SOLKETAL

CAS No. : 100-79-8

EC No. : 202-888-7

Synonyms:

acetone glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; (2,2-Dimetil-1,3-dioksolan-4-il) metanol; solketal, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; glycerolacetone; dioxolan; isopropylidene glycerol; 1,2-isopropylideneglycerol; 1,2-o-isopropylideneglycerol; 1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl; glycerol dimethylketal; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone;Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol;Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide;2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-()-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; solketal; sol ketal; sol-ketal; Q2968854; W-108939; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol;(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; solket al; sol ketal;1,2 Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-()-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; SOLKETAL; Sol KEtal; Sol ketal; solketal;SOL KETAL; Sol Ketal; (.+-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (.+-.)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (.+-.)-Glycerol 1,2-acetonide; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolanne-4-ylmethanol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-ilmetanol; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2: PN: WO2008011559 PAGE: 42 claimed sequence; 2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 4-(Hydroxymethyl)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone glycerin ketal; ACETONE GLYCERYL ACETAL; Acetone monoglycerol ketal; Dioxolan; DIOXOLAN (1,3)-4-HYDROXYMETHYL-2,2-DIMETHYL-; DL-Isopropylideneglycerol; GIE; Glycerin aceton ketal; Glycerin acetone ketal; Glycerin isopropylidene ether; Glycerol acetonide; Glycerol dimethylketal; Glycerol α,β-isopropylidene ether; Glycerolacetone; Isopropylidene glycerol; NSC 59720; Racemic solketal; Solketal; UN 1166; α,β-Isopropylideneglycerol; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; EINECS 202-888-7; MFCD00063238; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; .alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; BRN 0104465; AI3-03547; GIE; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; D-Acetone glycerol; Solketal, 97%; 36543-79-0; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (+/-)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; r-glycerol acetonide; R-(-)-Sollketal; [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; Glycerolacetonide; Racemic solketal; MFCD00063239; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; (RS)-Solketal; 2,3-dioxacyclopentane; (-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; PubChem21305; ACMC-209cql; ACMC-209fuw; ACMC-1AEDC; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; 1,O-Isopropylideneglycerin; EC 202-888-7; 1,2-isopropylidene glycerol; Glycerol,2-O-isopropylidene; SCHEMBL23556; 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol [IUPAC]; 4-Hydroxymethyl-2,3-dioxolane; SCHEMBL3991160; 1.2-isopropylidene-rac-glycerol; CHEMBL3342436; DTXSID9021845; CTK4H6824; AM666; dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; ACT05273; BCP26373; NSC59720; EINECS 244-910-8; (.+/-.)-Glycerol 1,2-acetonide; AC-364; ANW-14368; BBL012719; NSC-59720; STK803305; WLN: T5O COTJ B1 B1 D1Q; AKOS000120075; AKOS022060550; AM90170; CS-W018546; MCULE-8717487705; NE11119; (-)-2,3-O-Isopropylidene-sn-glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(dimethylmethylenedioxy)-1-propanol; dl-.alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; (.+/-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; AK-33274; AK-41538; AS-46670; LS-62597; P533; SC-08976; SC-08977; SC-21475; SY017180; SY017621; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4yl)methanol; 2,2-dimethyl-[1,3]dioxolane-4-methanol; DB-011643; DL-1,2-Isopropylideneglycerol, >=97.0%; (2,2-dimethyl[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 4-hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan; D0710; FT-0602207; FT-0605040; FT-0609251; FT-0667422; NS00001386; ST50998271; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; EN300-20586; A23564; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl) -methanol; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-dimethyl 1.3-dioxolane-4-methanol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (rac)-2,2-dimethyl-[1,3]-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol (solketal); 2,2dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (R)-(?)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); Racemic mixture (+/-)-2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (±)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (±)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-2,3-O-Isopropylideneglycerol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [German] [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Diméthyl-1,3-dioxolan-4-yl)méthanol [French] [ACD/IUPAC Name]; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl- [ACD/Index Name]; 100-79-8 [RN]; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 202-888-7 [EINECS]; 3XK098O8ZW; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; Glycerol acetonide; Isopropylidene glycerol; JI0400000; T5O COTJ B1 B1 D1Q [WLN]; UNII:3XK098O8ZW; α,β-Isopropylideneglycerol; (±)-Glycerol 1,2-acetonide; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (r,s)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O, O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol|Solketal; 2,2-Dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone monoglycerol ketal; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; DIOXOLAN; dl-1,2-isopropylideneglycerol 98%; DL-ISOPROPYLIDENEGLYCEROL-1,1,2,3,3-D5; dl-α,β-Isopropylideneglycerol; DL-α,β-Isopropylideneglycerol; Glycerinisopropylidene ether; Glycerol dimethylketal; Glycerol, 1,2-isopropylidene-; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerolacetone; Glycerolacetonide; ISOPROPYLIDENEGLYCEROL; Jsp000163; Racemic solketal; SOLKETAL; R-Glycerol Acetonide; S-Glycerol acetonide; α,β-Isopropylideneglycerol; 3-(3-HYDROXYPROPYL)SOLKETAL; SCHEMBL17393037; AKOS006305294; 206999-64-6; ACM206999646; 3-[(2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLAN-4-YL)METHOXY]PROPAN-1-OL; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate; 7098-80-8; isopropylideneglyceryl methacrylate; 2-Propenoic acid, 2-methyl-, (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl ester; Solketal methacrylate; EINECS 230-408-6; SCHEMBL378537; CTK5D3305; DTXSID40884285; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 2-methylprop-2-enoate; AM90232; DS-017982; FT-0696013; NS00043710; Q27275207; Solketal methacrylate, 50 wt. % in dichloromethane, contains ~280 ppm 4-tert-Butylcatechol as inhibitor; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol; s-glycerol acetonide; [(4S)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; 1,2-Isopropylidene-sn-glycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (4S)-; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; (s)-(+)-2,3-o-isopropylideneglycerol; D-Acetone glycerol; MFCD00063239; (S)-Solketal; (S)-Glycerol-acetonide; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol, 98%; (+)-Solketal; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; KSC498E3T; SCHEMBL221388; 1,2-o-isopropylidene-d-glycerol; CTK3J8239; 1,2-o-isopropylidene-sn-glycerol; 1,2-o-isopropylidene-sn-glycerine; AM856; ZINC155398; 1,2-o-iso-propylidene-sn-glycerol; ACN-S003570; D-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol; ANW-24822; GEO-01176; AKOS005257632; AC-6134; CS-W013415; (s)-(+)-1,2-o-isopropylideneglycerol; KS-000008Z6; AS-14052; BP-11488; isopropylideneglycerol (s)-(+)-1,2-o-; AB0005780; DB-027199; D1691; I-8360; M-3426; S(+)2,2-dimethyl -1,3-dioxolane-4-methanol; (4S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; (4S )-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; (S)-(+)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; (s)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (s)-2,2-dimethyl 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 323D826; A816104; ((S)-2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol, (L)-; (s)-(+)-2,2,-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxaolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; ((4S)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4S)-2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLANE-4-METHANOL; s-(+)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (S)-(+)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (S)-(+)-2,2-dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolane; UNII-3XK098O8ZW component RNVYQYLELCKWAN-YFKPBYRVSA-N; (4S)-(+)-2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolane 98%; (S)-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol, 98%, optical purity ee: 99% (GLC); 3-(3-aminopropyl)solketal; 3-(2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-ylmethoxy)-propylamine; 3-((2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methoxy)propan-1-amine; 3-[(2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLAN-4-YL)METHOXY]PROPAN-1-AMINE; SCHEMBL1464110; CTK7E8533; [3-[(2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methoxy]propyl]amine; AKOS006228103; BB 0259485; FT-0692044; 3-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl-methoxy)-propylamine; 3-[(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-yl)methoxy]-1-propanamine; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzenesulfonate; NSC36147; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethyl p-toluenesulfonate; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-ylmethyl p-Toluenesulfonate; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzene-1-sulfonate; Solketal Tosylate; NSC 36147; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol p-toluenesulfonate; D,L-Tosylisopropylideneglycerol; AK115018; 2,2-dimethyl-4-tosyloxymethyl-1,3-dioxolane; ACMC-209g5f; ACMC-209g5z; SCHEMBL411517; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzenesulfonate #; [(4R)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methyl 4-methylbenzenesulfonate; solketol; sol ketal; acetone glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; (2,2-Dimetil-1,3-dioksolan-4-il) metanol; solketal, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol, glycerolacetone, dioxolan, isopropylidene glycerol, 1,2-isopropylideneglycerol, 1,2-o-isopropylideneglycerol, 1,3-dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl, glycerol dimethylketal; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone;Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol;Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide;2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-()-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; solketal; sol ketal; sol-ketal; Q2968854; W-108939; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol;(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; solket al; sol ketal;1,2 Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-()-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; SOLKETAL; Sol KEtal; Sol ketal; solketal;SOL KETAL; Sol Ketal; (.+-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (.+-.)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (.+-.)-Glycerol 1,2-acetonide; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolanne-4-ylmethanol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-ilmetanol; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2: PN: WO2008011559 PAGE: 42 claimed sequence; 2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 4-(Hydroxymethyl)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone glycerin ketal; ACETONE GLYCERYL ACETAL; Acetone monoglycerol ketal; Dioxolan; DIOXOLAN (1,3)-4-HYDROXYMETHYL-2,2-DIMETHYL-; DL-Isopropylideneglycerol; GIE; Glycerin aceton ketal; Glycerin acetone ketal; Glycerin isopropylidene ether; Glycerol acetonide; Glycerol dimethylketal; Glycerol α,β-isopropylidene ether; Glycerolacetone; Isopropylidene glycerol; NSC 59720; Racemic solketal; Solketal; UN 1166; α,β-Isopropylideneglycerol; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; .alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; D-Acetone glycerol; Solketal, 97%; 36543-79-0; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (+/-)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; r-glycerol acetonide; R-(-)-Sollketal; [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; Glycerolacetonide; Racemic solketal; MFCD00063239; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; 2,3-dioxacyclopentane; (-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; PubChem21305; ACMC-209cql; ACMC-209fuw; ACMC-1AEDC; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; 1,O-Isopropylideneglycerin; EC 202-888-7; 1,2-isopropylidene glycerol; Glycerol,2-O-isopropylidene; SCHEMBL23556; 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol [IUPAC]; 4-Hydroxymethyl-2,3-dioxolane; 1.2-isopropylidene-rac-glycerol; CHEMBL3342436; DTXSID9021845; CTK4H6824; AM666; dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (-)-2,3-O-Isopropylidene-sn-glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(dimethylmethylenedioxy)-1-propanol; dl-.alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 4-hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl) -methanol; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-dimethyl 1.3-dioxolane-4-methanol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (rac)-2,2-dimethyl-[1,3]-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol (solketal); 2,2dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (R)-(?)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); Racemic mixture (+/-)-2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (±)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (±)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-2,3-O-Isopropylideneglycerol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol ; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [German] [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Diméthyl-1,3-dioxolan-4-yl)méthanol [French]; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl- [ACD/Index Name]; 100-79-8 [RN]; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol|Solketal; 2,2-Dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone monoglycerol ketal; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; DIOXOLAN; dl-1,2-isopropylideneglycerol 98%; DL-ISOPROPYLIDENEGLYCEROL-1,1,2,3,3-D5; dl-α,β-Isopropylideneglycerol; DL-α,β-Isopropylideneglycerol; Glycerinisopropylidene ether; Glycerol dimethylketal; Glycerol, 1,2-isopropylidene-; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerolacetone; Glycerolacetonide; ISOPROPYLIDENEGLYCEROL; Jsp000163; Racemic solketal; SOLKETAL; R-Glycerol Acetonide; S-Glycerol acetonide

SOLKETAL

Solketal is a protected form of glycerol with an isopropylidene acetal group joining two neighboring hydroxyl groups. Solketal contains a chiral center on the center carbon of the glycerol backbone, and so can be purchased as either the racemate or as one of the two enantiomers. Solketal has been used extensively in the synthesis of mono-, di- and triglycerides by ester bond formation. The free hydroxyl groups of solketal can be esterified with a carboxylic acid to form the protected monoglyceride, where the isopropylene group can then be removed using an acid catalyst in aqueous or alcoholic medium. The unprotected diol can then be esterified further to form either the di- or triglyceride.

Abstract

Commercial solketal is known as AugeoTM SL 191 s which stands out as a slow evaporation solvent derived from glycerin which is considered a renewable source. It has low toxicity to human health and the environment. It is a good solvent for resins and polymers, replacing solvents derived from petroleum, and can be used as an additive of (bio) fuels. This work aimed to study acidy zeolites (H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER) as new heterogeneous catalysts of solketal production, through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The catalytic activity showed H-BEA > H-MOR = H-MFI > H-FER after 180 min, in kinetics study. The major conversion was 85% for H-BEA. It was also verified that all the catalysts can be reused four times without washing or pretreatment among reactions in batch reactor. The solketal produced in this work was characterized by comparing it with its commercial standard, obtaining very similar characteristics

transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl-[1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5].

Solketal is an excellent component for the formulation of gasoline, diesel, and biodiesel.

it occurs that the output of the remaining acetone and water between 70 and 120°C plus a fraction containing solketal is distilled. Glycerol is only removed when the system reaches 200°C. The yield of the distillation was 60% by mass of solketal over the initial blend (solketal-water-glycerol-traces of acetone). The solketal fraction is colorless but with a lower viscosity than glycerol.

Figure 12 shows the appearance of the solketal GreenTec fraction after distillation of the initial blend.

FTIR analysis was used to confirm the presence of solketal in the distilled product and to compare it with its Sigma-Aldrich standard. The FTIR spectrum of the solketal GreenTec and solketal Sigma-Aldrich samples is shown in Figure 13.

When analyzing Table 4, it is observed that both solketal Sigma-Aldrich and solketal GreenTec present very close densities and viscosities.

Table 5 shows that only in the analysis of humidity a significant difference between the solketal samples was noticed.

Solketal GreenTec presents 56.41% more humidity than solketal Sigma-Aldrich. To remove this moisture, anhydrous sodium sulfate may be added among other drying agents, and/or the solketal GreenTec fraction is withdrawn from 75°C.

Glycerol to solketal transformation is possible to carry out using zeolite acidic catalysts, such as H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER, showing a very good activity (conversion 85%) and selectivity (98%). H-BEA presented a larger area, major SAR, and a bigger ratio of the strong:weak sites than the other zeolites. This characteristic contributes to a higher catalytic activity for H-BEA catalyst. All the catalysts can be reused for four times without washing or pretreatment among reactions in batch reactor, but the best catalyst is still the H-BEA zeolite for being more active and showing constant solketal selectivity. The solketal produced in this work was characterized by comparing it with its commercial standard, obtaining very similar characteristics.

Solketal: Green and catalytic synthesis and its classification as a solvent – 2,2-dimethyl-4-hidroxymethyl-1,3-dioxolane, an interesting green solvent produced through heterogeneous catalysis

Most solvents have been labelled as toxic or hazardous substances, but the use of glycerol derivatives could help solve these and other problems. An alternative, green synthesis of 2,2dimethyl-4-hidroxymethyl-1,3-dioxolane (solketal), using solid acid catalysts, has been developed. It is shown that using auxiliary solvents is not essential to get good results, and that the solid catalyst can be recovered and reused, improving the productivity. Moreover solketal has been characterized by determining its polarity and hydrophobicity parameters, which allow identifying possible solvent substitution applications more easily.

