バイオマス由来の選択されたC-Cプラットフォーム化学品の連続フローアップグレード

Continuous Flow Upgrading of Selected C-C Platform Chemicals Derived from Biomass.

• Romaric Gérardy
• Damien P Debecker
• Julien Estager
• Patricia Luis
• Jean-Christophe M Monbaliu

抄録

汎用化学品や特殊化学品の工業生産の増加は、地球上の限りある化石資源の枯渇を避けられません。今後30年間の人口増加が予測されていることから、石油系資源以外の代替一次資源を特定するための強い動機付けとなっています。化石資源とは対照的に、再生可能なバイオマスは、実質的に無尽蔵の化学的構成要素の貯蔵庫である。現在の産業のパラダイムを、ほぼ石油由来の資源のみからバイオ由来の代替原料へとシフトさせるためには、政治的なメッセージだけでなく、工業的な化学プロセスに依存している概念と技術を根本的に見直す必要があります。バイオマスから抽出された分子のうち、化学的にも商業的にも大きな可能性を秘めているのはごく一部に過ぎず、ユビキタス化学プラットフォームとして、新しいバイオベースの産業が発展する可能性を秘めています。フローケミストリーは、独自のプロセス経験、スケーラビリティー、環境負荷の低減という点で固有の資産のために、この文脈で果たすべき大きな役割を持っていると考えられます。本レビューでは、ポリオール（エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、グリセロール、1,4-ブタンジオール、キシリトール、ソルビトール）、フラノイド（フルフラール、5-ヒドロキシメチルフルフラール）、カルボン酸（乳酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、イタコン酸、レブリン酸）を含む、既存の商業市場を持つCtoCバイオベースの化学プラットフォームの選択をカバーしています。このレビューの目的は、バイオベースのプラットフォーム分子をコモディティケミカルやスペシャリティケミカルへとアップグレードするための様々な側面を、連続フロー技術の傘の下にある新しいプロセスコンセプトを使用して説明することであり、バイオリファイナリーの将来の展望を変える可能性があります。

The ever increasing industrial production of commodity and specialty chemicals inexorably depletes the finite primary fossil resources available on Earth. The forecast of population growth over the next 3 decades is a very strong incentive for the identification of alternative primary resources other than petro-based ones. In contrast with fossil resources, renewable biomass is a virtually inexhaustible reservoir of chemical building blocks. Shifting the current industrial paradigm from almost exclusively petro-based resources to alternative bio-based raw materials requires more than vibrant political messages; it requires a profound revision of the concepts and technologies on which industrial chemical processes rely. Only a small fraction of molecules extracted from biomass bears significant chemical and commercial potentials to be considered as ubiquitous chemical platforms upon which a new, bio-based industry can thrive. Owing to its inherent assets in terms of unique process experience, scalability, and reduced environmental footprint, flow chemistry arguably has a major role to play in this context. This review covers a selection of C to C bio-based chemical platforms with existing commercial markets including polyols (ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, glycerol, 1,4-butanediol, xylitol, and sorbitol), furanoids (furfural and 5-hydroxymethylfurfural) and carboxylic acids (lactic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, itaconic acid, and levulinic acid). The aim of this review is to illustrate the various aspects of upgrading bio-based platform molecules toward commodity or specialty chemicals using new process concepts that fall under the umbrella of continuous flow technology and that could change the future perspectives of biorefineries.