Name: Ontworpen voor moleculaire recycling: een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-11-30T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 22 s
Description: Ontdek de synthese van een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer voor moleculair recycling. Deze methode demonstreert een duurzame kringloop met behoud van eigenschappen en opbrengst.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs zijn dankbaar voor de financiële steun van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) (subsidie 023.007.020 toegekend aan Jack van Schijndel).

1. Groene Knoevenagel condensatie van syringaldehyde tot sinapinic zuur met 5 mol% ammoniumbicarbonaat
<ol><li>Voeg malonzuur (20,81 g, 200,0 mmol) samen met syringaldehyde (36,4 g, 200,0 mmol) toe aan een kolf met ronde bodem van 250 ml. Los beide bestanddelen op in 20,0 ml ethylacetaat en voeg ammoniumbicarbonaat (790 mg, 10,0 mmol) toe aan de kolf. OPMERKING: Om de volledige voltooiing van de condensatiereactie te garanderen, kan de roterende verdamper worden gebruikt om het ethylacetaat te destilleren en het reactiemengsel te concentreren, wat resulteert in een oplosmiddelloze reactie.</li>
	<li>Bewaar het reactiemengsel gedurende 2 uur bij 90 °C in de open erlenmeyer zonder te roeren voor volledige omzetting in sinapienzuur. OPMERKING: Tijdens deze reactie worden verschillende morfologische veranderingen waargenomen. Het reactiemengsel verandert van een dicht grijs mengsel in een opgelost geel mengsel als gevolg van de vorming van water tijdens de condensatiestap van de reactie. Na verdamping van het condensaat stolt het reactiemengsel opnieuw, wat wijst op volledige conversie.</li>
	<li>Los bij de work-up van het sinapinic acid-product het residu op in 100 ml van een verzadigde waterige NaHCO3-oplossing. Breng de oplossing over in een bekerglas en verzuur het vervolgens tot een pH van 2 met 6 M HCl. OPMERKING: Tijdens het toevoegen van de verzadigde waterige NaHCO3-oplossing lost het ruwe product langzaam op en vereist enige tijd en handmatig schrapen om volledig op te lossen. Eenmaal volledig opgelost en overgebracht naar het bekerglas, wordt de zure oplossing van 6 M HCl druppelsgewijs toegevoegd. Sinapinic acid zal snel neerslaan en het vrijkomen van CO2-gas zal ervoor zorgen dat het product schuimt.</li>
	<li>Scheid het resulterende residu door vacuümfiltratie en was het met gedemineraliseerd water. OPMERKING: Op dit punt kan de zuiverheid van het product worden geanalyseerd door HPLC. Als het product verontreinigd lijkt, moet de volgende zuiveringsstap (bijv. Herkristallisatie) worden toegepast.</li>
	<li>Na herkristallisatie in een mengsel van water-ethanol (4:1, v/v), scheidt u de kristallen door vacuümfiltratie. Droog het residu bij 60 °C in een vacuümoven, wat resulteert in 42,56 g zuiver sinapienzuur. OPMERKING: De zuiverheid van sinapinic acid wordt gemeten door smeltpuntanalyse en HPLC.</li>
</ol>2. Hydrogenering van sinapinic acid naar dihydrosinapinic acid met RaneyTM nikkel.
<ol><li>Laad een kolf van 450 ml (met behulp van een hydrogeneringsapparaat) met sinapienzuur (33,6 g, 150 mmol). Los het sinapienzuur op in 300 ml 2 M NaOH-oplossing en voeg 1,5 g nikkelsluurry (zie materiaaltabel) toe voordat u de kolf aan het apparaat monteer. OPMERKING: De kleur van het reactiemengsel verandert als gevolg van de toevoeging van de alkalische oplossing. Sinapinic acid zal geel zijn in zijn kristallijne vorm, maar wanneer gedeprotoneerd door de base, zal de kleur van de oplossing veranderen in rood. De toevoeging van nikkel zal de kleur zwart maken.</li>
	<li>Zet de reactor onder druk met drie bar waterstofgas en schud de reactie mechanisch bij 80 °C gedurende drie uur.</li>
	<li>Koel de reactor af tot kamertemperatuur en verlaag langzaam de druk. Recupereer het grootste deel van de nikkelkatalysator met een magneet en filter vervolgens de oplossing onder verminderde druk. OPMERKING: Het reactiemengsel moet veranderen van rode naar groene kleur, zichtbaar na filtratie. De opmerkelijke kleurverandering komt omdat het geconjugeerde systeem wordt onderbroken door hydrogenering van de dubbele binding.</li>
	<li>Verzuur de oplossing met een 4 M HCl-oplossing tot een pH van 2. Voer vervolgens een extractie uit met ethylacetaat (4 keer 50 ml). Verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk na droging boven MgSO4. Droog het vaste product dihydrosinapininezuur bij 60 °C in een vacuümoven. OPMERKING: Theoretisch kan de polycondensatiereactie worden verwerkt op dihydrosinapininezuur, maar er zijn enkele praktische nadelen. Door de moleculaire structuur sublimeert dihydrosinapininezuur boven het smeltpunt. Een acetyleringsreactie kan worden uitgevoerd om sublimatie te voorkomen en de reactiviteit te verhogen.</li>
</ol>3. Acetylering van dihydrosinapininezuur in de richting van geacetyleerde monomeren en oligomeren (prepolymeer).
<ol><li>Voeg dihydrosinapininezuur (22,6 g, 100 mmol) toe aan een kolf met ronde bodem van 250 ml, gevolgd door azijnzuuranhydride (14,2 ml, 150 mmol) en natriumacetaat (0,82 g, 10 mmol). OPMERKING: Het dihydrosinapininezuur lost niet volledig op in het azijnzuuranhydride bij kamertemperatuur.</li>
	<li>Verwarm de oplossing gedurende één uur tot 90 °C voor volledige omzetting van dihydrosinapininezuur in 4-acetoxy-dihydrosinapininezuur en zijn geacetyleerde oligomeren. OPMERKING: Alle producten blijven opgelost in azijnzuuranhydride. Om de totale precipitatie van 4-acetoxy-dihydrosinapininezuur te verhogen, voegt u in de volgende stap een kleine hoeveelheid in water oplosbaar oplosmiddel toe.</li>
	<li>Los de vaste stof op in 25 ml aceton, neerslag (oplosmiddel-niet-oplosmiddel) in 250 ml van 0,1 M HCl terwijl u krachtig roert en filtreer onder vacuüm. OPMERKING: Het beste resultaat toont een volledig neergeslagen witte, kleverige vaste stof. Als de productoplossing te snel aan de HCl-oplossing wordt toegevoegd, blijft het product als een bruine vloeistof op de bodem van de zure oplossing achter. Extraheer in deze situatie de volledige productoplossing met ethylacetaat (4 maal 50 ml). Verwijder na droging boven MgSO4het ethylacetaat onder verlaagde druk. Het product is 4-acetoxy-dihydrosinapinic acid en prepolymeer.</li>
</ol>4. Polymerisatie van geacetyleerde monomeren en oligomeren.
<ol><li>Voeg de monomeren, 4-acetoxy-dihydrosinapininezuur (20,8 g, 100 mmol) en prepolymeer toe aan een kolf met ronde bodem van 100 ml en voeg fijn poedervormige NaOH (400 mg, 10,0 mmol) toe. Verwarm het reactiemengsel gedurende drie uur bij een ingestelde temperatuur van 140 °C in de open kolf terwijl het roert bij 100 tpm. OPMERKING: Tijdens deze reactie condenseren water en azijnzuur uit de open kolf. De pH van de damp kan worden gemeten om de condensatie van azijnzuur te bevestigen. De morfologie van het reactieproduct verandert van een gesmolten toestand naar een compact, lichtbruin product. De opstelling wordt onderworpen aan een stikstofstroom om de verdamping van het condensaat te bevorderen en oxidatie te voorkomen. Dergelijke reacties worden meestal geroerd met een mechanische roerder vanwege de hoge viscositeit van het mengsel. Het gebruik van een magneetroerder is echter voldoende en het verschil is op deze schaal verwaarloosbaar.</li>
	<li>Stel een solventondersteunde polymerisatie in door zink(II)acetaat (180 mg, 1 mmol) en 25,0 ml 1,2-xyleen aan de kolf toe te voegen. Verhoog de ingestelde temperatuur naar 160 °C. OPMERKING: Verhoog de ingestelde temperatuur tot 160 °C om de reflux van 1,2-xyleen en volledige reactiviteit van de polymerisatie te garanderen. De temperatuur van de reactie zelf blijft op 144 °C, vanwege het kookpunt van het 1,2-xyleen.</li>
	<li>Laat het mengsel gedurende drie uur terugvloeien bij 144 °C met constant water en azijnzuurverwijdering met behulp van een Dean-Stark-kop. OPMERKING: Na toevoeging van het 1,2-xyleen en verhitting van de reactiekolf tot de vereiste temperatuur vormen de reagentia een bruine drijfmest met een lagere viscositeit. Deze lagere viscositeit wordt verondersteld de mobiliteit van de eindgroepen van het polymeer ten goede te komen, waardoor de reactiviteit wordt bevorderd.</li>
	<li>Koel het reactiemengsel af en verwijder het 1,2-xyleen door een vacuüm (<10 mbar) aan te brengen. OPMERKING: Het reactiemengsel stolt tijdens het verdampen van het oplosmiddel en verandert in een gebroken witte vaste stof.</li>
	<li>Verhoog de temperatuur tot 240 °C tijdens de laatste fase van de polymerisatie en breng gedurende dertig minuten een hoogvacuüm <1 mbar aan. OPMERKING: Slechts een kleine hoeveelheid condensaat verdampt tijdens deze stap omdat slechts een kleine hoeveelheid condensatie nodig is om de ketenlengte aanzienlijk te vergroten in dit stadium van polymerisatie.</li>
	<li>Koel het polymeer poly-S tot kamertemperatuur en was met methanol om 4-acetoxy-dihydrosinapininezuur en prepolymeren te elimineren. Het verkregen product is een lichtbruine vaste stof. OPMERKING: Na het proces worden de ketenlengte en thermische eigenschappen van het polyester onderzocht door GPC en DSC.</li>
</ol>5. Representatieve procedure voor de depolymerisatie van poly-S in 1 M NaOH:
<ol><li>Maal en zeef poly-S fijn tot deeltjes kleiner dan 180 μm om hydrolytische afbraak te meten. OPMERKING: Om de deeltjes tot de vereiste grootte te malen, gebruikt u een vijzel en stamper met vloeibare stikstofgekoelde poly-S, gevolgd door een mechanische zeefstap.</li>
	<li>Laad verschillende reageerbuizen met 20 mg poly-S en voeg 1,0 ml 1 M NaOH-oplossing toe. Incubeer de buizen bij drie verschillende temperaturen (RT, 50 en 80 °C), met een agitatie van 500 tpm met behulp van een incubator shaker met gecontroleerde omgeving. OPMERKING: Gebruik een verwarmingsblok/shaker met meerdere ingangen voor deze reactie om ervoor te zorgen dat alle reacties plaatsvinden in precies dezelfde (thermische) omstandigheden.</li>
	<li>Neutraliseer een reageerbuis met regelmatige tussenpozen met 1,0 ml 0,5 M H2SO4 en voeg na afkoeling 2,0 ml methanol toe. OPMERKING: Kleine hoeveelheden poly-S en slechts 1,0 ml van 1 M NaOH worden gebruikt omdat deze concentraties, na toevoeging van methanol, direct in HPLC kunnen worden geïnjecteerd en geen verdere verdunning vereisen.</li>
	<li>Filter alle monsters met PTFE-spuitfilters van 0,45 μm en injecteer (20 μL) op HPLC met behulp van een autosampler. Controleer de absorptie bij λ = 254 nm en bereken de concentraties uit een kalibratiecurve van bekende dihydrosinapinezuurstandaardoplossingen. OPMERKING: De standaardoplossingen van de kalibratiecurve moeten worden gemaakt in hetzelfde oplosmiddelmengsel als de work-up na de depolymerisatie.</li>
</ol>