Abstract

Solvent-free reactions are the systems of choice in green chemistry. In addition to contributing to lowering the environmental impact of chemical processes, solvent-free systems can reduce production costs, reaction times, and the dimensions of reactors, thereby decreasing investment costs. An improved procedure to prepare 2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane (solketal) fatty esters from soybean seeds has been developed. Yields higher than 90% were achieved by combining 15 h of hydrolysis with 6 h of esterification with a stepwise addition of solketal. The synthesis was performed in a solvent-free medium, and the final extraction was accomplished using supercritical CO2 . Hence, we have successfully prepared these esters from soybean beans without using organic solvents. In addition, given the non-toxicity of Rhizopus oryzae and the composition of the remaining solid, it might be used as a raw material for feedstock production.

Applications

Solketal is useful for synthesis of mono-, di- and triglycerides. It is used as the starting reagent for synthesis of tulipaline derivatives. It acts as a fuel additive in gasoline. It is an inhibitor of Methyl ethyl ketone .

Notes

Store in cool place. Keep container tightly closed in a dry and well-ventilated place. Incompatible materials are acids, Strong oxidizing agents.

Ketalization of glycerol with acetone to synthesize solketal-a potential fuel additive is one of the most promising routes for valorization of glycerol. In this article, state-of-the-art of glycerol ketalization is reviewed, focusing on innovative and potential technologies towards sustainable production of solketal. The glycerol ketalization processes developed in both batch and continuous reactors and performance of some typical catalysts are compared. The mechanisms for the acid-catalyzed conversion of glycerol into solketal are presented. The main operation issues related to catalytic conversion of crude glycerol in a continuous-flow process and the direct use of crude glycerol are discussed.

Glycerol to Solketal for Fuel Additive: Recent Progress in Heterogeneous Catalysts

Abstract: Biodiesel has been successfully commercialized in numerous countries. Glycerol, as a byproduct in biodiesel production plant, has been explored recently for fuel additive production. One of the most prospective fuel additives is solketal, which is produced from glycerol and acetone via an acetalization reaction. This manuscript reviewed recent progress on heterogeneous catalysts used in the exploratory stage of glycerol conversion to solketal. The effects of acidity strength, hydrophobicity, confinement effect, and others are discussed to find the most critical parameters to design better catalysts for solketal production. Among the heterogeneous catalysts, resins, hierarchical zeolites, mesoporous silica materials, and clays have been explored as effective catalysts for acetalization of glycerol. Challenges with each popular catalytic material are elaborated. Future works on glycerol to solketal will be improved by considering the stability of the catalysts in the presence of water as a byproduct. The presence of water and salt in the feed is certainly destructive to the activity and the stability of the catalysts.

Keywords: fuel additives; biodiesel; glycerol; solketal; solid acid catalysts.

This mini review paper aims to emphasize the potential exploration of catalytic materials for the conversion of glycerol to solketal by analyzing recent papers, especially open literature from after 2010. Rahmat et al. (2010) [15] wrote an overview of glycerol conversion to fuel additives, with an emphasis on reaction parameters (catalyst, reactant, temperature, and reaction time). In the range of 2009 to 2018, Cornejo et al. [16] wrote a review in 2017 on glycerol valorization to fuel additives over different co-reactants. These included second feeds, such as formaldehyde, acetaldehyde, butanal, and acetone, and many others. Nanda et al. [17] published a review on solketal as a fuel additive, with an emphasis on the historical and future context. This paper also summarized the effect of acidity, reactor models, kinetics and reactor kinetics, and the daily procedure to use glycerol to solketal.

Many scenarios were conducted for the conversion of glycerol to different value-added chemicals, such as propane-acrolein, 1, 3-diol, propane-1,2-diol, acetal or ketal, polyols and polyurethane foams, glycerol carbonate, etc. [10,11,18]. Table 1 shows that among these glycerol conversions, the conversion of glycerol to solketal by acetalization is an interesting route. Solketal is one of the glycerol acetalization products together with glycerol acetal and glycerol formal (GlyF). Similar to other acetalization products, solketal can be used directly as a fuel additive for the reduction of soot and gum formation [19]. Solketal addition to a gasoline blend showed better fuel properties with a higher octane number [19]. Other applications of solketal are in solvents, inks, pharmaceuticals, and paints [20].

Table 1. Different conversion routes from glycerol to value-added products.

As shown in Table 2 and Figure 1, different types of catalyst materials were reported for the solketal production consisting of zeolites, clays, resins, heteropolyacids, and others. Each catalyst has both advantages and drawbacks. A homogeneous catalyst, such as H2SO4, offers high activity, however, these homogenous catalysts are corrosive, not recyclable, difficult to separate, and considerably more expensive. Similarly, chloride, such as tin chloride (SnCl2), is also unwanted due to its corrosion tendency [30]. Reusability is also an important part of studies. Reusability is a factor which is studied as a typical sustainable principle. The basic mechanism of the metal salt catalysis is a nucleophilic attack by the hydroxyl group of glycerol to the carbocation obtained from the protonation step, resulting in the formation of the intermediate, followed by a water elimination step. The carbocation is produced from the Lewis or Brønsted acid sites, which activates the ketone carbonyl group through a protonation step (i.e., Brønsted acids) or polarization.

Energies 12 02872 g001 550Figure 1. Popularity of different types of catalytic materials for solketal production from 2014 to 2018. (Source: Web of Knowledge, https://www.webofknowledge.com, November 2018).

Table 2. Classification of heterogeneous catalysts for solketal production.

However, homogeneous catalysts are not considered as environmental-friendly for the reaction system. Another challenge in the utilization of heterogeneous catalysts in solketal production is the byproduct (water) formed during the reaction, which induces a reversible reaction. Heterogeneous catalysts are regenerated easily and are more easily handled. Many resin catalysts exhibited excellent conversion of glycerol to solketal and selectivity, where the best catalytic performance was obtained by amberlyst. However, it is not feasible for a higher scale of production due to the limitation of thermal stability, so it is not easy to regenerate. The higher thermal stability can be found in hierarchical zeolite. The highest conversion of glycerol to solketal of 72% and the selectivity of 72% are reached by using H-Beta (BEA framework) under the condition of 60 °C, stirring at 700 rpm, 5% of catalyst, and molar ratio of glycerol:acetone of 1:4 for H-BEA. Within the zeolite materials, MFI zeolite showed 80%, which is a lower catalytic activity in comparison with amberlyst, but with almost 100% selectivity. The lower conversion is due to the relatively narrow channel size that affects the transport of the reactant carried out and the shape selectivity.

2. Glycerol-to-Solketal Over Resin Catalysts

Overall, the most important properties of solid acid catalysts for the conversion glycerol to solketal production was the Brønsted acidity of solid acids [31]. The conversion of glycerol to solketal with resin catalysts has been carried out [32,33,34,35,36]. Table 3 summarizes the conversion of glycerol to solketal over resin catalysts. A typical resin catalyst (i.e., amberlyst) catalyzed the reaction of glycerol with acetone to produce above 80% of the glycerol conversion. Guidi et al. [36] reported that a resin, amberlyst-36, which was applied at different reaction temperatures from 25 to 70 °C, was an excellent catalyst to convert glycerol with a conversion of 85% to 97% to solketal with a selectivity of 99%. The catalyst is also active at lower pressures with similar reaction parameters either in pure glycerol or in an equimolar reactant. According to some references, the high conversion was influenced not only by the surface acidity but also by the resin structure. Moreover, the surface acidity was an important parameter that played a crucial role in improving the selectivity and the conversion in the production of solketal. Although amberlyst-46 and amberlyst-36 is a similar material, both types of resins have a different acid capacity and structure morphology. Furthermore, all resins showed good selectivity to solketal (>80%), and the important catalytic parameter of the resin to conversion glycerol is the acid capacity (oversulfonated resin). With the highest acid capacity (sulfonic acid), these catalyst materials can improve not only the selectivity to solketal production but also the conversion of raw glycerol to above 90%. Another important thing to be highlighted as a limitation of the catalyst activity is the presence of NaCl as a poison for the surface acidity, which is possibly due to the impurities in glycerol.

Table 3. Glycerol-to-solketal over resin catalysts.

Table

3. Glycerol-to-Solketal over Mesoporous Silica

Koranyi et al. [37] reported the superiority of hafnium and zirconium modified TUD-1 as superior catalysts for the conversion of glycerol to solketal. These two catalysts (Hf-TUD-1 and Zr-TUD-1) were more active than Sn-MCM-41 and Al-TUD-1. The Zr and Hf-TUD-1 are examples of active metal-modified mesoporous silica in which Hf and Zr are in the framework. Their activity was higher than FAU(USY) and Al(TUD-1). The highest conversion of glycerol to solketal was more than 50%. The catalytic activity was a function of (i) the number of acid sites, (ii) the presence of mesopores, (iii) the existence of a large surface area, and (iv) the hydrophobicity of the catalyst [38]. The later, the hydrophobicity of the catalyst, was crucial to prevent the hydrolysis of solketal [37,38,39,40,41]. According to Table 4, Cs 2.5/KIT-6 catalyst was one of the best catalysts for the conversion of glycero-to-solketal [42]. KIT-6 was selected because of its large surface area (600-1000 m2/g), active sites, and accessible pores [42].

Table 4. Glycerol-to-solketal over mesoporous silica.

Numerous references reported that mesoporous silica catalysts have the advantage of high stability in the conversion of glycerol to solketal, resulting in products with a relatively large percentage of conversion (95%) and selectivity to solketal (98%) [37,42,43,44,45,46]. The mesoporous structure with an activated surface by sulfonic acid might be applied efficiently for the conversion of glycerol to fuel additive [37,43,47]. A sulfonic acid-functionalized mesoporous polymer (MP-SO3H) contains a high acidity surface (1.88 mmol/g). The surface acidity of catalytic materials can accelerate the formation products of solketal via ketalization reactions as shown in Figure 2.

Energies 12 02872 g002 550Figure 2. Scheme of mechanism for the ketalization reaction of glycerol and acetone.

4. Ketalization of Glycerol over Clay Minerals

Malaya et al. [17,48] studied different clay-based catalysts with different acid strengths ranging from 0.12 to 5.7 meq/g [17]. The results show that a stronger acidity improved the conversion of glycerol up to ca. 80%. As shown in Table 5, solketal production from glycerol used two different sources, namely acetone or formaldehyde over solid acid catalysts [49,50,51,52]. Based on the conversion of glycerol and selectivity to solketal, the clay catalyst which showed the optimum results was reported by Timofeeva et al. in a batch reactor with activated catalyst by nitric acid of 0.5 M [53]. In the activated K10 montmorillonite by acid solution, this impact causes an increasing rate of reaction with the acid site of the material. It is well-known that the acid activation of natural montmorillonite with nitric acid can change the structure of montmorillonite (leaching of Al3+ cations from the octahedral to increase the surface area and microporosity of catalyst materials) [54,55,56]. The reaction of solketal production is shown in Figure 3. The use of formaldehyde as the major source of solketal production has a lower conversion value (only 83% glycerol conversion), with the K10 montmorillonite used as a catalyst. It may be due to the formation of the hemiacetal or hemicetal via two different pathways. The reaction between glycerol and acetone is preferred as it produces a more stable intermediate, hemicetal compound, with a tertiary carbenium ion [37]. While, in the reaction between glycerol with formaldehyde, the produced hemiacetal formation is not a stable carbenium ion. Thus, the conversion value for the glycerol-formaldehyde system is relatively small as compared to the reaction where acetone is used as a co-reactant [57,58,59].

Energies 12 02872 g003 550Figure 3. Synthesis scheme of glycerol to solketal.

Table 5. Glycerol-to-solketal over clay minerals.

Koranyi et al. (2012) [37] reported the effect of water as an impurity in the acetalization of glycerol. The presence of water reduced the activity ca. 50% lower than the one with the model compound (pure glycerol). A high number of Brønsted and Lewis sites does not correspond directly to a high activity. Dealumination FAU and Al-TUD-1 with a high Brønsted and Lewis acidity were poor in the acetalization of glycerol [37]. Hydrophobic catalysts, such as hafnium and TUD-1 zirconium on TUD-1, are very prospective for glycerol to solketal. Ammaji et al. (2017) [62] also reported a similar observation, as the Zr-SBA-15 was the most active and selective catalyst.

5. Perspective on Ketalization of Glycerol over Hierarchical Zeolites

Dmitriev et al. (2016) [63] reported that zeolite beta was the most active solid acid catalyst as compared to amberlist-35 and cation-exchange resin (KU-2-8) [62]. The zeolite beta applied was a commercial one from zeolyst with SiO2/Al2O3 of 25 and a zeolite beta made by Angarsk. Kowalska et al. [64,65] studied the effect of (i) different zeolite topologies (MFI, BEA, and MOR), (ii) Si/Al ratio from 9.2 to 25.8, and (iii) mesoporosity. Two parent MFI zeolites with different Si/Al were applied (Si/Al = 12 and Si/Al = 27) [64]. The hierarchical zeolites were obtained by desilication using 0.2 M NaOH and dealumination using citric acid (0.5 M) and nitric acid (0.5 M). The diffusion limitation of the parent zeolites was considered as the highest activity of the parent MFI was significantly lower than the one from the hierarchical MFI. A high selectivity (up to 100%) to solketal was obtained with an acetone:glycerol ratio of 1. A higher acetone to glycerol ratio was obtained over a higher acetone to glycerol ratio. Both desilication and dealumination are very effective in improving the catalyst stability of zeolite based catalyst [66,67,68].

Rossa et al. [69] conducted the kinetics study of acetalization of glycerol with acetone to produce solketal with optimization of the kinetics parameters. Zeolite beta with an Si/Al of 19 was applied to find the best parameters: (i) External mass transfer (stirring rate), (ii) temperature, (iii) catalyst amount, and (iv) glycerol to acetone ratio. The targeted goals were glycerol conversion and solketal selectivity. The experimental design for beta zeolite showed that the suggested reaction parameters are: Temperature at 60 °C, stirring rate of 700 rpm, catalyst loading of 5%, and glycerol to acetone ratio of 1:3. A higher acetone content will increase the conversion of glycerol [24,70]. However, an increase of the acetone to glycerol ratio will increase the exergy destruction rate due to a reduction in the rate of formation toward the product and a higher consumption of electrical exergy to the acetalization reactor [20,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80].

Hierarchical zeolite shows excellent glycerol conversion and selectivity to solketal through acetalization reactions. The catalytic materials show a higher glycerol conversion (until more than an 80% glycerol conversion) as compared to other porous and non-porous catalysts due to a large pore size and easy molecular diffusivity. The enhancement of the catalytic activity of zeolites in glycerol acetalization, through the generation of a hierarchical porosity, has been applied by different authors as shown in Table 6. Based on the literature, the crystallite size was one of the most determining factors in the activity of hierarchical zeolite as a catalyst [64,81,82,83,84,85]. The smaller the crystal size of zeolite, the easier the diffusion of the reactant and products though the zeolite pores [73,86,87]. The pore structure of the zeolite can be changed through the dealumination and desilication processes. The process not only can change the mesopore materials but also can increase the catalytic activity (improving the accessibility and mass transfer on the surface) [88]. Hierarchical zeolites with different topologies, such as ZSM-5 (MFI) [67,89,90], beta (BEA) [81,91,92], and Y (FAU) [64], have also been used in the acetalization of glycerol, and the results show that smaller pores can produce high glycerol conversion and selectivity to selectivity (almost 100% selective for solketal formation). However, overall, all materials displayed very good catalytic performance when reacting equimolar mixtures of glycerol and acetone [37,39]. From the experiments on H-beta zeolite, it was found that dealumination resulted in a decrease of strong acid sites, thus decreasing the catalytic activity.

Table 6. Glycerol-to-solketal over hierarchical zeolite catalysts.

