Grønne kemikere syntetiserer vanillin fra savsmuld

Efterspørgslen efter vaniljesmag overstiger udbuddet fra naturlige vaniljestænger med så meget som ti til én. Så der er stor interesse for at finde billige og nemme måder at syntetisere vanillin på, det phenoliske aldehyd, der er den aktive ingrediens i denne aroma.

En langvarig tilgang er at fremstille vanilllin af lignin, en biopolymer, der findes i træmasse og dermed en af ​​de mest almindelige organiske polymerer på planeten. Genbrugsboghandlere har en tendens til at dufte behageligt, fordi ligninet i papir nedbrydes til vanillin. I 1980'erne kom omkring 60 procent af verdens syntetiske vanillin fra ligninaffald produceret af en enkelt papirfabrik i Canada.

Der er dog et problem med denne tilgang. Den kommercielle proces til oxidering af lignin er afhængig af en blanding af natriumhydroxid og natriumsulfid, kaldet hvidlud, som er en stærk base og meget ætsende. Biprodukterne fra denne proces skal senere neutraliseres med stærke syrer. Derfor er fremstillingen af ​​vanillin på denne måde så miljøbelastende, at den sjældent bruges i dag.

Andre tilgange, der involverer organiske opløsningsmidler, undgås også, fordi disse opløsningsmidler er meget brandfarlige og giftige og udgør betydelige miljørisici.

I stedet har kemikere en tendens til at syntetisere vanillin ved hjælp af en grønnere, men dyrere proces baseret på det petrokemiske materiale, guaiacol.

Ikke desto mindre er der udbredt interesse for at finde en miljøvenlig måde at fremstille vanillin på af lignin på grund af potentialet til at være så billigt.

I dag siger Ahmad Shamsuri og DK Abdullah ved University Putra Malaysia, at de har opdaget en miljøvenlig måde at oxidere lignin til vanillin, som har potentialet til at ændre økonomien ved vanillinsyntese.

Deres metode er baseret på den relativt nye kemi af ioniske væsker, salte, der eksisterer i flydende tilstand. Disse væsker består af anioner og kationer, der, selvom de er bundet, også er i stand til at bevæge sig frit i flydende tilstand.

De fleste ioniske væsker er enormt giftige. Men i de senere år er kemikere begyndt at lege med versioner med anioner og kationer, der er meget mindre reaktive og derfor mindre skadelige.

En af disse er 1,3-dimethylimidazolium methylsulphate – et relativt godartet stof, der er flydende ved stuetemperatur

Shamsuri og Abdullah begyndte med lignin, som de tog fra et lokalt savværk, der forarbejdede gummitræer. De opløste ligninet i 1,3-dimethylimidazoliummethylsulfatet og boblede derefter oxygen gennem væsken. Til sidst adskilte de derefter vanillinen og eventuelle andre oxidationsbiprodukter ved at filtrere blandingen.

Resultaterne af deres analyse af dette filtrat er interessante. Shamsuri og Abdullah brugte både Fourier transformation infrarød analyse og højtryks væskekromatografi til at identificere tilstedeværelsen af ​​vanillin i dette stof.

Det er vigtigt, fordi det viser potentialet af ioniske væsker til at erstatte miljøskadelige processer med meget grønnere. Faktisk ændrer den grønne kemi-bevægelse stille og roligt den måde, den kemiske industri udfører sit arbejde på og gør i processen kæmpe fremskridt med at hjælpe med at bevare planeten. Det er en af ​​de store ufortalte historier om moderne videnskab.

Måske bliver den fremtidige produktion af vanillin blot en lille del af dette.

Ref: arxiv.org/abs/1306.2442 : En foreløbig undersøgelse af oxidation af lignin fra gummitræ til vanillin i ionisk flydende medium

skjule