<ol><li>Rahimi, A., García, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+recycling+of+waste+plastics+for+new+materials+production%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Chemical recycling of waste plastics for new materials production.</a> Nature Reviews Chemistry. 1 (6), 41570(2017).</li>
<li>Sardon, H., Dove, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plastics+recycling+with+a+difference%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Plastics recycling with a difference.</a> Science. 360 (6387), 380-381 (2018).</li>
<li>Jones, G. O., Yuen, A., Wojtecki, R. J., Hedrick, J. L., García, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computational+and+experimental+investigations+of+one-step+conversion+of+poly%28carbonate%29s+into+value-added+poly%28aryl+ether+sulfone%29s%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Computational and experimental investigations of one-step conversion of poly(carbonate)s into value-added poly(aryl ether sulfone)s.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (28), 7722-7726 (2016).</li>
<li>García, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recyclable%2C+Strong+Thermosets+and+Organogels+via+Paraformaldehyde+Condensation+with+Diamines%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Recyclable, Strong Thermosets and Organogels via Paraformaldehyde Condensation with Diamines.</a> Science. 344 (6185), 1251484(2014).</li>
<li>Brutman, J. P., De Hoe, G. X., Schneiderman, D. K., Le, T. N., Hillmyer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renewable%2C+Degradable%2C+Chemically+Recyclable+Cross-Linked+Elastomers%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+%26+Engineering+Chemistry+Research%22%5BJournal%5D)">Renewable, Degradable, Chemically Recyclable Cross-Linked Elastomers.</a> Industrial & Engineering Chemistry Research. 55 (42), 11097-11106 (2016).</li>
<li>Hong, M., Chen, E. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Completely+recyclable+biopolymers+with+linear+and+cyclic+topologies+via+ring-opening+polymerization+of+%CE%B3-butyrolactone%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Completely recyclable biopolymers with linear and cyclic topologies via ring-opening polymerization of γ-butyrolactone.</a> Nature Chemistry. 8 (1), 42-49 (2016).</li>
<li>Lochab, B., Shukla, S., Varma, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naturally+occurring+phenolic+sources%3A+monomers+and+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Naturally occurring phenolic sources: monomers and polymers.</a> RSC Advances. 4 (42), 21712(2014).</li>
<li>Fache, M., Boutevin, B., Caillol, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vanillin%2C+a+key-intermediate+of+biobased+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22European+Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">Vanillin, a key-intermediate of biobased polymers.</a> European Polymer Journal. 68, 488-502 (2015).</li>
<li>Pinto, P. C. R., Costa, C. E., Rodrigues, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidation+of+Lignin+from+Eucalyptus+globulus+Pulping+Liquors+to+Produce+Syringaldehyde+and+Vanillin%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+%26+Engineering+Chemistry+Research%22%5BJournal%5D)">Oxidation of Lignin from Eucalyptus globulus Pulping Liquors to Produce Syringaldehyde and Vanillin.</a> Industrial & Engineering Chemistry Research. 52 (12), 4421-4428 (2013).</li>
<li>Llevot, A., Grau, E., Carlotti, S., Grelier, S., Cramail, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Lignin-derived+Aromatic+Compounds+to+Novel+Biobased+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Rapid+Communications%22%5BJournal%5D)">From Lignin-derived Aromatic Compounds to Novel Biobased Polymers.</a> Macromolecular Rapid Communications. 37 (1), (2016).</li>
<li>Hernández, N., Williams, R. C., Cochran, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+battle+for+the+%22green%22+polymer.+Different+approaches+for+biopolymer+synthesis%3A+bioadvantaged+vs.+bioreplacement%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+%26+Biomolecular+Chemistry%22%5BJournal%5D)">The battle for the "green" polymer. Different approaches for biopolymer synthesis: bioadvantaged vs. bioreplacement.</a> Organic & Biomolecular Chemistry. 12 (18), 2834-2849 (2014).</li>
<li>Kricheldorf, H. R., Stukenbrock, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+polymer+syntheses+85.+Telechelic%2C+star-shaped+and+hyperbranched+polyesters+of+%CE%B2-%284-hydroxyphenyl%29+propionic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">New polymer syntheses 85. Telechelic, star-shaped and hyperbranched polyesters of β-(4-hydroxyphenyl) propionic acid.</a> Polymer. 38 (13), 3373-3383 (1997).</li>
<li>Gilding, D. K., Reed, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+polymers+for+use+in+surgery-poly%28ethylene+oxide%29+poly%28ethylene+terephthalate%29+%28PEO%2FPET%29+copolymers%3A+1%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Biodegradable polymers for use in surgery-poly(ethylene oxide) poly(ethylene terephthalate) (PEO/PET) copolymers: 1.</a> Polymer. 20 (12), 1454-1458 (1979).</li>
<li>Jiang, Y., Loos, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enzymatic+Synthesis+of+Biobased+Polyesters+and+Polyamides%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Enzymatic Synthesis of Biobased Polyesters and Polyamides.</a> Polymers. 8 (7), 243(2016).</li>
<li>Kricheldorf, H. R., Stukenbrock, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+polymer+syntheses%2C+92.+Biodegradable%2C+thermotropic+copolyesters+derived+from+%CE%B2-%284-hydroxyphenyl%29propionic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">New polymer syntheses, 92. Biodegradable, thermotropic copolyesters derived from β-(4-hydroxyphenyl)propionic acid.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 198 (11), 3753-3767 (1997).</li>
<li>Kreye, O., Oelmann, S., Meier, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renewable+Aromatic-Aliphatic+Copolyesters+Derived+from+Rapeseed%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Renewable Aromatic-Aliphatic Copolyesters Derived from Rapeseed.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 214 (13), 1452-1464 (2013).</li>
<li>Mialon, L., Pemba, A. G., Miller, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biorenewable+polyethylene+terephthalate+mimics+derived+from+lignin+and+acetic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Biorenewable polyethylene terephthalate mimics derived from lignin and acetic acid.</a> Green Chemistry. 12 (10), 1704(2010).</li>