6. Solketal Synthesis over Carbon/Activated Carbon-Based Catalyst

Considering the abundant source of biomass as carbon and activated-carbon precursor, activated carbons were functionalized with acid groups for solketal synthesis [93,94]. Some papers showed the excellent performance of activated carbon for catalyzing the conversion of glycerol to solketal (Table 7) and some of these exhibited a high activity and selectivity under green conditions (solvent-free conditions at a mild temperature). The high surface area of activated carbon preserves the higher surface acid sites by some modification, including acid, metal, and composite modifications [24,95,96,97]. Therefore, they are promising candidates as heterogeneous catalysts for the acetalization of acetone with glycerol. From the utilization of acid functionalized activated carbon, the superior catalytic activity of the four acid-treated carbons was underlined as compared to the untreated activated carbon, confirming the importance of the higher number and strength of acid sites generated by the acid treatments. The catalysts were prepared by HNO3 and H2SO4 treatment to activated carbon. The catalytic activity of the catalyst showed excellent performance due to the high conversion and selectivity at room temperature.

Table 7. Glycerol-to-solketal over carbon/activated carbon-based catalyst.

From the acid-modified carbon catalyst, it was found that the presence of acid groups, mainly sulfonic groups, was the key factor for the improved catalytic performance. A similar pattern also appeared from the Ni-Zr support on the activated carbon [100], in which the active metal contributes by enhancing the catalyst acidity. Another factor affecting the catalytic activity was the higher total acid density, the large mesopore of the carbon structure, and the activity of the metals.

7. Perspective and Conclusions

This mini review highlighted the recent development on solid catalysts for the conversion of glycerol-to-solketal. The product is an additive for fuels, which are very useful to reduce GHGs and to improve the economic viability of biodiesel business [6,8,16,20,34,101,102,103,104,105]. Tailor-made heterogeneous catalyst for an optimal conversion of glycerol is developed and required. Five major heterogeneous catalysts were emphasized in this study: Resins, mesoporous silica, zeolites, clays, and activated carbons. The stability of catalysts is one of the main hurdles for the commercialization of glycerol to solketal. Even though the reaction temperature was considered as mild, the stability of most of the solid catalysts decayed in the presence of water as a byproduct and other impurities (NaCl, methanol) from the glycerol source. The deactivation rate is even higher when the raw glycerol (contaminated with water) was fed to the reactor [106,107,108,109]. Therefore, the viability of the commercial plant depends on (i) the source of feeds [110], (ii) availability of glycerol and other feeds, and (iii) cost of glycerol as the feed.

Acidity is agreed as an important properties of zeolite catalysts for glycerol to solketal. Strong acidity and medium hydrophobicity were expected in the design of the reactor. Based on some limitations of the catalyst performance, the utilization of raw glycerol directly will reduce the stability of the catalyst. This review described how a better material should be designed for the optimum conversion of glycerol (and generally polyol) to solketal. Hydrophobic catalysts, such as hafnium/TUD-1 and zirconium/TUD-1, are very prospective for glycerol to solketal. Extended works on low aluminum mesoporous silica materials are expected in the coming years.

Conflicts of Interest

The authors declare no conflict of interest.

Due to the high growth of biodiesel production, glycerol, a major by-product from transesterification, is also produced at the same growing rate, resulting in its oversupply. This situation brings the price of glycerol to drop dramatically. Solketal, a derivative from glycerol, can be utilized by blending with gasoline or biodiesel as an additive. This work studies the synthesis of solketal from glycerol and acetone using homogeneous acid catalyst. The reaction progresses successfully when using the acetone in excess. Subsequently, the prepared solketal is used for synthesizing benzyl solketal ether by performing reaction with benzyl alcohol. However, several other products such as benzyl glycerol ether, dibenzyl ether and glycerol are formed. It was found that the high ratio of solketal to benzyl alcohol is required to increase selectivity toward benzyl solketal ether.

In the first generation biodiesel production, triglyceride from vegetable oil and methanol are reacted by transesterification reaction to produce fatty acid methyl ester or biodiesel and also obtain glycerol as an unavoidable by-product. Since the production of biodiesel has been increasing rapidly, this causes the glycerol obtained as a by-product to be oversupplied, leading to the price drop of glycerol. Therefore, finding the way to utilize glycerol is suggested to help the overall economic of biodiesel production. Solketal is a derivative which the two adjacent hydroxyl groups of glycerol are reacted via condensation acetone [1]. Solketal can be blended for fuel additives in gasoline [2] or biodiesel [3]. Nowadays solketal can be produced by condensation reaction of glycerol and acetone with acid catalyst [2]. The interesting derivative from solketal is benzyl solketal ether. Benzyl solketal ether is the oxygenated compound and also can be use for fuel additives. Currently, benzyl solketal ether was produced by organic synthesis. In this organic synthesis, solketal is reacted with benzyl chloride with solvents [4]. The problem is using a lot of solvents in the synthesis of benzyl solketal ether. The purpose of this work is divided into two parts. First is the solketal production from glycerol and acetone. Subsequently, the synthesis of benzyl solketal ether from solketal and benzyl alcohol is investigated in the system without solvent. The effect of molar ratio is studied in this part and the optimum condition to produce benzyl solketal ether is investigated. Glycerol and acetone are the raw materials used for producing solketal by condensation reaction. Solketal or isopropylidene glycerol contains the center of glycerol backbone which an isopropylidene group bound to two neighboring hydroxyl group as shown in Fig. 1. Benzyl solketal ether is derived from etherification between solketal and benzyl alcohol (Fig. 3). Benzyl solketal ether can be used as fuel additive. Moreover benzyl solketal ether can be deprotected to obtained benzyl glycerol ether with the ether group at D position of glycerol. In general, benzyl solketal ether is synthesized by reacting benzyl chrolide or benzyl bromide and solketal with solvent [5]. But there are many disadvantages from this organics synthesis for example: a lot of waste from used solvent. In this work, the etherification reaction between solketal and benzyl alcohol without solvent is investigated. However, there were several by-products, which are glycerol, acetone, benzyl solketal ether, benzyl glycerol ether and dibenzyl ether. Fig. 3 is shown the possible reactions and products from reaction of solketal and benzyl alcohol. The main reaction is the reaction between solketal and benzyl alcohol to produce benzyl solketal ether and water (Fig. 3 (1)). From the acid catalyst, solketal could be able to be decomposed to produce acetone and glycerol (Fig. 3 (2)). Benzyl alcohol is also reacted with each other to produce dibenzyl ether and water (Fig. 3 (3)). Glycerol from the deprotection is able to react with benzyl alcohol to produce benzyl glycerol ether (Fig. 3 (4)). Fortunately, the di- and tri- benzyl glycerol ether are not observed from the GC×GC time of flight mass spectroscopy. In this case, glycerol reacted with acetone back to produce solketal to protected glycerol before reacted with other benzyl alcohol. The last suggested reaction is benzyl solketal ether is depotected by the water in the system to produce benzyl glycerol ether (Fig. 3 (5)). The solketal to benzyl alcohol molar ratio is first set at 1:1 solketal to benzyl alcohol molar ratio. Fig. 4 shows the relationships between benzyl alcohol conversion, selectivity and time. As observed, after 2 hours, the benzyl alcohol quickly converts to 57.5% conversion and then continuously converts to 92.9% after 12 hours. The selectivity of dibenzyl ether is very high at 2 hour (59.4%), then decreased until the end of 12 hours. The reaction for dibenzyl ether is faster than that for benzyl solketal ether and benzyl glycerol ether. But after 2 hours, the selectivity drops dramatically because dibenzyl ether reacts with water and converts back to benzyl alcohol, which would react with glycerol and solketal to produce more benzyl glycerol ether and benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl glycerol ether is 21.0% at 2 hour. The selectivity of benzyl glycerol ether is continuously increased due to the reaction time. This behavior explained that solketal is deprotected from the water in system to convert back to glycerol and acetone. The resulting glycerol can also reacted with benzyl alcohol to produce more benzyl glycerol ether. For this 1:1 molar ratio, solketal has converted back to glycerol more than benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl solketal ether is 19.6% at 2 hour, and then it slightly decreases to 11.6% at 10 hours. After that the conversion slightly increases up to 15.9% selectivity at 12 hours. In this case, the selectivity of benzyl solketal ether is very low. The conversion is decreased from 2 hour to 10 hour because benzyl solketal ether is deprotected by water to produce benzyl glycerol ether. In conclusion, the 1:1 solketal to benzyl alcohol at the studying condition produce benzyl glycerol ether (48.6% at 12 hour). On the other hand, at this molar ratio, the selectivity towards benzyl solketal ether is not significant (15.9%). To increase the selectivity of benzyl solketal ether, the 4:1 solketal to benzyl alcohol molar ratio is investigated. At this molar ratio, the reaction should be shifted to the right hand side. The result is shown in Fig. 5. As expected, the benzyl alcohol conversion is lifted to 96.6% at 2 hours. After that the benzyl alcohol conversion leveled off around 98.0-99.0% due to the limiting reactant. The selectivity of dibenzyl ether has been increased to 23.6% for 4 hours. After that, the selectivity of dibenzyl ether is decreased and leveled off around 10% during 4 hours to 12 hours. The rate of dibenzyl ether is slower than the rated of benzyl solketal ether and benzyl glycerol ether because concentration of benzyl alcohol molar is much less than concentration of solketal, resulting in solketal has higher chemical potential to perform the reaction than benzyl alcohol. Therefore, the benzyl alcohol etherification with itself would be much less than the reacting with solketal in the system. The selectivity of benzyl glycerol ether is increased moderately to 51.0% after 6 hours. And then the selectivity is decreased to 39.9% at 12 hours. This behavior is caused by the remaining acetone from the deprotected solketal reacted benzyl glycerol to produce benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl solketal ether is increased to 40.2% at 2 hours. Then the selectivity is dropped at 4 hours (31.8%) because the rate of benzyl glycerol ether is faster than the rate of benzyl solketal ether. Nevertheless the selectivity moderately increased to 52.2% from 4 hours to 10 hours. After 12 hours, the selectivity is slightly decreased (50.1%) because of the slightly increasing of benzyl glycerol ether. The GC×GC TOF MS and FT-IR spectroscopy are the two main techniques for qualitative analysis. The advantage of GC×GC TOF is that it combines the analysis of both GC technique and MS technique. Moreover this instrument can separate the peak which appears at the same time by 2D analysis. The MS result of solketal is shown in Fig. 6. Molecular weight of solketal is 132. In the MS result, the first number is 117. This number is due to the ionization by losing one methyl group from the protecting group. The last number is 43. This number is due to the lost of dioxolane group or opening protecting group of solketal. Furthermore, FT-IR spectroscopy was also used to analyze the functional group of products. The FT-IT spectra confirmed that solketal is occurred as a product in this reaction. As shown in Fig. 6 the solid line presents the FT-IR of spectra of obtained solketal at 12 hour with acid catalyst. Comparing to solketal standard, the FT-IR of the solketal product shows stronger peak at wavenumber around 3400 cm-1 to 3600 cm-1 which is assinged to the O-H stretching. Thus the mixture has hydroxyl group possibly from unreacted glycerol more than solketal standard. Moreover the wavenumber at 1700 cm-1 represents to C=O strecthing that is due to the unremoved excess acetone. For benzyl solketal ether, its MS result is shown in Fig. 7. The molecular weight of benzyl solketal ether is 222. From the MS result, the first number is 164. This number is due to the ionization by losing two alkyl groups and opening the C-O of dioxolane group from the protected side. The next number is 91 which is due to the lost of the remaining solketal. And the last number is 43. This number is due to the lost of the benzene ring. Subsequently, The FT-IR specrtroscopy of benzyl solketal ether product mixture is shown in Fig. 7. The solid line presented the product mixture with p-toluenesulfonic acid after 12 hours. This FT-IR result is compared to the standard benzyl solketal ether. It looks similar to the standard. The wavenumber around 1200 cm-1 to 1000 cm-1 represents the C-O strecthing from the ether product which is also agreed with the standard. But at wavenumber around 3500 cm-1 to 3200 cm-1 refers to the O-H which represents the remaining benzyl glycerol ether and glycerol from deprotected solketal. Moreover the wavenumber around 1700 cm-1 represents to C=O vibration which is the remaining acetone.

Conclusion

For synthesis of solketal, with increasing acetone to glycerol molar ratio, the conversion toward solketal is increased. However, the conversion of glycerol cannot achieve 100%. due to the equilibrium limitation Water as a byproduct from this reaction should be removed in order to obtain higher conversion toward solketal. For the benzyl solketal ether, the higher soketal to benzyl alcohol ratio drives the rection to yield higher benzyl solketal ether. However, water formed during the reaction can cause other unwanted reaction, such as conversion solketal back to glycerol, therefore removing water during the reaction is suggested to make the reaction in high conversion and yield. In this work the focus is on the transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl [1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5]. According to Figure 11, the H-BEA catalyst in its first use shows an excellent conversion of glycerol to the ketalization reaction of glycerol with acetone, reaching 85% conversion of glycerol and selectivity 98%. In the fourth reuse, the conversion of glycerol reaches 55% on average. The solketal selectivity remains constant throughout the process ≈98%. For the H-MOR catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 35%, and solketal selectivity remains constant, 96%. For the H-MFI catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 45%, and selectivity to solketal varies between 95 and 90%. For the H-FER catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 75 and 30%. And its selectivity to solketal varies between 90 and 85%.

During the distillation process of the reaction products mixture, it was observed that when the distillation is carried out under vacuum between the temperatures 30 and 69°C, it occurs that the output of the remaining acetone and water between 70 and 120°C plus a fraction containing solketal is distilled. Glycerol is only removed when the system reaches 200°C. The yield of the distillation was 60% by mass of solketal over the initial blend (solketal-water-glycerol-traces of acetone). The solketal fraction is colorless but with a lower viscosity than glycerol.

Figure 12 shows the appearance of the solketal GreenTec fraction after distillation of the initial blend.

Keywords

glycerolzeolitesketalizationsolketalcatalysis

Reaction of biodiesel formation by triglyceride transesterification.

The development of new technologies for the processing of the high availability of glycerol has been reported in the literature as one of the most promising goals of the present day regarding the transformation of glycerol into higher added value products. In turn, in industrial processes, this transformation of glycerol into higher added value products, such as solketal, is called glycerochemistry (Figure 2). The conversion of glycerol into other products can be accomplished by ketalization reactions, acetalization, carbonation, dehydration, esterification, etherification, hydrogenolysis, oxidation, and others [4].

Figure 2.

Transformation routes of glycerol into higher added value products.

In this work the focus is on the transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl-[1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5].

Solketal route production by ketalization of glycerol with acetone.

Solketal is an excellent component for the formulation of gasoline, diesel, and biodiesel. The mixture of this compound in biofuels improves its properties, decreases viscosity, and helps to achieve the preestablished requirements for the flash point and oxidation stability of biodiesel. In addition, glycerol ketals are used as solvents, plasticizers, surfactants, disinfectants, and flavoring agents, among others. They can be used both in the pharmaceutical industry and in the food industry [5, 6, 7].

The synthesis of the solketal is catalyzed by p-toluenesulfonic acid (PTSA), Brönsted’s acid used in homogeneous catalysis for 12 h at 100°C [8].

