Deshidratación de fructosa hacia productos de interés industrial empleando el pirocloro ácido antimónico (H3O)2Sb2O6·nH2O

Abstract

El pirocloro (H3O)2Sb2O6·nH2O (H2Sb) fue sintetizado mediante tratamiento de óxido de antimonio (III) (Sb2O3) con peróxido de hidrógeno (H2O2), para ser evaluado en la deshidratación de fructosa a 5-hydroxymethylfurfural (HMF) en un sistema bifásico FA/FO (H2O/MIBK:2butanol). Las pruebas catalíticas se llevaron a cabo en un reactor de vidrio tubular(15 mL) con rosca de teflón. El reactor se cargó con 1.5 ml de solución concentrada de fructosa (30 % p/p), 3.5 ml de solvente extractor MIBK: 2 butanol (7:3) y 50 mg de catalizador. Elobjetivo fue estudiar el efecto de factores como tiempo y temperatura de reacción, sobre laformación del producto de interés, logrando una conversión de sustrato del 93 % y un rendimiento a HMF del 79 %, luego de 90 min de reacción a 120 °C. Más importante aún, estesistema catalítico fue muy eficiente alcanzando un elevado rendimiento a HMF, superiora los reportados al emplear soluciones concentradas de fructosa (30% p/p). Por lo tanto, el pirocloro H2Sb se presenta como un catalizador muy prometedor para la obtención de HMF mediante trasformaciones de carbohidratos, provenientes de biomasa.

Pyrochlore (H3 O)2 Sb2 O6 ·nH2 O (H2 Sb) was synthesized by treating with antimony oxide (III) (Sb2 O3 ) and hydrogen peroxide (H2 O2 ), to be evaluated in dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in a biphasic system FA/FO (H2 O/ MIBK:2 butanol). The catalytic tests were carried out in a tubular glass reactor (15 mL) with a Teflon thread. The reactor was loaded with 1.5 ml of concentrated fructose solution (30% w/w), 3.5 ml of extracting solvent MIBK: 2butanol (7:3) and 50 mg of catalyst. The objective was to study the effect of factors such as reaction time and temperature on the formation of interest product, achieving a substrate conversion of 93% and a HMF yield of 79%, after 90 min of reaction at 120° C. More importantly, this catalytic system was very efficient, achieving a high HMF yield, higher than those reported when using concentrated fructose solutions (30% w/w). Therefore, pyrochlore H2 Sb is presented as a very promising catalyst for obtaining HMF through carbohydrate transformations from biomass.