<li>Nguyen, H. T. H., Reis, M. H., Qi, P., Miller, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyethylene+ferulate+%28PEF%29+and+congeners%3A+polystyrene+mimics+derived+from+biorenewable+aromatics%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Polyethylene ferulate (PEF) and congeners: polystyrene mimics derived from biorenewable aromatics.</a> Green Chemistry. 17 (9), 4512-4517 (2015).</li>
<li>van Schijndel, J., Canalle, L. A., Molendijk, D., Meuldijk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Green+Knoevenagel+Condensation%3A+Solvent-free+Condensation+of+Benzaldehydes%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry+Letters+and+Reviews%22%5BJournal%5D)">The Green Knoevenagel Condensation: Solvent-free Condensation of Benzaldehydes.</a> Green Chemistry Letters and Reviews. 10 (4), 404-411 (2017).</li>
<li>van Schijndel, J., Molendijk, D., Spakman, H., Knaven, E., Canalle, L. A., Meuldijk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+considerations+and+characterization+of+ammonia-based+catalytic+active+intermediates+of+the+Green+Knoevenagel+reaction+of+various+benzaldehydes%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry+Letters+and+Reviews%22%5BJournal%5D)">Mechanistic considerations and characterization of ammonia-based catalytic active intermediates of the Green Knoevenagel reaction of various benzaldehydes.</a> Green Chemistry Letters and Reviews. 12 (3), 323-331 (2019).</li>
<li>Sheldon, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+of+green+chemistry%3A+efficiency+in+reaction+design%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Fundamentals of green chemistry: efficiency in reaction design.</a> Chemical Society Reviews. 41 (4), 1437-1451 (2012).</li>
<li>van Schijndel, J., Molendijk, D., Canalle, L. A., Rump, E. T., Meuldijk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+Dependent+Green+Synthesis+of+3-Carboxycoumarins+and+3%2C4-unsubstituted+Coumarins%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Organic+Synthesis%22%5BJournal%5D)">Temperature Dependent Green Synthesis of 3-Carboxycoumarins and 3,4-unsubstituted Coumarins.</a> Current Organic Synthesis. 16 (1), 130-135 (2019).</li>
<li>Bloom, M. E., Vicentin, J., Honeycutt, D. S., Marsico, J. M., Geraci, T. S., Miri, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+renewable%2C+thermoplastic+tetrapolyesters+based+on+hydroquinone%2C+p-hydroxybenzoic+acid+or+its+derivatives%2C+phloretic+acid%2C+and+dodecanedioic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+A%3A+Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Highly renewable, thermoplastic tetrapolyesters based on hydroquinone, p-hydroxybenzoic acid or its derivatives, phloretic acid, and dodecanedioic acid.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 56 (14), 1498-1507 (2018).</li>
<li>Padias, A. B., Hall, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+Studies+of+LCP+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Mechanism Studies of LCP Synthesis.</a> Polymers. 3 (2), 833-845 (2011).</li>
<li>Moon, S., Lee, C., Taniguchi, I., Miyamoto, M., Kimura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Melt%2Fsolid+polycondensation+of+l-lactic+acid%3A+an+alternative+route+to+poly%28l-lactic+acid%29+with+high+molecular+weight%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Melt/solid polycondensation of l-lactic acid: an alternative route to poly(l-lactic acid) with high molecular weight.</a> Polymer. 42 (11), 5059-5062 (2001).</li>
<li>Wellen, R. M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+polystyrene+on+poly%28ethylene+terephthalate%29+crystallization%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Effect of polystyrene on poly(ethylene terephthalate) crystallization.</a> Materials Research. 17 (6), 1620-1627 (2014).</li>
<li>Kricheldorf, H. R., Conradi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+polymer+syntheses+16.+LC-copolyesters+of+3-%284-hydroxyphenyl%29+propionic+acid+and+4-hydroxy+benzoic+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+A%3A+Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">New polymer syntheses 16. LC-copolyesters of 3-(4-hydroxyphenyl) propionic acid and 4-hydroxy benzoic acids.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 25 (2), 489-504 (1987).</li>
<li>Chen, Y., Tan, L., Chen, L., Yang, Y., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+biodegradable+aromatic%2Faliphatic+copolyesters%5BTitle%5D)+AND+%22Brazilian+Journal+of+Chemical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Study on biodegradable aromatic/aliphatic copolyesters.</a> Brazilian Journal of Chemical Engineering. 25 (2), 321-335 (2008).</li>
<li>Han, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Change+in+Mechanism+from+Acidolysis+to+Phenolysis+in+the+Bulk+Copolymerization+of+4-Acetoxybenzoic+Acid+and+6-Acetoxy-2-naphthoic+Acid%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">A Change in Mechanism from Acidolysis to Phenolysis in the Bulk Copolymerization of 4-Acetoxybenzoic Acid and 6-Acetoxy-2-naphthoic Acid.</a> Macromolecules. 29 (26), 8313-8320 (1996).</li>
<li>Lu, X. F., Hay, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isothermal+crystallization+kinetics+and+melting+behaviour+of+poly%28ethylene+terephthalate%29%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Isothermal crystallization kinetics and melting behaviour of poly(ethylene terephthalate).</a> Polymer. 42 (23), 9423-9431 (2001).</li>
<li>Sánchez, M. E., Morán, A., Escapa, A., Calvo, L. F., Martínez, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+thermogravimetric+and+mass+spectrometric+analysis+of+the+pyrolysis+of+municipal+solid+wastes+and+polyethylene+terephthalate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Thermal+Analysis+and+Calorimetry%22%5BJournal%5D)">Simultaneous thermogravimetric and mass spectrometric analysis of the pyrolysis of municipal solid wastes and polyethylene terephthalate.</a> Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 90 (1), 209-215 (2007).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Wanneer dihydrosinapininezuur in een reactievat werd verwarmd, trad sublimatie van het uitgangsmateriaal op en dit effect werd versterkt wanneer een vacuüm werd toegepast. Acetylering is uitgevoerd op dihydrosinapininezuur om sublimatie te voorkomen. Kricheldorf et al.12,27 erkenden dat niet alleen acetylering, maar ook di- en oligomerisatie optrad. Deze veresterde monomeren en oligomeren echter niet meer sublimeren en zijn geschikt als monomeren voor de smeltpol...