However, homogeneous Brönsted acid-type catalysts (hydrochloric, sulfuric, and p-toluenesulfonic acids, among others) have several disadvantages which reduce their usefulness, such as the difficulty of separation, inability to reuse, and corrosion of the reactor. The Menezes group (2013) proposed the use of homogeneous Lewis acid-type catalysts (SnCl2, SnF2, Sn(OAc)2) that are easily recovered. The results showed that SnCl2 was the most efficient and selective catalyst for solketal synthesis at room temperature. In addition to being easily recovered in the process of distillation of the reaction mixture, the catalyst can be reused for up to six times. The catalysts SnF2 and Sn (OAc)2 were not totally homogenized in the reaction mixture and therefore discarded. The use of SnCl2 as a catalyst gave better and more economical results (at 25°C) than the conventional process, which uses PTSA as a catalyst [9].

In this work, catalysts investigated for the transformation process of glycerol into solketal were acidic zeolites H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER (Figure 4) that can be easily recovered and reused in order to find new technological alternatives to improve the transformation routes of glycerol, a coproduct of the biodiesel industry, into products with higher added value.

2.3 Catalytic tests

The catalytic tests for the ketalization reaction of glycerol with acetone were conducted in a batch reactor (V = 300 mL) which was fed with 40 g of glycerol (0.43 mol), 500 rpm, 60°C, and 5% of catalyst (in relation to mass of the limiting reactant), and molar ratio glycerol:acetone was 1:4. The conversion of the glycerol and the solketal selectivity were studied. The reaction time was 180 min, and aliquots were collected to monitor reaction kinetics. All reactions of this work were performed in triplicate. The reactor has thermocouple, transducer, temperature controller external heating mantle, and agitation system. At the end of the reactions, each reaction aliquot or suspension was filtered to separate the reaction/catalyst mixture. For the partial removal of water, 2 g of anhydrous sodium sulfate was added to the obtained mixture which was again filtered. All samples were stored at 15°C until analysis by GC-FID.

2.5 Product analysis

The products of the glycerol ketalization reaction were analyzed quantitatively by means of a Shimadzu gas chromatograph with a flame ionization detector (CG-FID), using internal standardization methodology. The column employed was Carbowax (30 × 0.25 × 0.25 μm polyethylene glycol).

The internal calibration method was applied to glycerol (99.5%) and solketal (98%) chromatographic standards using 1,4-dioxane (99.8%) as the internal standard. Moreover, a response factor was introduced to correct the GC area and obtain quantitative results.

Calculations of conversion of glycerol (XGly) and selectivity to solketal (SSkt), in percentage, were obtained by the following equations:

Conversion of glycerol (XGly%): XGly%=CGly0-CGlyCGly0100 E1 where CGly0 is the molar concentration (mol/L) of glycerol at the beginning of the reaction and CGly is the molar concentration (mol/L) of glycerol at the end of the reaction.

Selectivity (SSkt%): SSkt%=ASktAProducts100 E2 where ASkt is the area of the desired product and AProducts is the sum of the area of the solketal with the area of the unwanted products, obtained in the chromatograms.

2.6 Solketal characterization

At the end of the kinetic and/or catalytic tests in the GreenTec laboratory for the ketalization reaction of glycerol with acetone, the suspension remaining in the reactor composed of the glycerol-acetone/solketal-water/zeolites mixture H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER was filtered, and the liquid phase (reaction mixture) was stored in amber glass bottle. This reaction mixture was processed by rotoevaporation and fractional distillation. First, the reaction mixture was rotoevaporated to remove the remaining acetone. After the pH was adjusted between 5.5 and 6.5 with the addition of NaOH solution, 1 mol/L, to avoid the formation of other gases during the distillation process, store in a round-bottom flask containing pearls of glass, from the fractional distillation equipment (Figure 5a). The distillation was carried out in the Laboratory of Reactivity of Hydrocarbons, Biomass and Catalysis (LARHCO/UFRJ). Subsequently, the fractional distillation of the reaction mixture was performed (Figure 5b); the entire distillation process lasted for 4 h. After the distillation process, the fraction corresponding to Solketal was stored at 15°C, analyzed by FTIR, density, viscosity and water content for comparison with the analyzes of the commercial standard by the same analyzes.

According to Figure 11, the H-BEA catalyst in its first use shows an excellent conversion of glycerol to the ketalization reaction of glycerol with acetone, reaching 85% conversion of glycerol and selectivity 98%. In the fourth reuse, the conversion of glycerol reaches 55% on average. The solketal selectivity remains constant throughout the process ≈98%. For the H-MOR catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 35%, and solketal selectivity remains constant, 96%. For the H-MFI catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 45%, and selectivity to solketal varies between 95 and 90%. For the H-FER catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 75 and 30%. And its selectivity to solketal varies between 90 and 85%.

It is known that some of the water produced during the reaction and/or impurities of the reactants such as sodium residues in the glycerol together with the catalyst friction on the reactor walls have destabilized the structure of the H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER catalysts, altering their crystallinity and assisting in deactivation [4].

3.5 Product characterization

Appearance of the GreenTec solketal fraction.

When analyzing Table 4, it is observed that both solketal Sigma-Aldrich and solketal GreenTec present very close densities and viscosities.

Table 5 shows that only in the analysis of humidity a significant difference between the solketal samples was noticed.

SOLKETAL

Solketal , iki komu hidroksil grubunu birletiren bir izopropiliden asetal grubuyla korunan bir gliserol formudur . Solketal, gliserol omurgasnn merkez karbonu üzerinde kiral bir merkez içerir ve bu nedenle rasemat veya iki enantiyomerden biri olarak satn alnabilir . Solketal, ester ba oluumu ile mono-, di- ve trigliseritlerin sentezinde yaygn olarak kullanlmaktadr . Solketalin serbest hidroksil gruplar , korumal monogliserit oluturmak için bir karboksilik asit ile esterletirilebilir ; burada izopropilen grubu daha sonra sulu veya alkollü ortamdaki bir asit katalizörü kullanlarak çkarlabilir. Solketal ,Korunmasz diol daha sonra di- veya trigliserit oluturmak üzere ayrca esterlenebilir.

Solketal MTBE’in yerine kullanlabilecek potansiyele sahip bir oksijenli bileiktir. Aseton petrol esasl bir madde olduu için solketal tamamen yenilenebilir deildir. Ancak aseton biyokütleden de üretilebilir. Bu durumda solketal tamamen yenilenebilir bir oksijenli yakt katks olacaktr. Solketaln hacimsel olarak %5 orannda benzine katlmas durumunda karmn oktan says 2,5 artar

Solketal Pazar raporu 2020-2026, piyasaya genel bak, en iyi satclar, önemli pazar özellikleri, ürün türleri, pazar sürücüleri, zorluklar, eilimler, Pazar manzaras, Pazar büyüklüü ve tahmini, be kuvvet analizi, Anahtar liderlii ile Farmasötik Snf solketal Pazar hakknda derinlemesine bilgi salar. ülkeler / bölge. Rapor, öngörülen 2020-2026 ylndaki gelir, talep ve veri arz, fütüristik maliyet ve gelitirme analizine genel bir bak sunuyor. Farmasötik Snf solketal pazar raporu, kilit tedarikçilerin SWOT analizine ek olarak kapsaml bir pazar ve satc ortam içeriyor. Küresel Farmasötik Snf solketal pazar büyüklüünün önümüzdeki yllarda kabaca% X.X CAGR’de büyüyecei ve 2026’da X.X milyon USD’den 2020’de X.X milyon USD’ye ulaaca tahmin edilmektedir.

Farmasötik Snf solketal Pazar Raporu Hakknda:

Küresel Farmasötik Snf solketal Pazar büyümesi, endüstri zinciri yaps, tanmlar, uygulamalar ve snflandrmalar içeren pazarn ayrntl kapsamn salar. Rapor, Farmasötik Snf solketal pazar segmentleri için SWOT analizi sunmaktadr. Rapor, Farmasötik Snf solketal pazarnn önde gelen tüm trendleri hakknda faydal bilgiler sunuyor. Tüm segmentler hakknda kapsaml bir çalma sunar ve pazarn önde gelen bölgeleriyle ilgili bilgileri paylar. Ayrca, piyasadaki son gelimeler hakknda istatistiksel veriler salar. Ayrca irket profili bölümü altnda temel bir genel bak, gelir ve stratejik analiz içerir. Farmasötik Snf solketal pazar analizi, kalknma trendleri, rekabetçi peyzaj analizi, yatrm plan, i stratejisi, frsat ve kilit bölge kalknma durumunu içeren uluslararas pazarlara sunulmaktadr. Bu rapor ayn zamanda ithalat / ihracat tüketimini, arz ve talebi Rakamlar, maliyet, sektör pay, politika, fiyat, gelir ve brüt marjlar da belirtmektedir.

Farmasötik Snf solketal Piyasa raporu ayn zamanda itici faktörler, snrlayc faktörler ve birleme, devralmalar ve yatrmlar gibi sektör haberleri gibi en son piyasa dinamiklerini takip etmektedir. Pazar büyüklüü (deer ve hacim), pazar pay, türlere göre büyüme oran, uygulamalar salar ve farkl bölge veya ülkelerde mikro ve makro tahminler yapmak için hem nitel hem de nicel yöntemleri birletirir. Rapor, dünyann farkl bölgelerinde ve ülkelerinde farkl Phtlama Faktörü, mansap tüketim alanlar ve rekabetçi peyzajn en segmentlere ayrlm tüketim ve sat verilerini salamay amaçlamaktadr, bu rapor birincil ve ikincil yetkili kaynaktan en son piyasa verilerini analiz eder. Rapor, pazar anlamaya ve buna bal olarak i genilemesi için strateji oluturmaya yardmc olabilir. Strateji analizinde, pazarlama kanalndan ve pazar konumlandrmasndan potansiyel büyüme stratejilerine ilikin bilgiler verir ve yeni girenler için derinlemesine analizler salar veya Farmasötik Snf solketal endüstrisinde rakipler bulunur.

Farmasötik Snf solketal Pazar Analiz Raporu, Farmasötik Snf solketal Endüstri kompozit dünyasnda güçlü genel bak ve çözüm ile Pazara Genel Bak, Büyüme, Talep ve Tahmin Aratrmas ile ilgili tüm Analitik ve statistiksel bilgileri içermektedir. Farmasötik Snf solketal Pazar tahmini 2026 Aratrma Raporu Öne çkan hususlar sektörün temel Pazar Dinamikleri’ni içermektedir. Yukar yönlü hammadde, tedarik stratejisi ve aa yönlü alclar ile endüstrinin uygulamalarnn ve zincir yapsnn çeitli tanmlar ve snflandrlmas verilmitir. Bu Farmasötik Snf solketal Pazar raporu, Pazar Paynn Taneli Analizi, Üretim Teknolojisi, Pazara Giri Stratejileri, Gelir Tahminleri ve Pazarn Bölgesel Analizi ile Kilit Üreticiler Profillerine detayl olarak odaklanmaktadr. Ayrca, pazarda ürün gelitirme, birleme ve devralma, ortaklklar içeren balca stratejik faaliyetler tartlmaktadr.

Bölgesel Analiz:

Corafi olarak, bu rapor üretim, tüketim, gelir (milyon ABD dolar), pazar pay ve büyüme ile Kuzey Amerika, Avrupa, Asya Pasifik, Orta ve Güney Amerika, Orta Dou ve Afrika ve Dier Bölgeler gibi birçok önemli Bölgeye bölünmütür. Bu bölgelerde Küresel Farmasötik Snf solketal oran.

Farmasötik Snf solketal pazarnn 2020 ylnda X.X milyon USD’den 2026’ya kadar X.X milyon USD’ye, tahmin dönemi boyunca% X.X CAGR’ye yükselmesi bekleniyor. Küresel Farmasötik Snf solketal pazar raporu, genel tüketim yaps, kalknma eilimleri, sat modelleri ve küresel Farmasötik Snf solketal pazarndaki en iyi ülkelerin satlarna odaklanan kapsaml bir aratrmadr. Rapor, küresel Farmasötik Snf solketal endüstrisindeki tannm salayclara, pazar segmentlerine, rekabete ve makro ortama odaklanmaktadr. Belirli bir ülkedeki demografik koullar ve i çevrimlerinden pazara özgü mikroekonomik etkilere kadar çeitli faktörler göz önünde bulundurularak pazarn bütüncül bir çalmas yaplr. Çalma, bölgesel rekabet avantaj ve büyük oyuncularn rekabet ortam açsndan pazar paradigmalarndaki deiimi buldu.

Bu raporu satn almadan önce bilgi – www.precisionreports.co/enquiry/pre-order-enquiry/14105430

Raporun temel bilgileri: Rapor, tanm, uygulamalar ve üretim teknolojisi de dahil olmak üzere endüstrinin temel bir deerlendirmesini sunar. Rapor, endüstrinin 2020-2026 pazar gelitirme eilimlerini tahmin ediyor. Rakip segmenti için rapor, Farmasötik Snf solketal’nn küresel kilit oyuncularnn yan sra baz küçük oyuncular da içeriyor. Rapor, kilit satclar için irket profilini, ürün özelliklerini, kapasitesini, üretim deerini ve pazar paylarn sunar. Toplam pazar, irkete, ülkeye ve rekabetçi peyzaj analizi için uygulamaya / türe göre bölünür.

Rapor, üreticilerin pazar durumu hakknda önemli istatistikler salar ve sektörle ilgilenen irketler ve bireyler için deerli bir rehberlik ve yönlendirme kaynadr. Yukar ak hammaddelerinin, aa ak talebinin ve mevcut pazar dinamiklerinin analizi de yaplmaktadr. Rapor, fizibilitesini deerlendirmeden önce yeni bir Sanayi projesi için baz önemli önerilerde bulunuyor.

Farmasötik Snf solketal Market 2020 global endüstri aratrma raporu, pazar büyüklüü, büyüme, pay, trendler ve endüstri analizi üzerine profesyonel ve derinlemesine bir çalmadr. Rapor, endüstriyel zincir yapsna genel bir bakla balar ve yukar havay açklar. Ayrca rapor, farkl corafyalar, tip ve son kullanm segmentindeki pazar büyüklüünü ve tahminlerini analiz etmekte, ayrca rapor, büyük irketler ve irket profilleri arasnda pazar rekabetine genel bak sunmann yan sra, raporda piyasa fiyat ve kanal özellikleri de yer almaktadr. Ayrca, pazar büyüklüü, her bir bölümün ve alt bölümlerinin gelir pay ile tahmin rakamlar da bu raporda yer almaktadr.

Raporda cevaplanan kilit sorular:

2026 ylnda Farmasötik Snf solketal pazarnn pazar büyüme oran ne olacak

Küresel Farmasötik Snf solketal pazarn yönlendiren temel faktörler nelerdir

Farmasötik Snf solketal pazarndaki kilit üreticiler kimlerdir

Farmasötik Snf solketal piyasasnn piyasa frsatlar, piyasa riski ve piyasaya baklar nelerdir?

Farmasötik Snf solketal pazarnn en iyi üreticilerinin satlar, gelirleri ve fiyat analizleri nelerdir?

Farmasötik Snf solketal pazarnn distribütörleri, tüccarlar ve bayileri kimlerdir?

Küresel Farmasötik Snf solketal endüstrisindeki satclarn karlat Farmasötik Snf solketal pazar frsatlar ve tehditleri nelerdir?

Farmasötik Snf solketal pazarnn türlerine ve uygulamalarna göre sat, gelir ve fiyat analizi nedir?

Farmasötik Snf solketal endüstrisinin bölgelerine göre sat, gelir ve fiyat analizi nedir?

