacción, la otra variable que se tuvo en cuenta fue la temperatura implementando dos diferentes (140 °C y 180 °C) debido a que lo encontrado en la literatura menciona esto como un factor importante, por ultimo cabe mencionar que el tiempo para todas las reacciones fue el mismo (120 minutos). Los resultados demostraron la influencia de los catalizadores en cuanto a conversión de glucosa, donde logran alcanzar valores altos de conversión de glucosa (81,48% y 88,81%) a mayor temperatura, demostrando la importancia de escoger bien la temperatura de reacción. Así mismo se logra observar cómo estas variables infieren en los resultados de selectividad y rendimiento a 5-HMF, siendo notablemente mejor la temperatura más alta (180°C) y el catalizador mono metálico de Vanadio (V/SiO2).
Descripción
Abstract
In this work, the obtaining of 5-hydroxymethylfurfural by heterogeneous catalysis was evaluated, it is by means of glucose dehydration to achieve the objective of reaching the compound of interest (5-HMF). In order to achieve the best results in terms of glucose conversion, selectivity and yield to 5-HMF, a systematic search was carried out in databases (ScienceDirect, PubMed, Elsevier, Redalyc, Scopus, Springer, Google Scholar) with all the necessary parameters and keywords (5-hydroxymethylfurfural, glucose and heterogeneous catalysis) that provided valuable information for the project. Variables such as time, temperature and catalyst used were taken into account in order to create an experimental design, but taking into account the catalysts synthesized within the research group (Vanadium, Vanadium-Tungsten, Tungsten, Iron and Molybdenum). Five reactions were carried out where the main variable was the catalyst and the temperature was varied, since the first one was a control so it had no catalyst, the following two were carried out with vanadium catalyst with silicon oxide support (V/SiO2) and to finish the reactions a bimetallic catalyst of vanadium-tungsten on a silicon oxide support (VW/SiO2) was used to compare the effectiveness of these catalysts and to observe how they act in the reaction medium, The other variable that was taken into account was the temperature, implementing two different temperatures (140 °C and 180 °C) because the literature mentions this as an important factor, finally it is worth mentioning that the time for all reactions was the same (120 minutes). The results showed the influence of the catalysts in terms of glucose conversion, where they achieve high values of glucose conversion (81.48% and 88.81%) at higher temperatures, demonstrating the importance of choosing the right reaction temperature. Likewise, it is possible to observe how these variables influence the results of selectivity and yield at 5-HMF, being notably better the higher temperature (180°C) and the mono-metallic Vanadium catalyst (V/SiO2).
Palabras clave
5-Hidroximetilfurfural, Glucosa, Catálisis heterogénea
Keywords
5-Hydroxymethylfurfural, Glucose, Heterogeneous catalysis