In tegenstelling tot de verbranding van polymeerafval biedt chemische recycling de mogelijkheid om de monomeren terug te winnen. Chemische recycling is een logische keuze aan het einde van de technische levensduur van polymere materialen, omdat deze polymere materialen chemisch worden geproduceerd1. Er zijn twee manieren om het polymere materiaal chemisch te recyclen, pyrolyse en moleculaire recycling2. Met pyrolyse wordt het polymere materiaal omgezet in producten van hogere waarde door gebruik te maken van extreme omstandigheden3,4. Moleculaire recycling is een efficiënte methode voor het terugwinnen van de grondstoffen met behulp van depolymerisatie. Na depolymerisatie kunnen de monomere eenheden worden gerepolymeriseerd tot nieuwe polymere materialen5. De beschikbaarheid van geschikte monomeren om moleculaire recycling op grotere schaal toe te passen, is te wensen over. Het huidige plastic probleem dicteert dat de samenleving stevige en robuuste polymere materialen eist. Tegelijkertijd heeft het ook de voorkeur dat dezelfde polymere materialen gemakkelijk recyclebaar zijn en niet in het milieu blijven. Huidige polymere materialen met goede thermische en mechanische eigenschappen depolymeriseren niet gemakkelijk6.
Lignine, vaak gevonden in vaatplanten, is verantwoordelijk voor 30% van 's werelds natuurlijke koolstofgehalte en is het op één na meest voorkomende biopolymeer na cellulose. Lignine heeft een complexe amorfe structuur en lijkt een geschikt alternatief om aromaten uit fossiele materialen te vervangen. De driedimensionale structuur van lignine biedt sterkte en stijfheid aan hout, evenals weerstand tegen degradatie. Chemisch gezien is lignine een zeer complexe polyfenolische thermohardende. Het bestaat uit verschillende samenstelling van drie verschillende methoxylated fenylpropaan structuren. Syringyl, guaiacyl en p-hydroxyfenyl (vaak afgekort als respectievelijk S, G en H) zijn afgeleid van de monolignols sinapylalcohol, coniferylalcohol en p-coumarylalcohol7. De verdeling van deze eenheden verschilt per biomassatype, waarbij bijvoorbeeld naaldhout voornamelijk uit guaiacyleenheden bestaat en hardhout van guaiacyl en syringyleenheden8,9. Hernieuwbare natuurlijke bronnen, zoals bomen en planten, zijn wenselijk voor de productie van opnieuw ontworpen monomeren voor innovatieve polymere materialen10. Deze monomeren, geïsoleerd en gesynthetiseerd uit natuurlijke bronnen, worden gepolymeriseerd tot zogenaamde biobased polymeren11.
Aromatische carbonzuren zijn om elektronische redenen enkele ordes van grootte minder elektrofiel dan de equivalente alifatische carbonzuren12. Verschillende commerciële polyesters gebruiken aromatische carbonzuren in plaats van alifatische carbonzuren. Hierdoor zijn de vezels in polyester textiel gemaakt van poly(ethyleentereftalaat) (PET) vezels bijna ongevoelig voor hydrolyse tijdens het wassen of bijvoorbeeld regen13. Wanneer de moleculaire recycling van polyesters gewenst is, is het raadzaam om alifatische esters te gebruiken bij de opbouw van het polymeer.
Om de genoemde redenen hebben we de mogelijkheden onderzocht om polyesters te maken van 4-hydroxy-3,5-dimethoxy-dihydrocinnamic acids14. Eerdere studies van Kricheldorf15, Meier16en Miller17,18 tonen aan dat het een uitdaging is om polymeren te bouwen met behulp van 4-hydroxy-3,5-dimethoxy-dihydrocinnamic acid. Decarboxylatie en crosslinking belemmerden de polymerisaties en beperkten zo het succes van deze syntheses. Ook het mechanisme van de polycondensatie bleef onduidelijk. Het gepresenteerde artikel beschrijft de omstandigheden waarin het polyester poly (dihydrosinapininezuur) regelmatig en in hoge opbrengst kan worden gesynthetiseerd, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor het gebruik van semi-aromatische polyesters die moleculair recyclebaar zijn.
We hebben een groene en efficiënte manier ontwikkeld om sinapinic acid te synthetiseren met behulp van een condensatiereactie tussen syringaldehyde en malonzuur19,20. Na deze Groene Knoevenagel produceert hydrogenering dihydrosinapininezuur, dat geschikt is voor omkeerbare polycondensatie. Deze publicatie visualiseert de synthetische stappen naar het moleculair recyclebare polymeer poly (dihydrosinapinic acid), verwijzend naar de basiseenheden van lignine, poly-S genaamd. Na analyse van het polymere materiaal wordt poly-S onder relatief gunstige omstandigheden gedepolymeriseerd tot het monomeer dihydrosinapininezuur en steeds opnieuw gerepolymeriseerd.