Solketal, iki komu hidroksil grubunu birletiren bir izopropiliden asetal grubu ile korunmu bir gliserol formudur. Solketal, gliserol omurgasnn merkez karbonunda iral bir merkez içerir ve bu nedenle, rasemat veya iki enantiyomerden biri olarak satn alnabilir. Solketal, ester ba oluumu ile mono-, di- ve trigliseritlerin sentezinde yaygn olarak kullanlmaktadr. Solketalin serbest hidroksil gruplar, korumal monogliseridi oluturmak için bir karboksilik asit ile esterletirilebilir, burada izopropilen grubu daha sonra sulu veya alkollü ortamda bir asit katalizörü kullanlarak çkarlabilir. Korumasz diol daha sonra di- veya trigliserid oluturmak için ayrca esterlenebilir.

Öz

Ticari solketal, yenilenebilir bir kaynak olarak kabul edilen gliserinden türetilen yava buharlama çözücüsü olarak öne çkan AugeoTM SL 191 s olarak bilinir. nsan salna ve çevreye düük toksisiteye sahiptir. Reçineler ve polimerler için, petrolden elde edilen çözücülerin yerini alan iyi bir çözücüdür ve (biyo) yaktlarn katk maddesi olarak kullanlabilir. Bu çalma, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla, solketal üretimin yeni heterojen katalizörleri olarak asitli zeolitleri (H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER) incelemeyi amaçlamtr. Katalitik aktivite, kinetik çalmada 180 dakika sonra H-BEA> H-MOR = H-MFI> H-FER gösterdi. H-BEA için ana dönüüm% 85 idi. Ayrca tüm katalizörlerin, kesikli reaktördeki reaksiyonlar arasnda ykama veya ön ilem yapmadan dört kez yeniden kullanlabilecei de doruland. Bu çalmada üretilen solketal, ticari standard ile karlatrlarak çok benzer özellikler elde edilerek karakterize edildi.

gliserolün, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla solketal (izopropiliden gliserol veya 2,2-dimetil-1,3-dioksolan-4-il metanol) (yeil çözücü) haline dönütürülmesi. Solketal üretim için reaksiyon, ana homojen ve heterojen asit katalizörleri tarafndan kolaylatrlr (ekil 3). Gliserolün ketonlarla ketalizasyonu dall oksijenatlar, solketal (2,2-dimetil- [1,3] dioksan-4-il metanol) ve 2,2-dimetil- [1,3] dioksan-5-ol üretir; ancak reaksiyon aseton ile yapldnda, be üyeli halkas olan solketal molekül için seçicilik daha yüksektir [5].

Solketal, benzin, dizel ve biyodizel formülasyonu için mükemmel bir bileendir.

kalan aseton çkts ve 70 ile 120 ° C arasndaki su art solketal içeren bir fraksiyon damtlr. Gliserol yalnzca sistem 200 ° C’ye ulatnda uzaklatrlr. Damtmann verimi, balangç harmanna göre (solketal-su-gliserol-izleri aseton) kütlece% 60 solketal olmutur. Solketal fraksiyon renksizdir ancak gliserolden daha düük viskoziteye sahiptir.

ekil 12, ilk karmn damtlmasndan sonra solketal GreenTec fraksiyonunun görünümünü gösterir.

FTIR analizi, damtlm üründe solketal varln dorulamak ve bunu Sigma-Aldrich standard ile karlatrmak için kullanld. Solketal GreenTec ve solketal Sigma-Aldrich örneklerinin FTIR spektrumu ekil 13’te gösterilmektedir.

Tablo 4 analiz edilirken, hem solketal Sigma-Aldrich hem de solketal GreenTec’in çok yakn younluklar ve viskoziteler sunduu görülmütür.

Tablo 5, yalnzca nem analizinde solketal numuneler arasnda önemli bir farkn fark edildiini göstermektedir.

Solketal GreenTec, solketal Sigma-Aldrich’ten% 56.41 daha fazla nem sunar. Bu nemi gidermek için, dier kurutma ajanlarnn yan sra susuz sodyum sülfat eklenebilir ve / veya solketal GreenTec fraksiyonu 75 ° C’den çekilir.

Gliserolden solketal transformasyona, çok iyi bir aktivite (dönüüm% 85) ve seçicilik (% 98) gösteren H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER gibi zeolit asidik katalizörleri kullanarak gerçekletirmek mümkündür. H-BEA, dier zeolitlerden daha geni bir alan, büyük SAR ve güçlü: zayf alanlarn daha büyük bir orann sundu. Bu özellik, H-BEA katalizörü için daha yüksek bir katalitik aktiviteye katkda bulunur. Tüm katalizörler, kesikli reaktördeki reaksiyonlar arasnda ykama veya ön ilem yaplmadan dört kez yeniden kullanlabilir, ancak en iyi katalizör, daha aktif olmas ve sabit solketsel seçicilik göstermesi açsndan hala H-BEA zeolitidir. Bu çalmada üretilen solketal, ticari standard ile karlatrlarak çok benzer özellikler elde edilerek karakterize edildi.

Solketal: Yeil ve katalitik sentez ve çözücü olarak snflandrlmas – 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan, heterojen kataliz yoluyla üretilen ilginç bir yeil çözücü

Çözücülerin çou toksik veya tehlikeli maddeler olarak etiketlenmitir, ancak gliserol türevlerinin kullanlmas bu ve dier sorunlar çözmeye yardmc olabilir. Kat asit katalizörleri kullanlarak 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan (solketal) ‘nin alternatif, yeil bir sentezi gelitirilmitir. Yardmc çözücülerin kullanlmasnn iyi sonuçlar elde etmek için gerekli olmad ve kat katalizörün geri kazanlabilecei ve yeniden kullanlabilecei, bu da üretkenlii artrd gösterilmitir. Ayrca solketal, polarite ve hidrofobiklik parametrelerinin belirlenmesiyle karakterize edilmitir, bu da olas solvent ikame uygulamalarnn daha kolay tanmlanmasna izin verir.

Öz

Solventsiz reaksiyonlar, yeil kimyada tercih edilen sistemlerdir. Solventsiz sistemler, kimyasal ilemlerin çevresel etkisinin azaltlmasna katkda bulunmann yan sra, üretim maliyetlerini, reaksiyon sürelerini ve reaktörlerin boyutlarn azaltabilir ve böylece yatrm maliyetlerini azaltabilir. Soya fasulyesi tohumlarndan 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan (solketal) yal esterleri hazrlamak için gelitirilmi bir prosedür gelitirilmitir. 15 saatlik hidrolizin 6 saatlik esterleme ile aamal bir solketal ilavesiyle birletirilmesiyle% 90’n üzerinde verimler elde edildi. Sentez, çözücü içermeyen bir ortamda gerçekletirildi ve son özümleme, süper kritik C02 kullanlarak gerçekletirildi. Bu nedenle soya fasulyesinden organik çözücüler kullanmadan bu esterleri baaryla hazrladk. Ek olarak, Rhizopus oryzae’nin toksik olmamas ve kalan katnn bileimi göz önüne alndnda, hammadde üretiminde hammadde olarak kullanlabilir.

Uygulamalar

Solketal, mono-, di- ve trigliseritlerin sentezi için faydaldr. Lalealin türevlerinin sentezi için balangç reaktifi olarak kullanlr. Benzinde yakt katk maddesi görevi görür. Metil etil ketonun bir inhibitörüdür.

Notlar

Serin yerde saklayn. Kuru ve iyi havalandrlan bir yerde kab skca kapal tutun. Uyumsuz malzemeler asitlerdir, Güçlü oksitleyici maddelerdir.

Références bibliyografyalar

Claudio J. A. Mota; Carolina X. A. da Silva; Nilton Rosenbach; Jair Costa ve Flávia da Silva. Yakt Katk Maddeleri Olarak Gliserin Türevleri: Gliserol / Aseton Ketal (Solketal) Eklenmesi

Solketal – potansiyel bir yakt katk maddesi sentezlemek için gliserolün aseton ile ketalizasyonu, gliserolün deerinin belirlenmesi için en umut verici yollardan biridir. Bu makalede, sürdürülebilir solketal üretimine yönelik yenilikçi ve potansiyel teknolojilere odaklanlarak son teknoloji gliserol ketalizasyon gözden geçirilmitir. Hem kesikli hem de sürekli reaktörlerde gelitirilen gliserol ketalizasyon ilemleri ve baz tipik katalizörlerin performans karlatrlr. Gliserolün solketale asit katalizli dönüümü için mekanizmalar sunulmaktadr. Sürekli akl bir ilemde ham gliserolün katalitik dönüümü ve ham gliserolün dorudan kullanm ile ilgili ana ilem konular tartlmaktadr.

Yakt Katk Maddesi için Gliserolden Solketale: Heterojen Katalizörlerde Son Gelimeler

Özet: Biyodizel, birçok ülkede baaryla ticariletirilmitir. Biyodizel üretim tesisinde bir yan ürün olarak gliserol, son zamanlarda yakt katk maddesi üretimi için aratrlmtr. En muhtemel yakt katk maddelerinden biri, bir asetalizasyon reaksiyonu yoluyla gliserol ve asetondan üretilen solketaldir. Bu el yazmas, gliserolün solketale dönüümünün aratrma aamasnda kullanlan heterojen katalizörler üzerindeki son gelimeleri gözden geçirdi. Solketal üretim için daha iyi katalizörler tasarlamak için en kritik parametreleri bulmak amacyla asitlik mukavemeti, hidrofobiklik, hapsetme etkisi ve dierlerinin etkileri tartlmaktadr. Heterojen katalizörler arasnda reçineler, hiyerarik zeolitler, mezogözenekli silika malzemeler ve killer, gliserolün asetalizasyonu için etkili katalizörler olarak aratrlmtr. Her popüler katalitik malzemeyle ilgili zorluklar detaylandrlmtr. Gliserolden solketale yönelik gelecekteki çalmalar, bir yan ürün olarak su varlnda katalizörlerin stabilitesi dikkate alnarak gelitirilecektir. Beslemede su ve tuz bulunmas, katalizörlerin aktivitesine ve stabilitesine kesinlikle zarar verir.

Anahtar Kelimeler: yakt katk maddeleri; biyodizel; gliserol; solketal; kat asit katalizörleri.

1. Giri

Önümüzdeki birkaç yl içinde snrl fosil yaktlar desteklemek için yenilenebilir enerjinin aratrlmas, en çok endie duyulan aratrma konularndan biridir. Baz yenilenebilir enerji kaynaklar arasnda biyoyaktlar, özellikle biyodizel üretimi için büyük miktarda bitkisel ya ve biyo-ya üretimine sahip baz ülkeler için youn ilgi görmektedir [1,2,3,4]. Yllk biyodizel üretimi ve tüketiminin önümüzdeki birkaç yl içinde önemli ölçüde artmas muhtemeldir. Çok sayda yenilebilir ve potansiyel yenilebilir olmayan ya kaynaklar tanmlanmtr [5]. Her eye ramen, bu gerçek biyodizel dönüümünün yan ürünü olarak gliserol üretiminin artmasna neden olur [2]. Biyodizel üretiminin kimyasal prosesi nedeniyle, gliserolün metil estere molar oran 3: 1’dir veya üretilen toplam biyodizel hacminin yaklak% 10 ila% 20’si gliserolden oluur. Biyodizel üretiminin hzl büyümesi, dünya çapnda gliserol üretiminin 2006’da 7,8 milyar litreden 2018’de 36 milyar litreye çkt bildirildiinden, artan gliserol üretimine büyük katk salamtr [6,7]. Bu gerçek, gliserolün dünyada bol miktarda yenilenebilir kimyasal hammadde olduunu ortaya koydu. Gliserolün daha deerli kimyasallara dönütürülmesi, gliserol için yeni bir pazar oluturmak ve biyodizel üretiminin sürdürülebilirliini iyiletirmek için en iyi seçenektir [7,8,9,10,11,12,13,14].

Bu mini inceleme makalesi, son makaleleri, özellikle 2010’dan sonraki açk literatürü analiz ederek gliserolün solketale dönüümü için katalitik materyallerin potansiyel kefini vurgulamay amaçlamaktadr. Rahmat et al. (2010) [15], reaksiyon parametrelerine (katalizör, reaktan, scaklk ve reaksiyon süresi) vurgu yaparak gliserolün yakt katk maddelerine dönüümü hakknda bir genel bak yazd. 2009 ile 2018 arasnda Cornejo ve ark. [16], 2017’de farkl yardmc reaktanlara göre katk maddelerini beslemek için gliserol deerlemesi üzerine bir inceleme yazd. Bunlar formaldehit, asetaldehit, butanal ve aseton gibi ikinci beslemeleri ve dierlerini içeriyordu. Nanda vd. [17], bir yakt katk maddesi olarak solketal üzerine tarihsel ve gelecek balam vurgulayan bir inceleme yaynlad. Bu makale ayrca asitliin, reaktör modellerinin, kinetiklerin ve reaktör kinetiinin etkisini ve gliserolü solketale kullanmak için günlük prosedürü özetledi.

Gliserolün, propan-akrolein, 1, 3-diol, propan-1,2-diol, asetal veya ketal, polioller ve poliüretan köpükler, gliserol karbonat vb. [10,11,18]. Tablo 1, bu gliserol dönüümleri arasnda, asetalizasyon yoluyla gliserolün solketale dönüümünün ilginç bir yol olduunu göstermektedir. Solketal, gliserol asetal ve gliserol formal (GlyF) ile birlikte gliserol asetalizasyon ürünlerinden biridir. Dier asetalizasyon ürünlerine benzer ekilde solketal, kurum ve sakz oluumunun azaltlmas için dorudan bir yakt katk maddesi olarak kullanlabilir [19]. Bir benzin karmna solketal ekleme, daha yüksek oktan says ile daha iyi yakt özellikleri göstermitir [19]. Solketalin dier uygulamalar çözücüler, mürekkepler, farmasötikler ve boyalardr [20].

Tablo 1. Gliserolden katma deerli ürünlere farkl dönüüm yollar.

Tablo 2 ve ekil 1’de gösterildii gibi, zeolitler, killer, reçineler, heteropoliasitler ve dierlerinden oluan solketal üretim için farkl tipte katalizör malzemeleri bildirilmitir. Her katalizörün hem avantajlar hem de dezavantajlar vardr. H2SO4 gibi homojen bir katalizör yüksek aktivite sunar, ancak bu homojen katalizörler andrcdr, geri dönütürülemez, ayrtrlmas zordur ve çok daha pahaldr. Benzer ekilde, kalay klorür (SnCl2) gibi klorür de korozyon eiliminden dolay istenmemektedir [30]. Yeniden kullanlabilirlik de çalmalarn önemli bir parçasdr. Yeniden kullanlabilirlik, tipik bir sürdürülebilir ilke olarak incelenen bir faktördür. Metal tuzu katalizinin temel mekanizmas, gliserolün hidroksil grubu tarafndan protonasyon aamasndan elde edilen karbokatyona nükleofilik bir saldrdr, bu da ara ürünün oluumu ve ardndan bir su eliminasyon aamasyla sonuçlanr. Karbokasyon, keton karbonil grubunu bir protonasyon aamas (yani, Brønsted asitleri) veya polarizasyon yoluyla etkinletiren Lewis veya Brønsted asit bölgelerinden üretilir.

Energies 12 02872 g001 550 ekil 1. 2014’ten 2018’e kadar solketal üretim için farkl katalitik malzeme türlerinin popülerlii. (Kaynak: Web of Knowledge, https://www.webofknowledge.com, Kasm 2018).

Tablo 2. Solketal üretim için heterojen katalizörlerin snflandrlmas.

