1-9 A-D E-G H-M N-P Q-S T-Z

SOLKETAL

SOLKETAL

 

CAS No. : 100-79-8
EC No. : 202-888-7

 

 

Synonyms:
acetone glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; (2,2-Dimetil-1,3-dioksolan-4-il) metanol; solketal, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; glycerolacetone; dioxolan; isopropylidene glycerol; 1,2-isopropylideneglycerol; 1,2-o-isopropylideneglycerol; 1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl; glycerol dimethylketal; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone;Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol;Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide;2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-(ı)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; solketal; sol ketal; sol-ketal; Q2968854; W-108939; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol;(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; solket al; sol ketal;1,2 Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-(ı)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; SOLKETAL; Sol KEtal; Sol ketal; solketal;SOL KETAL; Sol Ketal; (.+-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (.+-.)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (.+-.)-Glycerol 1,2-acetonide; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolanne-4-ylmethanol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-ilmetanol; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2: PN: WO2008011559 PAGE: 42 claimed sequence; 2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 4-(Hydroxymethyl)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone glycerin ketal; ACETONE GLYCERYL ACETAL; Acetone monoglycerol ketal; Dioxolan; DIOXOLAN (1,3)-4-HYDROXYMETHYL-2,2-DIMETHYL-; DL-Isopropylideneglycerol; GIE; Glycerin aceton ketal; Glycerin acetone ketal; Glycerin isopropylidene ether; Glycerol acetonide; Glycerol dimethylketal; Glycerol α,β-isopropylidene ether; Glycerolacetone; Isopropylidene glycerol; NSC 59720; Racemic solketal; Solketal; UN 1166; α,β-Isopropylideneglycerol; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; EINECS 202-888-7; MFCD00063238; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; .alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; BRN 0104465; AI3-03547; GIE; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; D-Acetone glycerol; Solketal, 97%; 36543-79-0; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (+/-)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; r-glycerol acetonide; R-(-)-Sollketal; [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; Glycerolacetonide; Racemic solketal; MFCD00063239; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; (RS)-Solketal; 2,3-dioxacyclopentane; (-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; PubChem21305; ACMC-209cql; ACMC-209fuw; ACMC-1AEDC; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; 1,O-Isopropylideneglycerin; EC 202-888-7; 1,2-isopropylidene glycerol; Glycerol,2-O-isopropylidene; SCHEMBL23556; 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol [IUPAC]; 4-Hydroxymethyl-2,3-dioxolane; SCHEMBL3991160; 1.2-isopropylidene-rac-glycerol; CHEMBL3342436; DTXSID9021845; CTK4H6824; AM666; dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; ACT05273; BCP26373; NSC59720; EINECS 244-910-8; (.+/-.)-Glycerol 1,2-acetonide; AC-364; ANW-14368; BBL012719; NSC-59720; STK803305; WLN: T5O COTJ B1 B1 D1Q; AKOS000120075; AKOS022060550; AM90170; CS-W018546; MCULE-8717487705; NE11119; (-)-2,3-O-Isopropylidene-sn-glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(dimethylmethylenedioxy)-1-propanol; dl-.alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; (.+/-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; AK-33274; AK-41538; AS-46670; LS-62597; P533; SC-08976; SC-08977; SC-21475; SY017180; SY017621; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4yl)methanol; 2,2-dimethyl-[1,3]dioxolane-4-methanol; DB-011643; DL-1,2-Isopropylideneglycerol, >=97.0%; (2,2-dimethyl[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 4-hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan; D0710; FT-0602207; FT-0605040; FT-0609251; FT-0667422; NS00001386; ST50998271; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; EN300-20586; A23564; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl) -methanol; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-dimethyl 1.3-dioxolane-4-methanol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (rac)-2,2-dimethyl-[1,3]-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol (solketal); 2,2dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (R)-(?)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); Racemic mixture (+/-)-2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (±)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (±)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-2,3-O-Isopropylideneglycerol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [German] [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Diméthyl-1,3-dioxolan-4-yl)méthanol [French] [ACD/IUPAC Name]; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl- [ACD/Index Name]; 100-79-8 [RN]; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 202-888-7 [EINECS]; 3XK098O8ZW; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; Glycerol acetonide; Isopropylidene glycerol; JI0400000; T5O COTJ B1 B1 D1Q [WLN]; UNII:3XK098O8ZW; α,β-Isopropylideneglycerol; (±)-Glycerol 1,2-acetonide; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (r,s)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O, O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol|Solketal; 2,2-Dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone monoglycerol ketal; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; DIOXOLAN; dl-1,2-isopropylideneglycerol 98%; DL-ISOPROPYLIDENEGLYCEROL-1,1,2,3,3-D5; dl-α,β-Isopropylideneglycerol; DL-α,β-Isopropylideneglycerol; Glycerinisopropylidene ether; Glycerol dimethylketal; Glycerol, 1,2-isopropylidene-; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerolacetone; Glycerolacetonide; ISOPROPYLIDENEGLYCEROL; Jsp000163; Racemic solketal; SOLKETAL; R-Glycerol Acetonide; S-Glycerol acetonide; α,β-Isopropylideneglycerol; 3-(3-HYDROXYPROPYL)SOLKETAL; SCHEMBL17393037; AKOS006305294; 206999-64-6; ACM206999646; 3-[(2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLAN-4-YL)METHOXY]PROPAN-1-OL; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl methacrylate; 7098-80-8; isopropylideneglyceryl methacrylate; 2-Propenoic acid, 2-methyl-, (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl ester; Solketal methacrylate; EINECS 230-408-6; SCHEMBL378537; CTK5D3305; DTXSID40884285; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 2-methylprop-2-enoate; AM90232; DS-017982; FT-0696013; NS00043710; Q27275207; Solketal methacrylate, 50 wt. % in dichloromethane, contains ~280 ppm 4-tert-Butylcatechol as inhibitor; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol; s-glycerol acetonide; [(4S)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; 1,2-Isopropylidene-sn-glycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (4S)-; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; (s)-(+)-2,3-o-isopropylideneglycerol; D-Acetone glycerol; MFCD00063239; (S)-Solketal; (S)-Glycerol-acetonide; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol, 98%; (+)-Solketal; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; KSC498E3T; SCHEMBL221388; 1,2-o-isopropylidene-d-glycerol; CTK3J8239; 1,2-o-isopropylidene-sn-glycerol; 1,2-o-isopropylidene-sn-glycerine; AM856; ZINC155398; 1,2-o-iso-propylidene-sn-glycerol; ACN-S003570; D-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol; ANW-24822; GEO-01176; AKOS005257632; AC-6134; CS-W013415; (s)-(+)-1,2-o-isopropylideneglycerol; KS-000008Z6; AS-14052; BP-11488; isopropylideneglycerol (s)-(+)-1,2-o-; AB0005780; DB-027199; D1691; I-8360; M-3426; S(+)2,2-dimethyl -1,3-dioxolane-4-methanol; (4S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; (4S )-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; (S)-(+)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; (s)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (s)-2,2-dimethyl 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 323D826; A816104; ((S)-2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol, (L)-; (s)-(+)-2,2,-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxaolane-4-methanol; (S)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; ((4S)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4S)-2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLANE-4-METHANOL; s-(+)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (S)-(+)-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (S)-(+)-2,2-dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolane; UNII-3XK098O8ZW component RNVYQYLELCKWAN-YFKPBYRVSA-N; (4S)-(+)-2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxolane 98%; (S)-(+)-1,2-Isopropylideneglycerol, 98%, optical purity ee: 99% (GLC); 3-(3-aminopropyl)solketal; 3-(2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-ylmethoxy)-propylamine; 3-((2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methoxy)propan-1-amine; 3-[(2,2-DIMETHYL-1,3-DIOXOLAN-4-YL)METHOXY]PROPAN-1-AMINE; SCHEMBL1464110; CTK7E8533; [3-[(2,2-Dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methoxy]propyl]amine; AKOS006228103; BB 0259485; FT-0692044; 3-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl-methoxy)-propylamine; 3-[(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-yl)methoxy]-1-propanamine; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzenesulfonate; NSC36147; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethyl p-toluenesulfonate; (S)-(+)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-ylmethyl p-Toluenesulfonate; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzene-1-sulfonate; Solketal Tosylate; NSC 36147; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol p-toluenesulfonate; D,L-Tosylisopropylideneglycerol; AK115018; 2,2-dimethyl-4-tosyloxymethyl-1,3-dioxolane; ACMC-209g5f; ACMC-209g5z; SCHEMBL411517; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl 4-methylbenzenesulfonate #; [(4R)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methyl 4-methylbenzenesulfonate; solketol; sol ketal; acetone glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; (2,2-Dimetil-1,3-dioksolan-4-il) metanol; solketal, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol, glycerolacetone, dioxolan, isopropylidene glycerol, 1,2-isopropylideneglycerol, 1,2-o-isopropylideneglycerol, 1,3-dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl, glycerol dimethylketal; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone;Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol;Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide;2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-(ı)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; solketal; sol ketal; sol-ketal; Q2968854; W-108939; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol;(2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; solket al; sol ketal;1,2 Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (R)-(ı)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; SOLKETAL; Sol KEtal; Sol ketal; solketal;SOL KETAL; Sol Ketal; (.+-.)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (.+-.)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (.+-.)-Glycerol 1,2-acetonide; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolanne-4-ylmethanol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-ilmetanol; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2: PN: WO2008011559 PAGE: 42 claimed sequence; 2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 4-(Hydroxymethyl)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone glycerin ketal; ACETONE GLYCERYL ACETAL; Acetone monoglycerol ketal; Dioxolan; DIOXOLAN (1,3)-4-HYDROXYMETHYL-2,2-DIMETHYL-; DL-Isopropylideneglycerol; GIE; Glycerin aceton ketal; Glycerin acetone ketal; Glycerin isopropylidene ether; Glycerol acetonide; Glycerol dimethylketal; Glycerol α,β-isopropylidene ether; Glycerolacetone; Isopropylidene glycerol; NSC 59720; Racemic solketal; Solketal; UN 1166; α,β-Isopropylideneglycerol; Solketal; 100-79-8; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol; Glycerolacetone; Dioxolan; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; Isopropylidene glycerol; 1,2-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-; Glycerol dimethylketal; 2,3-Isopropylideneglycerol; DL-1,2-Isopropylideneglycerol; Acetone monoglycerol ketal; 1,2-Isopropylideneglycerin; Glycerinisopropylidene ether; Acetone glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; Glycerol acetonide; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerol acetonide (VAN); 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; NSC 59720; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; alpha,beta-Isopropylideneglycerol; SOLKETAL; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; .alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; D-Acetone glycerol; Solketal, 97%; 36543-79-0; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; (+/-)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; r-glycerol acetonide; R-(-)-Sollketal; [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; Glycerolacetonide; Racemic solketal; MFCD00063239; DL-1,2-O-Isopropylidene glycerol; 2,3-dioxacyclopentane; (-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; PubChem21305; ACMC-209cql; ACMC-209fuw; ACMC-1AEDC; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl-, (S)-; 1,O-Isopropylideneglycerin; EC 202-888-7; 1,2-isopropylidene glycerol; Glycerol,2-O-isopropylidene; SCHEMBL23556; 2,3-dioxolan-4-yl methanol; 5-19-02-00362 (Beilstein Handbook Reference); DL-1,2-isoproylideneglycerol; 1,2-o-isopropylidene glycerol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol [IUPAC]; 4-Hydroxymethyl-2,3-dioxolane; 1.2-isopropylidene-rac-glycerol; CHEMBL3342436; DTXSID9021845; CTK4H6824; AM666; dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (-)-2,3-O-Isopropylidene-sn-glycerol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(dimethylmethylenedioxy)-1-propanol; dl-.alpha.,.beta.-Isopropylideneglycerol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan; 4-hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl) -methanol; (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methan-1-ol; (4RS)-2,2-dimethyl 1.3-dioxolane-4-methanol; (4RS)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (rac)-2,2-dimethyl-[1,3]-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane4-methanol (solketal); 2,2dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)-methanol; rac-(2,2-dimethyl-[1,3]dioxolan-4-yl)methanol; (R)-(?)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (solketal); Q2968854; W-108939; [(4R/S)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanol; F0001-0027; Z1262396033; (+/-)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol (Glycerol acetonide); Racemic mixture (+/-)-2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-1,2-O-Isopropylideneglycerol; (±)-2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; (±)-2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; (±)-2,3-O-Isopropylideneglycerol; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol ; (2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methanol [German] [ACD/IUPAC Name]; (2,2-Diméthyl-1,3-dioxolan-4-yl)méthanol [French]; (RS)-Solketal; 1,2-Isopropylidene-rac-glycerol; 1,2-O-Isopropylideneglycerol; 1,3-Dioxolane-4-methanol, 2,2-dimethyl- [ACD/Index Name]; 100-79-8 [RN]; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-4-(hydroxymethyl)-1,3-dioxacyclopentane; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 2,3-(Isopropylidenedioxy)propanol; 2,3-Isopropylideneglycerol; 2,3-O-Isopropylideneglycerol; 1,2-O,O-Isopropylideneglycerin; 1,2-O-Isopropylideneglycerol|Solketal; 2,2-Dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolan-4-ylmethanol; 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane-5-methanol; 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyldioxolane; 2,2-Dimethyl-4-oxymethyl-1,3-dioxolane; 2,2-Dimethyl-5-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; 4-Hydroxymethyl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane; Acetone monoglycerol ketal; Acetone, cyclic (hydroxymethyl)ethylene acetal; Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane; DIOXOLAN; dl-1,2-isopropylideneglycerol 98%; DL-ISOPROPYLIDENEGLYCEROL-1,1,2,3,3-D5; dl-α,β-Isopropylideneglycerol; DL-α,β-Isopropylideneglycerol; Glycerinisopropylidene ether; Glycerol dimethylketal; Glycerol, 1,2-isopropylidene-; Glycerol, 1,2-O-isopropylidene; Glycerolacetone; Glycerolacetonide; ISOPROPYLIDENEGLYCEROL; Jsp000163; Racemic solketal; SOLKETAL; R-Glycerol Acetonide; S-Glycerol acetonide

 

 


SOLKETAL

 

 