<table><tbody><tr><td>Reactie 1: Groene Knoevenagel-condensatie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ammoniumbicarbonaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>>99%</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Boom</td><td>Technische kwaliteit</td><td></td></tr><tr><td>Ethylacetaat</td><td>Macron</td><td>99,8%</td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur</td><td>Boom</td><td>37%</td><td></td></tr><tr><td>Malonienezuur</td><td>Sigma Aldrich</td><td>99%</td><td>gebruikt zoals ontvangen</td></tr><tr><td>Natriumbicarbonaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>>99,7%</td><td></td></tr><tr><td>Syringaldehyde</td><td>Sigma Aldrich</td><td>98%</td><td>gebruikt zoals ontvangen</td></tr><tr><td>Reactie 2: Hydrogenatie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Magnesiumsulfaat</td><td>Macron</td><td>99%</td><td>gedroogd</td></tr><tr><td>Raney&trade; nikkel</td><td>Sigma Aldrich</td><td>>89%</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Boom</td><td>Technische kwaliteit</td><td>opgelost</td></tr><tr><td>Reactie 3: Acetylering</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acetonzuuranhydride</td><td>Macron</td><td>>98%</td><td></td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Macron</td><td>>99,5%</td><td></td></tr><tr><td>Natriumacetaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>>99%</td><td></td></tr><tr><td>Reactie 4A: Polymerisatie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1,2-xyleen</td><td>Macron</td><td>>98%</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Boom</td><td>Technische kwaliteit</td><td>fijngemalen</td></tr><tr><td>Zink(II)acetaat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>99,99%</td><td></td></tr><tr><td>Reactie 4B: Depolymerisatie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Boom</td><td>Technische kwaliteit</td><td>opgelost</td></tr><tr><td>Zwavelzuur</td><td>Macron</td><td>100%</td><td></td></tr><tr><td>Analyse</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CDCl3</td><td>Cambride Isotope Laboratories, Inc.</td><td>99,5%</td><td></td></tr><tr><td>CF3COOD</td><td>Cambride Isotope Laboratories, Inc.</td><td>98%</td><td></td></tr><tr><td>Dimethylformamide</td><td>Macron</td><td>>99,9%</td><td></td></tr><tr><td>Hexafluor-2-propanol</td><td>TCI Chemicals</td><td>>99%</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Macron</td><td>>99,8%</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran</td><td>Macron</td><td>>99,9%</td><td></td></tr></tbody></table>