Ancak homojen katalizörler, reaksiyon sistemi için çevre dostu olarak kabul edilmemektedir. Solketal üretimde heterojen katalizörlerin kullanmndaki bir baka zorluk, reaksiyon srasnda oluan ve tersine çevrilebilir bir reaksiyona neden olan yan üründür (su). Heterojen katalizörler kolayca yeniden oluturulur ve daha kolay kullanlr. Pek çok reçine katalizörü, gliserolün solketale mükemmel dönüümü ve seçicilik sergilemitir; burada en iyi katalitik performans amberlyst ile elde edilmitir. Bununla birlikte, termal stabilitenin snrlandrlmas nedeniyle daha yüksek bir üretim ölçei için uygun deildir, bu nedenle yenilenmesi kolay deildir. Daha yüksek termal kararllk hiyerarik zeolitte bulunabilir. Gliserolün solketale en yüksek dönüümü% 72 ve seçicilii% 72 ile 60 ° C koulunda H-Beta (BEA çerçevesi), 700 rpm’de kartrlarak,% 5 katalizör ve gliserol molar orannda elde edilir. : H-BEA için 1: 4 aseton. Zeolit malzemeler içinde, MFI zeolit, amberlyst ile karlatrldnda daha düük bir katalitik etkinlik olan, ancak neredeyse% 100 seçicilikle% 80 göstermitir. Daha düük dönüüm, gerçekletirilen reaktantn tanmasn ve ekil seçiciliini etkileyen nispeten dar kanal boyutundan kaynaklanmaktadr.

2. Gliserolden Solketale Fazla Reçine Katalizörleri

Genel olarak, gliserolü solketal üretime dönütürmek için kat asit katalizörlerinin en önemli özellikleri, kat asitlerin Brønsted asitliidir [31]. Gliserolün reçine katalizörleri ile solketale dönüümü gerçekletirilmitir [32,33,34,35,36]. Tablo 3, gliserolün reçine katalizörlerine göre solketale dönüümünü özetlemektedir. Tipik bir reçine katalizörü (yani amberlyst), gliserol dönüümünün% 80’den fazlasn üretmek için gliserolün asetonla reaksiyonunu katalize etti. Guidi vd. [36], 25 ila 70 ° C arasnda farkl reaksiyon scaklklarnda uygulanan amberlyst-36 reçinenin,% 85 ila% 97’lik bir seçicilikle gliserolu solketale dönütürmek için mükemmel bir katalizör olduunu bildirdi. . Katalizör ayn zamanda ya saf gliserolde ya da bir emolar reaktan içinde benzer reaksiyon parametreleriyle daha düük basnçlarda aktiftir. Baz referanslara göre, yüksek dönüüm sadece yüzey asitliinden deil ayn zamanda reçine yapsndan da etkilenmitir. Üstelik, yüzey asitlii, solketal üretiminde seçicilii ve dönüümü gelitirmede önemli bir rol oynayan önemli bir parametredir. Amberlyst-46 ve amberlyst-36 benzer bir malzeme olmasna ramen, her iki reçine türü de farkl bir asit kapasitesine ve yap morfolojisine sahiptir. Ayrca, tüm reçineler solketale kar iyi bir seçicilik (>% 80) göstermitir ve reçinenin gliserole dönüüme önemli katalitik parametresi asit kapasitesidir (ar sülfonatlanm reçine). En yüksek asit kapasitesi (sülfonik asit) ile, bu katalizör malzemeleri yalnzca solketal üretime seçicilii deil, ayn zamanda ham gliserolün% 90’n üzerine dönütürülmesini de gelitirebilir. Katalizör aktivitesinin bir snrlamas olarak vurgulanmas gereken dier bir önemli husus, muhtemelen gliseroldeki safszlklardan kaynaklanan yüzey asitlii için bir zehir olarak NaCl’nin varldr.

Tablo 3. Reçine katalizörleri üzerinde gliserolden solketale.

Tablo

3. Gliserolden Solketale Mezoporlu Silika

Koranyi vd. [37], gliserolün solketale dönüümü için üstün katalizörler olarak hafniyum ve zirkonyum modifiye TUD-1’in üstünlüünü bildirdi. Bu iki katalizör (Hf-TUD-1 ve Zr-TUD-1) Sn-MCM-41 ve Al-TUD-1’den daha aktifti. Zr ve Hf-TUD-1, Hf ve Zr’nin çerçeve içinde olduu aktif metal ile modifiye edilmi mezogözenekli silika örnekleridir. Aktiviteleri FAU (USY) ve Al’den (TUD-1) daha yüksekti. Gliserolün solketale en yüksek dönüümü% 50’den fazladr. Katalitik aktivite, (i) asit bölgelerinin saysnn, (ii) mezo gözeneklerin varlnn, (iii) geni bir yüzey alannn varlnn ve (iv) katalizörün hidrofobikliinin [38] bir fonksiyonuydu. Daha sonra, katalizörün hidrofobiklii solketalin hidrolizini önlemek için çok önemliydi [37,38,39,40,41]. Tablo 4’e göre, Cs 2.5 / KIT-6 katalizörü glisero-solketale dönüüm için en iyi katalizörlerden biriydi [42]. KIT-6 geni yüzey alan (600-1000 m2 / g), aktif alanlar ve eriilebilir gözeneklerinden dolay seçilmitir [42].

Tablo 4. Gliserolden solketale, mezogözenekli silis üzerinde.

Çok sayda referans, mezogözenekli silika katalizörlerin, gliserolün solketale dönüümünde yüksek stabilite avantajna sahip olduunu, bu da nispeten büyük bir dönüüm yüzdesine (% 95) ve solketale seçicilie (% 98) sahip ürünlerle sonuçlandn bildirdi [37,42,43, 44,45,46]. Sülfonik asit ile aktive edilmi bir yüzeye sahip mezogözenekli yap, gliserolün yakt katk maddesine dönütürülmesi için verimli bir ekilde uygulanabilir [37,43,47]. Sülfonik asit ile ilevselletirilmi bir mezogözenekli polimer (MP-S03H), yüksek asitli bir yüzey (1.88 mmol / g) içerir. Katalitik malzemelerin yüzey asitlii, ekil 2’de gösterildii gibi ketalizasyon reaksiyonlar yoluyla solketal oluum ürünlerini hzlandrabilir.

Enerjiler 12 02872 g002 550 ekil 2. Gliserol ve asetonun ketalizasyon reaksiyonu için mekanizma emas.

4. Gliserolün Kil Mineralleri Üzerinden Ketalizasyonu

Malaya vd. [17,48] 0.12 ile 5.7 meq / g arasnda deien farkl asit kuvvetlerine sahip farkl kil bazl katalizörleri inceledi [17]. Sonuçlar, daha güçlü bir asitliin gliserolün dönüümünü ca. % 80. Tablo 5’te gösterildii gibi, gliserolden solketal üretim, kat asit katalizörlere göre aseton veya formaldehit olmak üzere iki farkl kaynak kullanmtr [49,50,51,52]. Gliserolün dönüümü ve solketale seçicilie dayanarak, optimum sonuçlar gösteren kil katalizörü Timofeeva ve ark. 0.5 M nitrik asitle aktive edilmi katalizöre sahip bir kesikli reaktörde [53]. Asit solüsyonu ile aktive edilmi K10 montmorillonitte, bu etki malzemenin asit bölgesi ile artan bir reaksiyon hzna neden olur. Doal montmorillonitin nitrik asit ile asit aktivasyonunun montmorillonitin yapsn deitirebilecei iyi bilinmektedir (katalizör materyallerinin yüzey alann ve mikro gözenekliliini artrmak için oktahedralden Al3 + katyonlarnn süzülmesi) [54,55,56]. Solketal üretim reaksiyonu ekil 3’te gösterilmektedir. Solketal üretimin ana kayna olarak formaldehit kullanm, katalizör olarak kullanlan K10 montmorillonite ile daha düük bir dönüüm deerine (sadece% 83 gliserol dönüümü) sahiptir. ki farkl yolla hemiasetal veya hemisetal oluumuna bal olabilir. Gliserol ve aseton arasndaki reaksiyon, üçüncül bir karbenyum iyonu ile daha stabil bir ara, hemisetal bileik ürettiinden tercih edilir [37]. Gliserol ile formaldehit arasndaki reaksiyonda, üretilen hemiasetal oluum kararl bir karbenium iyonu deildir. Bu nedenle, gliserol-formaldehit sistemi için dönüüm deeri, asetonun bir ortak reaktan olarak kullanld reaksiyona kyasla nispeten küçüktür [57,58,59].

Enerjiler 12 02872 g003 550 ekil 3. Gliserolden solketale sentez emas.

Tablo 5. Kil mineralleri üzerinde gliserolden solketale.

Koranyi vd. (2012) [37], gliserolün asetalizasyonunda bir safszlk olarak suyun etkisini bildirmitir. Suyun varl aktiviteyi ca. Model bileii (saf gliserol) içeren olandan% 50 daha düük. Yüksek sayda Brønsted ve Lewis bölgesi dorudan yüksek bir aktiviteye karlk gelmez. Yüksek Brønsted ve Lewis asiditesine sahip Dealumination FAU ve Al-TUD-1, gliserolün asetalizasyonunda zayft [37]. TUD-1 üzerinde hafniyum ve TUD-1 zirkonyum gibi hidrofobik katalizörler gliserolden solketale kadar çok olasdr. Ammaji vd. (2017) [62] de Zr-SBA-15 en aktif ve seçici katalizör olduu için benzer bir gözlem bildirdi.

5. Gliserolün Hiyerarik Zeolitlere Göre Ketalizasyonu Üzerine Bak Açs

Dmitriev vd. (2016) [63], zeolit betann amberlist-35 ve katyon deiim reçinesi (KU-2-8) [62] ile karlatrldnda en aktif kat asit katalizörü olduunu bildirdi. Uygulanan zeolit beta, 25 SiO2 / Al2O3 ve Angarsk tarafndan yaplan bir zeolit beta ile zeolistten ticari bir beta idi. Kowalska vd. [64,65], (i) farkl zeolit topolojilerinin (MFI, BEA ve MOR), (ii) 9.2’den 25.8’e Si / Al orannn ve (iii) mezoporozitenin etkisini inceledi. Farkl Si / Al içeren iki ana MFI zeolit uygulanmtr (Si / Al = 12 ve Si / Al = 27) [64]. Hiyerarik zeolitler, 0.2 M NaOH kullanlarak desilikasyon ve sitrik asit (0.5 M) ve nitrik asit (0.5 M) kullanlarak datma yoluyla elde edildi. Ana zeolitlerin difüzyon snrlamas, ana MFI’nin en yüksek aktivitesinin hiyerarik MFI’den önemli ölçüde daha düük olduu kabul edildi. 1’lik bir aseton: gliserol oran ile solketale yüksek bir seçicilik (% 100’e kadar) elde edildi. Daha yüksek bir aseton / gliserol oranna göre daha yüksek bir aseton gliserol oran elde edildi. Hem desilikasyon hem de alüminasyon, zeolit bazl katalizörün katalizör stabilitesini iyiletirmede çok etkilidir [66,67,68].

Rossa vd. [69] kinetik parametrelerin optimizasyonu ile solketal üretmek için gliserolün asetonla asetalizasyonunun kinetik çalmasn yürüttüler. En iyi parametreleri bulmak için 19’luk bir Si / Al’li zeolit beta uyguland: (i) D kütle transferi (kartrma hz), (ii) scaklk, (iii) katalizör miktar ve (iv) gliserol: aseton oran. Hedeflenen hedefler gliserol dönüümü ve solketal seçicilikti. Beta zeolit için deneysel tasarm, önerilen reaksiyon parametrelerinin unlar olduunu göstermitir: 60 ° C’de scaklk, 700 rpm’lik kartrma hz,% 5 katalizör yükü ve 1: 3’lük gliserol: aseton oran. Daha yüksek aseton içerii gliserolün dönüümünü artracaktr [24,70]. Bununla birlikte, aseton / gliserol oranndaki bir art, ürüne doru oluum hzndaki azalma ve asetalizasyon reaktörüne daha yüksek elektriksel ekserji tüketimi nedeniyle ekserji yok etme orann artracaktr [20,71,72,73,74, 75,76,77,78,79,80].

Hiyerarik zeolit, mükemmel gliserol dönüümü ve asetalizasyon reaksiyonlar yoluyla solketale seçicilik gösterir. Katalitik malzemeler, büyük gözenek boyutu ve kolay moleküler difüzivite nedeniyle dier gözenekli ve gözenekli olmayan katalizörlere kyasla daha yüksek bir gliserol dönüümü (% 80’den fazla gliserol dönüümüne kadar) gösterir. Tablo 6’da gösterildii gibi, gliserol asetalizasyonunda zeolitlerin katalitik aktivitesinin artrlmas, farkl yazarlar tarafndan Tablo 6’da gösterildii gibi uygulanmtr. Literatüre göre, kristalit boyutu, aktivitede en belirleyici faktörlerden biriydi. bir katalizör olarak hiyerarik zeolitin [64,81,82,83,84,85]. Zeolitin kristal boyutu ne kadar küçükse, reaktan ve ürünlerin zeolit gözeneklerinden difüzyonu o kadar kolay olur [73,86,87]. Zeolitin gözenek yaps, aydnlatma ve nem alma süreçleri ile deitirilebilir. Süreç, sadece mezogözenek materyallerini deitirmekle kalmaz, ayn zamanda katalitik aktiviteyi de artrabilir (yüzeyde eriilebilirlii ve kütle transferini iyiletirir) [88]. ZSM-5 (MFI) [67,89,90], beta (BEA) [81,91,92] ve Y (FAU) [64] gibi farkl topolojilere sahip hiyerarik zeolitler de asetalizasyonda kullanlmtr. ve sonuçlar, daha küçük gözeneklerin yüksek gliserol dönüümü ve seçicilie (solketal oluum için neredeyse% 100 seçici) üretebildiini göstermektedir. Bununla birlikte, genel olarak, tüm materyaller emolar gliserol ve aseton karmlarn reaksiyona sokarken çok iyi katalitik performans sergilemitir [37,39]. H-beta zeolit üzerinde yaplan deneylerden, anüminasyonun güçlü asit bölgelerinde bir azalmaya yol açt ve dolaysyla katalitik aktiviteyi azaltt bulundu.

Tablo 6. Gliserolden solkete, hiyerarik zeolit katalizörlerine göre.

6. Karbon / Aktif Karbon Bazl Katalizör Üzerinden Solketal Sentez

Bol miktarda biyokütle kaynann karbon ve aktif karbon öncüsü olduu düünüldüünde, aktif karbonlar solketal sentez için asit gruplar ile ilevselletirildi [93,94]. Baz makaleler, gliserolün solketale dönüümünü katalize etmek için aktif karbonun mükemmel performansn gösterdi (Tablo 7) ve bunlardan bazlar, yeil koullar altnda (yumuak bir scaklkta solventsiz koullar) yüksek bir aktivite ve seçicilik sergilediler. Aktif karbonun yüksek yüzey alan, asit, metal ve kompozit modifikasyonlar [24,95,96,97] dahil olmak üzere baz modifikasyonlarla daha yüksek yüzey asit bölgelerini korur. Bu nedenle, asetonun gliserol ile asetalizasyonu için heterojen katalizörler olarak ümit verici adaylardr. Asitle ilevselletirilmi aktif karbonun kullanmndan, dört asitle muamele edilmi karbonun üstün katalitik aktivitesinin, muamele edilmemi aktif karbon ile karlatrldnda alt çizildi ve asit muameleleri tarafndan üretilen asit bölgelerinin daha yüksek saysnn ve kuvvetinin önemi teyit edildi. Katalizörler, aktif karbona HNO3 ve H2SO4 ilemiyle hazrland. Katalizörün katalitik aktivitesi, oda scaklnda yüksek dönüüm ve seçicilik nedeniyle mükemmel performans gösterdi.

Tablo 7. Gliserolden solketale karbon / aktif karbon bazl katalizör.