Solketal is a protected form of glycerol with an isopropylidene acetal group joining two neighboring hydroxyl groups. Solketal contains a chiral center on the center carbon of the glycerol backbone, and so can be purchased as either the racemate or as one of the two enantiomers. Solketal has been used extensively in the synthesis of mono-, di- and triglycerides by ester bond formation. The free hydroxyl groups of solketal can be esterified with a carboxylic acid to form the protected monoglyceride, where the isopropylene group can then be removed using an acid catalyst in aqueous or alcoholic medium. The unprotected diol can then be esterified further to form either the di- or triglyceride.
Abstract
Commercial solketal is known as AugeoTM SL 191 s which stands out as a slow evaporation solvent derived from glycerin which is considered a renewable source. It has low toxicity to human health and the environment. It is a good solvent for resins and polymers, replacing solvents derived from petroleum, and can be used as an additive of (bio) fuels. This work aimed to study acidy zeolites (H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER) as new heterogeneous catalysts of solketal production, through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The catalytic activity showed H-BEA > H-MOR = H-MFI > H-FER after 180 min, in kinetics study. The major conversion was 85% for H-BEA. It was also verified that all the catalysts can be reused four times without washing or pretreatment among reactions in batch reactor. The solketal produced in this work was characterized by comparing it with its commercial standard, obtaining very similar characteristics
transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl-[1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5].
Solketal is an excellent component for the formulation of gasoline, diesel, and biodiesel. 
it occurs that the output of the remaining acetone and water between 70 and 120°C plus a fraction containing solketal is distilled. Glycerol is only removed when the system reaches 200°C. The yield of the distillation was 60% by mass of solketal over the initial blend (solketal-water-glycerol-traces of acetone). The solketal fraction is colorless but with a lower viscosity than glycerol.
Figure 12 shows the appearance of the solketal GreenTec fraction after distillation of the initial blend.
FTIR analysis was used to confirm the presence of solketal in the distilled product and to compare it with its Sigma-Aldrich standard. The FTIR spectrum of the solketal GreenTec and solketal Sigma-Aldrich samples is shown in Figure 13.
When analyzing Table 4, it is observed that both solketal Sigma-Aldrich and solketal GreenTec present very close densities and viscosities.
Table 5 shows that only in the analysis of humidity a significant difference between the solketal samples was noticed.
Solketal GreenTec presents 56.41% more humidity than solketal Sigma-Aldrich. To remove this moisture, anhydrous sodium sulfate may be added among other drying agents, and/or the solketal GreenTec fraction is withdrawn from 75°C.
Glycerol to solketal transformation is possible to carry out using zeolite acidic catalysts, such as H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER, showing a very good activity (conversion 85%) and selectivity (98%). H-BEA presented a larger area, major SAR, and a bigger ratio of the strong:weak sites than the other zeolites. This characteristic contributes to a higher catalytic activity for H-BEA catalyst. All the catalysts can be reused for four times without washing or pretreatment among reactions in batch reactor, but the best catalyst is still the H-BEA zeolite for being more active and showing constant solketal selectivity. The solketal produced in this work was characterized by comparing it with its commercial standard, obtaining very similar characteristics.
Solketal: Green and catalytic synthesis and its classification as a solvent - 2,2-dimethyl-4-hidroxymethyl-1,3-dioxolane, an interesting green solvent produced through heterogeneous catalysis
Most solvents have been labelled as toxic or hazardous substances, but the use of glycerol derivatives could help solve these and other problems. An alternative, green synthesis of 2,2dimethyl-4-hidroxymethyl-1,3-dioxolane (solketal), using solid acid catalysts, has been developed. It is shown that using auxiliary solvents is not essential to get good results, and that the solid catalyst can be recovered and reused, improving the productivity. Moreover solketal has been characterized by determining its polarity and hydrophobicity parameters, which allow identifying possible solvent substitution applications more easily. 
Abstract
Solvent-free reactions are the systems of choice in green chemistry. In addition to contributing to lowering the environmental impact of chemical processes, solvent-free systems can reduce production costs, reaction times, and the dimensions of reactors, thereby decreasing investment costs. An improved procedure to prepare 2,2-dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane (solketal) fatty esters from soybean seeds has been developed. Yields higher than 90% were achieved by combining 15 h of hydrolysis with 6 h of esterification with a stepwise addition of solketal. The synthesis was performed in a solvent-free medium, and the final extraction was accomplished using supercritical CO2 . Hence, we have successfully prepared these esters from soybean beans without using organic solvents. In addition, given the non-toxicity of Rhizopus oryzae and the composition of the remaining solid, it might be used as a raw material for feedstock production.
Applications
Solketal is useful for synthesis of mono-, di- and triglycerides. It is used as the starting reagent for synthesis of tulipaline derivatives. It acts as a fuel additive in gasoline. It is an inhibitor of Methyl ethyl ketone . 
Notes
Store in cool place. Keep container tightly closed in a dry and well-ventilated place. Incompatible materials are acids, Strong oxidizing agents.
Ketalization of glycerol with acetone to synthesize solketal-a potential fuel additive is one of the most promising routes for valorization of glycerol. In this article, state-of-the-art of glycerol ketalization is reviewed, focusing on innovative and potential technologies towards sustainable production of solketal. The glycerol ketalization processes developed in both batch and continuous reactors and performance of some typical catalysts are compared. The mechanisms for the acid-catalyzed conversion of glycerol into solketal are presented. The main operation issues related to catalytic conversion of crude glycerol in a continuous-flow process and the direct use of crude glycerol are discussed.
Glycerol to Solketal for Fuel Additive: Recent Progress in Heterogeneous Catalysts
Abstract: Biodiesel has been successfully commercialized in numerous countries. Glycerol, as a byproduct in biodiesel production plant, has been explored recently for fuel additive production. One of the most prospective fuel additives is solketal, which is produced from glycerol and acetone via an acetalization reaction. This manuscript reviewed recent progress on heterogeneous catalysts used in the exploratory stage of glycerol conversion to solketal. The effects of acidity strength, hydrophobicity, confinement effect, and others are discussed to find the most critical parameters to design better catalysts for solketal production. Among the heterogeneous catalysts, resins, hierarchical zeolites, mesoporous silica materials, and clays have been explored as effective catalysts for acetalization of glycerol. Challenges with each popular catalytic material are elaborated. Future works on glycerol to solketal will be improved by considering the stability of the catalysts in the presence of water as a byproduct. The presence of water and salt in the feed is certainly destructive to the activity and the stability of the catalysts.
Keywords: fuel additives; biodiesel; glycerol; solketal; solid acid catalysts.
This mini review paper aims to emphasize the potential exploration of catalytic materials for the conversion of glycerol to solketal by analyzing recent papers, especially open literature from after 2010. Rahmat et al. (2010) [15] wrote an overview of glycerol conversion to fuel additives, with an emphasis on reaction parameters (catalyst, reactant, temperature, and reaction time). In the range of 2009 to 2018, Cornejo et al. [16] wrote a review in 2017 on glycerol valorization to fuel additives over different co-reactants. These included second feeds, such as formaldehyde, acetaldehyde, butanal, and acetone, and many others. Nanda et al. [17] published a review on solketal as a fuel additive, with an emphasis on the historical and future context. This paper also summarized the effect of acidity, reactor models, kinetics and reactor kinetics, and the daily procedure to use glycerol to solketal.
Many scenarios were conducted for the conversion of glycerol to different value-added chemicals, such as propane-acrolein, 1, 3-diol, propane-1,2-diol, acetal or ketal, polyols and polyurethane foams, glycerol carbonate, etc. [10,11,18]. Table 1 shows that among these glycerol conversions, the conversion of glycerol to solketal by acetalization is an interesting route. Solketal is one of the glycerol acetalization products together with glycerol acetal and glycerol formal (GlyF). Similar to other acetalization products, solketal can be used directly as a fuel additive for the reduction of soot and gum formation [19]. Solketal addition to a gasoline blend showed better fuel properties with a higher octane number [19]. Other applications of solketal are in solvents, inks, pharmaceuticals, and paints [20].
Table 1. Different conversion routes from glycerol to value-added products.
As shown in Table 2 and Figure 1, different types of catalyst materials were reported for the solketal production consisting of zeolites, clays, resins, heteropolyacids, and others. Each catalyst has both advantages and drawbacks. A homogeneous catalyst, such as H2SO4, offers high activity, however, these homogenous catalysts are corrosive, not recyclable, difficult to separate, and considerably more expensive. Similarly, chloride, such as tin chloride (SnCl2), is also unwanted due to its corrosion tendency [30]. Reusability is also an important part of studies. Reusability is a factor which is studied as a typical sustainable principle. The basic mechanism of the metal salt catalysis is a nucleophilic attack by the hydroxyl group of glycerol to the carbocation obtained from the protonation step, resulting in the formation of the intermediate, followed by a water elimination step. The carbocation is produced from the Lewis or Brønsted acid sites, which activates the ketone carbonyl group through a protonation step (i.e., Brønsted acids) or polarization.
Energies 12 02872 g001 550Figure 1. Popularity of different types of catalytic materials for solketal production from 2014 to 2018. (Source: Web of Knowledge, https://www.webofknowledge.com, November 2018).
Table 2. Classification of heterogeneous catalysts for solketal production.
However, homogeneous catalysts are not considered as environmental-friendly for the reaction system. Another challenge in the utilization of heterogeneous catalysts in solketal production is the byproduct (water) formed during the reaction, which induces a reversible reaction. Heterogeneous catalysts are regenerated easily and are more easily handled. Many resin catalysts exhibited excellent conversion of glycerol to solketal and selectivity, where the best catalytic performance was obtained by amberlyst. However, it is not feasible for a higher scale of production due to the limitation of thermal stability, so it is not easy to regenerate. The higher thermal stability can be found in hierarchical zeolite. The highest conversion of glycerol to solketal of 72% and the selectivity of 72% are reached by using H-Beta (BEA framework) under the condition of 60 °C, stirring at 700 rpm, 5% of catalyst, and molar ratio of glycerol:acetone of 1:4 for H-BEA. Within the zeolite materials, MFI zeolite showed 80%, which is a lower catalytic activity in comparison with amberlyst, but with almost 100% selectivity. The lower conversion is due to the relatively narrow channel size that affects the transport of the reactant carried out and the shape selectivity.
2. Glycerol-to-Solketal Over Resin Catalysts
Overall, the most important properties of solid acid catalysts for the conversion glycerol to solketal production was the Brønsted acidity of solid acids [31]. The conversion of glycerol to solketal with resin catalysts has been carried out [32,33,34,35,36]. Table 3 summarizes the conversion of glycerol to solketal over resin catalysts. A typical resin catalyst (i.e., amberlyst) catalyzed the reaction of glycerol with acetone to produce above 80% of the glycerol conversion. Guidi et al. [36] reported that a resin, amberlyst-36, which was applied at different reaction temperatures from 25 to 70 °C, was an excellent catalyst to convert glycerol with a conversion of 85% to 97% to solketal with a selectivity of 99%. The catalyst is also active at lower pressures with similar reaction parameters either in pure glycerol or in an equimolar reactant. According to some references, the high conversion was influenced not only by the surface acidity but also by the resin structure. Moreover, the surface acidity was an important parameter that played a crucial role in improving the selectivity and the conversion in the production of solketal. Although amberlyst-46 and amberlyst-36 is a similar material, both types of resins have a different acid capacity and structure morphology. Furthermore, all resins showed good selectivity to solketal (>80%), and the important catalytic parameter of the resin to conversion glycerol is the acid capacity (oversulfonated resin). With the highest acid capacity (sulfonic acid), these catalyst materials can improve not only the selectivity to solketal production but also the conversion of raw glycerol to above 90%. Another important thing to be highlighted as a limitation of the catalyst activity is the presence of NaCl as a poison for the surface acidity, which is possibly due to the impurities in glycerol.
Table 3. Glycerol-to-solketal over resin catalysts.
Table
3. Glycerol-to-Solketal over Mesoporous Silica
Koranyi et al. [37] reported the superiority of hafnium and zirconium modified TUD-1 as superior catalysts for the conversion of glycerol to solketal. These two catalysts (Hf-TUD-1 and Zr-TUD-1) were more active than Sn-MCM-41 and Al-TUD-1. The Zr and Hf-TUD-1 are examples of active metal-modified mesoporous silica in which Hf and Zr are in the framework. Their activity was higher than FAU(USY) and Al(TUD-1). The highest conversion of glycerol to solketal was more than 50%. The catalytic activity was a function of (i) the number of acid sites, (ii) the presence of mesopores, (iii) the existence of a large surface area, and (iv) the hydrophobicity of the catalyst [38]. The later, the hydrophobicity of the catalyst, was crucial to prevent the hydrolysis of solketal [37,38,39,40,41]. According to Table 4, Cs 2.5/KIT-6 catalyst was one of the best catalysts for the conversion of glycero-to-solketal [42]. KIT-6 was selected because of its large surface area (600-1000 m2/g), active sites, and accessible pores [42].
Table 4. Glycerol-to-solketal over mesoporous silica.
Numerous references reported that mesoporous silica catalysts have the advantage of high stability in the conversion of glycerol to solketal, resulting in products with a relatively large percentage of conversion (95%) and selectivity to solketal (98%) [37,42,43,44,45,46]. The mesoporous structure with an activated surface by sulfonic acid might be applied efficiently for the conversion of glycerol to fuel additive [37,43,47]. A sulfonic acid-functionalized mesoporous polymer (MP-SO3H) contains a high acidity surface (1.88 mmol/g). The surface acidity of catalytic materials can accelerate the formation products of solketal via ketalization reactions as shown in Figure 2.
Energies 12 02872 g002 550Figure 2. Scheme of mechanism for the ketalization reaction of glycerol and acetone.
4. Ketalization of Glycerol over Clay Minerals
Malaya et al. [17,48] studied different clay-based catalysts with different acid strengths ranging from 0.12 to 5.7 meq/g [17]. The results show that a stronger acidity improved the conversion of glycerol up to ca. 80%. As shown in Table 5, solketal production from glycerol used two different sources, namely acetone or formaldehyde over solid acid catalysts [49,50,51,52]. Based on the conversion of glycerol and selectivity to solketal, the clay catalyst which showed the optimum results was reported by Timofeeva et al. in a batch reactor with activated catalyst by nitric acid of 0.5 M [53]. In the activated K10 montmorillonite by acid solution, this impact causes an increasing rate of reaction with the acid site of the material. It is well-known that the acid activation of natural montmorillonite with nitric acid can change the structure of montmorillonite (leaching of Al3+ cations from the octahedral to increase the surface area and microporosity of catalyst materials) [54,55,56]. The reaction of solketal production is shown in Figure 3. The use of formaldehyde as the major source of solketal production has a lower conversion value (only 83% glycerol conversion), with the K10 montmorillonite used as a catalyst. It may be due to the formation of the hemiacetal or hemicetal via two different pathways. The reaction between glycerol and acetone is preferred as it produces a more stable intermediate, hemicetal compound, with a tertiary carbenium ion [37]. While, in the reaction between glycerol with formaldehyde, the produced hemiacetal formation is not a stable carbenium ion. Thus, the conversion value for the glycerol-formaldehyde system is relatively small as compared to the reaction where acetone is used as a co-reactant [57,58,59].
Energies 12 02872 g003 550Figure 3. Synthesis scheme of glycerol to solketal.
Table 5. Glycerol-to-solketal over clay minerals.
Koranyi et al. (2012) [37] reported the effect of water as an impurity in the acetalization of glycerol. The presence of water reduced the activity ca. 50% lower than the one with the model compound (pure glycerol). A high number of Brønsted and Lewis sites does not correspond directly to a high activity. Dealumination FAU and Al-TUD-1 with a high Brønsted and Lewis acidity were poor in the acetalization of glycerol [37]. Hydrophobic catalysts, such as hafnium and TUD-1 zirconium on TUD-1, are very prospective for glycerol to solketal. Ammaji et al. (2017) [62] also reported a similar observation, as the Zr-SBA-15 was the most active and selective catalyst.
5. Perspective on Ketalization of Glycerol over Hierarchical Zeolites
Dmitriev et al. (2016) [63] reported that zeolite beta was the most active solid acid catalyst as compared to amberlist-35 and cation-exchange resin (KU-2-8) [62]. The zeolite beta applied was a commercial one from zeolyst with SiO2/Al2O3 of 25 and a zeolite beta made by Angarsk. Kowalska et al. [64,65] studied the effect of (i) different zeolite topologies (MFI, BEA, and MOR), (ii) Si/Al ratio from 9.2 to 25.8, and (iii) mesoporosity. Two parent MFI zeolites with different Si/Al were applied (Si/Al = 12 and Si/Al = 27) [64]. The hierarchical zeolites were obtained by desilication using 0.2 M NaOH and dealumination using citric acid (0.5 M) and nitric acid (0.5 M). The diffusion limitation of the parent zeolites was considered as the highest activity of the parent MFI was significantly lower than the one from the hierarchical MFI. A high selectivity (up to 100%) to solketal was obtained with an acetone:glycerol ratio of 1. A higher acetone to glycerol ratio was obtained over a higher acetone to glycerol ratio. Both desilication and dealumination are very effective in improving the catalyst stability of zeolite based catalyst [66,67,68].
Rossa et al. [69] conducted the kinetics study of acetalization of glycerol with acetone to produce solketal with optimization of the kinetics parameters. Zeolite beta with an Si/Al of 19 was applied to find the best parameters: (i) External mass transfer (stirring rate), (ii) temperature, (iii) catalyst amount, and (iv) glycerol to acetone ratio. The targeted goals were glycerol conversion and solketal selectivity. The experimental design for beta zeolite showed that the suggested reaction parameters are: Temperature at 60 °C, stirring rate of 700 rpm, catalyst loading of 5%, and glycerol to acetone ratio of 1:3. A higher acetone content will increase the conversion of glycerol [24,70]. However, an increase of the acetone to glycerol ratio will increase the exergy destruction rate due to a reduction in the rate of formation toward the product and a higher consumption of electrical exergy to the acetalization reactor [20,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80].
Hierarchical zeolite shows excellent glycerol conversion and selectivity to solketal through acetalization reactions. The catalytic materials show a higher glycerol conversion (until more than an 80% glycerol conversion) as compared to other porous and non-porous catalysts due to a large pore size and easy molecular diffusivity. The enhancement of the catalytic activity of zeolites in glycerol acetalization, through the generation of a hierarchical porosity, has been applied by different authors as shown in Table 6. Based on the literature, the crystallite size was one of the most determining factors in the activity of hierarchical zeolite as a catalyst [64,81,82,83,84,85]. The smaller the crystal size of zeolite, the easier the diffusion of the reactant and products though the zeolite pores [73,86,87]. The pore structure of the zeolite can be changed through the dealumination and desilication processes. The process not only can change the mesopore materials but also can increase the catalytic activity (improving the accessibility and mass transfer on the surface) [88]. Hierarchical zeolites with different topologies, such as ZSM-5 (MFI) [67,89,90], beta (BEA) [81,91,92], and Y (FAU) [64], have also been used in the acetalization of glycerol, and the results show that smaller pores can produce high glycerol conversion and selectivity to selectivity (almost 100% selective for solketal formation). However, overall, all materials displayed very good catalytic performance when reacting equimolar mixtures of glycerol and acetone [37,39]. From the experiments on H-beta zeolite, it was found that dealumination resulted in a decrease of strong acid sites, thus decreasing the catalytic activity.
Table 6. Glycerol-to-solketal over hierarchical zeolite catalysts.
6. Solketal Synthesis over Carbon/Activated Carbon-Based Catalyst
Considering the abundant source of biomass as carbon and activated-carbon precursor, activated carbons were functionalized with acid groups for solketal synthesis [93,94]. Some papers showed the excellent performance of activated carbon for catalyzing the conversion of glycerol to solketal (Table 7) and some of these exhibited a high activity and selectivity under green conditions (solvent-free conditions at a mild temperature). The high surface area of activated carbon preserves the higher surface acid sites by some modification, including acid, metal, and composite modifications [24,95,96,97]. Therefore, they are promising candidates as heterogeneous catalysts for the acetalization of acetone with glycerol. From the utilization of acid functionalized activated carbon, the superior catalytic activity of the four acid-treated carbons was underlined as compared to the untreated activated carbon, confirming the importance of the higher number and strength of acid sites generated by the acid treatments. The catalysts were prepared by HNO3 and H2SO4 treatment to activated carbon. The catalytic activity of the catalyst showed excellent performance due to the high conversion and selectivity at room temperature.
Table 7. Glycerol-to-solketal over carbon/activated carbon-based catalyst.
From the acid-modified carbon catalyst, it was found that the presence of acid groups, mainly sulfonic groups, was the key factor for the improved catalytic performance. A similar pattern also appeared from the Ni-Zr support on the activated carbon [100], in which the active metal contributes by enhancing the catalyst acidity. Another factor affecting the catalytic activity was the higher total acid density, the large mesopore of the carbon structure, and the activity of the metals.
7. Perspective and Conclusions
This mini review highlighted the recent development on solid catalysts for the conversion of glycerol-to-solketal. The product is an additive for fuels, which are very useful to reduce GHGs and to improve the economic viability of biodiesel business [6,8,16,20,34,101,102,103,104,105]. Tailor-made heterogeneous catalyst for an optimal conversion of glycerol is developed and required. Five major heterogeneous catalysts were emphasized in this study: Resins, mesoporous silica, zeolites, clays, and activated carbons. The stability of catalysts is one of the main hurdles for the commercialization of glycerol to solketal. Even though the reaction temperature was considered as mild, the stability of most of the solid catalysts decayed in the presence of water as a byproduct and other impurities (NaCl, methanol) from the glycerol source. The deactivation rate is even higher when the raw glycerol (contaminated with water) was fed to the reactor [106,107,108,109]. Therefore, the viability of the commercial plant depends on (i) the source of feeds [110], (ii) availability of glycerol and other feeds, and (iii) cost of glycerol as the feed. 
Acidity is agreed as an important properties of zeolite catalysts for glycerol to solketal. Strong acidity and medium hydrophobicity were expected in the design of the reactor. Based on some limitations of the catalyst performance, the utilization of raw glycerol directly will reduce the stability of the catalyst. This review described how a better material should be designed for the optimum conversion of glycerol (and generally polyol) to solketal. Hydrophobic catalysts, such as hafnium/TUD-1 and zirconium/TUD-1, are very prospective for glycerol to solketal. Extended works on low aluminum mesoporous silica materials are expected in the coming years.

