Journal of Siberian Federal University. Chemistry / Optimization of the Process of Electrochemical Conversion of Levulinic Acid to Valeric Acid on a Lead Electrode in Acetonitrile

Full text (.pdf)
Issue
Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2024 17 (3)
Authors
Zimonin, Dmitriy V.; Kuzin, Nikolay D.; Lykova, Anna I.; Masharova, Diana A.; Burmakina, Galina V.
Contact information
Zimonin, Dmitriy V.: Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS Federal Research Center ‘‘Krasnoyarsk Science Center SB RAS”; Siberian Federal University; Krasnoyarsk State Agrarian University Krasnoyarsk, Russian Federation; ; Kuzin, Nikolay D.: Siberian Federal University Krasnoyarsk, Russian Federation; Lykova, Anna I.: Siberian Federal University Krasnoyarsk, Russian Federation; Masharova, Diana A.: Reshetnev Siberian State University of Science and Technology Krasnoyarsk, Russian Federation; Burmakina, Galina V.: Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS Federal Research Center ‘‘Krasnoyarsk Science Center SB RAS” Krasnoyarsk, Russian Federation
Keywords
electrochemistry; optimization; levulinic acid; reduction; lead electrode; acetonitrile; valeric acid
Abstract

Электрокаталитическое гидрирование левулиновой кислоты (ЛК), полученной из биомассы, является многообещающей стратегией синтеза ценных химических веществ и высокоэнергетических жидких топлив в условиях окружающей среды. В работе изучено влияние условий проведения электрохимической конверсии ЛК в валериановую кислоту (ВК) на свинцовом электроде. Методом математической оптимизации с использованием ПФЭ типа 3*2*2 и пакета программ Statgraphics Centurion XVI установлены оптимальные условия, обеспечивающие выход ВК 50 % с конверсией левулиновой кислоты 70 %: продолжительность электролиза – 3 ч, концентрация HBF4 – 4 ммоль/л при потенциале электролиза 1.09 В. Продукты электрохимической конверсии ЛК подтверждены методом ВЭЖХ на квадрупольном хроматографе Shimadzu LC/MS‑2020

Electrocatalytic hydrogenation of levulinic acid (LA) was a promising strategy for the synthesis of valuable chemicals and high-energy liquid fuels under ambient conditions. The influence of the conditions for the electrochemical conversion of LA into valeric acid (VA) on a lead electrode were studied. Using the method of mathematical optimization using PFE type 3*2*2 and the Statgraphics Centurion XVI software package, optimal conditions were established that ensure a VC yield of 50 % with a levulinic acid conversion of 70 %: electrolysis duration – 3 hours, С(HBF4) = 4 mM at an electrolysis potential of 1.09 V. The products of electrochemical conversion of LA were confirmed by HPLC on a Shimadzu LC/MS‑2020 quadrupole chromatograph

Pages
429–437
EDN
OETGXP
Paper at repository of SibFU
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/153821