Asitle modifiye edilmi karbon katalizöründen, asit gruplarnn, özellikle sülfonik gruplarn varlnn, gelimi katalitik performans için anahtar faktör olduu bulundu. Aktif metalin katalizör asiditesini artrarak katkda bulunduu aktif karbondaki [100] Ni-Zr desteinden de benzer bir model ortaya çkt. Katalitik aktiviteyi etkileyen dier bir faktör, daha yüksek toplam asit younluu, karbon yapsnn geni mezo-gözenekleri ve metallerin aktivitesiydi.

7. Perspektif ve Sonuçlar

Bu mini inceleme, gliserolden solketale dönüüm için kat katalizörler üzerindeki son gelimeleri vurgulad. Ürün, sera gazlarn azaltmak ve biyodizel iinin ekonomik uygulanabilirliini artrmak için çok faydal olan yaktlar için bir katk maddesidir [6,8,16,20,34,101,102,103,104,105]. Optimal bir gliserol dönüümü için özel yapm heterojen katalizör gelitirildi ve gerekli. Bu çalmada be ana heterojen katalizör vurgulanmtr: Reçineler, mezogözenekli silika, zeolitler, killer ve aktif karbonlar. Katalizörlerin stabilitesi, gliserolün solketale ticariletirilmesinin önündeki ana engellerden biridir. Reaksiyon scakl lml olarak kabul edilmesine ramen, kat katalizörlerin çounun stabilitesi, bir yan ürün olarak su ve gliserol kaynandan gelen dier safszlklar (NaCl, metanol) varlnda azald. Reaktöre ham gliserol (su ile kirlenmi) beslendiinde deaktivasyon oran daha da yüksektir [106,107,108,109]. Bu nedenle, ticari tesisin yaayabilirlii (i) yemlerin kaynana [110], (ii) gliserol ve dier yemlerin mevcudiyetine ve (iii) yem olarak gliserolün maliyetine baldr. Genel olarak, en az üç ana zorluk belirlendi:

Yemde su ve safszlklarn varl.

Kesikli reaktörden sabit yatakl reaktöre geçi.

Dengenin varl, daha yüksek aseton talebi beklendiinden baka zorluklar da getirir. Bununla birlikte, gliserole daha yüksek aseton ykc aletlere yol açacaktr.

Asitlik, gliserolden solketale kadar zeolit katalizörlerinin önemli bir özellii olarak kabul edilmektedir. Reaktör tasarmnda güçlü asitlik ve orta düzeyde hidrofobiklik bekleniyordu. Katalizör performansnn baz snrlamalarna bal olarak, ham gliserolün dorudan kullanlmas katalizörün stabilitesini azaltacaktr. Bu inceleme, gliserolün (ve genellikle poliolün) solketale optimum dönüümü için daha iyi bir malzemenin nasl tasarlanmas gerektiini açklad. Hafniyum / TUD-1 ve zirkonyum / TUD-1 gibi hidrofobik katalizörler, gliserolden solketale kadar çok olasdr. Önümüzdeki yllarda düük alüminyum mezogözenekli silika malzemeler üzerinde daha uzun çalmalar yaplmas beklenmektedir.

Biyodizel üretimindeki yüksek art nedeniyle, transesterifikasyonun ana yan ürünü olan gliserol de ayn büyüme orannda üretilir ve bu da ar arzna neden olur. Bu durum, gliserol fiyatnn önemli ölçüde dümesine neden olur. Gliserolden elde edilen bir türev olan Solketal, katk maddesi olarak benzin veya biyodizel ile kartrlarak kullanlabilir. Bu çalma, homojen asit katalizörü kullanlarak gliserol ve asetondan solketal sentezini inceler. Aseton fazla kullanldnda reaksiyon baarl bir ekilde ilerler. Daha sonra hazrlanan solketal, benzil alkol ile reaksiyon yaplarak benzil solketal eterin sentezlenmesi için kullanlr. Bununla birlikte, benzil gliserol eter, dibenzil eter ve gliserol gibi birkaç baka ürün oluur. Benzil solketal etere kar seçicilii artrmak için yüksek solketal: benzil alkol orannn gerekli olduu bulunmutur.

Birinci nesil biyodizel üretiminde, bitkisel ya ve metanolden elde edilen trigliserid, ya asidi metil ester veya biyodizel üretmek için transesterifikasyon reaksiyonu ile reaksiyona sokulur ve ayrca kaçnlmaz bir yan ürün olarak gliserol elde edilir. Biyodizel üretimi hzla arttndan, bu, yan ürün olarak elde edilen gliserolün fazla arz edilmesine ve gliserolün fiyatnn dümesine neden olur. Bu nedenle, gliserolü kullanma yolunun bulunmas, biyodizel üretiminin genel ekonomikliine yardmc olmas için önerilmektedir. Solketal, gliserolün iki bitiik hidroksil grubunun younlama asetonu [1] yoluyla reaksiyona sokulduu bir türevdir. Solketal, benzin [2] veya biyodizel [3] içindeki yakt katk maddeleri için kartrlabilir. Günümüzde solketal, gliserol ve asetonun asit katalizör [2] ile younlama reaksiyonu ile üretilebilmektedir. Solketalden ilginç türev benzil solketal eterdir. Benzil solketal eter, oksijenli bileiktir ve ayrca yakt katk maddeleri için de kullanlabilir. u anda benzil solketal eter organik sentezle üretildi. Bu organik sentezde solketal, solventler ile benzil klorür ile reaksiyona sokulur [4]. Sorun, benzil solketal eterin sentezinde çok sayda çözücü kullanmaktr. Bu çalmann amac iki bölüme ayrlmtr. Birincisi, gliserol ve asetondan solketal üretimdir. Ardndan, solketal ve benzil alkolden benzil solketal eterin sentezi, çözücüsüz sistemde incelenmitir. Molar orann etkisi bu bölümde incelenmi ve benzil solketal eter üretmenin en uygun koulu incelenmitir. Gliserol ve aseton, younlama reaksiyonu ile solketal üretmek için kullanlan hammaddelerdir. Solketal veya izopropiliden gliserol, ekil 1’de gösterildii gibi iki komu hidroksil grubuna bal bir izopropiliden grubu olan gliserol omurgasnn merkezini içerir. Benzil solketal eter, solketal ve benzil alkol arasndaki eterlemeden türetilir (ekil 3). Benzil solketal eter, yakt katk maddesi olarak kullanlabilir. Ayrca benzil solketal eterin korumas, gliserolün D pozisyonundaki eter grubu ile elde edilen benzil gliserol eter için kaldrlabilir. Genelde benzil solketal eter, benzil klorür veya benzil bromür ve solketal çözücü [5] ile reaksiyona sokularak sentezlenir. Ancak bu organik sentezin birçok dezavantaj vardr, örnein: kullanlm çözücüden çok fazla atk. Bu çalmada solketal ve çözücüsüz benzil alkol arasndaki eterifikasyon reaksiyonu incelenmitir. Bununla birlikte, gliserol, aseton, benzil solketal eter, benzil gliserol eter ve dibenzil eter olan birkaç yan ürün vard. ekil 3, solketal ve benzil alkolün reaksiyonundan elde edilen olas reaksiyonlar ve ürünleri göstermektedir. Ana reaksiyon, benzil solketal eter ve su üretmek için solketal ve benzil alkol arasndaki reaksiyondur (ekil 3 (1)). Asit katalizörden, solketal aseton ve gliserol üretmek için ayrtrlabilir (ekil 3 (2)). Benzil alkol ayrca dibenzil eter ve su üretmek için birbiriyle reaksiyona girer (ekil 3 (3)). Korumann kaldrlmasndan elde edilen gliserol, benzil alkol ile reaksiyona girerek benzil gliserol eter üretebilir (ekil 3 (4)). Neyse ki, di- ve tri-benzil gliserol eter, uçu kütle spektroskopisinin GC × GC zamanndan gözlenmez. Bu durumda, gliserol, dier benzil alkol ile reaksiyona girmeden önce, solketalden korunmu gliserole solketal üretmek için asetonla reaksiyona girdi. Önerilen son reaksiyon, benzil solketal eterin, benzil gliserol eter üretmek için sistemdeki su tarafndan depolanmasdr (ekil 3 (5)). Solketal: benzil alkol molar oran ilk olarak 1: 1 solketal: benzil alkol molar orannda ayarlanr. ekil 4, benzil alkol dönüümü, seçicilik ve zaman arasndaki ilikileri göstermektedir. Gözlendii gibi, 2 saat sonra, benzil alkol hzla% 57.5 dönüüme dönüür ve ardndan 12 saat sonra sürekli olarak% 92.9’a dönüür. Dibenzil eterin seçicilii 2 saatte çok yüksektir (% 59,4), ardndan 12 saatin sonuna kadar azalmtr. Dibenzil eter için reaksiyon, benzil solketal eter ve benzil gliserol eter için olandan daha hzldr. Ancak 2 saat sonra, seçicilik dramatik bir ekilde düer çünkü dibenzil eter su ile reaksiyona girer ve daha fazla benzil gliserol eter ve benzil solketal eter üretmek için gliserol ve solketal ile reaksiyona girecek olan benzil alkole dönüür. Benzil gliserol eterin seçicilii 2 saatte% 21.0’dr. Benzil gliserol eterin seçicilii, reaksiyon süresi nedeniyle sürekli olarak artar. Bu davran, solketalin sistemdeki sudan korumasnn kaldrlarak gliserol ve asetona dönütüünü açklad. Elde edilen gliserol ayrca daha fazla benzil gliserol eter üretmek için benzil alkol ile reaksiyona girebilir. Bu 1: 1 molar oran için solketal, benzil solketal etere göre daha fazla gliserole dönümütür. Benzil solketal eterin seçicilii 2. saatte% 19.6’dr ve ardndan 10. saatte hafifçe% 11.6’ya düer. Bundan sonra, dönüüm 12 saatte% 15.9 seçicilie biraz yükselir. Bu durumda benzil solketal eterin seçicilii çok düüktür. Benzil gliserol eter üretmek için benzil solketal eterin suyla korumas kaldrld için dönüüm 2 saatten 10 saate düürülmütür. Sonuç olarak, çalma koulunda benzil alkole 1: 1 solketal benzil gliserol eter (12 saatte% 48.6) üretir. Öte yandan, bu molar oranda benzil solketal etere yönelik seçicilik önemli deildir (% 15.9). Benzil solketal eterin seçiciliini artrmak için, 4: 1 solketal: benzil alkol molar oran aratrlr. Bu molar oranda, reaksiyon sa tarafa kaydrlmaldr. Sonuç ekil 5’te gösterilmektedir. Beklendii gibi, benzil alkol dönüümü 2 saatte% 96.6’ya yükselmitir. Bundan sonra, benzil alkol dönüümü, snrlayc reaktan nedeniyle% 98.0-99.0 civarnda düzlendi. Dibenzil eterin seçicilii 4 saat için% 23.6’ya yükseltildi. Bundan sonra, dibenzil eterin seçicilii azalr ve 4 saat ila 12 saat arasnda% 10 civarnda düzlenir. Benzil alkol molar konsantrasyonu, solketal konsantrasyonundan çok daha az olduundan, dibenzil eter oran, benzil solketal eter ve benzil gliserol eter derecelendirmesinden daha yavatr, bu da solketalin, reaksiyonu gerçekletirmek için benzil alkolden daha yüksek kimyasal potansiyele sahip olmasna neden olur. Bu nedenle, kendi bana benzil alkol eterifikasyonu, sistemde solketal ile reaksiyona girmekten çok daha az olacaktr. Benzil gliserol eterin seçicilii, 6 saat sonra orta derecede% 51.0’a yükselir. Ardndan 12 saatte seçicilik% 39,9’a düürülür. Bu davrana, benzil solketal eter üretmek için korumas kaldrlm solketal reaksiyona giren benzil gliserolden kalan aseton neden olur. Benzil solketal eterin seçicilii 2 saatte% 40.2’ye yükseltilir. Daha sonra seçicilik 4 saatte (% 31,8) düürülür çünkü benzil gliserol eter oran benzil solketal eter oranndan daha hzldr. Bununla birlikte, seçicilik orta derecede 4 saatten 10 saate% 52.2’ye yükseldi. 12 saat sonra, benzil gliserol eterin hafifçe artmas nedeniyle seçicilik hafifçe azalr (% 50.1). GC × GC TOF MS ve FT-IR spektroskopisi, kalitatif analiz için iki ana tekniktir. GC × GC TOF’nin avantaj, hem GC tekniinin hem de MS tekniinin analizini birletirmesidir. Dahas, bu cihaz ayn anda görünen piki 2D analiz ile ayrabilir. Solketalin MS sonucu, ekil 6’da gösterilmektedir. Solketalin moleküler arl 132’dir. MS sonucunda, ilk say 117’dir. Bu say, koruyucu gruptan bir metil grubunun kaybedilmesiyle iyonlamadan kaynaklanmaktadr. Son say 43’tür. Bu say, dioksolan grubunun kaybolmas veya solketalin koruyucu grubunun açlmas nedeniyledir. Ayrca, fonksiyonel ürün grubunu analiz etmek için FT-IR spektroskopisi de kullanlmtr. FT-IT spektrumlar, solketalin bu reaksiyonda bir ürün olarak olutuunu dorulad. ekil 6’da gösterildii gibi, düz çizgi, asit katalizör ile 12 saatte elde edilen solketalin spektrumlarnn FT-IR’sini sunar. Solketal standart ile karlatrldnda, solketal ürünün FT-IR’si, O-H esnemesine atfedilen 3400 cm-1 ila 3600 cm-1 civarndaki dalga saysnda daha güçlü tepe gösterir. Bu nedenle karm, solketal standarttan daha fazla, muhtemelen reaksiyona girmemi gliserolden hidroksil grubuna sahiptir. Dahas, 1700 cm-1’deki dalga numaras, çkarlmam fazla asetondan kaynaklanan C = O gerginliini temsil eder. Benzil solketal eter için MS sonucu ekil 7’de gösterilmektedir. Benzil solketal eterin moleküler arl 222’dir. MS sonucundan ilk say 164’tür. Bu say, iki alkil grubunun kaybedilmesi ve açlmasyla oluan iyonizasyondan kaynaklanmaktadr. korumal taraftan dioksolan grubunun CO’su. Bir sonraki say 91’dir ve bu kalan solketalin kaybedilmesidir. Ve son say 43’tür. Bu say benzen halkasnn kaybolmasndan kaynaklanmaktadr. Ardndan, benzil solketal eter ürün karmnn FT-IR spektroskopisi ekil 7’de gösterilmektedir. Kesintisiz çizgi, 12 saat sonra p-toluensülfonik asit ile ürün karmn sundu. Bu FT-IR sonucu, standart benzil solketal eterle karlatrlr. Standarda benzer görünüyor. 1200 cm-1 ila 1000 cm-1 arasndaki dalga says, standartla da mutabk kalnan eter ürününden C-O gerilmesini temsil eder. Ancak dalga saysnda yaklak 3500 cm-1 ila 3200 cm-1 korumas kaldrlm solketalden kalan benzil gliserol eteri ve gliserolu temsil eden O-H’ye karlk gelir. Ayrca, 1700 cm-1 civarndaki dalga says, kalan aseton olan C = O titreimini temsil eder.

