गामा-वेलेरोलैक्टोन

γ-वेलेरोलैक्टोन (जीवीएल) रासायनिक सूत्र C5H8O2 के साथ कार्बनिक यौगिक होता है | यह रंगहीन तरल अत्यधिक सामान्य लैक्टोन में से होता है। जीवीएल चिरल है लेकिन सामान्यतौर पर रेसमेट के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सेल्यूलोसिक बायोमास से आसानी से प्राप्त होता है और संभावित ईंधन और हरित विलायक होता है।

जीवीएल गामा-हाइड्रॉक्सीवेलेरिक अम्ल γ-हाइड्रॉक्सीवेलेरिक अम्ल (जीएचवी) के लिए दवा के रूप में व्यवहार करता है, यह गामा-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक अम्ल γ-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक अम्ल (जीएचबी) के समान प्रभाव वाली दवा होता है, चूकि इसकी तुलना में इसकी क्षमता कम होता है। क्योंकि जीएचबी को दुनिया के कई हिस्सों में नियंत्रित किया जाता है, यद्यपि जीवीएल को नहीं, जीवीएल ने जीएचबी के कानूनी विकल्प के रूप में लोकप्रियता हासिल होता है।

संश्लेषण
जीवीएल का उत्पादन लेवुलिनिकअम्ल से होता है,जो हैक्सोस से प्राप्त होता है। एक विशिष्ट प्रक्रिया में, सेल्युलोसिक बायोमास, जैसे मकई स्टोवर, सॉग्रास, या लकड़ी, को अम्ल उत्प्रेरक का उपयोग करके ग्लूकोज और अन्य शर्करा में हाइड्रोलाइज किया जाता है। इसके बाद परिणामी ग्लूकोज को फॉर्मिक अम्ल और लेवुलिनिक अम्ल प्राप्त करने के लिए हाइड्रोक्सीमिथाइलफुरफुरल के माध्यम से निर्जलित किया जा सकता है, जो मध्यवर्ती फ़्यूरान में चक्रित होता है, जिसे फिर गामा-वेलेरोलैक्टोन में हाइड्रोजनीकृत किया जा सकता है, जिसका तरल ईंधन के रूप में संभावित अनुप्रयोग होता है।
 * [[File:Cyclization of levulinic acid.svg]]

संभावित अनुप्रयोग
जीवीएल की पहचान एक संभावित हरित विलायक के रूप में की गई थी। इसकी हर्बल गंध के कारण इसका उपयोग इत्र और स्वाद उद्योगों में किया जाता है। यह डेल्टा-वेलेरोलैक्टोन होता है| δ-वेलेरोलैक्टोन का एक संरचनात्मक आइसोमर होता है।

संभावित ईंधन
चूंकि यह ग्लूकोज से आसानी से प्राप्त होता है, जीवीएल को लंबे समय से एक संभावित हरित ईंधन के रूप में पहचाना गया था। जीवीएल ग्लूकोज की 97% ऊर्जा बरकरार रखता है और इसे गैसोलीन में स्वयं मिश्रित किया जा सकता है जहां यह इथेनॉल/गैसोलीन मिश्रण की तुलना में कार्य करता है। चूकि,पारंपरिक दहन इंजनों में उपयोग के लिए सम्मिश्रण सीमाओं के कारण, जीवीएल को तरल [[एल्केन]] (या अल्केन्स) में परिवर्तित करना अत्यधिक कुशल हो सकता है। इस प्रक्रिया में पहला कदम पेंटेनोइक अम्ल का मिश्रण प्राप्त करने के लिए जीवीएल का रिंग-ओपनिंग है। फिर ब्यूटेन और CO2 का उत्पादन करने के लिए इन अम्लों का डिकार्बोजाइलेशन किया जा सकता है | ये रूपांतरण जिओलाइट उत्प्रेरक के साथ किए जा सकते हैं। इस धारा के निर्जलित होने के बाद, उत्पादों को गैसोलीन और अन्य ईंधन अनुप्रयोगों के लिए लक्षित उच्च आणविक द्रव्यमान वाले एल्कीन प्राप्त करने के लिए एक सामान्य अम्ल-उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऊंचे दबाव पर ऑलिगोमेराइज़ किया जा सकता है।

जीवीएल को एक व्यावहारिक जैव ईंधन बनाने का मुख्य लाभ यह है कि इसका उत्पादन अपेक्षाकृत सस्ता होता है। सस्ते कच्चे माल का उपयोग करके, इस जैव ईंधन का उत्पादन 2-3 यूएस डॉलर/गैलन के बीच कीमतों पर किया जा सकता है। जीवीएल को परिवहन ईंधन सक्षम एल्केन्स में बदलने के लिए केवल दो प्रवाह रिएक्टर, दो चरण विभाजक और जलीय जीवीएल खाद्य वितरण के लिए सरल पंपिंग व्यवस्था वाली प्रणाली की आवश्यकता होती है। चूँकि कीमती धातु उत्प्रेरकों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है, इससे ईंधन उत्पादन की कुल कीमत भी कम हो जाती है।

बायोमास-व्युत्पन्न ईंधन का संभावित उत्पादन
अपने आप में संभावित ईंधन के रूप में इसके मूल्य के अतिरिक्त, गामा-वेलेरोलैक्टोन ने उच्च पैदावार पर मकई अत्यधिक उपज और लकड़ी से घुलनशील कार्बोहाइड्रेट के प्रयोगशाला-स्तरीय थर्मोकैटलिटिक उत्पादन में वादा दिखाया होता है। बायोमास पानी, तनु सल्फ्यूरिक अम्ल और गामा-वेलेरोलैक्टोन के विलायक मिश्रण में प्रतिक्रिया करता है, जो स्वयं बायोमास से प्राप्त होता है। गामा-वेलेरोलैक्टोन लिग्निन सहित कच्चे माल के पूर्ण घुलनशीलता द्वारा मोनोसेकेराइड में थर्मोकैटलिटिक हाइड्रोलिसिस को बढ़ावा देता है। नमक या तरल कार्बन डाइऑक्साइड के विलयकरोधी मिश्रण द्वारा सैकेराइड उत्पादों को लैक्टोन से पानी के घोल में पुनः प्राप्त किया जा सकता है। उत्पाद का उपयोग उच्च उपज पर फ्यूरान या इथेनॉल के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में किया जा सकता है, चूकि गामा-वेलेरोलैक्टोन उत्प्रेरक चक्र में वापस आ जाता है।

झिल्ली निर्माण
गामा-वेलेरोलैक्टोन का अध्ययन किया गया था और बहुलक झिल्ली के निर्माण के लिए डोप समाधान तैयार करने की क्षमता दिखाई गई थी। पारंपरिक विलायक की विषाक्तता के कारण, हाल के वर्षों में हरे विलायक की जांच की गई थी। अपने पर्यावरण के अनुकूल प्रोफ़ाइल के कारण, गामा-वेलेरोलैक्टोन ने सह-विलायक के रूप में पॉलीसल्फ़ोन झिल्ली बनाने की क्षमता दिखाई गई थी।

यह भी देखें

 * δ-वेलेरोलैक्टोन
 * वैलेरिक अम्ल
 * 1,4-ब्यूटेनडिओल (1,4-बीडी)
 * γ-ब्यूटिरोलैक्टोन (जीबीएल)

बाहरी संबंध

 * General Safety Information
 * gamma-Valerolactone MSDS by Sciencelab.com