Izobutanolo
kemia kombinaĵo From Wikipedia, the free encyclopedia
kemia kombinaĵo From Wikipedia, the free encyclopedia
Izobutanolo estas estas organika kombinaĵo apartenanta al la grupo de la alkoholoj. Ĝi estas senkolora, brulema likvaĵo kun karakteriza odoro kaj ĉefe uzatas kiel solvanto. Ĝiaj izomeroj, la aliaj butanoloj, inkludas 1-butanolon, 2-butanolon kaj terc-butanolon kiuj estas gravaj laŭ industria vidpunkto.
| Izobutanolo | ||||
 | ||||
| Plata kemia strukturo de la Izobutanolo | ||||
 | ||||
| Tridimensia strukturo de la Izobutanolo | ||||
| Alternativa(j) nomo(j) | ||||
| ||||
| Kemia formulo | ||||
| CAS-numero-kodo | 78-83-1 | |||
| ChemSpider kodo | 6312 | |||
| PubChem-kodo | 6560 | |||
| Merck Index | 15,5176 | |||
| Fizikaj proprecoj | ||||
| Aspekto | senkolora likvaĵo kun dolĉeca odoro | |||
| Molmaso | 74.122 g·mol-1 | |||
| Denseco | 0.802 g cm−3 | |||
| Fandpunkto | −108 °C | |||
| Bolpunkto | 107.89 °C | |||
| Refrakta indico | 1,3959 | |||
| Ekflama temperaturo | 28 °C | |||
| Memsparka temperaturo | 415,56 °C | |||
| Solvebleco | Akvo:8.7 g/100 ml | |||
| Mortiga dozo (LD50) | 2460 mg/kg (buŝe) | |||
| Sekurecaj Indikoj | ||||
| Risko | R10 R37/38 R41 R67 | |||
| Sekureco | S7/9 S13 S26 S37/39 S46 | |||
| Pridanĝeraj indikoj | ||||
| Danĝero
| ||||
| GHS etikedigo de kemiaĵoj[1] | ||||
| GHS Damaĝo-piktogramo |
| |||
| GHS Signalvorto | Damaĝa substanco | |||
| GHS Deklaroj pri damaĝoj | H226, H315, H318, H335, H336 | |||
| GHS Deklaroj pri antaŭgardoj | P210, P305+351+338, P304+340, P302+352 | |||
(25 °C kaj 100 kPa) | ||||
Izobutanolo estas produktata per karboniligo de la propileno. Du metodoj estas industrie praktikataj, la hidroformiligo estas la plej ordinara kaj generas miksaĵon da izobuteraldehidoj, kiuj poste estas hidrogenigitaj al la respektivaj alkoholoj kaj sinsekve separitaj. La karboniligo de hidrokarbonidoj kaj karbona monooksido estis kreita en 1939 de Walter Reppe (1892-1969).
Alkoholoj kun pli altaj karbonkatenoj posedas energiajn densecojn proksikmajn al benzino, kaj ne estas tiel volatilaj kaj korodaj kiel la etanolo, krom ne facile absorbas akvon. Krom tio, branĉo-katenaj alkoholoj, tia kia la izobutanolo, havas pli altajn oktano-nombrojn, rezultante en malpli efikajn motorojn. Kvankam produktita dum fermentado de la sakarido kaj povante esti kromprodukto en putro-procezo de organika materio, la izobutanolo aŭ alkoholoj kun kvin karbonatomoj neniam estis produktitaj el renovigebla fonto kun sufiĉe alta rendimento kiu povus disponigi ilin kiel anstataŭantoj de la benzino antaŭ la artikolo de la Revuo Nature en 2008, kiu menciis la produktadon de la izobutanolo ekde la glukozo far la Escherichia coli.
Modifi ian organismon cele al produktado de ĉi-komponaĵoj kutime rezultas en ĉela tokseco. Ĉi-malfacilaĵo estis venkobatita per plibonigado de la denaskaj metabolaj retoj de la Escherichia coli kaj ŝanĝo de ĝia intraĉela kemio per uzo de la genetika inĝenierado por la produktado de ĉi-alkoholoj. Gravaj karakterizaĵoj de la Escherichia coli estis modifitaj por produkti alkoholojn kun pli altaj katenoj, inklude de la 1-butanolo, 2-butanolo, 2-metil-1-butanolo, 3-metil-1-butanolo kaj 2-fenil-etanolo. Ĉi-strategio ekspluatas la biosinteza vojo pli alte aktiva de la Escherichia coli ŝanĝante parton de ĝia aktiveco por la produktado de alkoholo. Oni kredas ke ĉi-nekutimaj alkoholoj povas estis produktataj tiel efike kiel la biosintezo de la etanolo.
E. coli[3] estas Gram-negativaj, vergo-formaj bakterioj. E. coli estas mikroorganismo kiu plej probable brilos en la produktado de la izobutanolo. Sub ĝia perfekte muntita formato, E. coli produktas la plej altan rendimenton je izobutanolo inter aliaj mikroorganismoj. Metodoj tiaj kiaj primaraj metabolaj modoj estas uzataj en la plibonigado de la produktado-efikeco de la E. coli tiel ke larĝaj kvantoj de izobutanolo estu sintetizeblaj. E. coli estas ideala izobutanola sintezanto pro pluraj kialoj:
Ĉar la celuloza biomaso tia kia la maizo-tigo kaj Panicum virgatum estas abunda kaj malmultekosta, estas multe pli malfacile uzi maizon aŭ sukerkanon. Tio okazas grandparte pro la spitemo aŭ naturdefendo de la plantoj rilate al ĝia kemia malmuntado. Aldone al la komplekseco, la produktado de biobrulaĵo implicas en pluraj etapoj -- antaŭtraktado, enzima traktado kaj fermentado -- kaj ĝi estas pli altkosta ol tiu metodo kiu kombinas biomasan uzon kaj sukerfermentadon en biobruligaĵon per ununura procezo.