 

 

Conflicts of Interest
The authors declare no conflict of interest.
Solketal is a protected form of glycerol with an isopropylidene acetal group joining two neighboring hydroxyl groups. Solketal contains a chiral center on the center carbon of the glycerol backbone, and so can be purchased as either the racemate or as one of the two enantiomers. Solketal has been used extensively in the synthesis of mono-, di- and triglycerides by ester bond formation. The free hydroxyl groups of solketal can be esterified with a carboxylic acid to form the protected monoglyceride, where the isopropylene group can then be removed using an acid catalyst in aqueous or alcoholic medium. The unprotected diol can then be esterified further to form either the di- or triglyceride.
Due to the high growth of biodiesel production, glycerol, a major by-product from transesterification, is also produced at the same growing rate, resulting in its oversupply. This situation brings the price of glycerol to drop dramatically. Solketal, a derivative from glycerol, can be utilized by blending with gasoline or biodiesel as an additive. This work studies the synthesis of solketal from glycerol and acetone using homogeneous acid catalyst. The reaction progresses successfully when using the acetone in excess. Subsequently, the prepared solketal is used for synthesizing benzyl solketal ether by performing reaction with benzyl alcohol. However, several other products such as benzyl glycerol ether, dibenzyl ether and glycerol are formed. It was found that the high ratio of solketal to benzyl alcohol is required to increase selectivity toward benzyl solketal ether.
In the first generation biodiesel production, triglyceride from vegetable oil and methanol are reacted by transesterification reaction to produce fatty acid methyl ester or biodiesel and also obtain glycerol as an unavoidable by-product. Since the production of biodiesel has been increasing rapidly, this causes the glycerol obtained as a by-product to be oversupplied, leading to the price drop of glycerol. Therefore, finding the way to utilize glycerol is suggested to help the overall economic of biodiesel production. Solketal is a derivative which the two adjacent hydroxyl groups of glycerol are reacted via condensation acetone [1]. Solketal can be blended for fuel additives in gasoline [2] or biodiesel [3]. Nowadays solketal can be produced by condensation reaction of glycerol and acetone with acid catalyst [2]. The interesting derivative from solketal is benzyl solketal ether. Benzyl solketal ether is the oxygenated compound and also can be use for fuel additives. Currently, benzyl solketal ether was produced by organic synthesis. In this organic synthesis, solketal is reacted with benzyl chloride with solvents [4]. The problem is using a lot of solvents in the synthesis of benzyl solketal ether. The purpose of this work is divided into two parts. First is the solketal production from glycerol and acetone. Subsequently, the synthesis of benzyl solketal ether from solketal and benzyl alcohol is investigated in the system without solvent. The effect of molar ratio is studied in this part and the optimum condition to produce benzyl solketal ether is investigated. Glycerol and acetone are the raw materials used for producing solketal by condensation reaction. Solketal or isopropylidene glycerol contains the center of glycerol backbone which an isopropylidene group bound to two neighboring hydroxyl group as shown in Fig. 1. Benzyl solketal ether is derived from etherification between solketal and benzyl alcohol (Fig. 3). Benzyl solketal ether can be used as fuel additive. Moreover benzyl solketal ether can be deprotected to obtained benzyl glycerol ether with the ether group at D position of glycerol. In general, benzyl solketal ether is synthesized by reacting benzyl chrolide or benzyl bromide and solketal with solvent [5]. But there are many disadvantages from this organics synthesis for example: a lot of waste from used solvent. In this work, the etherification reaction between solketal and benzyl alcohol without solvent is investigated. However, there were several by-products, which are glycerol, acetone, benzyl solketal ether, benzyl glycerol ether and dibenzyl ether. Fig. 3 is shown the possible reactions and products from reaction of solketal and benzyl alcohol. The main reaction is the reaction between solketal and benzyl alcohol to produce benzyl solketal ether and water (Fig. 3 (1)). From the acid catalyst, solketal could be able to be decomposed to produce acetone and glycerol (Fig. 3 (2)). Benzyl alcohol is also reacted with each other to produce dibenzyl ether and water (Fig. 3 (3)). Glycerol from the deprotection is able to react with benzyl alcohol to produce benzyl glycerol ether (Fig. 3 (4)). Fortunately, the di- and tri- benzyl glycerol ether are not observed from the GC×GC time of flight mass spectroscopy. In this case, glycerol reacted with acetone back to produce solketal to protected glycerol before reacted with other benzyl alcohol. The last suggested reaction is benzyl solketal ether is depotected by the water in the system to produce benzyl glycerol ether (Fig. 3 (5)). The solketal to benzyl alcohol molar ratio is first set at 1:1 solketal to benzyl alcohol molar ratio. Fig. 4 shows the relationships between benzyl alcohol conversion, selectivity and time. As observed, after 2 hours, the benzyl alcohol quickly converts to 57.5% conversion and then continuously converts to 92.9% after 12 hours. The selectivity of dibenzyl ether is very high at 2 hour (59.4%), then decreased until the end of 12 hours. The reaction for dibenzyl ether is faster than that for benzyl solketal ether and benzyl glycerol ether. But after 2 hours, the selectivity drops dramatically because dibenzyl ether reacts with water and converts back to benzyl alcohol, which would react with glycerol and solketal to produce more benzyl glycerol ether and benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl glycerol ether is 21.0% at 2 hour. The selectivity of benzyl glycerol ether is continuously increased due to the reaction time. This behavior explained that solketal is deprotected from the water in system to convert back to glycerol and acetone. The resulting glycerol can also reacted with benzyl alcohol to produce more benzyl glycerol ether. For this 1:1 molar ratio, solketal has converted back to glycerol more than benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl solketal ether is 19.6% at 2 hour, and then it slightly decreases to 11.6% at 10 hours. After that the conversion slightly increases up to 15.9% selectivity at 12 hours. In this case, the selectivity of benzyl solketal ether is very low. The conversion is decreased from 2 hour to 10 hour because benzyl solketal ether is deprotected by water to produce benzyl glycerol ether. In conclusion, the 1:1 solketal to benzyl alcohol at the studying condition produce benzyl glycerol ether (48.6% at 12 hour). On the other hand, at this molar ratio, the selectivity towards benzyl solketal ether is not significant (15.9%). To increase the selectivity of benzyl solketal ether, the 4:1 solketal to benzyl alcohol molar ratio is investigated. At this molar ratio, the reaction should be shifted to the right hand side. The result is shown in Fig. 5. As expected, the benzyl alcohol conversion is lifted to 96.6% at 2 hours. After that the benzyl alcohol conversion leveled off around 98.0-99.0% due to the limiting reactant. The selectivity of dibenzyl ether has been increased to 23.6% for 4 hours. After that, the selectivity of dibenzyl ether is decreased and leveled off around 10% during 4 hours to 12 hours. The rate of dibenzyl ether is slower than the rated of benzyl solketal ether and benzyl glycerol ether because concentration of benzyl alcohol molar is much less than concentration of solketal, resulting in solketal has higher chemical potential to perform the reaction than benzyl alcohol. Therefore, the benzyl alcohol etherification with itself would be much less than the reacting with solketal in the system. The selectivity of benzyl glycerol ether is increased moderately to 51.0% after 6 hours. And then the selectivity is decreased to 39.9% at 12 hours. This behavior is caused by the remaining acetone from the deprotected solketal reacted benzyl glycerol to produce benzyl solketal ether. The selectivity of benzyl solketal ether is increased to 40.2% at 2 hours. Then the selectivity is dropped at 4 hours (31.8%) because the rate of benzyl glycerol ether is faster than the rate of benzyl solketal ether. Nevertheless the selectivity moderately increased to 52.2% from 4 hours to 10 hours. After 12 hours, the selectivity is slightly decreased (50.1%) because of the slightly increasing of benzyl glycerol ether. The GC×GC TOF MS and FT-IR spectroscopy are the two main techniques for qualitative analysis. The advantage of GC×GC TOF is that it combines the analysis of both GC technique and MS technique. Moreover this instrument can separate the peak which appears at the same time by 2D analysis. The MS result of solketal is shown in Fig. 6. Molecular weight of solketal is 132. In the MS result, the first number is 117. This number is due to the ionization by losing one methyl group from the protecting group. The last number is 43. This number is due to the lost of dioxolane group or opening protecting group of solketal. Furthermore, FT-IR spectroscopy was also used to analyze the functional group of products. The FT-IT spectra confirmed that solketal is occurred as a product in this reaction. As shown in Fig. 6 the solid line presents the FT-IR of spectra of obtained solketal at 12 hour with acid catalyst. Comparing to solketal standard, the FT-IR of the solketal product shows stronger peak at wavenumber around 3400 cm-1 to 3600 cm-1 which is assinged to the O-H stretching. Thus the mixture has hydroxyl group possibly from unreacted glycerol more than solketal standard. Moreover the wavenumber at 1700 cm-1 represents to C=O strecthing that is due to the unremoved excess acetone. For benzyl solketal ether, its MS result is shown in Fig. 7. The molecular weight of benzyl solketal ether is 222. From the MS result, the first number is 164. This number is due to the ionization by losing two alkyl groups and opening the C-O of dioxolane group from the protected side. The next number is 91 which is due to the lost of the remaining solketal. And the last number is 43. This number is due to the lost of the benzene ring. Subsequently, The FT-IR specrtroscopy of benzyl solketal ether product mixture is shown in Fig. 7. The solid line presented the product mixture with p-toluenesulfonic acid after 12 hours. This FT-IR result is compared to the standard benzyl solketal ether. It looks similar to the standard. The wavenumber around 1200 cm-1 to 1000 cm-1 represents the C-O strecthing from the ether product which is also agreed with the standard. But at wavenumber around 3500 cm-1 to 3200 cm-1 refers to the O-H which represents the remaining benzyl glycerol ether and glycerol from deprotected solketal. Moreover the wavenumber around 1700 cm-1 represents to C=O vibration which is the remaining acetone. 
Conclusion
For synthesis of solketal, with increasing acetone to glycerol molar ratio, the conversion toward solketal is increased. However, the conversion of glycerol cannot achieve 100%. due to the equilibrium limitation Water as a byproduct from this reaction should be removed in order to obtain higher conversion toward solketal. For the benzyl solketal ether, the higher soketal to benzyl alcohol ratio drives the rection to yield higher benzyl solketal ether. However, water formed during the reaction can cause other unwanted reaction, such as conversion solketal back to glycerol, therefore removing water during the reaction is suggested to make the reaction in high conversion and yield. In this work the focus is on the transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl [1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5]. According to Figure 11, the H-BEA catalyst in its first use shows an excellent conversion of glycerol to the ketalization reaction of glycerol with acetone, reaching 85% conversion of glycerol and selectivity 98%. In the fourth reuse, the conversion of glycerol reaches 55% on average. The solketal selectivity remains constant throughout the process ≈98%. For the H-MOR catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 35%, and solketal selectivity remains constant, 96%. For the H-MFI catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 45%, and selectivity to solketal varies between 95 and 90%. For the H-FER catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 75 and 30%. And its selectivity to solketal varies between 90 and 85%.
During the distillation process of the reaction products mixture, it was observed that when the distillation is carried out under vacuum between the temperatures 30 and 69°C, it occurs that the output of the remaining acetone and water between 70 and 120°C plus a fraction containing solketal is distilled. Glycerol is only removed when the system reaches 200°C. The yield of the distillation was 60% by mass of solketal over the initial blend (solketal-water-glycerol-traces of acetone). The solketal fraction is colorless but with a lower viscosity than glycerol.
Figure 12 shows the appearance of the solketal GreenTec fraction after distillation of the initial blend.

 

 

Keywords
glycerolzeolitesketalizationsolketalcatalysis
Reaction of biodiesel formation by triglyceride transesterification.
The development of new technologies for the processing of the high availability of glycerol has been reported in the literature as one of the most promising goals of the present day regarding the transformation of glycerol into higher added value products. In turn, in industrial processes, this transformation of glycerol into higher added value products, such as solketal, is called glycerochemistry (Figure 2). The conversion of glycerol into other products can be accomplished by ketalization reactions, acetalization, carbonation, dehydration, esterification, etherification, hydrogenolysis, oxidation, and others [4].
Figure 2.
Transformation routes of glycerol into higher added value products.
In this work the focus is on the transformation of glycerol into solketal (isopropylidene glycerol or 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methanol) (green solvent) through the ketalization reaction of glycerol with acetone. The reaction for solketal production is facilitated by major homogeneous and heterogeneous acid catalysts (Figure 3). The ketalization of glycerol with ketones generates branched oxygenates, solketal (2,2-dimethyl-[1,3] dioxan-4-yl methanol), and 2,2-dimethyl-[1,3] dioxane-5-ol; however, when the reaction is carried out with acetone, the selectivity is higher for the solketal molecule, which has a five-membered ring [5].
Solketal route production by ketalization of glycerol with acetone.
Solketal is an excellent component for the formulation of gasoline, diesel, and biodiesel. The mixture of this compound in biofuels improves its properties, decreases viscosity, and helps to achieve the preestablished requirements for the flash point and oxidation stability of biodiesel. In addition, glycerol ketals are used as solvents, plasticizers, surfactants, disinfectants, and flavoring agents, among others. They can be used both in the pharmaceutical industry and in the food industry [5, 6, 7].
The synthesis of the solketal is catalyzed by p-toluenesulfonic acid (PTSA), Brönsted's acid used in homogeneous catalysis for 12 h at 100°C [8].
However, homogeneous Brönsted acid-type catalysts (hydrochloric, sulfuric, and p-toluenesulfonic acids, among others) have several disadvantages which reduce their usefulness, such as the difficulty of separation, inability to reuse, and corrosion of the reactor. The Menezes group (2013) proposed the use of homogeneous Lewis acid-type catalysts (SnCl2, SnF2, Sn(OAc)2) that are easily recovered. The results showed that SnCl2 was the most efficient and selective catalyst for solketal synthesis at room temperature. In addition to being easily recovered in the process of distillation of the reaction mixture, the catalyst can be reused for up to six times. The catalysts SnF2 and Sn (OAc)2 were not totally homogenized in the reaction mixture and therefore discarded. The use of SnCl2 as a catalyst gave better and more economical results (at 25°C) than the conventional process, which uses PTSA as a catalyst [9].

