Studio di sintesi per applicazione industriale di acidi dicarbossilici polifunzionali e loro derivati a partire da glucosio ed acidi aldarici

With the increasing demand, nowadays based on petrochemical raw materials, of energy and consumer, it is essential to consider renewable, eco-friendly, alternative sources to oil. The use of biomass is looming as a concrete response to this need; in particular lignocellulosic biomass is particularly suited to the development of methods of synthesis of platform chemical compounds or complex high added value organic compounds. Our attention has been placed on the Glucose from lignocellulosic biomass as a source of C6 dicarboxylic acids. Among these acids, of particular interest are the Muconic and Glucaric Acid, as intermediates for the production of other C6 dicarboxylic acids of industrial importance such as Adipic Acid, 2,5-Furandicarboxylic Acid and Terephthalic Acid. Our work has been inspired by litterature procedures regarding the oxidation of Glucose with Nitric Acid to produce Glucaric Acid. In order to improve the claimed yields we developed a new process of oxidation of Glucose in Methanesulfonic Acid. At the same time we developed an original process of dehydration of Mucic Acid, a molecule closely related to Glucaric Acid with better commercial availability as it is provided directly in acid form, to produce the corresponding unsaturated derivative, the 3-Acetoxy-pyran-2-one-6-carboxylic Acid, wich is a useful precursor for the synthesis of important monomers, such as Adipic Acid, or for direct use in the synthesis of new polymers. Finally, we worked on verifying the reduction reactivity under mild conditions of the D-Glucaro-1,4: 6,3-dilactone-2,5-diacetate, a closed bicyclic form of Glucaric Acid, and the 3-Acetoxy-pyran-2-one-6-carboxylic Acid in order to develop a different route to have access to derivatives of 2,5-di-Hydroxyadipic Acid, useful for producing variously functionalized C6 dicarboxylic acids.

Con il crescente aumento della domanda, oggigiorno basata su materie prime petrolchimiche, di prodotti energetici e di consumo, è indispensabile prendere in considerazione fonti rinnovabili, a basso impatto ambientale, alternative al petrolio. L'utilizzo di biomassa si prefigura come una risposta concreta a questa necessità; in particolare la biomassa lignocellulosica si presta particolarmente allo sviluppo di metodi di sintesi di composti chimici piattaforma o di composti organici complessi ad alto valore aggiunto. La nostra attenzione è stata posta sul Glucosio da biomassa lignocellulosica come fonte di Acidi Dicarbossilici C6. Tra questi acidi, di particolare interesse sono l’Acido Muconico e Glucarico, in quanto intermedi per la produzione di altri acidi dicarbossilici C6 di importanza industriale quali Acido Adipico, Acido 2,5-Furandicarbossilico ed Acido Tereftalico. Il nostro lavoro ha preso le mosse dalle procedure presenti in letteratura riguardo l'ossidazione del Glucosio con Acido Nitrico a dare Acido Glucarico. Allo scopo di migliorare le rese rivendicate si è studiato un nuovo processo di ossidazione del Glucosio in Acido Metansolfonico. Contemporaneamente si è studiato, a partire da Acido Mucico (modello dell'Acido Glucarico dalla migliore disponibilità commerciale poichè fornito direttamente in forma acida), un processo originale di disidratazione dello stesso nel corrispondente derivato insaturo, l’Acido 3-acetossi-piran-2-one-6-carbossilico. utile precursore per la sintesi di monomeri importanti, quali ad esempio l’Acido Adipico, o per l’utilizzo diretto nella sintesi di nuovi polimeri. Infine, si è svolto un lavoro di verifica della reattività di riduzione in condizioni blande del D-Glucaro-1,4:6,3-dilattone-2,5-diacetato, forma di-lattonica dell'Acido Glucarico, e dell'Acido 3-Acetossi-piran-2-one-6-carbossilico al fine di individuare una diversa via di accesso ai derivati dell’Acido 2,5-di-idrossiadipico, anch’essi utili nella direzione di produrre acidi dicarbossilici C6 variamente funzionalizzati.