Um químico da Universidade RUDN encontrou uma maneira ecologicamente correta de obter ésteres de ácido levulínico usados ​​como aditivo de combustível para síntese química. Junto com colegas da França, Grécia e Espanha, ele obteve esses ésteres de álcoois furfurílicos e alifáticos e usou carvão ativado como catalisador sob exposição a micro-ondas. Os resultados foram publicados na revista Catálise Molecular .

Ésteres de ácido levulínico são usados ​​como plastificantes. São substâncias que são introduzidas na composição de materiais poliméricos para conferir ou aumentar a elasticidade ou plasticidade. A maneira convencional de obter esses ésteres, ou seja, por interação direta com álcoois, é considerado caro devido ao alto custo da substância original, ácido levulínico.

Existe uma opção mais econômica:substituí-lo por álcool furfurílico, que se forma durante o processamento da biomassa. Mas este método requer o uso de catalisadores contendo metais tóxicos ou ácidos fortes que depois precisam ser eliminados de uma maneira especial. O professor Rafael Luque, da RUDN University, e seus colegas propuseram o uso de carvão ativado comercialmente disponível e ecologicamente correto como catalisador. Contudo, sozinho não pode fornecer atividade suficiente, assim, os químicos combinaram a catálise de carvão ativado com a ativação de microondas.

"As microondas têm aplicações interessantes na indústria, mas não são amplamente aplicados na indústria química. O problema está associado à baixa permeabilidade das microondas para as quais processos de fluxo contínuo estão começando a ser implementados para tais aplicações e necessidades, "diz Rafael Luque

Os pesquisadores adicionaram carvão ativado aos reagentes e colocaram a mistura em um reator de microondas, onde era constantemente mexido. A análise quantitativa dos produtos da catálise foi conduzida usando cromatografia gasosa, e a substância obtida foi determinada por cromatografia gasosa-espectrometria de massa.

Descobriu-se que em condições ideais, o rendimento do éster metílico foi de 78 por cento em cinco minutos, que é comparável ao uso de catalisadores contendo metal tradicional. Luque e seus colegas também obtiveram ésteres com etil, n-propil, isopropil, e álcoois n-butílicos. Com essas substâncias, se o álcool furfurílico foi usado e esgotado completamente, o rendimento de ésteres foi menor do que quando o álcool metílico foi usado. Mas os químicos sugerem que essas reações também podem ser melhoradas para obter rendimentos ideais do produto.

O método proposto abre a possibilidade de obtenção de substâncias orgânicas valiosas usando uma abordagem de "química verde" de produtos de processamento de biomassa, e tem potencial para aplicação industrial porque usa carvão ativado como catalisador, que é barato e comercialmente disponível em grandes volumes.

Para entender melhor o mecanismo de reação do álcool furfurílico com os álcoois na formação de ésteres, os químicos tentaram detectar compostos intermediários por cromatografia gasosa-espectrometria de massa. Mas os resultados sugerem que o mecanismo de reação é mais complexo do que o previsto.