Mekanisme Transerifikasi, dalam Asid Lemak, dalam Microalgae, Kegunaan

The Transerifikasi Ini adalah tindak balas kimia yang pengalaman ester. Kumpulan alcoxi ester digantikan oleh yang lain biasanya di bawah asid atau keadaan asas. Jenis tindak balas ini dijalankan melalui mekanisme yang sama dengan hidrolisis ester. Walau bagaimanapun, ia berlaku dengan kerap bahawa transerifikasi tidak dijalankan apabila alkohol adalah tertua.

Kerana ia adalah reaksi seimbang, ia mesti bergerak ke arah arah yang dikehendaki dengan menggunakan lebihan alkohol yang dikehendaki hadir dalam struktur akhir atau menghapuskan yang lain.

Transerifikasi. CC0

Hakikat bahawa keseimbangan tindak balas boleh diterbalikkan, dengan mekanisme yang setara untuk tindak balas langsung dan songsang, menunjukkan bahawa transerifikasi ditunjukkan sebagai contoh yang paling sesuai untuk memulakan kajian mekanisme penggantian nukleofilik dalam kumpulan acyl apabila ia dipangkin oleh asid atau oleh a asas.

[TOC]

Mekanisme Transerifikasi

Reaksi transerifikasi biasanya dipangkin oleh asid atau asas.

Di pangkalan

Apabila asas sebagai pemangkin digunakan, mekanisme tindak balas membayangkan penggantian nukleofilik mudah.

Dalam asid

Dalam kes transerifikasi yang dipangkin oleh asid, tindak balas juga dibahagikan kepada dua langkah yang dinamakan sebelumnya, tetapi pemindahan proton diperlukan sebelum dan selepas masing -masing.

Ia. Begitu juga, penghapusan kumpulan keluar didahului oleh protonasi ini dan, apabila tahap penghapusan memuncak, penyahkelompok berlaku lagi.

TRANSSIFIKASI CATALYZED ACID. Mipe/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)

Kerana mekanisme sebelumnya dapat menghasilkan pembentukan asid karboksilik dengan reaksi karbokation (produk protonasi kumpulan karbonil) dengan air yang ada dalam medium tindak balas, tindak balas transerifikasi yang dikatalisasi oleh asid mesti dilakukan tanpa adanya air.

Boleh melayani anda: kalsium klorida (CaCl2)

Dalam beberapa kes, transerifikasi dapat dijalankan dalam persekitaran bukan katalitik. Walau bagaimanapun, ini hanya mungkin dalam keadaan superkritikal (suhu yang lebih tinggi dan tekanan yang lebih tinggi), yang tidak berdaya maju dari segi ekonomi.

Transesterifikasi asid lemak

Minyak sayur -sayuran, dari biji dan buah -buahan tumbuh -tumbuhan, kebanyakannya dibentuk oleh trigliserida (gliserol trifes) yang termasuk tiga asid lemak rantai panjang yang bertanggungjawab untuk jisim molekul yang tinggi dan volatiliti rendah minyak tersebut.

Dengan menyerahkannya kepada proses transsetifikasi menggunakan metanol, minyak ditukar menjadi ester metil dari tiga asid lemak individu. Gliserol juga dihasilkan sebagai hasil sampingan tindak balas.

Alkohol dan pemangkin

Sebagai tambahan kepada metanol, alkohol rantai pendek lain seperti etanol, propanol, butanol dan puntanol. Walau bagaimanapun, metanol dan etanol adalah pilihan:

• Metanol kerana sifat fizikokimia tertentu.
• Etanol kerana ia kurang toksik dan boleh berlaku dari sumber yang boleh diperbaharui.

Pemangkin yang digunakan dalam tindak balas boleh berasid atau asas. Walau bagaimanapun, adalah perkara biasa bagi proses yang akan dijalankan dalam persekitaran alkali, kerana kecekapan tindak balas lebih besar dan, di samping itu, kurang kerosakan pada peralatan yang digunakan sebagai akibat dari kakisan dihasilkan.

Biodiesel

Kerana massa molekul ester metil yang diperolehi adalah kira -kira satu pertiga daripada jisim molekul trigliserida asal, turun naiknya lebih besar dan boleh digunakan dalam enjin diesel.

Oleh itu, campuran ester metil yang diperoleh dari asid lemak biasanya menerima nama biodiesel. Walau bagaimanapun, komposisinya bergantung kepada struktur rantai asid karboksilik yang membentuk setiap trigliserid.

Transerifikasi dalam microalgae

Trigliserida juga boleh didapati dari microalgae. Spesies ini bukan sahaja mensintesisnya secara semulajadi, tetapi juga menyimpannya sebagai rizab tenaga karbon dalam sel mereka apabila mereka tidak dapat membahagikan lagi.

