Verbeterd proces zet fructose efficiënt om in grondstof voor polyester.

De grondstof heet 5-hydroxymethylfurfural, kortweg HMF. Deze stof is vrij gemakkelijk te oxideren tot 2,5 -furandicarboxylzuur (FDCA), een mogelijke vervanger voor tereftaalzuur in PET. Eventueel is HMF ook te reduceren tot 2,5-dihydroxymethylfuran of 2,5-bis(hydroxymethyl)tetrahydrofuran. Laat je een van die stoffen reageren met FDCA, dan krijg je in principe een polyester dat geheel is gebaseerd op biomassa.

De zuurgekatalyseerde dehydratie van fructose tot HMF plus drie watermoleculen is niets nieuws. Dit gebeurt namelijk altijd wanneer je fructosehoudende voedingsmiddelen verhit, bijvoorbeeld om ze te steriliseren. Jammer genoeg reageert de meeste HMF dan meteen verder tot een onbruikbare cocktail van bijproducten.

Dat laatste is te ondervangen door een organisch extractiemiddel toe te voegen dat niet met de waterfase mengt en het gevormde HMF direct absorbeert. Maar tot nu toe had men hiervoor zeer grote hoeveelheden extractiemiddel nodig, met als gevolg dat het veel te veel energie kostte om de sterk verdunde HMF er weer uit te krijgen.

In Science beschrijven onderzoekers van de universiteit van Wisconsin-Madison nu een variant die commercieel wel aantrekkelijk zou kunnen zijn. Om te beginnen hebben ze de waterfase verrijkt met dimethylsulfoxide (DMSO) en/of het hydrofiele polymeer poly(1-vinyl-2-pyrrolidinon) (PVP) om nevenreacties af te remmen. Omdat HMF in dit mengsel beter oplost dan in puur water, modificeerden ze de organische fase (methylisobutylketon, MIBK) met dertig procent 2-butanol.

Op deze manier konden ze een oplossing van 50 gewichtsprocent fructose voor negentig procent omzetten, met een HMF-selectiviteit van bijna tachtig procent. Bovendien heeft MIBK een relatief laag kookpunt, zodat de scheiding achteraf niet al te veel energie kost.

Op deze manier zou fructose toch nog een serieus alternatief voor aardolie kunnen worden, denken de onderzoekers.

bron: persbericht University of Wisconsin-Madison