ontworpen voor moleculaire recycling: een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer

Designed for Molecular Recycling: A Lignin-Derived Semi-aromatic Biobased Polymer

De ontwikkeling van chemisch recyclebare biopolymeren biedt kansen binnen het streven naar een circulaire economie. Chemisch recyclebare biopolymeren doen een positieve inspanning om het probleem van polymeermaterialen in de verwijderingsfase na de gebruiksfase op te lossen. In dit artikel wordt de productie van biobased semi-aromatische polyesters, die volledig uit biomassa zoals lignine kunnen worden gewonnen, beschreven en gevisualiseerd. Het polymeer poly-S dat in dit artikel wordt beschreven, heeft thermische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met bepaalde veelgebruikte kunststoffen, zoals PET. We ontwikkelden een Groene Knoevenagel-reactie, die efficiënt monomeren kan produceren uit aromatische aldehyden en malonzuur. Deze reactie is bewezen schaalbaar en heeft een opmerkelijk lage berekende E-factor. Deze polyesters met ligno-fytochemicaliën als uitgangspunt laten een efficiënte moleculaire recycling zien met minimale verliezen. Het polyester poly (dihydrosinapinezuur) (poly-S) wordt gepresenteerd als een voorbeeld van deze semi-aromatische polyesters en de polymerisatie, depolymerisatie en re-polymerisatie worden beschreven.

Sinapinic acid werd gesynthetiseerd in hoge zuiverheid en hoge opbrengst (> 95%) uit syringaldehyde met behulp van de Groene Knoevenagel condensatie. (Ondersteunende informatie: figuur S1) De E-factor is een indicatie van afvalproductie waarbij een hoger getal duidt op meer afval. De E-factor wordt berekend door de totale materiaalinput te nemen, de hoeveelheid van het gewenste eindproduct af te trekken en het geheel te delen door de hoeveelheid eindproduct. Deze Groene Knoevenagel condensatie heeft een ...

Een voorbeeld van een closed-loop benadering van een circulaire materialeneconomie wordt hier beschreven. Een hele duurzame cyclus wordt gepresenteerd waarbij biobased semi-aromatische polyesters worden ontworpen door polymerisatie, depolymerisatie en vervolgens opnieuw worden gepolymeriseerd met slechts kleine veranderingen in hun opbrengst of uiteindelijke eigenschappen.

Ontworpen voor moleculaire recycling: een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer

The development of chemically recyclable biopolymers offers opportunities within the pursuit of a circular economy. Chemically recyclable biopolymers make ...