 

 

In this work, catalysts investigated for the transformation process of glycerol into solketal were acidic zeolites H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER (Figure 4) that can be easily recovered and reused in order to find new technological alternatives to improve the transformation routes of glycerol, a coproduct of the biodiesel industry, into products with higher added value.
2.3 Catalytic tests
The catalytic tests for the ketalization reaction of glycerol with acetone were conducted in a batch reactor (V = 300 mL) which was fed with 40 g of glycerol (0.43 mol), 500 rpm, 60°C, and 5% of catalyst (in relation to mass of the limiting reactant), and molar ratio glycerol:acetone was 1:4. The conversion of the glycerol and the solketal selectivity were studied. The reaction time was 180 min, and aliquots were collected to monitor reaction kinetics. All reactions of this work were performed in triplicate. The reactor has thermocouple, transducer, temperature controller external heating mantle, and agitation system. At the end of the reactions, each reaction aliquot or suspension was filtered to separate the reaction/catalyst mixture. For the partial removal of water, 2 g of anhydrous sodium sulfate was added to the obtained mixture which was again filtered. All samples were stored at 15°C until analysis by GC-FID.
2.5 Product analysis
The products of the glycerol ketalization reaction were analyzed quantitatively by means of a Shimadzu gas chromatograph with a flame ionization detector (CG-FID), using internal standardization methodology. The column employed was Carbowax (30 × 0.25 × 0.25 μm polyethylene glycol).
The internal calibration method was applied to glycerol (99.5%) and solketal (98%) chromatographic standards using 1,4-dioxane (99.8%) as the internal standard. Moreover, a response factor was introduced to correct the GC area and obtain quantitative results.
Calculations of conversion of glycerol (XGly) and selectivity to solketal (SSkt), in percentage, were obtained by the following equations:
Conversion of glycerol (XGly%): XGly%=CGly0-CGlyCGly0100 E1 where CGly0 is the molar concentration (mol/L) of glycerol at the beginning of the reaction and CGly is the molar concentration (mol/L) of glycerol at the end of the reaction.
Selectivity (SSkt%): SSkt%=ASktAProducts100 E2 where ASkt is the area of the desired product and AProducts is the sum of the area of the solketal with the area of the unwanted products, obtained in the chromatograms.
2.6 Solketal characterization
At the end of the kinetic and/or catalytic tests in the GreenTec laboratory for the ketalization reaction of glycerol with acetone, the suspension remaining in the reactor composed of the glycerol-acetone/solketal-water/zeolites mixture H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER was filtered, and the liquid phase (reaction mixture) was stored in amber glass bottle. This reaction mixture was processed by rotoevaporation and fractional distillation. First, the reaction mixture was rotoevaporated to remove the remaining acetone. After the pH was adjusted between 5.5 and 6.5 with the addition of NaOH solution, 1 mol/L, to avoid the formation of other gases during the distillation process, store in a round-bottom flask containing pearls of glass, from the fractional distillation equipment (Figure 5a). The distillation was carried out in the Laboratory of Reactivity of Hydrocarbons, Biomass and Catalysis (LARHCO/UFRJ). Subsequently, the fractional distillation of the reaction mixture was performed (Figure 5b); the entire distillation process lasted for 4 h. After the distillation process, the fraction corresponding to Solketal was stored at 15°C, analyzed by FTIR, density, viscosity and water content for comparison with the analyzes of the commercial standard by the same analyzes.
According to Figure 11, the H-BEA catalyst in its first use shows an excellent conversion of glycerol to the ketalization reaction of glycerol with acetone, reaching 85% conversion of glycerol and selectivity 98%. In the fourth reuse, the conversion of glycerol reaches 55% on average. The solketal selectivity remains constant throughout the process ≈98%. For the H-MOR catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 35%, and solketal selectivity remains constant, 96%. For the H-MFI catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 80 and 45%, and selectivity to solketal varies between 95 and 90%. For the H-FER catalyst, the conversion of glycerol drops gradually, after each reuse, and varies between 75 and 30%. And its selectivity to solketal varies between 90 and 85%.
It is known that some of the water produced during the reaction and/or impurities of the reactants such as sodium residues in the glycerol together with the catalyst friction on the reactor walls have destabilized the structure of the H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER catalysts, altering their crystallinity and assisting in deactivation [4].
3.5 Product characterization
During the distillation process of the reaction products mixture, it was observed that when the distillation is carried out under vacuum between the temperatures 30 and 69°C, it occurs that the output of the remaining acetone and water between 70 and 120°C plus a fraction containing solketal is distilled. Glycerol is only removed when the system reaches 200°C. The yield of the distillation was 60% by mass of solketal over the initial blend (solketal-water-glycerol-traces of acetone). The solketal fraction is colorless but with a lower viscosity than glycerol.
Appearance of the GreenTec solketal fraction.
FTIR analysis was used to confirm the presence of solketal in the distilled product and to compare it with its Sigma-Aldrich standard. The FTIR spectrum of the solketal GreenTec and solketal Sigma-Aldrich samples is shown in Figure 13.
When analyzing Table 4, it is observed that both solketal Sigma-Aldrich and solketal GreenTec present very close densities and viscosities.
Table 5 shows that only in the analysis of humidity a significant difference between the solketal samples was noticed.
Solketal GreenTec presents 56.41% more humidity than solketal Sigma-Aldrich. To remove this moisture, anhydrous sodium sulfate may be added among other drying agents, and/or the solketal GreenTec fraction is withdrawn from 75°C.
Glycerol to solketal transformation is possible to carry out using zeolite acidic catalysts, such as H-BEA, H-MOR, H-MFI, and H-FER, showing a very good activity (conversion 85%) and selectivity (98%). H-BEA presented a larger area, major SAR, and a bigger ratio of the strong:weak sites than the other zeolites. This characteristic contributes to a higher catalytic activity for H-BEA catalyst. All the catalysts can be reused for four times without washing or pretreatment among reactions in batch reactor, but the best catalyst is still the H-BEA zeolite for being more active and showing constant solketal selectivity. The solketal produced in this work was characterized by comparing it with its commercial standard, obtaining very similar characteristics.
Due to the high growth of biodiesel production, glycerol, a major by-product from transesterification, is also produced at the same growing rate, resulting in its oversupply. This situation brings the price of glycerol to drop dramatically. Solketal, a derivative from glycerol, can be utilized by blending with gasoline or biodiesel as an additive. This work studies the synthesis of solketal from glycerol and acetone using homogeneous acid catalyst. The reaction progresses successfully when using the acetone in excess. Subsequently, the prepared solketal is used for synthesizing benzyl solketal ether by performing reaction with benzyl alcohol. However, several other products such as benzyl glycerol ether, dibenzyl ether and glycerol are formed. It was found that the high ratio of solketal to benzyl alcohol is required to increase selectivity toward benzyl solketal ether.

 

 


SOLKETAL

 

 

Solketal , iki komşu hidroksil grubunu birleştiren bir izopropiliden asetal grubuyla korunan bir gliserol formudur . Solketal, gliserol omurgasının merkez karbonu üzerinde kiral bir merkez içerir ve bu nedenle rasemat veya iki enantiyomerden biri olarak satın alınabilir . Solketal, ester bağı oluşumu ile mono-, di- ve trigliseritlerin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır . Solketalin serbest hidroksil grupları , korumalı monogliserit oluşturmak için bir karboksilik asit ile esterleştirilebilir ; burada izopropilen grubu daha sonra sulu veya alkollü ortamdaki bir asit katalizörü kullanılarak çıkarılabilir. Solketal ,Korunmasız diol daha sonra di- veya trigliserit oluşturmak üzere ayrıca esterlenebilir.
Solketal MTBE'in yerine kullanılabilecek potansiyele sahip bir oksijenli bileşiktir. Aseton petrol esaslı bir madde olduğu için solketal tamamen yenilenebilir değildir. Ancak aseton biyokütleden de üretilebilir. Bu durumda solketal tamamen yenilenebilir bir oksijenli yakıt katkısı olacaktır. Solketalın hacimsel olarak %5 oranında benzine katılması durumunda karışımın oktan sayısı 2,5 artar
Solketal Pazar raporu 2020-2026, piyasaya genel bakıı, en iyi satıcılar, önemli pazar özellikleri, ürün türleri, pazar sürücüleri, zorluklar, eğilimler, Pazar manzarası, Pazar büyüklüıü ve tahmini, beı kuvvet analizi, Anahtar liderliıi ile Farmasötik Sınıf solketal Pazarı hakkında derinlemesine bilgi saılar. ülkeler / bölge. Rapor, öngörülen 2020-2026 yılındaki gelir, talep ve veri arzı, fütüristik maliyet ve geliıtirme analizine genel bir bakıı sunuyor. Farmasötik Sınıf solketal pazar raporu, kilit tedarikçilerin SWOT analizine ek olarak kapsamlı bir pazar ve satıcı ortamı içeriyor. Küresel Farmasötik Sınıf solketal pazar büyüklüıünün önümüzdeki yıllarda kabaca% X.X CAGR'de büyüyeceıi ve 2026'da X.X milyon USD'den 2020'de X.X milyon USD'ye ulaıacaıı tahmin edilmektedir.
Farmasötik Sınıf solketal Pazar Raporu Hakkında:
Küresel Farmasötik Sınıf solketal Pazar büyümesi, endüstri zinciri yapısı, tanımlar, uygulamalar ve sınıflandırmaları içeren pazarın ayrıntılı kapsamını saılar. Rapor, Farmasötik Sınıf solketal pazar segmentleri için SWOT analizi sunmaktadır. Rapor, Farmasötik Sınıf solketal pazarının önde gelen tüm trendleri hakkında faydalı bilgiler sunuyor. Tüm segmentler hakkında kapsamlı bir çalııma sunar ve pazarın önde gelen bölgeleriyle ilgili bilgileri paylaşır. Ayrıca, piyasadaki son geliımeler hakkında istatistiksel veriler saılar. Ayrıca şirket profili bölümü altında temel bir genel bakış, gelir ve stratejik analiz içerir. Farmasötik Sınıf solketal pazar analizi, kalkınma trendleri, rekabetçi peyzaj analizi, yatırım planı, iı stratejisi, fırsat ve kilit bölge kalkınma durumunu içeren uluslararası pazarlara sunulmaktadır. Bu rapor aynı zamanda ithalat / ihracat tüketimini, arz ve talebi Rakamlar, maliyet, sektör payı, politika, fiyat, gelir ve brüt marjları da belirtmektedir.
Farmasötik Sınıf solketal Piyasa raporu aynı zamanda itici faktörler, sınırlayıcı faktörler ve birleıme, devralmalar ve yatırımlar gibi sektör haberleri gibi en son piyasa dinamiklerini takip etmektedir. Pazar büyüklüıü (deıer ve hacim), pazar payı, türlere göre büyüme oranı, uygulamalar saılar ve farklı bölge veya ülkelerde mikro ve makro tahminler yapmak için hem nitel hem de nicel yöntemleri birleıtirir. Rapor, dünyanın farklı bölgelerinde ve ülkelerinde farklı Pıhtılaıma Faktörü, mansap tüketim alanları ve rekabetçi peyzajın en segmentlere ayrılmıı tüketim ve satıı verilerini saılamayı amaçlamaktadır, bu rapor birincil ve ikincil yetkili kaynaktan en son piyasa verilerini analiz eder. Rapor, pazarı anlamaya ve buna baılı olarak iı geniılemesi için strateji oluıturmaya yardımcı olabilir. Strateji analizinde, pazarlama kanalından ve pazar konumlandırmasından potansiyel büyüme stratejilerine iliıkin bilgiler verir ve yeni girenler için derinlemesine analizler saılar veya Farmasötik Sınıf solketal endüstrisinde rakipler bulunur.
Farmasötik Sınıf solketal Pazar Analiz Raporu, Farmasötik Sınıf solketal Endüstri kompozit dünyasında güçlü genel bakıı ve çözüm ile Pazara Genel Bakıı, Büyüme, Talep ve Tahmin Araıtırması ile ilgili tüm Analitik ve ıstatistiksel bilgileri içermektedir. Farmasötik Sınıf solketal Pazar tahmini 2026 Araıtırma Raporu Öne çıkan hususlar sektörün temel Pazar Dinamikleri'ni içermektedir. Yukarı yönlü hammadde, tedarik stratejisi ve aıaıı yönlü alıcılar ile endüstrinin uygulamalarının ve zincir yapısının çeıitli tanımları ve sınıflandırılması verilmiıtir. Bu Farmasötik Sınıf solketal Pazar raporu, Pazar Payının Taneli Analizi, Üretim Teknolojisi, Pazara Giriı Stratejileri, Gelir Tahminleri ve Pazarın Bölgesel Analizi ile Kilit Üreticiler Profillerine detaylı olarak odaklanmaktadır. Ayrıca, pazarda ürün geliıtirme, birleıme ve devralma, ortaklıklar içeren baılıca stratejik faaliyetler tartııılmaktadır.
Bölgesel Analiz:
Coğrafi olarak, bu rapor üretim, tüketim, gelir (milyon ABD doları), pazar payı ve büyüme ile Kuzey Amerika, Avrupa, Asya Pasifik, Orta ve Güney Amerika, Orta Doıu ve Afrika ve Diıer Bölgeler gibi birçok önemli Bölgeye bölünmüıtür. Bu bölgelerde Küresel Farmasötik Sınıf solketal oranı.
Farmasötik Sınıf solketal pazarının 2020 yılında X.X milyon USD'den 2026'ya kadar X.X milyon USD'ye, tahmin dönemi boyunca% X.X CAGR'ye yükselmesi bekleniyor. Küresel Farmasötik Sınıf solketal pazar raporu, genel tüketim yapısı, kalkınma eıilimleri, satıı modelleri ve küresel Farmasötik Sınıf solketal pazarındaki en iyi ülkelerin satıılarına odaklanan kapsamlı bir araıtırmadır. Rapor, küresel Farmasötik Sınıf solketal endüstrisindeki tanınmıı saılayıcılara, pazar segmentlerine, rekabete ve makro ortama odaklanmaktadır. Belirli bir ülkedeki demografik koıullar ve iı çevrimlerinden pazara özgü mikroekonomik etkilere kadar çeıitli faktörler göz önünde bulundurularak pazarın bütüncül bir çalııması yapılır. Çalııma, bölgesel rekabet avantajı ve büyük oyuncuların rekabet ortamı açısından pazar paradigmalarındaki deıiıimi buldu.
Bu raporu satın almadan önce bilgi - www.precisionreports.co/enquiry/pre-order-enquiry/14105430
Raporun temel bilgileri: Rapor, tanımı, uygulamaları ve üretim teknolojisi de dahil olmak üzere endüstrinin temel bir deıerlendirmesini sunar. Rapor, endüstrinin 2020-2026 pazar geliıtirme eıilimlerini tahmin ediyor. Rakip segmenti için rapor, Farmasötik Sınıf solketal'nın küresel kilit oyuncularının yanı sıra bazı küçük oyuncuları da içeriyor. Rapor, kilit satıcılar için ıirket profilini, ürün özelliklerini, kapasitesini, üretim değerini ve pazar paylarını sunar. Toplam pazar, ıirkete, ülkeye ve rekabetçi peyzaj analizi için uygulamaya / türe göre bölünür.
Rapor, üreticilerin pazar durumu hakkında önemli istatistikler saılar ve sektörle ilgilenen ıirketler ve bireyler için deıerli bir rehberlik ve yönlendirme kaynağıdır. Yukarı akıı hammaddelerinin, aıaıı akıı talebinin ve mevcut pazar dinamiklerinin analizi de yapılmaktadır. Rapor, fizibilitesini deıerlendirmeden önce yeni bir Sanayi projesi için bazı önemli önerilerde bulunuyor.
Farmasötik Sınıf solketal Market 2020 global endüstri araıtırma raporu, pazar büyüklüıü, büyüme, pay, trendler ve endüstri analizi üzerine profesyonel ve derinlemesine bir çalıımadır. Rapor, endüstriyel zincir yapısına genel bir bakııla baılar ve yukarı havayı açıklar. Ayrıca rapor, farklı coırafyalar, tip ve son kullanım segmentindeki pazar büyüklüıünü ve tahminlerini analiz etmekte, ayrıca rapor, büyük ıirketler ve ıirket profilleri arasında pazar rekabetine genel bakıı sunmanın yanı sıra, raporda piyasa fiyatı ve kanal özellikleri de yer almaktadır. Ayrıca, pazar büyüklüıü, her bir bölümün ve alt bölümlerinin gelir payı ile tahmin rakamları da bu raporda yer almaktadır.
Raporda cevaplanan kilit sorular:
2026 yılında Farmasötik Sınıf solketal pazarının pazar büyüme oranı ne olacakı
Küresel Farmasötik Sınıf solketal pazarını yönlendiren temel faktörler nelerdirı
Farmasötik Sınıf solketal pazarındaki kilit üreticiler kimlerdirı
Farmasötik Sınıf solketal piyasasının piyasa fırsatları, piyasa riski ve piyasaya bakışları nelerdir?
Farmasötik Sınıf solketal pazarının en iyi üreticilerinin satııları, gelirleri ve fiyat analizleri nelerdir?
Farmasötik Sınıf solketal pazarının distribütörleri, tüccarları ve bayileri kimlerdir?
Küresel Farmasötik Sınıf solketal endüstrisindeki satıcıların karıılaıtııı Farmasötik Sınıf solketal pazar fırsatları ve tehditleri nelerdir?
Farmasötik Sınıf solketal pazarının türlerine ve uygulamalarına göre satış, gelir ve fiyat analizi nedir?
Farmasötik Sınıf solketal endüstrisinin bölgelerine göre satış, gelir ve fiyat analizi nedir?

