Производство нейлона связано с высоким уровнем выбросов: ключевой компонент — адипиновая кислота — получается из нефти энергозатратными методами. Однако исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) предложили более экологичный подход: превращать в адипиновую кислоту лигнин — природный полимер, придающий растениям жесткость.
Ежегодно миллионы тонн лигнина остаются в виде отходов при производстве бумаги и биотоплива — чаще всего их сжигают. Хотя потенциал лигнина как источника ароматических соединений известен давно, его неоднородный состав и химическая реактивность осложняют переработку. В результате существующие методы дают выход готового продукта не более 20% от массы сырья.
Лигнин часто разрушается при извлечении из биомассы, и большинство методов деполимеризации лигнина расщепляют только связи C-O, что приводит к образованию сложных смесей мономерных и олигомерных фенолов
Команда разработала комбинированный метод: сначала лигнин извлекают из древесной щепы с помощью восстановительного каталитического фракционирования, затем обрабатывают в реакторе и окисляют. Финальный этап — преобразование ароматических кислот в муконолактон с помощью модифицированной бактерии Pseudomonas putida, который далее превращается в адипиновую кислоту.
Экспериментальный процесс показал выход адипиновой кислоты около 26% по массе, а при оптимизации показатель может достичь 57%. Метод работает с лигнином из разных пород древесины (тополь, сосна, берёза). Ученые уверены: дальнейшая доработка технологии сделает её жизнеспособной альтернативой нефтехимическому производству.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые создали разлагающийся в воде аналог нейлона.