In de synthese die in dit artikel wordt beschreven, wordt een manier geboden om een nieuw polymere materiaal te produceren dat specifiek is ontworpen voor moleculaire recycling, wat een vorm van chemische recycling is. De depolarisatie en repolarisatie van het vreemde materiaal poly-S creëert een volledig duurzame cyclus, wat een bewijs van concept is voor de toekomst van polymeren. De polymeerafval van de wereld accumuleert.Bijvoorbeeld in de oceaan, als de plastic soep, die zou kunnen worden voorkomen door het introduceren van moleculair recycleerbare polymeren. De gepresenteerde polymeer is een voorbeeld van een polymere materiaal ontworpen voor moleculaire recycling. Dit zou volgens ons in andere materialen worden geïmplementeerd om accumulatie in de natuur te voorkomen.De groene Knoevenagel-reactie en daaropvolgende stappen zijn ontworpen voor en door onze bachelorstudenten. Dus bepaalde robuustheid is al geïmplementeerd in deze reactiestappen. De COVID-19 pandemie creëert een situatie waarin online leren belangrijker dan ooit wordt.Visualisatie van deze experimenten helpt ons en anderen om praktische chemische educatie te verdiepen. Begin met het toevoegen van 20,81 gram maloniezuur en 36,4 gram syringaldehyde aan een ronde bodemkolf van 215 milliliter. Los beide bestanddelen op in 20 milliliter ethylacetaat en voeg 719 milligram ammoniak bicarbonaat toe aan de kolf.Meng en destilleer het oplosmiddel met een waterbad. Houd het reactiemengsel gedurende twee uur op 90 graden Celsius in de open kolf zonder roeren voor volledige omzetting naar sinapinezuur. Bij de bewerking van het sinapinezuurproduct, los het residu op in 100 milliliter van een verzadigde waterige natriumbicarbonaat-oplossing, breng de oplossing over in een beker en zuur het aan tot een pH van twee.Gebruik zes molair waterstofchloride, scheid het resulterende residu door vacuümfiltratie en was het met gedemineraliseerd water. Laad een kolf van 450 milliliter met 33,6 gram sinapinezuur. Los het sinapinezuur op in 300 milliliter van een twee-molaire natriumhydroxide-oplossing en voeg 1,5 gram nikkelslurry toe voordat de kolf aan de operator wordt aangepast.Breng de reactor onder druk met drie bar waterstofgas en schud de reactie mechanisch gedurende drie uur op 80 graden Celsius. Koel de reactor af tot kamertemperatuur en bouw langzaam de druk af. Herstel het grootste deel van de nikkelkatalysator met een magneet en filter vervolgens de oplossing.Verzuur de oplossing met een vier-molaire waterstofchloride-oplossing tot een pH van twee en voer vervolgens een extractie uit met ethylacetaat. Verwijder het oplosmiddel onder verlaagde druk na drogen over magnesiumsulfaat en droog het dihydrosinapinezuur bij 60 graden Celsius in een vacuümoven. Voeg 22,6 gram dihydrosinapinezuur toe aan een ronde bodemkolf van 250 milliliter.Gevolgd door 14,2 milliliter azijnzuuranhydride en 0,82 gram natriumacetaat. Verwarm de oplossing gedurende één uur tot 90 graden Celsius terwijl geroerd wordt voor volledige omzetting van dihydrosinapinezuur naar 4-Acetoxy-dihydrosinapinezuur en de geacetyleerde oligomeren. Los het vaste stof op in 25 milliliter aceton en sla neer in 250 milliliter van 0,1-molaire waterstofchloride, vervolgens gefilterd op de vacuüm.Voeg de monomeren 20,8 gram 4-Acetoxy-dihydrosinapinezuur en prepolymeer toe aan een ronde bodemkolf van 100 milliliter. Voeg vervolgens 400 milligram fijnpoederig natriumhydroxide toe, verwarm het reactiemengsel gedurende drie uur op een ingestelde temperatuur van 140 graden Celsius in de open kolf terwijl geroerd wordt bij 100 RPM. Stel een oplosmiddel geassisteerde polymerisatie in door 180 milligram zink twee-acetaat en 25,0 milliliter van 1, 2-xyleen toe te voegen aan de kolf, verhoog vervolgens de ingestelde temperatuur tot 160 graden Celsius.Reflux het mengsel gedurende drie uur op 144 graden Celsius met constante verwijdering van water en azijnzuur met behulp van een Dean-Stark-kop. Koel het reactiemengsel af en verwijder het 1, 2-xyleen door een vacuüm toe te passen. Verhoog de temperatuur tot 240 graden Celsius tijdens de laatste fase van de polymerisatie en breng een hoog vacuüm gedurende 30 minuten aan.Koel het polymeer poly-S af tot kamertemperatuur en was het met methanol om dihydrosinapinezuur en prepolymeren te elimineren. Het verkregen product zou een lichtbruine vaste stof moeten zijn. Maal en serveer ten slotte de poly-S in deeltjes kleiner dan 180 micrometer om de hydrolytische degradatie te meten.Laad verschillende testbuisjes met 20 milligram poly-S en voeg een milliliter van een een-molaire natriumhydroxide-oplossing toe. Incubeer de buisjes bij drie verschillende temperaturen met een roering van 500 RPM. Neutraliseer de testbuisjes op regelmatige tijdsintervallen met een milliliter 0,5-molaire zwavelzuur, en voeg na afkoeling twee milliliter methanol toe.Filter alle monsters met 0,45 micrometer PTFE-spruitspuitfilters en injecteer 20 microliters in HPLC met behulp van een auto-sampler. Controleer de absorptie bij 254 nanometer en bereken de concentraties van een kalibratiecurve van bekende dihydrosinapinezuur standaardoplossingen. Sinapinezuur werd gesynthetiseerd in hoge zuiverheid en een opbrengst van meer dan 95% uit syringaldehyde met behulp van de groene Knoevenagel Condensatie, het voorgestelde mechanisme van de stapsgewijze polymerisatie van 4-Acetoxy-dihydrosinapinezuur wordt hier getoond.Waterstof een en MR-metingen werden genomen tijdens het polymerisatieproces. Toen poly-S werd gehydrolyseerd in natriumhydroxide, leverde de moleculair recycleerbare polyester het uitgangsmateriaal dihydrosinapinezuur op in minder dan 10 minuten. Zoals bevestigd door HBLC smeltpuntanalyse en waterstof een en MR. Uitgebreide reactietijden verhoogden de opbrengst niet.De thermische grammen en GPC-analyse van poly-S 1.0 en hun opeenvolgende generaties poly

designed-for-molecular-recycling-lignin-derived-semi-aromatic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Plantaardige biomassa is een belangrijke koolstof-neutrale hernieuwbare grondstof die gebruikt kunnen worden voor de productie van biobrandstoffen. Plantaardige biomassa bestaat voornamelijk uit celwanden, een structureel complex composietmateriaal genoemd lignocellulose. Hier beschrijven we een protocol voor een uitgebreide analyse van de inhoud en de samenstelling van de polyfenolische lignine.