Solketal, iki komşu hidroksil grubunu birleştiren bir izopropiliden asetal grubu ile korunmuş bir gliserol formudur. Solketal, gliserol omurgasının merkez karbonunda şiral bir merkez içerir ve bu nedenle, rasemat veya iki enantiyomerden biri olarak satın alınabilir. Solketal, ester bağı oluşumu ile mono-, di- ve trigliseritlerin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Solketalin serbest hidroksil grupları, korumalı monogliseridi oluşturmak için bir karboksilik asit ile esterleştirilebilir, burada izopropilen grubu daha sonra sulu veya alkollü ortamda bir asit katalizörü kullanılarak çıkarılabilir. Korumasız diol daha sonra di- veya trigliserid oluşturmak için ayrıca esterlenebilir.
Öz
Ticari solketal, yenilenebilir bir kaynak olarak kabul edilen gliserinden türetilen yavaş buharlaşma çözücüsü olarak öne çıkan AugeoTM SL 191 s olarak bilinir. İnsan sağlığına ve çevreye düşük toksisiteye sahiptir. Reçineler ve polimerler için, petrolden elde edilen çözücülerin yerini alan iyi bir çözücüdür ve (biyo) yakıtların katkı maddesi olarak kullanılabilir. Bu çalışma, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla, solketal üretimin yeni heterojen katalizörleri olarak asitli zeolitleri (H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER) incelemeyi amaçlamıştır. Katalitik aktivite, kinetik çalışmada 180 dakika sonra H-BEA> H-MOR = H-MFI> H-FER gösterdi. H-BEA için ana dönüşüm% 85 idi. Ayrıca tüm katalizörlerin, kesikli reaktördeki reaksiyonlar arasında yıkama veya ön işlem yapmadan dört kez yeniden kullanılabileceği de doğrulandı. Bu çalışmada üretilen solketal, ticari standardı ile karşılaştırılarak çok benzer özellikler elde edilerek karakterize edildi.
gliserolün, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla solketal (izopropiliden gliserol veya 2,2-dimetil-1,3-dioksolan-4-il metanol) (yeşil çözücü) haline dönüştürülmesi. Solketal üretim için reaksiyon, ana homojen ve heterojen asit katalizörleri tarafından kolaylaştırılır (Şekil 3). Gliserolün ketonlarla ketalizasyonu dallı oksijenatlar, solketal (2,2-dimetil- [1,3] dioksan-4-il metanol) ve 2,2-dimetil- [1,3] dioksan-5-ol üretir; ancak reaksiyon aseton ile yapıldığında, beş üyeli halkası olan solketal molekül için seçicilik daha yüksektir [5].
Solketal, benzin, dizel ve biyodizel formülasyonu için mükemmel bir bileşendir.
kalan aseton çıktısı ve 70 ile 120 ° C arasındaki su artı solketal içeren bir fraksiyon damıtılır. Gliserol yalnızca sistem 200 ° C'ye ulaştığında uzaklaştırılır. Damıtmanın verimi, başlangıç ​​harmanına göre (solketal-su-gliserol-izleri aseton) kütlece% 60 solketal olmuştur. Solketal fraksiyon renksizdir ancak gliserolden daha düşük viskoziteye sahiptir.
Şekil 12, ilk karışımın damıtılmasından sonra solketal GreenTec fraksiyonunun görünümünü gösterir.
FTIR analizi, damıtılmış üründe solketal varlığını doğrulamak ve bunu Sigma-Aldrich standardı ile karşılaştırmak için kullanıldı. Solketal GreenTec ve solketal Sigma-Aldrich örneklerinin FTIR spektrumu Şekil 13'te gösterilmektedir.
Tablo 4 analiz edilirken, hem solketal Sigma-Aldrich hem de solketal GreenTec'in çok yakın yoğunluklar ve viskoziteler sunduğu görülmüştür.
Tablo 5, yalnızca nem analizinde solketal numuneler arasında önemli bir farkın fark edildiğini göstermektedir.
Solketal GreenTec, solketal Sigma-Aldrich'ten% 56.41 daha fazla nem sunar. Bu nemi gidermek için, diğer kurutma ajanlarının yanı sıra susuz sodyum sülfat eklenebilir ve / veya solketal GreenTec fraksiyonu 75 ° C'den çekilir.
Gliserolden solketal transformasyona, çok iyi bir aktivite (dönüşüm% 85) ve seçicilik (% 98) gösteren H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER gibi zeolit ​​asidik katalizörleri kullanarak gerçekleştirmek mümkündür. H-BEA, diğer zeolitlerden daha geniş bir alan, büyük SAR ve güçlü: zayıf alanların daha büyük bir oranını sundu. Bu özellik, H-BEA katalizörü için daha yüksek bir katalitik aktiviteye katkıda bulunur. Tüm katalizörler, kesikli reaktördeki reaksiyonlar arasında yıkama veya ön işlem yapılmadan dört kez yeniden kullanılabilir, ancak en iyi katalizör, daha aktif olması ve sabit solketsel seçicilik göstermesi açısından hala H-BEA zeolitidir. Bu çalışmada üretilen solketal, ticari standardı ile karşılaştırılarak çok benzer özellikler elde edilerek karakterize edildi.
Solketal: Yeşil ve katalitik sentez ve çözücü olarak sınıflandırılması - 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan, heterojen kataliz yoluyla üretilen ilginç bir yeşil çözücü
Çözücülerin çoğu toksik veya tehlikeli maddeler olarak etiketlenmiştir, ancak gliserol türevlerinin kullanılması bu ve diğer sorunları çözmeye yardımcı olabilir. Katı asit katalizörleri kullanılarak 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan (solketal) 'nin alternatif, yeşil bir sentezi geliştirilmiştir. Yardımcı çözücülerin kullanılmasının iyi sonuçlar elde etmek için gerekli olmadığı ve katı katalizörün geri kazanılabileceği ve yeniden kullanılabileceği, bu da üretkenliği artırdığı gösterilmiştir. Ayrıca solketal, polarite ve hidrofobiklik parametrelerinin belirlenmesiyle karakterize edilmiştir, bu da olası solvent ikame uygulamalarının daha kolay tanımlanmasına izin verir.
Öz
Solventsiz reaksiyonlar, yeşil kimyada tercih edilen sistemlerdir. Solventsiz sistemler, kimyasal işlemlerin çevresel etkisinin azaltılmasına katkıda bulunmanın yanı sıra, üretim maliyetlerini, reaksiyon sürelerini ve reaktörlerin boyutlarını azaltabilir ve böylece yatırım maliyetlerini azaltabilir. Soya fasulyesi tohumlarından 2,2-dimetil-4-hidroksimetil-1,3-dioksolan (solketal) yağlı esterleri hazırlamak için geliştirilmiş bir prosedür geliştirilmiştir. 15 saatlik hidrolizin 6 saatlik esterleşme ile aşamalı bir solketal ilavesiyle birleştirilmesiyle% 90'ın üzerinde verimler elde edildi. Sentez, çözücü içermeyen bir ortamda gerçekleştirildi ve son özümleme, süper kritik C02 kullanılarak gerçekleştirildi. Bu nedenle soya fasulyesinden organik çözücüler kullanmadan bu esterleri başarıyla hazırladık. Ek olarak, Rhizopus oryzae'nin toksik olmaması ve kalan katının bileşimi göz önüne alındığında, hammadde üretiminde hammadde olarak kullanılabilir.
Uygulamalar
Solketal, mono-, di- ve trigliseritlerin sentezi için faydalıdır. Lalealin türevlerinin sentezi için başlangıç ​​reaktifi olarak kullanılır. Benzinde yakıt katkı maddesi görevi görür. Metil etil ketonun bir inhibitörüdür.
Notlar
Serin yerde saklayın. Kuru ve iyi havalandırılan bir yerde kabı sıkıca kapalı tutun. Uyumsuz malzemeler asitlerdir, Güçlü oksitleyici maddelerdir.
Références bibliyografyaları
Claudio J. A. Mota; Carolina X. A. da Silva; Nilton Rosenbach; Jair Costa ve Flávia da Silva. Yakıt Katkı Maddeleri Olarak Gliserin Türevleri: Gliserol / Aseton Ketal (Solketal) Eklenmesi
Solketal - potansiyel bir yakıt katkı maddesi sentezlemek için gliserolün aseton ile ketalizasyonu, gliserolün değerinin belirlenmesi için en umut verici yollardan biridir. Bu makalede, sürdürülebilir solketal üretimine yönelik yenilikçi ve potansiyel teknolojilere odaklanılarak son teknoloji gliserol ketalizasyon gözden geçirilmiştir. Hem kesikli hem de sürekli reaktörlerde geliştirilen gliserol ketalizasyon işlemleri ve bazı tipik katalizörlerin performansı karşılaştırılır. Gliserolün solketale asit katalizli dönüşümü için mekanizmalar sunulmaktadır. Sürekli akışlı bir işlemde ham gliserolün katalitik dönüşümü ve ham gliserolün doğrudan kullanımı ile ilgili ana işlem konuları tartışılmaktadır.
Yakıt Katkı Maddesi için Gliserolden Solketale: Heterojen Katalizörlerde Son Gelişmeler
Özet: Biyodizel, birçok ülkede başarıyla ticarileştirilmiştir. Biyodizel üretim tesisinde bir yan ürün olarak gliserol, son zamanlarda yakıt katkı maddesi üretimi için araştırılmıştır. En muhtemel yakıt katkı maddelerinden biri, bir asetalizasyon reaksiyonu yoluyla gliserol ve asetondan üretilen solketaldir. Bu el yazması, gliserolün solketale dönüşümünün araştırma aşamasında kullanılan heterojen katalizörler üzerindeki son gelişmeleri gözden geçirdi. Solketal üretim için daha iyi katalizörler tasarlamak için en kritik parametreleri bulmak amacıyla asitlik mukavemeti, hidrofobiklik, hapsetme etkisi ve diğerlerinin etkileri tartışılmaktadır. Heterojen katalizörler arasında reçineler, hiyerarşik zeolitler, mezogözenekli silika malzemeler ve killer, gliserolün asetalizasyonu için etkili katalizörler olarak araştırılmıştır. Her popüler katalitik malzemeyle ilgili zorluklar detaylandırılmıştır. Gliserolden solketale yönelik gelecekteki çalışmalar, bir yan ürün olarak su varlığında katalizörlerin stabilitesi dikkate alınarak geliştirilecektir. Beslemede su ve tuz bulunması, katalizörlerin aktivitesine ve stabilitesine kesinlikle zarar verir.
Anahtar Kelimeler: yakıt katkı maddeleri; biyodizel; gliserol; solketal; katı asit katalizörleri.
1. Giriş
Önümüzdeki birkaç yıl içinde sınırlı fosil yakıtları desteklemek için yenilenebilir enerjinin araştırılması, en çok endişe duyulan araştırma konularından biridir. Bazı yenilenebilir enerji kaynakları arasında biyoyakıtlar, özellikle biyodizel üretimi için büyük miktarda bitkisel yağ ve biyo-yağ üretimine sahip bazı ülkeler için yoğun ilgi görmektedir [1,2,3,4]. Yıllık biyodizel üretimi ve tüketiminin önümüzdeki birkaç yıl içinde önemli ölçüde artması muhtemeldir. Çok sayıda yenilebilir ve potansiyel yenilebilir olmayan yağ kaynakları tanımlanmıştır [5]. Her şeye rağmen, bu gerçek biyodizel dönüşümünün yan ürünü olarak gliserol üretiminin artmasına neden olur [2]. Biyodizel üretiminin kimyasal prosesi nedeniyle, gliserolün metil estere molar oranı 3: 1'dir veya üretilen toplam biyodizel hacminin yaklaşık% 10 ila% 20'si gliserolden oluşur. Biyodizel üretiminin hızlı büyümesi, dünya çapında gliserol üretiminin 2006'da 7,8 milyar litreden 2018'de 36 milyar litreye çıktığı bildirildiğinden, artan gliserol üretimine büyük katkı sağlamıştır [6,7]. Bu gerçek, gliserolün dünyada bol miktarda yenilenebilir kimyasal hammadde olduğunu ortaya koydu. Gliserolün daha değerli kimyasallara dönüştürülmesi, gliserol için yeni bir pazar oluşturmak ve biyodizel üretiminin sürdürülebilirliğini iyileştirmek için en iyi seçenektir [7,8,9,10,11,12,13,14].
Bu mini inceleme makalesi, son makaleleri, özellikle 2010'dan sonraki açık literatürü analiz ederek gliserolün solketale dönüşümü için katalitik materyallerin potansiyel keşfini vurgulamayı amaçlamaktadır. Rahmat et al. (2010) [15], reaksiyon parametrelerine (katalizör, reaktan, sıcaklık ve reaksiyon süresi) vurgu yaparak gliserolün yakıt katkı maddelerine dönüşümü hakkında bir genel bakış yazdı. 2009 ile 2018 arasında Cornejo ve ark. [16], 2017'de farklı yardımcı reaktanlara göre katkı maddelerini beslemek için gliserol değerlemesi üzerine bir inceleme yazdı. Bunlar formaldehit, asetaldehit, butanal ve aseton gibi ikinci beslemeleri ve diğerlerini içeriyordu. Nanda vd. [17], bir yakıt katkı maddesi olarak solketal üzerine tarihsel ve gelecek bağlamı vurgulayan bir inceleme yayınladı. Bu makale ayrıca asitliğin, reaktör modellerinin, kinetiklerin ve reaktör kinetiğinin etkisini ve gliserolü solketale kullanmak için günlük prosedürü özetledi.
Gliserolün, propan-akrolein, 1, 3-diol, propan-1,2-diol, asetal veya ketal, polioller ve poliüretan köpükler, gliserol karbonat vb. [10,11,18]. Tablo 1, bu gliserol dönüşümleri arasında, asetalizasyon yoluyla gliserolün solketale dönüşümünün ilginç bir yol olduğunu göstermektedir. Solketal, gliserol asetal ve gliserol formal (GlyF) ile birlikte gliserol asetalizasyon ürünlerinden biridir. Diğer asetalizasyon ürünlerine benzer şekilde solketal, kurum ve sakız oluşumunun azaltılması için doğrudan bir yakıt katkı maddesi olarak kullanılabilir [19]. Bir benzin karışımına solketal ekleme, daha yüksek oktan sayısı ile daha iyi yakıt özellikleri göstermiştir [19]. Solketalin diğer uygulamaları çözücüler, mürekkepler, farmasötikler ve boyalardır [20].
Tablo 1. Gliserolden katma değerli ürünlere farklı dönüşüm yolları.
Tablo 2 ve Şekil 1'de gösterildiği gibi, zeolitler, killer, reçineler, heteropoliasitler ve diğerlerinden oluşan solketal üretim için farklı tipte katalizör malzemeleri bildirilmiştir. Her katalizörün hem avantajları hem de dezavantajları vardır. H2SO4 gibi homojen bir katalizör yüksek aktivite sunar, ancak bu homojen katalizörler aşındırıcıdır, geri dönüştürülemez, ayrıştırılması zordur ve çok daha pahalıdır. Benzer şekilde, kalay klorür (SnCl2) gibi klorür de korozyon eğiliminden dolayı istenmemektedir [30]. Yeniden kullanılabilirlik de çalışmaların önemli bir parçasıdır. Yeniden kullanılabilirlik, tipik bir sürdürülebilir ilke olarak incelenen bir faktördür. Metal tuzu katalizinin temel mekanizması, gliserolün hidroksil grubu tarafından protonasyon aşamasından elde edilen karbokatyona nükleofilik bir saldırıdır, bu da ara ürünün oluşumu ve ardından bir su eliminasyon aşamasıyla sonuçlanır. Karbokasyon, keton karbonil grubunu bir protonasyon aşaması (yani, Brønsted asitleri) veya polarizasyon yoluyla etkinleştiren Lewis veya Brønsted asit bölgelerinden üretilir.
Energies 12 02872 g001 550 Şekil 1. 2014'ten 2018'e kadar solketal üretim için farklı katalitik malzeme türlerinin popülerliği. (Kaynak: Web of Knowledge, https://www.webofknowledge.com, Kasım 2018).
Tablo 2. Solketal üretim için heterojen katalizörlerin sınıflandırılması.
Ancak homojen katalizörler, reaksiyon sistemi için çevre dostu olarak kabul edilmemektedir. Solketal üretimde heterojen katalizörlerin kullanımındaki bir başka zorluk, reaksiyon sırasında oluşan ve tersine çevrilebilir bir reaksiyona neden olan yan üründür (su). Heterojen katalizörler kolayca yeniden oluşturulur ve daha kolay kullanılır. Pek çok reçine katalizörü, gliserolün solketale mükemmel dönüşümü ve seçicilik sergilemiştir; burada en iyi katalitik performans amberlyst ile elde edilmiştir. Bununla birlikte, termal stabilitenin sınırlandırılması nedeniyle daha yüksek bir üretim ölçeği için uygun değildir, bu nedenle yenilenmesi kolay değildir. Daha yüksek termal kararlılık hiyerarşik zeolitte bulunabilir. Gliserolün solketale en yüksek dönüşümü% 72 ve seçiciliği% 72 ile 60 ° C koşulunda H-Beta (BEA çerçevesi), 700 rpm'de karıştırılarak,% 5 katalizör ve gliserol molar oranında elde edilir. : H-BEA için 1: 4 aseton. Zeolit ​​malzemeler içinde, MFI zeolit, amberlyst ile karşılaştırıldığında daha düşük bir katalitik etkinlik olan, ancak neredeyse% 100 seçicilikle% 80 göstermiştir. Daha düşük dönüşüm, gerçekleştirilen reaktantın taşınmasını ve şekil seçiciliğini etkileyen nispeten dar kanal boyutundan kaynaklanmaktadır.
