化学：化学触媒反応と抽出発酵を一体化して燃料を生産する

100年近く前、アセトン・ブタノール菌（Clostridium acetobutylicum）によるアセトンの発酵生産によって、コルダイト爆薬製造用の重要な代替アセトン源が得られた。今日では、再生可能代替輸送燃料としてn-ブタノールやエタノールを生産するために、溶媒を生成するクロストリジウム種への関心が復活している。アセトンは、アセトン・n-ブタノール・エタノール（ABE）発酵の生成物の1つであり、求核性のα炭素を持っている。求核性α炭素は、ABE発酵で生成される求電子性アルコールとC–C結合形成しやすい。この官能性を利用して、現在のジェット燃料やディーゼル燃料中の炭化水素に似た、さらに分子量の大きい炭化水素を合成できる。今回我々は、生物学的経路と化学触媒的経路を一体化し、パラジウム触媒を用いたアルキル化によりABE発酵生成物を効率よくケトンに変換したことを報告する。反応条件を調整することによって、ガソリン前駆体、ジェット・ディーゼル燃料前駆体のいずれかの生成が可能になる。アセトンとアルコールのin situ選択的抽出にグリセリルトリブチレートを使用して、プロセス全体のエネルギー需要を減らしながら、ABE発酵と化学触媒反応の単純な一体化を可能にした。このプロセスによって、リグノセルロースやサトウキビから、理論的最高値に近い収率で、選択的にガソリン、ジェット燃料、ディーゼル燃料のブレンド原料を生産する手段が得られる。

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