Application of gamma-valerolactone as a green solvent in catalysis  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
116559
Type PD
Principal investigator Mika, László Tamás
Title in Hungarian A Gamma-valerolakton mint “zöld” oldószer alkalmazása katalitikus eljárásokban
Title in English Application of gamma-valerolactone as a green solvent in catalysis
Keywords in Hungarian zöld kémia, katalízis, gamma-valerolakton, oldószer
Keywords in English catalysis, gamma-valerolactone, green chemistry, green solvent
Discipline
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Intermedier chemistry
Panel Chemistry 2
Department or equivalent Department of Chemical and Environmental Process Engineering (Budapest University of Technology and Economics)
Starting date 2015-09-01
Closing date 2018-08-31
Funding (in million HUF) 11.487
FTE (full time equivalent) 2.10
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
Modern civilizációnk egyre növekvő egyre növekvő emelkedő életszínvonalának biztosítása szinte elképzelhetetlen a javaink jelentős részét előállító vegyipar folyamatos és biztonságos működése nélkül. A vegyipari termelés nyersanyag- és energiaigénye mellett a segédanyagok felhasználása is jelentős méreteket ölt, melyek közül az oldószerek kitüntetett szereppel bírnak. Használatuk jelentősen hozzájárul a környezetbe kerülő illékony szervesanyag kibocsájtáshoz, így az alternatív és adott esetben megújuló forrásból előállítható oldószerek fejlesztése napjaink meghatározó kutatása területe. Igazolást nyert, hogy a biomassza hulladékokból kétlépésben, levulinsav szelektív vagy enantioszelektív redukciójával előállítható -valerolakton, mint poláris, aprotikus, kis tenzióval rendelkező, nem toxikus oldószer alkalmas közeg számos fontos homogén katalitikus átalakítás úgymint Pt- és Rh-katalizált hidroformilezé, Ru- és Rh-katalizált hidrogénezés, Pd-katalizált aminokarbonilezés és metatézis megvalósítására. Az új oldószer bevezetésével kiváltható a nevezett reakciókra alkalmazott fosszilis-alapú, magas tenzióval rendelkező és gyakran toxikus konvencionális oldószerek használata. A -valerolakton elválasztására vonatkozóan bizonyítást nyert, hogy sem vízzel, sem a C1-C3 alkoholokkal, se pedig a hangyasavval nem képest azeotrop elegyet.
Results in English
Industrial activities involving solvents are resulting in the release of over 6 million tons of solvents into the atmosphere annually, some of which are leading to serious environmental concerns and economic issues. Accordingly, the replacement of conventional, fossil-based organic solvents with green solvents having low vapour pressure even at high temperature, low or no toxicity, low flammability and limited negative impacts on the environment is a crucial part of the development of greener and cleaner chemical technologies. The research work was focused on the production of g-valerolactone (GVL) from biomass including conversion of lignocellulosic wastes to levulinic acid, conversion of levulinic acid to GVL, investigation of separation and purification of GVL, optimization of synthesis of enantiopure GVL as well as application of GVL as a reaction media for selected homogeneous transition metal-catalyzed reactions i.e. Pt- and Rh-catalyzed hydroformylation, Pd-catalyzed aminocarbonylation, Ru-catalyzed hydrogenation, and metathesis. The determination of vapor-liquid equilibria of GVL–water, GVL and C1-C3 alcohols as potential by-products of its synthesis, and GVL–formic acid was also completed.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=116559
Decision
Yes





 