Por igi la konvertiĝon ebla, esploristoj devis disvolvi ian specion da Clostridium cellulolyticum, iu denaska mikrobo rezultanta el celuloza putriĝo, kiu povas sintezi izobutanolon rekte de la celulozo. Ĉi-pruvo de koncepta esploro difinas la studojn kiuj plej probable implicas genetikan manipuladon de aliaj kunfirmitaj bioprocezeblaj mikroorganismoj.
Clostridium butyricum estas strikte anaerobaj endosporo-formaj buteratacidaj Gram-pozitivaj baciloj kiu subekzistas pere de fermentado kiu uzas intraĉele akumulita amilopektino -- simile al α-poliglukano (granulozo) -- kiel substrato. Ĝi ordinare estas raportata kiel hompatogena kaj estas vaste uzata kiel probiotiko en Azio (ĉefe en Japanio, Koreio kaj Ĉinio. Clostridium butyricum estas inhabitanto de la sojlo en diversaj mondopartoj, kaj estas kultivata ekde fekaĵoj de sanaj infanoj kaj adoltoj, kaj estas ordinare trovata en lakto kaj fromaĝoj.
Clostridium butyricum estas konsiderataj promesplenaj produktantoj de biobruligaĵoj kaj biokemiaĵoj, tiaj kiaj hidrogeno, butanolo, buterata acido, izobutanolo[4] kaj 1,3-propanodiolo.
Cianobakterioj[5] estas filumo de fotosinteza bakterio. Cianobakterioj estas adekvataj por la biosintezo de la izobutanolo kiam genetike manipulitaj por la produktado de izobutanolo kaj ĝiaj korespondaj aldehidoj. La specioj produktantaj izobutanolon surbaze de cianobakterioj prezentas plurajn avantaĝojn kiel sintezantoj de biobruligaĵoj:
Cianobakterioj kreskas pli rapide ol plantoj kaj absorbas pli efike sunbrilon ol plantoj. Tio signifas ke ili povas repleniĝi sub pli rapida takso ol la plantmaterialoj uzataj por aliaj biosintezantoj de biobruligaĵo. Cianobakterioj povas kreski sur grundo ne kultivita, do grundo ne uzata por bredado. Ĉi-tio malhelpas konkuradon inter la nutro-fontoj kaj la bruligaĵo-fontoj. La necesaj suplementoj por la kresko de cianobakterioj estas CO2, H2O kaj sunbrilo. Ĉi-tio prezentas du avantaĝojn:
Ĉar CO2 devenas el atmosfero, cianobakterioj ne bezonas plantmaterialon por sintezado de la izobutanolo (en aliaj organismoj sintezantaj izobutanolon, plantmaterialo estas la karbonfonto necesa al sinteza produktado de la izobutanolo). Ĉar plantmaterialo ne uzatas por la produktado de izobutanolo, oni evitas la neceson akiri plantmaterialon el nutro-fontoj kaj krei nutraĵo-bruligaĵon interrilaton. Ĉar CO2 estas absorbita el la atmosfero far la cianobakterio, la ebleco pri biorebonigado ekzistas (sub la formo de forigo de CO2 el la atmosfero).
La ĉefaj malavantaĝoj de la cianobakterioj estas: Cianobakterioj estas sentemaj al mediaj kondiĉoj post kiam adoltaj. Cianobakterioj forte suferas la agadon de la sunlumo sub neadekvata ondolongo kaj intenseco, CO2 kun neadekvata koncentriĝo, aŭ H2O kun neadekvata saleco kvankam granda amaso da cianobakterioj sukcesas vivi en salecaj kaj maraj akvoj. Ĉi-tiuj faktoroj estas malfacile kontroleblaj kaj prezentas pli grandan obstaklon en la produktado de izobutanolo far cianobakterioj.
Bioreakktoroj por cianobakterioj postulas altan energion por funkciado. Kultivaĵoj postulas konstantan miksaĵon, kaj la rikolto de biosintezaj produktoj estas intense energia. Ĉi-tio faktoro reduktas la efikecon de la izobutanola produktado pere de cianobakterioj.
Bacillus subtilis estas Gram-pozitivaj vergoformaj bakterioj[6]. Bacillus subtilis prezentas multajn el la samaj avantaĝoj kaj malavantoĝoj rilate al Escherichia coli, sed ĝi estas malpli uzata kaj ne produktas izobutanolon tiel grandkvante kiel la Escherichia coli. Simile al Escherichia coli, Bacillus subtilis estas kapabla produkti izobutanolon ekde la lignocelulozo, kaj estas facile manipulita de la ordinaraj genetikaj teknikoj. Elementaj modanalizoj[7] ankaŭ uzatas por plibonigado de la metabola vojo por isobutanola sintezo plenumata de la Bacillus subtilis, rezultante en pli altaj rendimentoj de produktado.
Saccharomyces cerevisiae aŭ fornogisto estas specio de gisto kiu nature produktas izobutanolon malgrandkvante laŭ ties biosinteza vojo de la aminoacido valino. Fornogisto estas ideala kandidato por la produktado de la izobutanola biobruligaĵo pro pluraj kialoj:
Tamen, Saccharomyces cerevisiae pruvatas malfacile perlabori pro ilia propra biologio:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
