Водорослевый остаток — альтернативный углеродный ресурс для фармацевтики и полиэфиров

Микроводоросли привлекают большое внимание в производстве биомассы, поскольку многие штаммы обладают высокой продуктивностью биомассы на единицу времени и площади. Водоросли производят много масла, а также углеводов, в основном в форме крахмала. Они могут выживать в неблагоприятных, бедных питательными веществами условиях и выращиваться в промышленных масштабах без использования пахотных земель. Масло, полученное из водорослей, недавно начали использовать в реактивном топливе и биодизеле. Однако ранее упускали из виду крахмал, остающийся в клетках водорослей после экстракции масла. Исследователь Токийского технологического института Шо Ямагути и его коллеги обнаружили, что этот крахмал можно преобразовать в алкиллактат и алкиллевулинат — важные химические вещества для производства фармацевтических препаратов, добавок и полиэфиров.

Две молекулы молочной кислоты могут быть дегидратированы до лактона лактида и затем полимеризованы в атактический или синдиотактический полилактид, которые являются биоразлагаемыми полиэфирами. Левулиновая кислота, с другой стороны, используется как прекурсор для фармацевтических препаратов и добавок (например, пластификаторов), а также как исходный материал для множества соединений. Исследователи обнаружили, что использование гомогенного катализатора Sn(OTf)₂ приводит к увеличению выхода алкиллевулината, а использование SnBr₄ позволяет селективно производить алкиллактат. Их результаты показывают, что водоросли можно использовать не только как источник биотоплива, но и как углеродный ресурс для химических веществ, применяемых в самых разных отраслях. Это может привести к тому, что биомасса водорослей станет новым альтернативным углеродным ресурсом вместо ископаемого топлива.

Ямагути и его коллеги исследовали различные гомогенные катализаторы для оптимизации селективного производства метиллевулината и метиллактата. Однако они отмечают, что для практического применения процесса необходима дальнейшая разработка гетерогенных катализаторов. Кроме того, они признают важность понимания фундаментальных механизмов производства крахмала в водорослях, так как это может привести к дальнейшим успехам в производстве водорослевой биомассы.