Influencia del soporte en la hidrogenación en fase acuosa de mono- y disacáridos con catalizadores a base de rutenio

Abstract

Catalizadores heterogéneos con tolerancia al agua son necesarios para hidrogenar los mono- y disacáridos derivados de la biomasa con el fin de obtener productos de alto valor agregado. Se eligieron zirconia y zirconia fosfatada (tanto másicas como dispersadas en alúmina) para preparar catalizadores de rutenio soportados. Los cuatro soportes (Z, PZ, Z-A y PZ-A) se sintetizaron por un método sol-gel y se caracterizaron por análisis superficial, SEM, DRX y TGA. Se prepararon catalizadores soportados con rutenio (3% en peso de contenido de Ru) por impregnación y se evaluaron en la hidrogenación de glucosa a sorbitol y xilosa a xilitol en condiciones de fase acuosa ambientalmente amigables. El mejor rendimiento se obtuvo con los catalizadores Ru/PZ-A. En la hidrogenación de glucosa, se alcanzó una conversión del 88%, siendo sorbitol el único producto. La xilosa se convirtió completamente en xilitol con el mismo catalizador. Por otra parte, se evaluó también la hidrogenación de celobiosa a sorbitol. El soporte de PZ-A no resultó lo suficientemente ácido para romper el enlace glicosídico C-O-C.

Heterogeneous catalysts with tolerance to water are needed to hydrogenate biomass-derived monoand disaccharides in order to obtain high value-added products. Zirconia and phosphated zirconia (both bulk and alumina-supported) were chosen for preparing supported ruthenium catalysts. The four supports (Z, PZ, Z-A and PZ-A) were synthesized via sol-gel method and characterized by surface analysis, SEM, XRD and TGA. Ruthenium supported catalysts (3 wt% Ru content) were prepared by impregnation and evaluated in the hydrogenation of glucose to sorbitol and xylose to xylitol under green aqueous phase conditions. The best performance was obtained with the Ru/PZ-A catalysts. In the hydrogenation of glucose, an 88% conversion was achieved, being sorbitol the only product. Xylose was completely converted to xylitol with the same catalyst. On the other hand, hydrogenation of cellobiose to sorbitol was also evaluated. The PZ-A support was not acid enough to cleave the glycosidic C-O-C bond.