Estudio de la deshidratación de sorbitol a isosorbida en presencia de zeolitas ácidas

Abstract

Actualmente, el interés creciente por el uso de la biomasa como materia prima renovable y sostenible para la producción de energía, productos químicos y biocombustibles, está impulsando el desarrollo de nuevos procesos y tecnologías catalíticas para la conversión de los componentes de la biomasa. En este sentido, la transformación de la biomasa lignocelulósica puede conducir a una gran variedad de productos plataforma, con un amplio espectro de aplicaciones, entre los que destaca el sorbitol obtenido mediante hidrogenación catalítica de la glucosa presente en la celulosa. Su posterior deshidratación y ciclación intramolecular en medio ácido conduce a la formación de isosorbida, un producto químico de alto valor añadido, ampliamente empleado como intermedio en la industria farmacéutica, aditivo de polímeros como el polietilentereftalato (PET) y en la producción de polímeros biodegradables. Este proceso catalítico se realiza industrialmente en presencia de ácidos minerales líquidos, como el ácido sulfúrico, por lo que es necesario desarrollar procesos catalíticos heterogéneos que ayuden a solventar las limitaciones asociadas al uso de catalizadores líquidos, para hacer este proceso más sostenible. Por ello, se han propuestos diferentes catalizadores sólidos ácidos para realizar este proceso de deshidratación de sorbitol, entre los que se encuentran fosfatos de metales tetravalentes y óxido de cobre sulfatado.La deshidratación catalítica de sorbitol a isosorbida se ha estudiado en reactores batch, en ausencia de agua, empleando sorbitol fundido y diferentes zeolitas comerciales en su forma protónica, sintetizadas por tratamiento térmico de sus formas amónicas. Entre las variables experimentales que influyen en este proceso catalítico, se han optimizado la temperatura y tiempo de reacción, la carga de catalizador, y poniendo especial énfasis en la estabilidad y reutilización del catalizador sólido empleado. Los distintos productos de reacción se han identificado y cuantificado mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).