List of publications

 
Havasi D, Pátzay G, Stelén G, Tukacs J M, Mika L T: Recycling of Sulfuric Acid in the Valorization of Biomass Residues, PERIOD POLYTECH CHEM ENG 61: (4) pp. 283-287., 2017
László T Mika, Edit Cséfalvay, Áron Németh: Catalytic Conversion of Carbohydrates to Initial Platform Chemicals: Chemistry and Sustainability, CHEM REV 118: (2) pp. 505-613., 2018
Gábor Náray-Szabó, László T Mika: Conservative Evolution and Industrial Metabolism in Green Chemistry, GREEN CHEM 20: (10) pp. 2171-2191., 2018
Dávid Havasi, György Pátzay, Zoltán Kolarovszki, László T Mika: Isobaric VaporLiquid Equilibria for Binary Mixtures of -Valerolactone + Methanol, Ethanol, and 2-Propanol, J CHEM ENG DATA 61: 3326-3333, 2016
Dávid Havasi, Péter Mizsey, László T Mika: Vapor-Liquid Equilibrium Study of the Gamma-Valerolactone-Water Binary System, J CHEM ENG DATA 61: (4) 1502-1508, 2016
Pongrácz P., Kollár L., Mika L. T.: A step towards hydroformylation under sustainable conditions: platinum-catalysed enantioselective hydroformylation of styrene in gamma-valerolactone, GREEN CHEM 18: (3) 842-847, 2016
J M Tukacs, B Fridrich, G Dibó, E Székely, L T Mika: Direct asymmetric reduction of levulinic acid to γ-valerolactone: synthesis of a chiral platform molecule, GREEN CHEM 17: (12) 5189-5195, 2015
Dávid Havasi, Ádám Hajnal, György Pátzay, László T Mika: Vapor–Liquid Equilibrium of γ-Valerolactone and Formic Acid at p = 51 kPa, J CHEM ENG DATA 62: (3) 1058-1062, 2017
József M Tukacs, Bálint Fridrich, László T Mika: Asymmetric Reduction Of Ketones To Chiral Platform Molecules, In: Gyula Pályi Róbert Kurdi Claudia Zucchi (szerk.) (szerk.) Advances in Asymmetric Autocatalysis and Related Topics. Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2017. pp. ., 2017
József M Tukacs, Márton Bohus , Gábor Dibó , László T Mika: Ruthenium-catalyzed solvent-free conversion of furfural to furfuryl alcohol, RSC ADV 7: 3331-3335, 2017
Pongrácz P, Bartal B, Kollár L, Mika L T: Rhodium-catalyzed hydroformylation in γ-valerolactone as a biomass-derived solvent, J ORGANOMET CHEM 847: 140-145, 2017
Wong C Y Y, Choi A W-T, Lui M, Fridrich B, Horváth A K, Mika L T, Horváth I T: Stability of Gamma-valerolactone under Neutral, Acidic, and Basic Conditions, STRUCT CHEM 28: (2) 423-429, 2017
Diána Marosvölgyi-Haskó, Blanka Lengyel, József M Tukacs, László Kollár, László T Mika: Application of γ-valerolactone as an alternative biomass-based medium for aminocarbonylation reactions, CHEMPLUSCHEM 81: (11) 1224-1229, 2016
József M Tukacs, Ambrus T Holló, Nóra Rétfalvi, Edit Cséfalvay, Gábor Dibó, Dávid Havasi, László T Mika: Microwave-Assisted Valorization of Biowastes to Levulinic Acid, CHEMISTRYSELECT 2: 1375-1380, 2017
Gábor Náray-Szabó, László T Mika: Conservative Evolution and Industrial Metabolism in Green Chemistry, GREEN CHEM 20: (10) pp. 2171-2191., 2018
László Orha, József M Tukacs, Benjámin Gyarmati, András Szilágyi, László Kollár, László T Mika: Modular Synthesis of γ-Valerolactone-based Ionic Liquids and Their Application as Alternative Media for Copper-catalyzed Ullmann-type Coupling Reactions, ACS SUSTAIN CHEM ENG 6: (4) pp. 5097-5104., 2018
László T Mika, Edit Cséfalvay, Áron Németh: Catalytic Conversion of Carbohydrates to Initial Platform Chemicals: Chemistry and Sustainability, CHEM REV 118: (2) pp. 505-613., 2018




Back »