Evaluación de la obtención de alcohol furfurílico, molécula plataforma para la síntesis de excipientes, a partir de xilosa mediante catálisis heterogénea
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2022
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Resumen
El alcohol furfurílico es una molécula plataforma de valor agregado que en la industria farmacéutica se caracteriza por ser un precursor de excipientes que forman parte de formulaciones cosméticas y parenterales. Para la síntesis de este compuesto normalmente se utilizan como catalizadores el ácido sulfúrico y la cromita de cobre, sin embargo, su aplicación es muy tóxica para el medio ambiente. Con base en lo anterior, en el presente proyecto se propone evaluar la obtención del alcohol furfurílico a partir de xilosa mediante catálisis heterogénea. Inicialmente se realizó una búsqueda sistemática con el fin de determinar el catalizador que se va a emplear y las condiciones de reacción, de ello se determinó que se van a utilizar Fe-Mo y V W soportados con dióxido de silicio a temperaturas de 160 y 180°C, posteriormente, teniendo en cuenta estos resultados se formuló un diseño estadístico 2^2 del cual se establecieron las variables como catalizador y temperatura a un tiempo constante. Finalmente, de lo que se ha explicado, se procedió en realizar 4 ensayos para analizar la formación de alcohol furfurílico, como resultado se logró conversiones de xilosa de 77.32% en mol y 42.02% en mol con una selectividad de 0.23% en mol y 0.16% en mol y rendimiento de 0.17% en mol y 0.07% en mol para el catalizador Fe-Mo/SiO2, por lo cual se concluye que es posible obtener el alcohol furfurílico a partir de xilosa en un solo paso con el catalizador mencionado, no obstante, se recomienda evaluar otras variables como la proporción de los metales de transición y el óxido de silicio en el catalizador, temperatura, tiempo y donador de hidrógeno para las condiciones de reacción.
Descripción
Abstract
Furfuryl alcohol is a value-added platform molecule that in the pharmaceutical industry is characterized by being a precursor in the synthesis of the excipients that are part of cosmetic and parenteral formulations. For the synthesis of this compound, sulfuric acid and copper chromite are normally used as catalysts, however, their application is toxic for the environment. Based on the above information, it is proposed to evaluate the obtaining of furfuryl alcohol from xylose by heterogeneous catalysis. Initially, a systematic search was carried out to determine the catalyst and the reaction conditions to be applied, from which it was determined that Fe-Mo and V-W supported with silicon dioxide at temperatures of 160 and 180 °C will be used in the chemical reactions. Subsequently, considering the results, a statistical design 2^2 was formulated, from which the independent variables such as catalyst and temperature were established. Finally, from what has been explained, four chemical reactions were carried out to analyze the formation of furfuryl alcohol, as a result, xylose conversions of 77.32 and 42.02% were achieved with a selectivity to furfuryl alcohol of 0.23 and 0.16% and a yield of 0.17 and 0.07% for the Fe-Mo/ SiO2 catalyst, for which it is concluded that it is possible to obtain furfuryl alcohol from xylose in one step with the aforementioned catalyst, however, it is recommended to evaluate other variables such as the proportion of transition metals and the silicon oxide in the catalyst, temperature and hydrogen donor for the reaction conditions.
Palabras clave
Alcohol furfurílico, Xilosa, Catálisis heterogénea, Temperatura, Tiempo
Keywords
Furfuryl alcohol, Xylose, Heterogeneous catalyst, Temperature, Time