スズを含むゼオライトは、水中のグルコースの異性化のための非常に活性な触媒です

ブルコースのフルクトースへの異性化は、高フルクトースコーンシロップ（HFCS;酵素触媒によって行う反応）の産生のための大規模な反応であり、最近、燃料や化学物質へのバイオマスの可能性のある経路の中間ステップと見なされています。ここでは、スズ（sn-beta）を含む大型のゼオライトは、高い活性と選択性を備えた水性媒体のフルクトースにグルコースを異性化できることが示されています。具体的には、触媒量のSNベータ（150 SN：グルコースモル比）を含む10％（wt/wt）グルコース溶液は、約46％（wt/wt）グルコース、31％（wt/wt）フルクトースの生成物収量を与えます、および383 Kと413 Kでの30分後の反応後の9％（wt/wt）マンノース。この反応性は、45 wt％グルコース溶液を使用する場合にも達成されます。反応は中等孔ゼオライトでは進行せず、異性化活性が順序付けられたメソポーラスシリカ（MCM-41）に組み込まれている場合、反応は反応挙動に大きく影響し、異性化活性はかなり低くなります。SNベータ触媒は複数のサイクルに使用でき、反応は固体を除去すると停止し、触媒が不均一に発生していることを明確に示しています。最も重要なことは、SN-beta触媒は、酸を加えない培地のように、同等の活性と製品分布を備えた高酸性の水性環境で異性化反応を実行できることです。これにより、SN-BETAは、加水分解/異性化または異性化/脱水反応シーケンスを含む他の酸触媒反応と異性化を結合することができます。

The isomerization of glucose into fructose is a large-scale reaction for the production of high-fructose corn syrup (HFCS; reaction performed by enzyme catalysts) and recently is being considered as an intermediate step in the possible route of biomass to fuels and chemicals. Here, it is shown that a large-pore zeolite that contains tin (Sn-Beta) is able to isomerize glucose to fructose in aqueous media with high activity and selectivity. Specifically, a 10% (wt/wt) glucose solution containing a catalytic amount of Sn-Beta (150 Sn:glucose molar ratio) gives product yields of approximately 46% (wt/wt) glucose, 31% (wt/wt) fructose, and 9% (wt/wt) mannose after 30 min and 12 min of reaction at 383 K and 413 K, respectively. This reactivity is achieved also when a 45 wt% glucose solution is used. The properties of the large-pore zeolite greatly influence the reaction behavior because the reaction does not proceed with a medium-pore zeolite, and the isomerization activity is considerably lower when the metal centers are incorporated in ordered mesoporous silica (MCM-41). The Sn-Beta catalyst can be used for multiple cycles, and the reaction stops when the solid is removed, clearly indicating that the catalysis is occurring heterogeneously. Most importantly, the Sn-Beta catalyst is able to perform the isomerization reaction in highly acidic, aqueous environments with equivalent activity and product distribution as in media without added acid. This enables Sn-Beta to couple isomerizations with other acid-catalyzed reactions, including hydrolysis/isomerization or isomerization/dehydration reaction sequences [starch to fructose and glucose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF) demonstrated here].