Encimska pretvorba 5-hidroksimetilfurfurala (HMF) do 2,5-furandikarboksilne kisline (FDCA) in karakterizacija fizikalnih lastnosti kislinskih derivatov HMFVirant, Gašper (Avtor) Kogej, Ksenija (Mentor) Likozar, Blaž (Komentor) bio-osnovane kemikalije25-furandikarboksilna kislinaFDCA5- hidroksimetilfurfuralHMFencimska sinteza FDCAmedmolekulska asociacijaGlede na naraščajoči trend svetovne populacije, izčrpavanje fosilnih virov in glede na očitne podnebne spremembe, je razvoj zelenih in trajnostno naravnanih tehnologij čedalje bolj pomemben. Lignocelulozna biomasa je bogato prisoten obnovljiv vir iz katerega lahko proizvajamo vrsto platformskih kemikalij. Primer je 5-hidroksimetilfurfural (HMF), produkt dehidracije glukoze in fruktoze, ki ga pridobivamo z depolimerizacijo celuloze. HMF lahko preko tristopenjske oksidacije pretvorimo do 2,5- furandikarboksilne kisline (FDCA). Slednjo je Ameriški Sektor za Energijo (DOE) uvrstil na seznam 12 najpomembnejših platformskih kemikalij pridobljenih iz biomase. FDCA ima zaradi strukturne podobnosti s tereftalno kislino priložnost izpodriniti ogromen delež fosilno-osnovane polietilen-tereftalatne (PET) plastike in jo zamenjati z bioplastiko. Tristopenjsko oksidacijo HMF do FDCA lahko dosežemo po kemijski poti, vendar ta zahteva uporabo dragih katalizatorjev, visokega tlaka in temperature ter toksičnih organskih topil. V zadnjem času zasledimo porast raziskav usmerjenih v encimsko oksidacijo HMF do FDCA, ki je precej bolj ekološka, saj ta poteka pri sobnem tlaku in temperaturi. V magistrskem delu smo tristopenjsko oksidacijo HMF do FDCA razdelili na posamezne intermediate in testirati katalitično aktivnost šestih komercialno dostopnih encimov: alkohol oksidaze, galaktoze oksidaze, katalaze, lakaze, lignin peroksidaze in hrenove peroksidaze. Aktivnost encimov smo testirali na vse intermediate v omenjeni oksidacijski poti. Katalitične aktivnosti so bile nizke z izjemo, ko je bil substrat 5-formil- 2-furankarboksilna kislina (FFCA), ki je bila v nekaterih primerih pretvorjena v FDCA z izkoristki večjimi od 80 %. Določili smo tudi nekatere fizikalno-kemijske lastnosti kislinskih derivatov HMF, kjer smo ugotovili, da slednji v raztopinah tvorijo asociate. Kislinskim derivatom HMF smo na podlagi kvantnomehanskega pristopa izračunali elektronsko gostoto in določili njihove pKa vrednosti.20202020-10-15 11:20:01Magistrsko delo/naloga121553sl