2. Gliserolden Solketale Fazla Reçine Katalizörleri
Genel olarak, gliserolü solketal üretime dönüştürmek için katı asit katalizörlerinin en önemli özellikleri, katı asitlerin Brønsted asitliğidir [31]. Gliserolün reçine katalizörleri ile solketale dönüşümü gerçekleştirilmiştir [32,33,34,35,36]. Tablo 3, gliserolün reçine katalizörlerine göre solketale dönüşümünü özetlemektedir. Tipik bir reçine katalizörü (yani amberlyst), gliserol dönüşümünün% 80'den fazlasını üretmek için gliserolün asetonla reaksiyonunu katalize etti. Guidi vd. [36], 25 ila 70 ° C arasında farklı reaksiyon sıcaklıklarında uygulanan amberlyst-36 reçinenin,% 85 ila% 97'lik bir seçicilikle gliserolu solketale dönüştürmek için mükemmel bir katalizör olduğunu bildirdi. . Katalizör aynı zamanda ya saf gliserolde ya da bir eşmolar reaktan içinde benzer reaksiyon parametreleriyle daha düşük basınçlarda aktiftir. Bazı referanslara göre, yüksek dönüşüm sadece yüzey asitliğinden değil aynı zamanda reçine yapısından da etkilenmiştir. Üstelik, yüzey asitliği, solketal üretiminde seçiciliği ve dönüşümü geliştirmede önemli bir rol oynayan önemli bir parametredir. Amberlyst-46 ve amberlyst-36 benzer bir malzeme olmasına rağmen, her iki reçine türü de farklı bir asit kapasitesine ve yapı morfolojisine sahiptir. Ayrıca, tüm reçineler solketale karşı iyi bir seçicilik (>% 80) göstermiştir ve reçinenin gliserole dönüşüme önemli katalitik parametresi asit kapasitesidir (aşırı sülfonatlanmış reçine). En yüksek asit kapasitesi (sülfonik asit) ile, bu katalizör malzemeleri yalnızca solketal üretime seçiciliği değil, aynı zamanda ham gliserolün% 90'ın üzerine dönüştürülmesini de geliştirebilir. Katalizör aktivitesinin bir sınırlaması olarak vurgulanması gereken diğer bir önemli husus, muhtemelen gliseroldeki safsızlıklardan kaynaklanan yüzey asitliği için bir zehir olarak NaCl'nin varlığıdır.
Tablo 3. Reçine katalizörleri üzerinde gliserolden solketale.
Tablo
3. Gliserolden Solketale Mezoporlu Silika
Koranyi vd. [37], gliserolün solketale dönüşümü için üstün katalizörler olarak hafniyum ve zirkonyum modifiye TUD-1'in üstünlüğünü bildirdi. Bu iki katalizör (Hf-TUD-1 ve Zr-TUD-1) Sn-MCM-41 ve Al-TUD-1'den daha aktifti. Zr ve Hf-TUD-1, Hf ve Zr'nin çerçeve içinde olduğu aktif metal ile modifiye edilmiş mezogözenekli silika örnekleridir. Aktiviteleri FAU (USY) ve Al'den (TUD-1) daha yüksekti. Gliserolün solketale en yüksek dönüşümü% 50'den fazladır. Katalitik aktivite, (i) asit bölgelerinin sayısının, (ii) mezo gözeneklerin varlığının, (iii) geniş bir yüzey alanının varlığının ve (iv) katalizörün hidrofobikliğinin [38] bir fonksiyonuydu. Daha sonra, katalizörün hidrofobikliği solketalin hidrolizini önlemek için çok önemliydi [37,38,39,40,41]. Tablo 4'e göre, Cs 2.5 / KIT-6 katalizörü glisero-solketale dönüşüm için en iyi katalizörlerden biriydi [42]. KIT-6 geniş yüzey alanı (600-1000 m2 / g), aktif alanları ve erişilebilir gözeneklerinden dolayı seçilmiştir [42].
Tablo 4. Gliserolden solketale, mezogözenekli silis üzerinde.
Çok sayıda referans, mezogözenekli silika katalizörlerin, gliserolün solketale dönüşümünde yüksek stabilite avantajına sahip olduğunu, bu da nispeten büyük bir dönüşüm yüzdesine (% 95) ve solketale seçiciliğe (% 98) sahip ürünlerle sonuçlandığını bildirdi [37,42,43, 44,45,46]. Sülfonik asit ile aktive edilmiş bir yüzeye sahip mezogözenekli yapı, gliserolün yakıt katkı maddesine dönüştürülmesi için verimli bir şekilde uygulanabilir [37,43,47]. Sülfonik asit ile işlevselleştirilmiş bir mezogözenekli polimer (MP-S03H), yüksek asitli bir yüzey (1.88 mmol / g) içerir. Katalitik malzemelerin yüzey asitliği, Şekil 2'de gösterildiği gibi ketalizasyon reaksiyonları yoluyla solketal oluşum ürünlerini hızlandırabilir.
Enerjiler 12 02872 g002 550 Şekil 2. Gliserol ve asetonun ketalizasyon reaksiyonu için mekanizma şeması.
4. Gliserolün Kil Mineralleri Üzerinden Ketalizasyonu
Malaya vd. [17,48] 0.12 ile 5.7 meq / g arasında değişen farklı asit kuvvetlerine sahip farklı kil bazlı katalizörleri inceledi [17]. Sonuçlar, daha güçlü bir asitliğin gliserolün dönüşümünü ca. % 80. Tablo 5'te gösterildiği gibi, gliserolden solketal üretim, katı asit katalizörlere göre aseton veya formaldehit olmak üzere iki farklı kaynak kullanmıştır [49,50,51,52]. Gliserolün dönüşümü ve solketale seçiciliğe dayanarak, optimum sonuçları gösteren kil katalizörü Timofeeva ve ark. 0.5 M nitrik asitle aktive edilmiş katalizöre sahip bir kesikli reaktörde [53]. Asit solüsyonu ile aktive edilmiş K10 montmorillonitte, bu etki malzemenin asit bölgesi ile artan bir reaksiyon hızına neden olur. Doğal montmorillonitin nitrik asit ile asit aktivasyonunun montmorillonitin yapısını değiştirebileceği iyi bilinmektedir (katalizör materyallerinin yüzey alanını ve mikro gözenekliliğini artırmak için oktahedralden Al3 + katyonlarının süzülmesi) [54,55,56]. Solketal üretim reaksiyonu Şekil 3'te gösterilmektedir. Solketal üretimin ana kaynağı olarak formaldehit kullanımı, katalizör olarak kullanılan K10 montmorillonite ile daha düşük bir dönüşüm değerine (sadece% 83 gliserol dönüşümü) sahiptir. İki farklı yolla hemiasetal veya hemisetal oluşumuna bağlı olabilir. Gliserol ve aseton arasındaki reaksiyon, üçüncül bir karbenyum iyonu ile daha stabil bir ara, hemisetal bileşik ürettiğinden tercih edilir [37]. Gliserol ile formaldehit arasındaki reaksiyonda, üretilen hemiasetal oluşum kararlı bir karbenium iyonu değildir. Bu nedenle, gliserol-formaldehit sistemi için dönüşüm değeri, asetonun bir ortak reaktan olarak kullanıldığı reaksiyona kıyasla nispeten küçüktür [57,58,59].
Enerjiler 12 02872 g003 550 Şekil 3. Gliserolden solketale sentez şeması.
Tablo 5. Kil mineralleri üzerinde gliserolden solketale.
Koranyi vd. (2012) [37], gliserolün asetalizasyonunda bir safsızlık olarak suyun etkisini bildirmiştir. Suyun varlığı aktiviteyi ca. Model bileşiği (saf gliserol) içeren olandan% 50 daha düşük. Yüksek sayıda Brønsted ve Lewis bölgesi doğrudan yüksek bir aktiviteye karşılık gelmez. Yüksek Brønsted ve Lewis asiditesine sahip Dealumination FAU ve Al-TUD-1, gliserolün asetalizasyonunda zayıftı [37]. TUD-1 üzerinde hafniyum ve TUD-1 zirkonyum gibi hidrofobik katalizörler gliserolden solketale kadar çok olasıdır. Ammaji vd. (2017) [62] de Zr-SBA-15 en aktif ve seçici katalizör olduğu için benzer bir gözlem bildirdi.
5. Gliserolün Hiyerarşik Zeolitlere Göre Ketalizasyonu Üzerine Bakış Açısı
Dmitriev vd. (2016) [63], zeolit ​​betanın amberlist-35 ve katyon değişim reçinesi (KU-2-8) [62] ile karşılaştırıldığında en aktif katı asit katalizörü olduğunu bildirdi. Uygulanan zeolit ​​beta, 25 SiO2 / Al2O3 ve Angarsk tarafından yapılan bir zeolit ​​beta ile zeolistten ticari bir beta idi. Kowalska vd. [64,65], (i) farklı zeolit ​​topolojilerinin (MFI, BEA ve MOR), (ii) 9.2'den 25.8'e Si / Al oranının ve (iii) mezoporozitenin etkisini inceledi. Farklı Si / Al içeren iki ana MFI zeolit ​​uygulanmıştır (Si / Al = 12 ve Si / Al = 27) [64]. Hiyerarşik zeolitler, 0.2 M NaOH kullanılarak desilikasyon ve sitrik asit (0.5 M) ve nitrik asit (0.5 M) kullanılarak dağıtma yoluyla elde edildi. Ana zeolitlerin difüzyon sınırlaması, ana MFI'nin en yüksek aktivitesinin hiyerarşik MFI'den önemli ölçüde daha düşük olduğu kabul edildi. 1'lik bir aseton: gliserol oranı ile solketale yüksek bir seçicilik (% 100'e kadar) elde edildi. Daha yüksek bir aseton / gliserol oranına göre daha yüksek bir aseton gliserol oranı elde edildi. Hem desilikasyon hem de alüminasyon, zeolit ​​bazlı katalizörün katalizör stabilitesini iyileştirmede çok etkilidir [66,67,68].
Rossa vd. [69] kinetik parametrelerin optimizasyonu ile solketal üretmek için gliserolün asetonla asetalizasyonunun kinetik çalışmasını yürüttüler. En iyi parametreleri bulmak için 19'luk bir Si / Al'li zeolit ​​beta uygulandı: (i) Dış kütle transferi (karıştırma hızı), (ii) sıcaklık, (iii) katalizör miktarı ve (iv) gliserol: aseton oranı. Hedeflenen hedefler gliserol dönüşümü ve solketal seçicilikti. Beta zeolit ​​için deneysel tasarım, önerilen reaksiyon parametrelerinin şunlar olduğunu göstermiştir: 60 ° C'de sıcaklık, 700 rpm'lik karıştırma hızı,% 5 katalizör yükü ve 1: 3'lük gliserol: aseton oranı. Daha yüksek aseton içeriği gliserolün dönüşümünü artıracaktır [24,70]. Bununla birlikte, aseton / gliserol oranındaki bir artış, ürüne doğru oluşum hızındaki azalma ve asetalizasyon reaktörüne daha yüksek elektriksel ekserji tüketimi nedeniyle ekserji yok etme oranını artıracaktır [20,71,72,73,74, 75,76,77,78,79,80].
Hiyerarşik zeolit, mükemmel gliserol dönüşümü ve asetalizasyon reaksiyonları yoluyla solketale seçicilik gösterir. Katalitik malzemeler, büyük gözenek boyutu ve kolay moleküler difüzivite nedeniyle diğer gözenekli ve gözenekli olmayan katalizörlere kıyasla daha yüksek bir gliserol dönüşümü (% 80'den fazla gliserol dönüşümüne kadar) gösterir. Tablo 6'da gösterildiği gibi, gliserol asetalizasyonunda zeolitlerin katalitik aktivitesinin artırılması, farklı yazarlar tarafından Tablo 6'da gösterildiği gibi uygulanmıştır. Literatüre göre, kristalit boyutu, aktivitede en belirleyici faktörlerden biriydi. bir katalizör olarak hiyerarşik zeolitin [64,81,82,83,84,85]. Zeolitin kristal boyutu ne kadar küçükse, reaktan ve ürünlerin zeolit ​​gözeneklerinden difüzyonu o kadar kolay olur [73,86,87]. Zeolitin gözenek yapısı, aydınlatma ve nem alma süreçleri ile değiştirilebilir. Süreç, sadece mezogözenek materyallerini değiştirmekle kalmaz, aynı zamanda katalitik aktiviteyi de artırabilir (yüzeyde erişilebilirliği ve kütle transferini iyileştirir) [88]. ZSM-5 (MFI) [67,89,90], beta (BEA) [81,91,92] ve Y (FAU) [64] gibi farklı topolojilere sahip hiyerarşik zeolitler de asetalizasyonda kullanılmıştır. ve sonuçlar, daha küçük gözeneklerin yüksek gliserol dönüşümü ve seçiciliğe (solketal oluşum için neredeyse% 100 seçici) üretebildiğini göstermektedir. Bununla birlikte, genel olarak, tüm materyaller eşmolar gliserol ve aseton karışımlarını reaksiyona sokarken çok iyi katalitik performans sergilemiştir [37,39]. H-beta zeolit ​​üzerinde yapılan deneylerden, anüminasyonun güçlü asit bölgelerinde bir azalmaya yol açtığı ve dolayısıyla katalitik aktiviteyi azalttığı bulundu.
Tablo 6. Gliserolden solkete, hiyerarşik zeolit ​​katalizörlerine göre.
6. Karbon / Aktif Karbon Bazlı Katalizör Üzerinden Solketal Sentez
Bol miktarda biyokütle kaynağının karbon ve aktif karbon öncüsü olduğu düşünüldüğünde, aktif karbonlar solketal sentez için asit grupları ile işlevselleştirildi [93,94]. Bazı makaleler, gliserolün solketale dönüşümünü katalize etmek için aktif karbonun mükemmel performansını gösterdi (Tablo 7) ve bunlardan bazıları, yeşil koşullar altında (yumuşak bir sıcaklıkta solventsiz koşullar) yüksek bir aktivite ve seçicilik sergilediler. Aktif karbonun yüksek yüzey alanı, asit, metal ve kompozit modifikasyonları [24,95,96,97] dahil olmak üzere bazı modifikasyonlarla daha yüksek yüzey asit bölgelerini korur. Bu nedenle, asetonun gliserol ile asetalizasyonu için heterojen katalizörler olarak ümit verici adaylardır. Asitle işlevselleştirilmiş aktif karbonun kullanımından, dört asitle muamele edilmiş karbonun üstün katalitik aktivitesinin, muamele edilmemiş aktif karbon ile karşılaştırıldığında altı çizildi ve asit muameleleri tarafından üretilen asit bölgelerinin daha yüksek sayısının ve kuvvetinin önemi teyit edildi. Katalizörler, aktif karbona HNO3 ve H2SO4 işlemiyle hazırlandı. Katalizörün katalitik aktivitesi, oda sıcaklığında yüksek dönüşüm ve seçicilik nedeniyle mükemmel performans gösterdi.
Tablo 7. Gliserolden solketale karbon / aktif karbon bazlı katalizör.
Asitle modifiye edilmiş karbon katalizöründen, asit gruplarının, özellikle sülfonik grupların varlığının, gelişmiş katalitik performans için anahtar faktör olduğu bulundu. Aktif metalin katalizör asiditesini artırarak katkıda bulunduğu aktif karbondaki [100] Ni-Zr desteğinden de benzer bir model ortaya çıktı. Katalitik aktiviteyi etkileyen diğer bir faktör, daha yüksek toplam asit yoğunluğu, karbon yapısının geniş mezo-gözenekleri ve metallerin aktivitesiydi.
7. Perspektif ve Sonuçlar
Bu mini inceleme, gliserolden solketale dönüşüm için katı katalizörler üzerindeki son gelişmeleri vurguladı. Ürün, sera gazlarını azaltmak ve biyodizel işinin ekonomik uygulanabilirliğini artırmak için çok faydalı olan yakıtlar için bir katkı maddesidir [6,8,16,20,34,101,102,103,104,105]. Optimal bir gliserol dönüşümü için özel yapım heterojen katalizör geliştirildi ve gerekli. Bu çalışmada beş ana heterojen katalizör vurgulanmıştır: Reçineler, mezogözenekli silika, zeolitler, killer ve aktif karbonlar. Katalizörlerin stabilitesi, gliserolün solketale ticarileştirilmesinin önündeki ana engellerden biridir. Reaksiyon sıcaklığı ılımlı olarak kabul edilmesine rağmen, katı katalizörlerin çoğunun stabilitesi, bir yan ürün olarak su ve gliserol kaynağından gelen diğer safsızlıklar (NaCl, metanol) varlığında azaldı. Reaktöre ham gliserol (su ile kirlenmiş) beslendiğinde deaktivasyon oranı daha da yüksektir [106,107,108,109]. Bu nedenle, ticari tesisin yaşayabilirliği (i) yemlerin kaynağına [110], (ii) gliserol ve diğer yemlerin mevcudiyetine ve (iii) yem olarak gliserolün maliyetine bağlıdır. Genel olarak, en az üç ana zorluk belirlendi:
Yemde su ve safsızlıkların varlığı.
Kesikli reaktörden sabit yataklı reaktöre geçiş.
Dengenin varlığı, daha yüksek aseton talebi beklendiğinden başka zorluklar da getirir. Bununla birlikte, gliserole daha yüksek aseton yıkıcı aletlere yol açacaktır.
