Abstract:
ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลนั้นเป็นสารเคมีแพลตฟอร์มที่สามารถผลิตจากสารชีวมวลต่างๆ สามารถนำไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ มอนอเมอร์ รวมไปถึงสารป้อนในอุตสาหกรรม ในงานวิจัยนี้ได้ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบกะในระบบสองวัฏภาค (สารละลายกลูโคสและเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน) โดยใช้อะลูมิเนียมออกไซด์และเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อทำการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมและอิทธิพลของอัตราส่วนของนอร์มอลเมทิลไพโรริโดนต่อน้ำ ปริมาณเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน เวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา อัตราส่วนและปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ส่งผลต่อการสังเคราะห์ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลจากน้ำตาลกลูโคส พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลคือ ที่อุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาเท่ากับ 120 องศาเซลเซียสและ 480 นาที ตามลำดับ โดยใช้อัตราส่วนของนอร์มอลเมทิลไพโรริโดนและน้ำเท่ากับ 4 ต่อ 1 ปริมาณเมทิลไอโซบิวทิลคีโตนต่อสารละลายกลูโคสเท่ากับ 7 ต่อ 3 อัตราส่วนของเรซินแลกเปลี่ยนไออนบวกและอะลูมิเนียมออกไซด์เท่ากับ 1 ต่อ 2 และปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาเท่ากับ 0.3 กรัมต่อกลูโคส 0.1 กรัม ซึ่งให้ร้อยละการเปลี่ยนแปลงของน้ำตาลกลูโคสเท่ากับ 94.04 ร้อยละการเลือกเกิดเป็นสารไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลเท่ากับ 90.48 และร้อยละผลได้ของไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัลเท่ากับ 84.92
5-HMF is a platform chemical that can be used in many applications such as biofuel, monomer, industrial feed stock, etc. In this work 5-HMF was synthesized from glucose in a biphasic system using a batch reactor. Aluminium oxide and ion exchange resin were used as catalyst in this system. Organic solvent and aqueous solvent were methyl isobutyl ketone (MIBK) and 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP). The effect of operating conditions for synthesis of 5-HMF on the yield and selectivity of 5-HMF was studied including aqueous-to-organic phase ratio, NMP-to-water ratio, catalyst dosage, ratio of catalyst, and reaction time. The optimal conditions was at the reaction temperature of 120°C and reaction time of 480 min, aqueous-to-organic phase ratio of 7:3, NMP-to-water ratio of 4:1, 0.3 g of catalyst, and the catalyst ratio of 1:2. The conversion of glucose, yield of 5-HMF, and selectivity of 5-HMF were 94.036%, 84.92%, and 90.48%, respectively.