Ferulazuur in de chemie
Ferulazuur maakt chemie weer stukje groener
Vlaamse wetenschappers produceren belangrijke chemische bouwsteen uit hernieuwbare grondstof
Wetenschappers van de universiteiten van Antwerpen, Gent en Leuven zijn er in geslaagd om catechol te maken op een duurzamere manier, vertrekkende van een hernieuwbare grondstof. Catechol, dat vandaag alleen via petrochemische processen geproduceerd wordt, is een belangrijke basisbouwsteen in de chemie, onder meer gebruikt voor de productie van rubber, geneesmiddelen en kleurstoffen.
Catechol is een belangrijk industrieel basisproduct. Jaarlijks wordt hier 40 000 ton van gemaakt, onder meer door Solvay. Deze molecule is een noodzakelijke bouwsteen voor de productie van een hele waaier aan producten met verscheidene toepassingsgebieden zoals geneesmiddelen, agrochemicaliën, geur- en smaakstoffen, elektronica en polymeren. Tot op heden kon het alleen via petrochemische processen, vertrekkende vanuit aardolie, bekomen worden.
“Dat moet duurzamer kunnen”, dachten onderzoekers van UAntwerpen, UGent en KU Leuven. “In Antwerpen hebben we een onderzoekslijn rond biohernieuwbare chemicaliën”, vertelt prof. Bert Maes, Collen-Francqui onderzoeksprofessor bij het Departement Chemie UAntwerpen en woordvoerder van het onderzoeksexcellentieconsortium CASCH. “Met onze expertise gingen we aan de slag met ferulazuur, wat onder meer voorkomt in rijst, tarwe, maïs en bamboe. In graangewassen bevindt het zich in de zemelen. Deze eindigen doorgaans als afvalstroom, waaruit ferulazuur kan bekomen worden. Op die manier werken we in dit onderzoek mee aan de valorisatie van agrarische afvalstromen.”
Ferulazuur is dus een biohernieuwbaar startmateriaal, bekomen uit een afvalstroom. De Vlaamse wetenschappers ontwikkelden een procedé om deze molecule in één eenvoudige stap om te zetten in catechol. Maes: “Ons proces houdt in dat we ferulazuur verwarmen tot 250 °C in water samen met een kleine hoeveelheid van een sterk zuur (bv. zoutzuur) als katalysator. Een verhoogde druk (bv. 50 bar) verhoogt het kookpunt van het aanwezige water, waardoor dit vloeibaar blijft. Dit is cruciaal voor deze omzetting. Na afkoelen en enkele eenvoudige handelingen wordt zuiver catechol bekomen.”
Het onderzoeksproject werd mee mogelijk gemaakt dankzij een Excellence of Science-project (EOS) van het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek – Vlaanderen (FWO) en haar Waalse tegenhanger FNRS en via ondersteuning door Catalisti. Een paper met de onderzoeksresultaten verschijnt in Angewandte Chemie International Edition, een van de meest prestigieuze tijdschriften in het domein van de scheikunde en wordt in de kijker gezet via een coverillustratie.