Asitlik, gliserolden solketale kadar zeolit ​​katalizörlerinin önemli bir özelliği olarak kabul edilmektedir. Reaktör tasarımında güçlü asitlik ve orta düzeyde hidrofobiklik bekleniyordu. Katalizör performansının bazı sınırlamalarına bağlı olarak, ham gliserolün doğrudan kullanılması katalizörün stabilitesini azaltacaktır. Bu inceleme, gliserolün (ve genellikle poliolün) solketale optimum dönüşümü için daha iyi bir malzemenin nasıl tasarlanması gerektiğini açıkladı. Hafniyum / TUD-1 ve zirkonyum / TUD-1 gibi hidrofobik katalizörler, gliserolden solketale kadar çok olasıdır. Önümüzdeki yıllarda düşük alüminyum mezogözenekli silika malzemeler üzerinde daha uzun çalışmalar yapılması beklenmektedir.
Solketal, iki komşu hidroksil grubunu birleştiren bir izopropiliden asetal grubu ile korunmuş bir gliserol formudur. Solketal, gliserol omurgasının merkez karbonunda şiral bir merkez içerir ve bu nedenle, rasemat veya iki enantiyomerden biri olarak satın alınabilir. Solketal, ester bağı oluşumu ile mono-, di- ve trigliseritlerin sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Solketalin serbest hidroksil grupları, korumalı monogliseridi oluşturmak için bir karboksilik asit ile esterleştirilebilir, burada izopropilen grubu daha sonra sulu veya alkollü ortamda bir asit katalizörü kullanılarak çıkarılabilir. Korumasız diol daha sonra di- veya trigliserid oluşturmak için ayrıca esterlenebilir.
Biyodizel üretimindeki yüksek artış nedeniyle, transesterifikasyonun ana yan ürünü olan gliserol de aynı büyüme oranında üretilir ve bu da aşırı arzına neden olur. Bu durum, gliserol fiyatının önemli ölçüde düşmesine neden olur. Gliserolden elde edilen bir türev olan Solketal, katkı maddesi olarak benzin veya biyodizel ile karıştırılarak kullanılabilir. Bu çalışma, homojen asit katalizörü kullanılarak gliserol ve asetondan solketal sentezini inceler. Aseton fazla kullanıldığında reaksiyon başarılı bir şekilde ilerler. Daha sonra hazırlanan solketal, benzil alkol ile reaksiyon yapılarak benzil solketal eterin sentezlenmesi için kullanılır. Bununla birlikte, benzil gliserol eter, dibenzil eter ve gliserol gibi birkaç başka ürün oluşur. Benzil solketal etere karşı seçiciliği artırmak için yüksek solketal: benzil alkol oranının gerekli olduğu bulunmuştur.
Birinci nesil biyodizel üretiminde, bitkisel yağ ve metanolden elde edilen trigliserid, yağ asidi metil ester veya biyodizel üretmek için transesterifikasyon reaksiyonu ile reaksiyona sokulur ve ayrıca kaçınılmaz bir yan ürün olarak gliserol elde edilir. Biyodizel üretimi hızla arttığından, bu, yan ürün olarak elde edilen gliserolün fazla arz edilmesine ve gliserolün fiyatının düşmesine neden olur. Bu nedenle, gliserolü kullanma yolunun bulunması, biyodizel üretiminin genel ekonomikliğine yardımcı olması için önerilmektedir. Solketal, gliserolün iki bitişik hidroksil grubunun yoğunlaşma asetonu [1] yoluyla reaksiyona sokulduğu bir türevdir. Solketal, benzin [2] veya biyodizel [3] içindeki yakıt katkı maddeleri için karıştırılabilir. Günümüzde solketal, gliserol ve asetonun asit katalizör [2] ile yoğunlaşma reaksiyonu ile üretilebilmektedir. Solketalden ilginç türev benzil solketal eterdir. Benzil solketal eter, oksijenli bileşiktir ve ayrıca yakıt katkı maddeleri için de kullanılabilir. Şu anda benzil solketal eter organik sentezle üretildi. Bu organik sentezde solketal, solventler ile benzil klorür ile reaksiyona sokulur [4]. Sorun, benzil solketal eterin sentezinde çok sayıda çözücü kullanmaktır. Bu çalışmanın amacı iki bölüme ayrılmıştır. Birincisi, gliserol ve asetondan solketal üretimdir. Ardından, solketal ve benzil alkolden benzil solketal eterin sentezi, çözücüsüz sistemde incelenmiştir. Molar oranın etkisi bu bölümde incelenmiş ve benzil solketal eter üretmenin en uygun koşulu incelenmiştir. Gliserol ve aseton, yoğunlaşma reaksiyonu ile solketal üretmek için kullanılan hammaddelerdir. Solketal veya izopropiliden gliserol, Şekil 1'de gösterildiği gibi iki komşu hidroksil grubuna bağlı bir izopropiliden grubu olan gliserol omurgasının merkezini içerir. Benzil solketal eter, solketal ve benzil alkol arasındaki eterleşmeden türetilir (Şekil 3). Benzil solketal eter, yakıt katkı maddesi olarak kullanılabilir. Ayrıca benzil solketal eterin koruması, gliserolün D pozisyonundaki eter grubu ile elde edilen benzil gliserol eter için kaldırılabilir. Genelde benzil solketal eter, benzil klorür veya benzil bromür ve solketal çözücü [5] ile reaksiyona sokularak sentezlenir. Ancak bu organik sentezin birçok dezavantajı vardır, örneğin: kullanılmış çözücüden çok fazla atık. Bu çalışmada solketal ve çözücüsüz benzil alkol arasındaki eterifikasyon reaksiyonu incelenmiştir. Bununla birlikte, gliserol, aseton, benzil solketal eter, benzil gliserol eter ve dibenzil eter olan birkaç yan ürün vardı. Şekil 3, solketal ve benzil alkolün reaksiyonundan elde edilen olası reaksiyonları ve ürünleri göstermektedir. Ana reaksiyon, benzil solketal eter ve su üretmek için solketal ve benzil alkol arasındaki reaksiyondur (Şekil 3 (1)). Asit katalizörden, solketal aseton ve gliserol üretmek için ayrıştırılabilir (Şekil 3 (2)). Benzil alkol ayrıca dibenzil eter ve su üretmek için birbiriyle reaksiyona girer (Şekil 3 (3)). Korumanın kaldırılmasından elde edilen gliserol, benzil alkol ile reaksiyona girerek benzil gliserol eter üretebilir (Şekil 3 (4)). Neyse ki, di- ve tri-benzil gliserol eter, uçuş kütle spektroskopisinin GC × GC zamanından gözlenmez. Bu durumda, gliserol, diğer benzil alkol ile reaksiyona girmeden önce, solketalden korunmuş gliserole solketal üretmek için asetonla reaksiyona girdi. Önerilen son reaksiyon, benzil solketal eterin, benzil gliserol eter üretmek için sistemdeki su tarafından depolanmasıdır (Şekil 3 (5)). Solketal: benzil alkol molar oranı ilk olarak 1: 1 solketal: benzil alkol molar oranında ayarlanır. Şekil 4, benzil alkol dönüşümü, seçicilik ve zaman arasındaki ilişkileri göstermektedir. Gözlendiği gibi, 2 saat sonra, benzil alkol hızla% 57.5 dönüşüme dönüşür ve ardından 12 saat sonra sürekli olarak% 92.9'a dönüşür. Dibenzil eterin seçiciliği 2 saatte çok yüksektir (% 59,4), ardından 12 saatin sonuna kadar azalmıştır. Dibenzil eter için reaksiyon, benzil solketal eter ve benzil gliserol eter için olandan daha hızlıdır. Ancak 2 saat sonra, seçicilik dramatik bir şekilde düşer çünkü dibenzil eter su ile reaksiyona girer ve daha fazla benzil gliserol eter ve benzil solketal eter üretmek için gliserol ve solketal ile reaksiyona girecek olan benzil alkole dönüşür. Benzil gliserol eterin seçiciliği 2 saatte% 21.0'dır. Benzil gliserol eterin seçiciliği, reaksiyon süresi nedeniyle sürekli olarak artar. Bu davranış, solketalin sistemdeki sudan korumasının kaldırılarak gliserol ve asetona dönüştüğünü açıkladı. Elde edilen gliserol ayrıca daha fazla benzil gliserol eter üretmek için benzil alkol ile reaksiyona girebilir. Bu 1: 1 molar oran için solketal, benzil solketal etere göre daha fazla gliserole dönüşmüştür. Benzil solketal eterin seçiciliği 2. saatte% 19.6'dır ve ardından 10. saatte hafifçe% 11.6'ya düşer. Bundan sonra, dönüşüm 12 saatte% 15.9 seçiciliğe biraz yükselir. Bu durumda benzil solketal eterin seçiciliği çok düşüktür. Benzil gliserol eter üretmek için benzil solketal eterin suyla koruması kaldırıldığı için dönüşüm 2 saatten 10 saate düşürülmüştür. Sonuç olarak, çalışma koşulunda benzil alkole 1: 1 solketal benzil gliserol eter (12 saatte% 48.6) üretir. Öte yandan, bu molar oranda benzil solketal etere yönelik seçicilik önemli değildir (% 15.9). Benzil solketal eterin seçiciliğini artırmak için, 4: 1 solketal: benzil alkol molar oranı araştırılır. Bu molar oranda, reaksiyon sağ tarafa kaydırılmalıdır. Sonuç Şekil 5'te gösterilmektedir. Beklendiği gibi, benzil alkol dönüşümü 2 saatte% 96.6'ya yükselmiştir. Bundan sonra, benzil alkol dönüşümü, sınırlayıcı reaktan nedeniyle% 98.0-99.0 civarında düzlendi. Dibenzil eterin seçiciliği 4 saat için% 23.6'ya yükseltildi. Bundan sonra, dibenzil eterin seçiciliği azalır ve 4 saat ila 12 saat arasında% 10 civarında düzlenir. Benzil alkol molar konsantrasyonu, solketal konsantrasyonundan çok daha az olduğundan, dibenzil eter oranı, benzil solketal eter ve benzil gliserol eter derecelendirmesinden daha yavaştır, bu da solketalin, reaksiyonu gerçekleştirmek için benzil alkolden daha yüksek kimyasal potansiyele sahip olmasına neden olur. Bu nedenle, kendi başına benzil alkol eterifikasyonu, sistemde solketal ile reaksiyona girmekten çok daha az olacaktır. Benzil gliserol eterin seçiciliği, 6 saat sonra orta derecede% 51.0'a yükselir. Ardından 12 saatte seçicilik% 39,9'a düşürülür. Bu davranışa, benzil solketal eter üretmek için koruması kaldırılmış solketal reaksiyona giren benzil gliserolden kalan aseton neden olur. Benzil solketal eterin seçiciliği 2 saatte% 40.2'ye yükseltilir. Daha sonra seçicilik 4 saatte (% 31,8) düşürülür çünkü benzil gliserol eter oranı benzil solketal eter oranından daha hızlıdır. Bununla birlikte, seçicilik orta derecede 4 saatten 10 saate% 52.2'ye yükseldi. 12 saat sonra, benzil gliserol eterin hafifçe artması nedeniyle seçicilik hafifçe azalır (% 50.1). GC × GC TOF MS ve FT-IR spektroskopisi, kalitatif analiz için iki ana tekniktir. GC × GC TOF'nin avantajı, hem GC tekniğinin hem de MS tekniğinin analizini birleştirmesidir. Dahası, bu cihaz aynı anda görünen piki 2D analiz ile ayırabilir. Solketalin MS sonucu, Şekil 6'da gösterilmektedir. Solketalin moleküler ağırlığı 132'dir. MS sonucunda, ilk sayı 117'dir. Bu sayı, koruyucu gruptan bir metil grubunun kaybedilmesiyle iyonlaşmadan kaynaklanmaktadır. Son sayı 43'tür. Bu sayı, dioksolan grubunun kaybolması veya solketalin koruyucu grubunun açılması nedeniyledir. Ayrıca, fonksiyonel ürün grubunu analiz etmek için FT-IR spektroskopisi de kullanılmıştır. FT-IT spektrumları, solketalin bu reaksiyonda bir ürün olarak oluştuğunu doğruladı. Şekil 6'da gösterildiği gibi, düz çizgi, asit katalizör ile 12 saatte elde edilen solketalin spektrumlarının FT-IR'sini sunar. Solketal standart ile karşılaştırıldığında, solketal ürünün FT-IR'si, O-H esnemesine atfedilen 3400 cm-1 ila 3600 cm-1 civarındaki dalga sayısında daha güçlü tepe gösterir. Bu nedenle karışım, solketal standarttan daha fazla, muhtemelen reaksiyona girmemiş gliserolden hidroksil grubuna sahiptir. Dahası, 1700 cm-1'deki dalga numarası, çıkarılmamış fazla asetondan kaynaklanan C = O gerginliğini temsil eder. Benzil solketal eter için MS sonucu Şekil 7'de gösterilmektedir. Benzil solketal eterin moleküler ağırlığı 222'dir. MS sonucundan ilk sayı 164'tür. Bu sayı, iki alkil grubunun kaybedilmesi ve açılmasıyla oluşan iyonizasyondan kaynaklanmaktadır. korumalı taraftan dioksolan grubunun CO'su. Bir sonraki sayı 91'dir ve bu kalan solketalin kaybedilmesidir. Ve son sayı 43'tür. Bu sayı benzen halkasının kaybolmasından kaynaklanmaktadır. Ardından, benzil solketal eter ürün karışımının FT-IR spektroskopisi Şekil 7'de gösterilmektedir. Kesintisiz çizgi, 12 saat sonra p-toluensülfonik asit ile ürün karışımını sundu. Bu FT-IR sonucu, standart benzil solketal eterle karşılaştırılır. Standarda benzer görünüyor. 1200 cm-1 ila 1000 cm-1 arasındaki dalga sayısı, standartla da mutabık kalınan eter ürününden C-O gerilmesini temsil eder. Ancak dalga sayısında yaklaşık 3500 cm-1 ila 3200 cm-1 koruması kaldırılmış solketalden kalan benzil gliserol eteri ve gliserolu temsil eden O-H'ye karşılık gelir. Ayrıca, 1700 cm-1 civarındaki dalga sayısı, kalan aseton olan C = O titreşimini temsil eder.
Sonuç
Solketal sentez için asetonun gliserole molar oranının artmasıyla solketale dönüşüm artar. Bununla birlikte, gliserolün dönüşümü% 100'e ulaşamaz. denge sınırlaması nedeniyle Solketale doğru daha yüksek dönüşüm elde etmek için bu reaksiyondan bir yan ürün olarak su uzaklaştırılmalıdır. Benzil solketal eter için, daha yüksek soketal: benzil alkol oranı, reaksiyonu daha yüksek benzil solketal eter verecek şekilde yönlendirir. Bununla birlikte, reaksiyon sırasında oluşan su, solketalin tekrar gliserole dönüştürülmesi gibi diğer istenmeyen reaksiyonlara neden olabilir, bu nedenle reaksiyon sırasında suyun uzaklaştırılması, reaksiyonu yüksek dönüşüm ve verimde yapmak için önerilir. Bu çalışmada odak noktası, gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu yoluyla gliserolün solketal (izopropiliden gliserol veya 2,2-dimetil-1,3-dioksolan-4-il metanol) (yeşil çözücü) haline dönüştürülmesidir. Solketal üretim için reaksiyon, ana homojen ve heterojen asit katalizörleri tarafından kolaylaştırılır (Şekil 3). Gliserolün ketonlarla ketalizasyonu dallı oksijenatlar, solketal (2,2-dimetil- [1,3] dioksan-4-il metanol) ve 2,2-dimetil [1,3] dioksan-5-ol üretir; ancak reaksiyon aseton ile yapıldığında, beş üyeli halkası olan solketal molekül için seçicilik daha yüksektir [5]. Şekil 11'e göre, H-BEA katalizörü ilk kullanımında gliserolün gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonuna mükemmel bir dönüşümünü gösterir, gliserolün% 85 dönüşümüne ve% 98 seçiciliğe ulaşır. Dördüncü yeniden kullanımda, gliserolün dönüşümü ortalama olarak% 55'e ulaşır. Solketal seçicilik, süreç boyunca ≈% 98 oranında sabit kalır.
H-MOR katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 80 ile% 35 arasında değişir ve solketal seçicilik% 96 olarak sabit kalır. H-MFI katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 80 ile% 45 arasında değişir ve solketale seçicilik% 95 ile% 90 arasında değişir. H-FER katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 75 ile 30 arasında değişir. Solketale seçiciliği ise% 90 ile 85 arasında değişmektedir.
Tepkime ürünleri karışımının damıtma işlemi sırasında, damıtma vakum altında 30 ile 69 ° C arasında yapıldığında, kalan aseton ve suyun çıkışının 70 ile 120 ° C arasında artı a solketal içeren fraksiyon damıtılır. Gliserol yalnızca sistem 200 ° C'ye ulaştığında uzaklaştırılır. Damıtmanın verimi, başlangıç ​​harmanına göre (solketal-su-gliserol-izleri aseton) kütlece% 60 solketal olmuştur. Solketal fraksiyon renksizdir ancak gliserolden daha düşük viskoziteye sahiptir.
Şekil 12, ilk karışımın damıtılmasından sonra solketal GreenTec fraksiyonunun görünümünü gösterir.

