蘇黎世瑞士聯邦理工學院(ETH)的先進催化工程和安全環(huán)保技術組合作,分別由JavierPérez-RamíreKonradHungerbuehler領導,給出了新的級聯過程。甘油首先通過已建立的酶促過程被氧化得到二羥基丙酮。然后二羥基丙酮在含錫的沸石催化劑下被異構化而得到乳酸。
乳酸通常用于生產大宗化學品如丙烯酸和丙酮酸。然而,聚合乳酸可以得到一種生物可降解塑料,稱為聚乳酸(PLA)。PLA作為包裝材料有多種應用,并預計可成為常用聚合物PET的環(huán)保代替品。
用于合成乳酸的新工藝面臨其傳統(tǒng)生產方式糖發(fā)酵的可持續(xù)發(fā)展和成本的挑戰(zhàn)。使用廢料作為原料,減少了能源需求和二氧化碳排放量,其與沸石催化劑的再循環(huán)利用相結合,有助于提升新級聯路徑提供的經濟優(yōu)勢。
另一個好處在于在級聯過程比發(fā)酵法更快?!盁o機催化劑的優(yōu)勢在于如果設計得當,它可以高效地工作并能處理更濃和/或較低純度的溶液,”Pérez-Ramírez解釋道。
丹麥托普索公司催化科學家EsbenTaarning這樣評價本研究的杰出成果:“選擇性將生物基原料轉化成化學品通常十分復雜,這是由發(fā)酵技術的高成本導致的。這項工作優(yōu)雅地表現了將生物轉化和化學催化結合的潛力,從而降低整個生產過程的成本?!?/span>