Sonuç

Solketal sentez için asetonun gliserole molar orannn artmasyla solketale dönüüm artar. Bununla birlikte, gliserolün dönüümü% 100’e ulaamaz. denge snrlamas nedeniyle Solketale doru daha yüksek dönüüm elde etmek için bu reaksiyondan bir yan ürün olarak su uzaklatrlmaldr. Benzil solketal eter için, daha yüksek soketal: benzil alkol oran, reaksiyonu daha yüksek benzil solketal eter verecek ekilde yönlendirir. Bununla birlikte, reaksiyon srasnda oluan su, solketalin tekrar gliserole dönütürülmesi gibi dier istenmeyen reaksiyonlara neden olabilir, bu nedenle reaksiyon srasnda suyun uzaklatrlmas, reaksiyonu yüksek dönüüm ve verimde yapmak için önerilir. Bu çalmada odak noktas, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla gliserolün solketal (izopropiliden gliserol veya 2,2-dimetil-1,3-dioksolan-4-il metanol) (yeil çözücü) haline dönütürülmesidir. Solketal üretim için reaksiyon, ana homojen ve heterojen asit katalizörleri tarafndan kolaylatrlr (ekil 3). Gliserolün ketonlarla ketalizasyonu dall oksijenatlar, solketal (2,2-dimetil- [1,3] dioksan-4-il metanol) ve 2,2-dimetil [1,3] dioksan-5-ol üretir; ancak reaksiyon aseton ile yapldnda, be üyeli halkas olan solketal molekül için seçicilik daha yüksektir [5]. ekil 11’e göre, H-BEA katalizörü ilk kullanmnda gliserolün gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonuna mükemmel bir dönüümünü gösterir, gliserolün% 85 dönüümüne ve% 98 seçicilie ular. Dördüncü yeniden kullanmda, gliserolün dönüümü ortalama olarak% 55’e ular. Solketal seçicilik, süreç boyunca ≈% 98 orannda sabit kalr.

H-MOR katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 80 ile% 35 arasnda deiir ve solketal seçicilik% 96 olarak sabit kalr. H-MFI katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 80 ile% 45 arasnda deiir ve solketale seçicilik% 95 ile% 90 arasnda deiir. H-FER katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 75 ile 30 arasnda deiir. Solketale seçicilii ise% 90 ile 85 arasnda deimektedir.

Tepkime ürünleri karmnn damtma ilemi srasnda, damtma vakum altnda 30 ile 69 ° C arasnda yapldnda, kalan aseton ve suyun çknn 70 ile 120 ° C arasnda art a solketal içeren fraksiyon damtlr. Gliserol yalnzca sistem 200 ° C’ye ulatnda uzaklatrlr. Damtmann verimi, balangç harmanna göre (solketal-su-gliserol-izleri aseton) kütlece% 60 solketal olmutur. Solketal fraksiyon renksizdir ancak gliserolden daha düük viskoziteye sahiptir.

ekil 12, ilk karmn damtlmasndan sonra solketal GreenTec fraksiyonunun görünümünü gösterir.

Anahtar kelimeler

gliserolzeolitlerketalizasyonlarolketalkataliz

Gliserolün aseton ile ketalizasyonu ile solketal yol üretimi.

Solketal, benzin, dizel ve biyodizel formülasyonu için mükemmel bir bileendir. Bu bileiin biyoyakt içindeki karm, özelliklerini iyiletirir, viskoziteyi düürür ve biyodizelin parlama noktas ve oksidasyon kararll için önceden belirlenmi gereksinimlerin karlanmasna yardmc olur. Ek olarak gliserol ketaller, dierleri arasnda çözücüler, plastikletiriciler, yüzey aktif maddeler, dezenfektanlar ve tatlandrc maddeler olarak kullanlr. Hem ilaç endüstrisinde hem de gda endüstrisinde kullanlabilirler [5, 6, 7].

Solketalin sentezi, 100 ° C’de 12 saat homojen katalizde kullanlan Brönsted asidi olan p-toluensülfonik asit (PTSA) ile katalize edilir [8].

Bununla birlikte, homojen Brönsted asit tipi katalizörler (dierleri arasnda hidroklorik, sülfürik ve p-toluensülfonik asitler), ayrma zorluu, yeniden kullanlamama ve reaktörün anmas gibi yararllklarn azaltan çeitli dezavantajlara sahiptir. Menezes grubu (2013), kolayca geri kazanlabilen homojen Lewis asidi tipi katalizörlerin (SnCl2, SnF2, Sn (OAc) 2) kullanmn önermitir. Sonuçlar, SnCl2’nin oda scaklnda solketal sentez için en verimli ve seçici katalizör olduunu gösterdi. Reaksiyon karmnn damtma ileminde kolaylkla geri kazanlmasna ek olarak, katalizör alt defaya kadar yeniden kullanlabilir. Katalizörler SnF2 ve Sn (OAc) 2, reaksiyon karmnda tamamen homojenize edilmedi ve bu nedenle atld. SnCl2’nin katalizör olarak kullanlmas, katalizör olarak PTSA kullanan geleneksel ilemden daha iyi ve daha ekonomik sonuçlar (25 ° C’de) vermitir [9].

Bu çalmada, gliserolün solketale dönüüm ilemi için aratrlan katalizörler, yeni teknolojik bulmak için kolayca geri kazanlabilen ve yeniden kullanlabilen asidik zeolitler H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER (ekil 4) idi. biyodizel endüstrisinin bir yan ürünü olan gliserolün katma deeri daha yüksek ürünlere dönüüm yollarn iyiletirmek için alternatifler.

2.3 Katalitik testler

Gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu için katalitik testler, 40 g gliserol (0.43 mol), 500 rpm, 60 ° C ve% 5 katalizör (in.) le beslenen bir kesikli reaktörde (V = 300 mL) gerçekletirildi. snrlayc reaktantn kütlesiyle ilikisi) ve gliserol: aseton molar oran 1: 4’tür. Gliserolün dönüümü ve solketal seçicilik incelendi. Reaksiyon süresi 180 dakikayd ve alikotlar, reaksiyon kinetiini izlemek için topland. Bu çalmann tüm reaksiyonlar üç kopya halinde gerçekletirildi. Reaktörde termokupl, dönütürücü, scaklk kontrol cihaz harici stma klf ve çalkalama sistemi vardr. Reaksiyonlarn sonunda, reaksiyon / katalizör karmn ayrmak için her reaksiyon alikotu veya süspansiyon filtre edildi. Suyun ksmen uzaklatrlmas için, 2 gr susuz sodyum sülfat, elde edilen karma ilave edildi ve tekrar filtre edildi. Tüm örnekler GC-FID ile analize kadar 15 ° C’de sakland.

2.4 Testlerin yeniden kullanlmas

Katalizörlerin yeniden kullanlan reaksiyonlar ve ürün analizi, 60 dakikalk bir reaksiyon süresiyle kinetik çalma ile ayn koullar altnda gerçekletirildi. Her katalizör (H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER) be ardk reaksiyonda kullanld. Ürün filtrelendi ve katalizör bir sonraki reaksiyon için ön muameleler veya ykamalar olmadan reaktöre geri döndü.

2.5 Ürün analizi

Gliserol ketalizasyon reaksiyonunun ürünleri, dahili standardizasyon metodolojisi kullanlarak bir alev iyonizasyon detektörü (CG-FID) ile bir Shimadzu gaz kromatograf vastasyla kantitatif olarak analiz edildi. Kullanlan kolon Carbowax’t (30 x 0.25 x 0.25 um polietilen glikol).

Dahili kalibrasyon yöntemi, dahili standart olarak 1,4-dioksan (% 99,8) kullanlarak gliserol (% 99,5) ve solketal (% 98) kromatografik standartlara uyguland. Ayrca, GC alann düzeltmek ve kantitatif sonuçlar elde etmek için bir yant faktörü tantld.

Yüzde olarak gliserolün (XGly) dönüümü ve solketale seçiciliin (SSkt) hesaplamalar aadaki denklemlerle elde edildi:

Gliserol dönüümü (XGly%): XGly% = CGly0 – CGlyCGly0100 E1 burada CGly0, reaksiyonun balangcndaki gliserolün molar konsantrasyonu (mol / L) ve CGly, sonunda gliserolün molar konsantrasyonudur (mol / L) reaksiyonun.

Seçicilik (SSkt%): SSkt% = ASktAProducts100 E2 burada ASkt istenen ürünün alandr ve Ürünler solketal alan ile kromatogramlarda elde edilen istenmeyen ürünlerin alan toplamdr.

2.6 Solketal karakterizasyon

Gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu için GreenTec laboratuvarnda yaplan kinetik ve / veya katalitik testlerin sonunda, gliserol-aseton / solketal-su / zeolit karmndan oluan reaktörde kalan süspansiyon H-BEA, H-MOR , H-MFI ve H-FER filtre edildi ve sv faz (reaksiyon karm) amber renkli cam iede sakland. Bu reaksiyon karm, dönülü buharlatrma ve fraksiyonel damtma yoluyla ilendi. lk olarak, geri kalan asetonu uzaklatrmak için reaksiyon karm döndürülerek buharlatrld. PH deeri, 1 mol / L NaOH çözeltisi ilavesiyle 5.5 ile 6.5 arasnda ayarlandktan sonra, damtma ilemi srasnda dier gazlarn oluumunu önlemek için, fraksiyonel damtma ekipmanndan cam incileri içeren yuvarlak tabanl bir iede saklayn. (ekil 5a). Damtma Hidrokarbonlar, Biyokütle ve Katalizin Reaktivite Laboratuvar’nda (LARHCO / UFRJ) gerçekletirildi. Ardndan, reaksiyon karmnn fraksiyonel damtlmas gerçekletirildi (ekil 5b); tüm damtma ilemi 4 saat sürdü. Damtma ileminden sonra Solketal’e karlk gelen fraksiyon 15 ° C’de depoland, FTIR, younluk, viskozite ve su içerii ile analiz edilerek ticari standart analizleri ile ayn analizlerle karlatrld.

ekil 11’e göre, H-BEA katalizörü ilk kullanmnda gliserolün gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonuna mükemmel bir dönüümünü gösterir, gliserolün% 85 dönüümüne ve% 98 seçicilie ular. Dördüncü yeniden kullanmda, gliserolün dönüümü ortalama olarak% 55’e ular. Solketal seçicilik, süreç boyunca ≈% 98 orannda sabit kalr. H-MOR katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 80 ile% 35 arasnda deiir ve solketal seçicilik% 96 olarak sabit kalr. H-MFI katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 80 ile% 45 arasnda deiir ve solketale seçicilik% 95 ile% 90 arasnda deiir. H-FER katalizörü için, gliserolün dönüümü her yeniden kullanmdan sonra kademeli olarak düer ve% 75 ile 30 arasnda deiir. Solketale seçicilii ise% 90 ile 85 arasnda deimektedir.

3.5 Ürün karakterizasyonu

Öz. u anda solketal, heterojen katalizör kullanlarak gliserol ve asetondan üretilmektedir. Bununla birlikte, kat bir heterojen katalizör tercih edilmez, çünkü gliserolde bulunan su, katalizörün yüzeyine adsorbe edilir. Su, reaksiyonda inhibitör görevi görebilir ve katalizörün aktivitesini azaltabilir. Bu nedenle, reaksiyon srasnda inhibisyonu önlemek için homojen asit katalizör önerilmektedir. Bu aratrmann amac, homojen asit katalizörü olarak sülfürik asidi kullanmak, gliserol: aseton mol orannn dönüüme etkisini aratrmak ve reaksiyonun entrofisini ve entafisini belirlemektir. lem, bir stc, scaklk kontrolü, soutucu ve kartrc ile donatlm üç boyunlu bir reaktörde gerçekletirildi. Reaksiyon koullar sabit bir kaynama scaklna ayarland, reaksiyon süresi 4 – 12 saatte deitirildi ve asetonun gliserole mol oran 2: 1 – 7: 1 aralnda deiti. Sonuçlar en yüksek dönüümü gösterdi. (>% 80) 62 ° C, 10 saat ve 6.9: 1 mol orannda kaydedildi. Gliserolün solketale dönüümü, Lecatelier prensibiyle tutarl olan mol oranndan etkilenmitir. Entropi (∆S = 280.02 J. mol K-1) ve entalpiden (∆H = 95.948 J. mol-1), solketal oluum reaksiyonunun ekzotermik olduu sonucuna varlabilir.

Bu durum, ar üretim nedeniyle büyük ölçüde düen gliserol fiyatn etkiledi. Gliserolün yüksek deerli ürünlerde kullanlmas, bu sorunu önlemek için umut verici görünmektedir. Gliserolden gelecek vaat eden türev ürünlerden biri, ilave yakt olarak potansiyel olan solketaldir. Solketal, genellikle, çözücüler varken veya yokken heterojen katalizör kullanlarak gliserol ve asetonun reaksiyona sokulmasyla üretilir. Bununla birlikte, gliserol içindeki su varlndan kaçnlmaldr. Son aratrmac, suyun ters reaksiyon oluturabileceini ve reaksiyondaki heterojen katalizörlerin aktivitesini azaltabileceini bildirdi [5] [6]. Dier bir problem, gliserolün solketale dönüümüdür ki bu hala düüktür. Yüksek gliserol dönüümleri elde etmek için fazla miktarda aseton salanabilir veya reaksiyon srasnda oluan su sürekli olarak uzaklatrlabilir [7].

Önceki aratrmalarda su varln önlemek için mikrodalga destekli ve solventsiz reaksiyon kullanlmtr [5]. Ancak yöntem büyük ölçekli üretimde kullanlmaya uygun deildir. Bu duruma dayanarak, sülfürik asit gibi homojen asit katalizörün kullanm, su katalizör ile rekabet edemedii için umut verici görünmektedir. Bununla birlikte, bilgimize dayanarak, sülfürik asidin solketal üretmek için katalizör olarak kullanm imdiye kadar aratrlmamtr. Bu çalmann amac, homojen asit katalizörü solventsiz kaynama scaklnda kullanarak aseton ve gliserolden solketal üretiminin entrofisi ve entalpisi gibi termodinamik parametreleri belirlemektir. Ön çalmada denge durumu incelendi. Daha sonra reaksiyonla ilgili daha sonraki çalmalar, çeitli aralklarda (2: 1 – 7: 1) mol / mol, kark kaynama scaklnda 9-12 saat veya dönüüme kadar mol orannn (aseton / gliserol) bir deiikliinde gerçekletirildi sabittir. Bu çalmada, reaksiyon süresini ve maliyetini azaltmak için reaksiyon kaynama scaklnda çözücüsüz gerçekletirilmitir.

Solketal oluum analizi

Solketalin kimyasal yaps ekil 1’de gösterildi [8]. FTIR’n sonucu, bileiklerin farkl dalga boylarnda emilimini gösterdi (ekil 2). Solketal bileiin kimyasal zincir yaps Tablo 1’de listelenmitir. Sonuçlar, solketalin kimyasal yapsnn, bir karbon atomuna (C) üçüncül bal iki eter (-O-) grubuna sahip karbon bileiinden olutuunu göstermitir.

ekil 2, oluan solketalin 995.27 cm-1 dalga numarasnda FTIR zirvesi ile iaretlendiini kantlad. Ayrca Tablo 1’de NIST tarafndan da belirtilmitir. Solketal ürün, solketal yapsnda sahip olunan aromatik bir C-H fonksiyon grubunun varln gösteren 856.39 cm-1’de FTIR’nin zirvesi ile de gösterilmitir. OH (hidroksil) grubunun absorbans zirvesi, 3.371 cm-1 dalga saysnda ortaya çkt.

ve 1.411 cm-1 dalgadaki metil grubu. Analizden, katalizör olarak sülfürik asit kullanlarak aseton ve gliserolün reaksiyona sokulmasyla solketalin olutuu sonucuna varlabilir.

SOLKETAL

Table of Contents

SOLKETAL

Explore:

EXPLORE

INFORMATIONS

NEWSLETTER