 

 

Anahtar kelimeler
gliserolzeolitlerketalizasyonlarolketalkataliz
Gliserolün aseton ile ketalizasyonu ile solketal yol üretimi.
Solketal, benzin, dizel ve biyodizel formülasyonu için mükemmel bir bileşendir. Bu bileşiğin biyoyakıt içindeki karışımı, özelliklerini iyileştirir, viskoziteyi düşürür ve biyodizelin parlama noktası ve oksidasyon kararlılığı için önceden belirlenmiş gereksinimlerin karşılanmasına yardımcı olur. Ek olarak gliserol ketaller, diğerleri arasında çözücüler, plastikleştiriciler, yüzey aktif maddeler, dezenfektanlar ve tatlandırıcı maddeler olarak kullanılır. Hem ilaç endüstrisinde hem de gıda endüstrisinde kullanılabilirler [5, 6, 7].
Solketalin sentezi, 100 ° C'de 12 saat homojen katalizde kullanılan Brönsted asidi olan p-toluensülfonik asit (PTSA) ile katalize edilir [8].
Bununla birlikte, homojen Brönsted asit tipi katalizörler (diğerleri arasında hidroklorik, sülfürik ve p-toluensülfonik asitler), ayırma zorluğu, yeniden kullanılamama ve reaktörün aşınması gibi yararlılıklarını azaltan çeşitli dezavantajlara sahiptir. Menezes grubu (2013), kolayca geri kazanılabilen homojen Lewis asidi tipi katalizörlerin (SnCl2, SnF2, Sn (OAc) 2) kullanımını önermiştir. Sonuçlar, SnCl2'nin oda sıcaklığında solketal sentez için en verimli ve seçici katalizör olduğunu gösterdi. Reaksiyon karışımının damıtma işleminde kolaylıkla geri kazanılmasına ek olarak, katalizör altı defaya kadar yeniden kullanılabilir. Katalizörler SnF2 ve Sn (OAc) 2, reaksiyon karışımında tamamen homojenize edilmedi ve bu nedenle atıldı. SnCl2'nin katalizör olarak kullanılması, katalizör olarak PTSA kullanan geleneksel işlemden daha iyi ve daha ekonomik sonuçlar (25 ° C'de) vermiştir [9].
Bu çalışmada, gliserolün solketale dönüşüm işlemi için araştırılan katalizörler, yeni teknolojik bulmak için kolayca geri kazanılabilen ve yeniden kullanılabilen asidik zeolitler H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER (Şekil 4) idi. biyodizel endüstrisinin bir yan ürünü olan gliserolün katma değeri daha yüksek ürünlere dönüşüm yollarını iyileştirmek için alternatifler.
2.3 Katalitik testler
Gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu için katalitik testler, 40 g gliserol (0.43 mol), 500 rpm, 60 ° C ve% 5 katalizör (in.) İle beslenen bir kesikli reaktörde (V = 300 mL) gerçekleştirildi. sınırlayıcı reaktantın kütlesiyle ilişkisi) ve gliserol: aseton molar oranı 1: 4'tür. Gliserolün dönüşümü ve solketal seçicilik incelendi. Reaksiyon süresi 180 dakikaydı ve alikotlar, reaksiyon kinetiğini izlemek için toplandı. Bu çalışmanın tüm reaksiyonları üç kopya halinde gerçekleştirildi. Reaktörde termokupl, dönüştürücü, sıcaklık kontrol cihazı harici ısıtma kılıfı ve çalkalama sistemi vardır. Reaksiyonların sonunda, reaksiyon / katalizör karışımını ayırmak için her reaksiyon alikotu veya süspansiyon filtre edildi. Suyun kısmen uzaklaştırılması için, 2 gr susuz sodyum sülfat, elde edilen karışıma ilave edildi ve tekrar filtre edildi. Tüm örnekler GC-FID ile analize kadar 15 ° C'de saklandı.
2.4 Testlerin yeniden kullanılması
Katalizörlerin yeniden kullanılan reaksiyonları ve ürün analizi, 60 dakikalık bir reaksiyon süresiyle kinetik çalışma ile aynı koşullar altında gerçekleştirildi. Her katalizör (H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER) beş ardışık reaksiyonda kullanıldı. Ürün filtrelendi ve katalizör bir sonraki reaksiyon için ön muameleler veya yıkamalar olmadan reaktöre geri döndü.
2.5 Ürün analizi
Gliserol ketalizasyon reaksiyonunun ürünleri, dahili standardizasyon metodolojisi kullanılarak bir alev iyonizasyon detektörü (CG-FID) ile bir Shimadzu gaz kromatografı vasıtasıyla kantitatif olarak analiz edildi. Kullanılan kolon Carbowax'tı (30 x 0.25 x 0.25 um polietilen glikol).
Dahili kalibrasyon yöntemi, dahili standart olarak 1,4-dioksan (% 99,8) kullanılarak gliserol (% 99,5) ve solketal (% 98) kromatografik standartlara uygulandı. Ayrıca, GC alanını düzeltmek ve kantitatif sonuçlar elde etmek için bir yanıt faktörü tanıtıldı.
Yüzde olarak gliserolün (XGly) dönüşümü ve solketale seçiciliğin (SSkt) hesaplamaları aşağıdaki denklemlerle elde edildi:
Gliserol dönüşümü (XGly%): XGly% = CGly0 - CGlyCGly0100 E1 burada CGly0, reaksiyonun başlangıcındaki gliserolün molar konsantrasyonu (mol / L) ve CGly, sonunda gliserolün molar konsantrasyonudur (mol / L) reaksiyonun.
Seçicilik (SSkt%): SSkt% = ASktAProducts100 E2 burada ASkt istenen ürünün alanıdır ve Ürünler solketal alanı ile kromatogramlarda elde edilen istenmeyen ürünlerin alanı toplamıdır.
2.6 Solketal karakterizasyon
Gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonu için GreenTec laboratuvarında yapılan kinetik ve / veya katalitik testlerin sonunda, gliserol-aseton / solketal-su / zeolit ​​karışımından oluşan reaktörde kalan süspansiyon H-BEA, H-MOR , H-MFI ve H-FER filtre edildi ve sıvı faz (reaksiyon karışımı) amber renkli cam şişede saklandı. Bu reaksiyon karışımı, dönüşlü buharlaştırma ve fraksiyonel damıtma yoluyla işlendi. İlk olarak, geri kalan asetonu uzaklaştırmak için reaksiyon karışımı döndürülerek buharlaştırıldı. PH değeri, 1 mol / L NaOH çözeltisi ilavesiyle 5.5 ile 6.5 arasında ayarlandıktan sonra, damıtma işlemi sırasında diğer gazların oluşumunu önlemek için, fraksiyonel damıtma ekipmanından cam incileri içeren yuvarlak tabanlı bir şişede saklayın. (Şekil 5a). Damıtma Hidrokarbonlar, Biyokütle ve Katalizin Reaktivite Laboratuvarı'nda (LARHCO / UFRJ) gerçekleştirildi. Ardından, reaksiyon karışımının fraksiyonel damıtılması gerçekleştirildi (Şekil 5b); tüm damıtma işlemi 4 saat sürdü. Damıtma işleminden sonra Solketal'e karşılık gelen fraksiyon 15 ° C'de depolandı, FTIR, yoğunluk, viskozite ve su içeriği ile analiz edilerek ticari standart analizleri ile aynı analizlerle karşılaştırıldı.
Şekil 11'e göre, H-BEA katalizörü ilk kullanımında gliserolün gliserolün aseton ile ketalizasyon reaksiyonuna mükemmel bir dönüşümünü gösterir, gliserolün% 85 dönüşümüne ve% 98 seçiciliğe ulaşır. Dördüncü yeniden kullanımda, gliserolün dönüşümü ortalama olarak% 55'e ulaşır. Solketal seçicilik, süreç boyunca ≈% 98 oranında sabit kalır. H-MOR katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 80 ile% 35 arasında değişir ve solketal seçicilik% 96 olarak sabit kalır. H-MFI katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 80 ile% 45 arasında değişir ve solketale seçicilik% 95 ile% 90 arasında değişir. H-FER katalizörü için, gliserolün dönüşümü her yeniden kullanımdan sonra kademeli olarak düşer ve% 75 ile 30 arasında değişir. Solketale seçiciliği ise% 90 ile 85 arasında değişmektedir.
3.5 Ürün karakterizasyonu
Tepkime ürünleri karışımının damıtma işlemi sırasında, damıtma vakum altında 30 ile 69 ° C arasında yapıldığında, kalan aseton ve suyun çıkışının 70 ile 120 ° C arasında artı a solketal içeren fraksiyon damıtılır. Gliserol yalnızca sistem 200 ° C'ye ulaştığında uzaklaştırılır. Damıtmanın verimi, başlangıç ​​harmanına göre (solketal-su-gliserol-izleri aseton) kütlece% 60 solketal olmuştur. Solketal fraksiyon renksizdir ancak gliserolden daha düşük viskoziteye sahiptir.
Gliserolden solketal transformasyona, çok iyi bir aktivite (dönüşüm% 85) ve seçicilik (% 98) gösteren H-BEA, H-MOR, H-MFI ve H-FER gibi zeolit ​​asidik katalizörleri kullanarak gerçekleştirmek mümkündür. H-BEA, diğer zeolitlerden daha geniş bir alan, büyük SAR ve güçlü: zayıf alanların daha büyük bir oranını sundu. Bu özellik, H-BEA katalizörü için daha yüksek bir katalitik aktiviteye katkıda bulunur. Tüm katalizörler, kesikli reaktördeki reaksiyonlar arasında yıkama veya ön işlem yapılmadan dört kez yeniden kullanılabilir, ancak en iyi katalizör, daha aktif olması ve sabit solketsel seçicilik göstermesi açısından hala H-BEA zeolitidir. Bu çalışmada üretilen solketal, ticari standardı ile karşılaştırılarak çok benzer özellikler elde edilerek karakterize edildi.
Biyodizel üretimindeki yüksek artış nedeniyle, transesterifikasyonun ana yan ürünü olan gliserol de aynı büyüme oranında üretilir ve bu da aşırı arzına neden olur. Bu durum, gliserol fiyatının önemli ölçüde düşmesine neden olur. Gliserolden elde edilen bir türev olan Solketal, katkı maddesi olarak benzin veya biyodizel ile karıştırılarak kullanılabilir. Bu çalışma, homojen asit katalizörü kullanılarak gliserol ve asetondan solketal sentezini inceler. Aseton fazla kullanıldığında reaksiyon başarılı bir şekilde ilerler. Daha sonra hazırlanan solketal, benzil alkol ile reaksiyon yapılarak benzil solketal eterin sentezlenmesi için kullanılır. Bununla birlikte, benzil gliserol eter, dibenzil eter ve gliserol gibi birkaç başka ürün oluşur. Benzil solketal etere karşı seçiciliği artırmak için yüksek solketal: benzil alkol oranının gerekli olduğu bulunmuştur.

 

 

Öz. Şu anda solketal, heterojen katalizör kullanılarak gliserol ve asetondan üretilmektedir. Bununla birlikte, katı bir heterojen katalizör tercih edilmez, çünkü gliserolde bulunan su, katalizörün yüzeyine adsorbe edilir. Su, reaksiyonda inhibitör görevi görebilir ve katalizörün aktivitesini azaltabilir. Bu nedenle, reaksiyon sırasında inhibisyonu önlemek için homojen asit katalizör önerilmektedir. Bu araştırmanın amacı, homojen asit katalizörü olarak sülfürik asidi kullanmak, gliserol: aseton mol oranının dönüşüme etkisini araştırmak ve reaksiyonun entrofisini ve entafisini belirlemektir. İşlem, bir ısıtıcı, sıcaklık kontrolü, soğutucu ve karıştırıcı ile donatılmış üç boyunlu bir reaktörde gerçekleştirildi. Reaksiyon koşulları sabit bir kaynama sıcaklığına ayarlandı, reaksiyon süresi 4 - 12 saatte değiştirildi ve asetonun gliserole mol oranı 2: 1 - 7: 1 aralığında değişti. Sonuçlar en yüksek dönüşümü gösterdi. (>% 80) 62 ° C, 10 saat ve 6.9: 1 mol oranında kaydedildi. Gliserolün solketale dönüşümü, Lecatelier prensibiyle tutarlı olan mol oranından etkilenmiştir. Entropi (∆S = 280.02 J. mol K-1) ve entalpiden (∆H = 95.948 J. mol-1), solketal oluşum reaksiyonunun ekzotermik olduğu sonucuna varılabilir.
Bu durum, aşırı üretim nedeniyle büyük ölçüde düşen gliserol fiyatını etkiledi. Gliserolün yüksek değerli ürünlerde kullanılması, bu sorunu önlemek için umut verici görünmektedir. Gliserolden gelecek vaat eden türev ürünlerden biri, ilave yakıt olarak potansiyel olan solketaldir. Solketal, genellikle, çözücüler varken veya yokken heterojen katalizör kullanılarak gliserol ve asetonun reaksiyona sokulmasıyla üretilir. Bununla birlikte, gliserol içindeki su varlığından kaçınılmalıdır. Son araştırmacı, suyun ters reaksiyon oluşturabileceğini ve reaksiyondaki heterojen katalizörlerin aktivitesini azaltabileceğini bildirdi [5] [6]. Diğer bir problem, gliserolün solketale dönüşümüdür ki bu hala düşüktür. Yüksek gliserol dönüşümleri elde etmek için fazla miktarda aseton sağlanabilir veya reaksiyon sırasında oluşan su sürekli olarak uzaklaştırılabilir [7].
Önceki araştırmalarda su varlığını önlemek için mikrodalga destekli ve solventsiz reaksiyon kullanılmıştır [5]. Ancak yöntem büyük ölçekli üretimde kullanılmaya uygun değildir. Bu duruma dayanarak, sülfürik asit gibi homojen asit katalizörün kullanımı, su katalizör ile rekabet edemediği için umut verici görünmektedir. Bununla birlikte, bilgimize dayanarak, sülfürik asidin solketal üretmek için katalizör olarak kullanımı şimdiye kadar araştırılmamıştır. Bu çalışmanın amacı, homojen asit katalizörü solventsiz kaynama sıcaklığında kullanarak aseton ve gliserolden solketal üretiminin entrofisi ve entalpisi gibi termodinamik parametreleri belirlemektir. Ön çalışmada denge durumu incelendi. Daha sonra reaksiyonla ilgili daha sonraki çalışmalar, çeşitli aralıklarda (2: 1 - 7: 1) mol / mol, karışık kaynama sıcaklığında 9-12 saat veya dönüşüme kadar mol oranının (aseton / gliserol) bir değişikliğinde gerçekleştirildi sabittir. Bu çalışmada, reaksiyon süresini ve maliyetini azaltmak için reaksiyon kaynama sıcaklığında çözücüsüz gerçekleştirilmiştir.
Solketal oluşum analizi
Solketalin kimyasal yapısı Şekil 1'de gösterildi [8]. FTIR'ın sonucu, bileşiklerin farklı dalga boylarında emilimini gösterdi (Şekil 2). Solketal bileşiğin kimyasal zincir yapısı Tablo 1'de listelenmiştir. Sonuçlar, solketalin kimyasal yapısının, bir karbon atomuna (C) üçüncül bağlı iki eter (-O-) grubuna sahip karbon bileşiğinden oluştuğunu göstermiştir.
Şekil 2, oluşan solketalin 995.27 cm-1 dalga numarasında FTIR zirvesi ile işaretlendiğini kanıtladı. Ayrıca Tablo 1'de NIST tarafından da belirtilmiştir. Solketal ürün, solketal yapısında sahip olunan aromatik bir C-H fonksiyon grubunun varlığını gösteren 856.39 cm-1'de FTIR'nin zirvesi ile de gösterilmiştir. OH (hidroksil) grubunun absorbans zirvesi, 3.371 cm-1 dalga sayısında ortaya çıktı.
ve 1.411 cm-1 dalgadaki metil grubu. Analizden, katalizör olarak sülfürik asit kullanılarak aseton ve gliserolün reaksiyona sokulmasıyla solketalin oluştuğu sonucuna varılabilir.

 

Ataman Chemicals © 2015 All Rights Reserved.