Uitgebreide analyse van de samenstelling van de celwanden (lignocellulose biomassa) Deel I: Lignine

Het doel van dit onderzoek was om synthetische plantencelwand weefsel te vormen met behulp van laag-voor-laag assemblage van nanocellulose fibrillen en geïsoleerde lignine samengesteld uit verdunde waterige suspensies. Oppervlakte meettechnieken kwartskristal microbalans en atomic force microscopie werden gebruikt om de vorming van de polymeer-polymeer nanocomposiet controleren.

Richting biomimetische Hout: Fabricated Vrijstaande Films van nanocellulose, Lignine, en een synthetische polycation

Industriële afvalstoffen kunnen worden verzameld en gemodificeerd om microbiële groei te analyseren. Technieken voor de extractie van lignocellulose leveren componenten om specifieke biologische afbraakcapaciteit te analyseren. Gaschromatografie-massaspectrometrie identificeert fermentatieproducten van micro-organismen die zijn gekweekt op pulpafval. Deze methoden bepalen het metabolische vermogen van micro-organismen om pulpafval af te breken.

Methoden voor het vergemakkelijken van microbieel groei op afvalstromen van pulpmolens en karakterisering van het biodegradatiepotentieel van gekweekte microben

De voorbehandeling van lignocellulose biomassa met protische goedkope ionische vloeistoffen wordt getoond, wat resulteert in een delignificeerde, celluloserijke pulp en een gezuiverde lignine. De pulp geeft aanleiding tot hoge glucoseopbrengsten na enzymatische saccharificatie.

Voorbehandeling van lignocellulose met Low-cost ionische vloeistoffen

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van ethanol extractie van lignine uit verschillende bronnen van biomassa. Het effect van de extractie-voorwaarden op de opbrengst van de lignine en β-O-4 inhoud worden gepresenteerd. Selectieve depolymerization wordt uitgevoerd op de verkregen Ligninen verkrijgen van hoge aromatische monomeer producten.

Extractie van lignine met een hoog gehalte van de β-O-4 door milde Ethanol extractie en het Effect daarvan op het rendement van de Depolymerization

OrganoCat is een methode voor de voorbehandeling en fractionering van lignocellulose onder milde omstandigheden tot lignine, fermenteerbare suikers en cellulosepulp. In een bigene, bifasische oplosmiddelensysteem van water en 2-methyltetrahydrofuraan met 2,5-furancarbonzuur als katalysator, worden de OrganoCat-producten in situ gescheiden voor eenvoudige productterugwinning.

Fractionering van lignocellulosische biomassa met behulp van het OrganoCat-proces

Diepe eutectische oplosmiddel-gebaseerde, microgolf-ondersteunde voorbehandeling is een groen, snel en efficiënt proces voor lignocellulosische fractionering en hoogzuiver lignine herstel.

Ultrasnelle lignineextractie uit ongewone mediterrane lignocellulosische residuen

Er werd een veelzijdig extrusieproces met twee schroeven ontwikkeld om een efficiënte thermomechanochemische voorbehandeling op lignocellulosische biomassa te bieden, wat leidt tot een verhoogde gemiddelde vezelverhouding. Een natuurlijk bindmiddel kan ook continu worden toegevoegd na vezelraffinage, wat leidt tot biogebaseerde vezelplaten met verbeterde mechanische eigenschappen na het hete persing van het verkregen geëxtrudeerde materiaal.

Twin-Screw Extrusieproces om hernieuwbare vezelplaten te produceren

31 P NMR is een krachtig hulpmiddel voor de structurele opheldering van polyfenolen. Deze snelle, eenvoudige, nauwkeurige, kwantitatieve en zeer reproduceerbare analyseprocedure, die de kwantificering en differentiatie van de verschillende soorten hydroxy-, fenol- en carbonlgroepen in lignines en tannines mogelijk maakt, is nu een routinematig analytisch hulpmiddel geworden.

Kwantitatieve 31P NMR-analyse van lignines en tannines

Hier beschrijven we protocollen voor de bereiding van trans-cyclobutaan gesmolten cyclooctenen (tCBCO), hun polymerisatie om depolymeriseerbare olefinische polymeren te bereiden en de depolymerisatie van deze polymeren onder milde omstandigheden.  Daarnaast worden protocollen beschreven voor de voorbereiding van depolymeriseerbare netwerken en compressiegieten van stijve lineaire kunststoffen op basis van dit systeem.

Depolymeriseerbare olefinische polymeren op basis van gesmolten cycloocteenmonomeren

We beschrijven nieuwe, eenvoudige methodologieën voor synthese en karakterisering van biocompatibele lignine micro- en submicrondeeltjes. Deze formuleringen bieden een gemakkelijke benadering voor het gebruik van het heteropolymeer, evenals een alternatief voor het rationele ontwerp van multifunctionele draagmatrices met potentiële toepasbaarheid in de biogeneeskunde, farmaceutische technologie en de voedingsindustrie.

Groene synthese, karakterisering, inkapseling en meting van het afgiftepotentieel van nieuwe alkali lignine micro-/submicron deeltjes

Ontdek de synthese van een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer voor moleculair recycling. Deze methode demonstreert een duurzame kringloop met behoud van eigenschappen en opbrengst.

Ontworpen voor moleculaire recycling: een lignine-afgeleid semi-aromatisch biobased polymeer

Meer video's verkennen