Zrównoważona metoda wytwarzania amin z odpadów rolniczych i leśnych

Aminy to bardzo ważna klasa związków chemicznych, obecna w szerokiej gamie środków farmaceutycznych, chemikaliów rolniczych i środków powierzchniowo czynnych. Jednak dotąd nie udało się opracować systemowego podejścia do pozyskiwania tej istotnej klasy związków ze źródeł odnawialnych. Celem projektu CatASus jest zmiana tego stanu rzeczy poprzez umożliwienie wytwarzania amin z alkoholi, które z kolei pozyskiwane są z zasobów odnawialnych, a konkretnie z odpadów lignocelulozowych.

Badania podstawowe

© Digoarpi, Shutterstock

Lignoceluloza, czyli sucha masa roślinna, jest najobficiej występującym na Ziemi surowcem do produkcji biopaliw, głównie bioetanolu. Powstaje ona w dużych ilościach jako część odpadów rolniczych i leśnych, jednak obecnie nie jest w pełni wykorzystywana ze względu na jej wymagającą strukturę.

Zespół wspieranego przez ERBN projektu CatASus (Cleave and couple: Fully sustainable catalytic conversion of renewable resources to amines), realizowanego na Uniwersytecie w Grazu w Austrii, ma na celu rozwiązanie tego problemu poprzez opracowanie nowatorskiego i wydajnego sposobu depolimeryzacji (rozkładu) lignocelulozy na chemiczne substancje pomostowe, a następnie przekształcenie ich w użyteczne związki, przede wszystkim aminy (związki zawierające azot).

Zapewniłoby to wiele korzyści, ponieważ aminy, wszechobecne w przemyśle chemicznym, cieszą się dużym popytem w branży chemii polimerów w medycynie oraz jako wysokowartościowe półprodukty chemiczne. Dzięki wykorzystaniu lignocelulozy produkcja amin mogłaby stać się w pełni zrównoważona. Celem projektu CatASus jest opracowanie przełomowych podejść do katalizy, które są niezbędne do stworzenia całkowicie nowej platformy waloryzacji ligniny. W przeciwieństwie do metod wykorzystujących drogie metale szlachetne, które stają się coraz rzadsze i mogą ulec całkowitemu wyczerpaniu w ciągu najbliższych dziesięcioleci, w centrum uwagi projektu znalazły się katalizatory bazujące na tanich, dostępnych na Ziemi w dużych ilościach materiałach.

Wyniki projektu, które stanowią istotną innowację w zakresie możliwości wytwarzania amin w prawdziwie zrównoważonym łańcuchu wartości, przyniosą również istotne korzyści gospodarcze, prowadząc do powstania nowych źródeł dochodów w sektorze rolniczym i chemicznym oraz przyczyniając się do rozwoju europejskiej biogospodarki.

Projekt CatASus rozpoczął się w maju 2016 roku i potrwa do kwietnia 2022 roku.

Słowa kluczowe

CatASus, lignoceluloza, aminy, kataliza, waloryzacja ligniny, biogospodarka