Kyselina levulová
Kyselina levulová[2][3] (někdy též levulinová; systematický název kyselina 4-oxopentanová) je organická sloučenina patřící mezi ketokyseliny (oxokyseliny, které mají karbonylovou skupinu umístěnou uvnitř uhlíkového řetězce). Vzniká při rozkladu celulózy a je potenciálním prekurzorem biopaliv,[4] například ethyl-levulátu.[5]
| Kyselina levulová | |
|---|---|
 Strukturní vzorec | |
 Model molekuly | |
| Obecné | |
| Systematický název | kyselina 4-oxopentanová |
| Ostatní názvy | kyselina β-acetylpropionová, kyselina 3-acetopropionová, kyselina γ-ketovalerová |
| Anglický název | Levulinic acid |
| Funkční vzorec | CH3CO(CH2)2COOH |
| Sumární vzorec | C5H8O3 |
| Vzhled | bílá krystalická pevná látka |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 123-76-2 |
| PubChem | 11579 |
| ChEBI | 45630 |
| SMILES | CC(=O)CCC(=O)O |
| InChI | 1S/C5H8O3/c1-4(6)2-3-5(7)8/h2-3H2,1H3,(H,7,8) |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 116,11 g/mol |
| Teplota tání | 33 až 35 °C (306 až 308 K) 130 až 132 °C (403 až 405 K) |
| Teplota varu | 245 až 246 °C (518 až 519 K) |
| Hustota | 1,1447 g/cm3 |
| Bezpečnost | |
 GHS07 Varování[1] | |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Historie editovat
Kyselinu levulovou izoloval jako první nizozemský chemik Gerardus Johannes Mulder roku 1840,[6] jenž ji připravil zahříváním fruktózy s kyselinou chlorovodíkovou. Název kyseliny byl odvozen od slova levulóza, dřívějšího názvu fruktózy. I když je tato kyselina dobře známa od 70. let 19. století, nikdy nebyla komerčně využita ve vetštím množství. První průmyslová výroba kyseliny levulové byla zahájena ve 40. letech 20. století.[7] Roku 1956 byla označena za látku se značným potenciálem využití.[8]
Výroba editovat
Původně se kyselina levulová vyráběla zahříváním hexóz (glukózy či fruktózy) nebo škrobu se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou nebo sírovou[6][9][10] Výtěžnost této reakce závisí na tlaku, teplotě, použité kyselině a její koncentraci.[11] Při přidání kyseliny mravenčí se tvoří z části nerozpustné vedlejší produkty, jež mají jasné zbarvení a jejich oddělení je technologicky náročné.
Mnoho metod komerční výroby této kyseliny je založeno na silných kyselinách. Procesy probíhají plynule za použití lignocelulózy jako levného výchozího materiálu, jenž je napuštěn zředěnou minerální kyselinou a přesunut do vysokotlakového reaktoru, kde se zahřívá s vodní parou. Po ochlazení reakční směsi a odfiltrování pevných vedlejších produktů se vytvořená kyselina levulová odděluje od minerální kyseliny použité jako katalyzátor extrakcí bez neutralizace katalyzátoru; tím je umožněno jeho opětovné využití, zatímco kyselinu levulová lze přečistit organickým rozpouštědlem neobsahujícím kyseliny. Čistá kyselina levulová se získává odpařováním z extrakční směsi a následnou destilací.
Reakce a použití editovat
Kyselina levulová se používá jako prekurzor léčiv, plastifikátorů a mnoha dalších látek. Největší využití má při výrobě kyseliny δ-aminolevulové, biologicky rozložitelného herbicidu používaného v jižní Asii;.8 používá se taktéž v kosmetice. Ethyllevulinát, její ester s ethanolem, je častou složkou vůní a parfémů. Kyselina levulová je rovněž výchozím materiálem při přípravě řady dalších sloučenin,[12] k nímž mimo jiné patří potenciální biopaliva jako jsou například γ valerolakton, 2-methyltetrahydrofuran (2-methyl-THF) a ethyllevulinát.
Kyselina levulová se rovněž přidává do cigaret, kde oslabuje distribuci nikotinu v kouři a míru jeho vazby na nervové receptory.[13]
Reference editovat
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Levulinic acid na anglické Wikipedii.
- ↑ a b Levulinic acid. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ PACÁK, Josef. Stručné základy organické chemie. Praha: SNTL, 1975. s. 209. Dostupné také z: https://kramerius5.nkp.cz/uuid/uuid:c91958f0-c51a-11e3-94ef-5ef3fc9ae867
- ↑ ČERVINKA, Otakar, DĚDEK, Václav a FERLES, Miloslav. Organická chemie: učebnice pro vys. školy chemickotechnologické. Praha: Bratislava: SNTL, 1982. s. 685. Dostupné také z: https://kramerius5.nkp.cz/uuid/uuid:a3e98210-412d-11e3-a020-001018b5eb5c
- ↑ Biorefineries – Industrial Processes and Products. Status Quo and Future Directions. Vol. 1, Edited by Birgit Kamm, Patrick R. Gruber, Michael Kamm. 2006, WILEY-VCH, Weinheim. ISBN 3-527-31027-4
- ↑ LEAL SILVA, Jean Felipe; GREKIN, Rebecca; MARIANO, Adriano Pinto; MACIEL FILHO, Rubens. Making Levulinic Acid and Ethyl Levulinate Economically Viable: A Worldwide Technoeconomic and Environmental Assessment of Possible Routes. Energy Technology. S. n/a–n/a. Dostupné online. ISSN 2194-4296. DOI 10.1002/ente.201700594. (anglicky)
- ↑ a b MULDER, G. J. Untersuchungen über die Humussubstanzen. J. Prakt. Chem.. 1840, s. 203–240. DOI 10.1002/prac.18400210121. (German)
- ↑ A.E.Staley, Mfg.Co.A.E.(DecaturIll.); LevulinicAcid 1942 [C.A. 36, 1612]
- ↑ R.H.Leonard, Ind. Eng. Chem. 1331, (1956).
- ↑ A. Freiherrn, V. Grote, B. Tollens, "Untersuchungen über Kohlenhydrate. I. Ueber die bei Einwirkung von Schwefelsäure auf Zucker entstehende Säure (Levulinsäure)" Justus Liebigs Annalen der Chemie volume 175, pp. 181-204 (1875). DOI: 10.1002/jlac.18751750113
- ↑ B. F. MCKENZIE. Levulinic acid. Org. Synth.. 1941. Dostupné online.; Coll. Vol.. S. 335.
- ↑ S.L. Suib, New and Future Developments in Catalysis – Catalytic Biomass Conversion, Elsevier, (2013). ISBN 978-0-444-53878-9
- ↑ BOZELL, Joseph J.; PETERSEN, Gene R. Technology development for the production of biobased products from biorefinery carbohydrates—the US Department of Energy’s "Top 10" revisited. Green Chemistry. Dostupné online. DOI 10.1039/b922014c.
- ↑ Doris Cullen et al., A Guide to Deciphering the Internal Codes Used by the Tobacco Industry, Report No. 03-05, Harvard School of Public Health, Division of Public Health Practice, Tobacco Research Program, August 2005, http://legacy.library.ucsf.edu/resources/harvard_monograph.pdf
Externí odkazy editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu kyselina levulová na Wikimedia Commons