Boleh melayani anda: sebatian organik

Kelebihan

Berkenaan dengan minyak sayuran, microalgae menawarkan beberapa kelebihan apabila digunakan sebagai bahan mentah untuk mendapatkan biodiesel. Di samping menghasilkan biomas yang lebih besar kerana mereka mempamerkan kadar pertumbuhan yang tinggi, mereka tidak mewakili persaingan untuk kawasan penanaman untuk pengeluaran makanan.

Microalgae boleh tumbuh dalam keadaan buruk seperti yang terdapat di tanah yang tidak dapat ditemui atau badan air segar dan asin seperti kolam, tasik, laut dan lautan.

Penanaman mikroalga di skala makmal. CSIRO / Creative Commons Agust 3.0 tidak disiarkan.

Transerifikasi asid yang diklasifikasikan

Kerana minyak microalgae mengandungi lebih banyak asid lemak bebas daripada minyak sayuran, yang menghasilkan tindak balas sekunder yang buruk dalam medium asas, proses pemahaman harus dilakukan dengan menggunakan pemangkin asid sebelum peralihan biasa.

Memandangkan ini, pemangkin pepejal dibentangkan dengan potensi besar dalam peralihan mikroalgae. Selain digunakan beberapa kali dan mudah dipisahkan dari medium tindak balas, gliserol tulen diperolehi tanpa produk, kerana proses itu tidak dipengaruhi oleh kelembapan yang ada dalam bahan mentah dan asid lemak bebas.

Aplikasi Transerifikasi

Transerifikasi terutamanya digunakan dalam pengeluaran biodiesel; Bukan sahaja faedah ekonomi diperoleh, tetapi pelepasan gas rumah hijau dikurangkan. Walau bagaimanapun, kepelbagaian besar transesterifikasi telah membenarkan penggunaannya di makmal dan dalam industri.

Sintesis ester

Ketika datang ke sintesis ester, transerifikasi biasanya mempunyai lebih banyak kelebihan daripada penggunaan asid karboksilik dan alkohol dalam kes tertentu.

Esters larut dalam kebanyakan pelarut organik, sementara beberapa asid karboksilik mempunyai kelarutan yang sangat kecil, yang menjadikannya sukar untuk menjalankan esterifikasi homogen. Maka transformasi ester-strain sangat berguna dari ester yang tersedia dan etil dan etil.

Boleh melayani anda: Beban nuklear kalium yang berkesan: Apakah dan contohnya

Pempolimeran

Transerifikasi juga berguna dalam pembukaan cincin lactona yang mengakibatkan pembentukan poliester.

Walaupun pengeluaran polietilena terephthalate (PET) kini didasarkan pada pensilan langsung asid tereftallic, tindak balas transcesserification antara dimetil terephthalate dan etilena glikol dalam pengeluaran yang digunakan untuk digunakan untuk poliester ini.

Unit berulang polietilena terephthalate. Domain LJFA-AG / Domain Pub

Sebaliknya, transcesserification adalah asas dalam industri cat, kerana penyembuhan (poliesterifikasi) resin alquidic membolehkan untuk memperbaiki sifat lukisan di mana minyak sayuran digunakan sebagai bahan mentah.

Rujukan

1. Da Silva, v. T., & Sousa, l. Ke. (2013). Peningkatan pemangkin lemak dan minyak sayur -sayuran untuk pengeluaran bahan api. Peranan pemangkinan untuk pengeluaran bio dan bio-kimia lestari, 67-92.
2. Makareviciene, v., & Skorupskaite, v. (2019). Transerifikasi microalgae untuk pengeluaran biodiesel. Generasi Kedua dan Ketiga bahan bakar, 469-510.
3. Meneghetti, s. P., Meneghetti, m. R., & Brito, dan. C. (2013). Transerifikasi, aplikasi SOM dan pengeluaran biodiesel. Majalah Kimia Maya, 5 (1), 63-73.
4. Nasreen, s., Nafes, m., Qureshi, l. Ke., Asad, m. S., Sadiq, a., & Ali, s. D. (2018). Kajian Kaedah Transerifikasi Pemangkin untuk Pengeluaran Biodiesel (PP. 93-119). Intechopen.
5. Schucardt, u., Sercheli, r., & Vargas, r. M. (1998). Transerifikasi Minyak Sayuran: Kajian. Jurnal Persatuan Kimia Brazil, 9 (3), 199-210.
6. Smith, m. B. (2020). Kimia Organik Lanjutan Mac: Reaksi, Mekanisme, dan Struktur (8^th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons.
7. Vyas, a. P., Verma, j. L., & Subrahmanyam, n. (2010). Ulasan mengenai proses pengeluaran kemasyhuran. Bahan api, 89 (1), 1-9.
8. Wade, l. G. (2013). Kimia Organik (8^thed.). New York. Pearson.