Levunilik Asit, Levulinic Acid, Oxopentanoic Acid, Acetopropionic Acid, Ketovaleric Acid, Oxovaleric Acid, 123-76-2

Levunilik Asit, Levulinic Acid, Oxopentanoic Acid, Acetopropionic Acid, Ketovaleric Acid, Oxovaleric Acid, 123-76-2

LEVULİNİK ASİT (4-Oksopentanoik Asit, beta-Asetilpropiyonik Asit)

BÖLÜM 1: KİMLİKLENDİRME

BÖLÜM 2: FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLER (DETAYLI)

Çözünürlük (g/100 g çözücü, 25°C):

• Su: 67,5 (yüksek)

• Etanol (abs.): > 50

• Aseton: > 50

• Etil asetat: 48,2

• Tetrahidrofuran (THF): 52,1

• Dietil eter: 15,3

• Toluen: 4,2

• n-Heptan: 0,8

• Yağlar (ör. ayçiçek yağı): < 0,5

BÖLÜM 3: SPEKTROSKOPİK VERİLER (REFERANS)

• NMR (1H, DMSO-d6, ppm): 12,1 (s, 1H, COOH), 2,58 (t, 2H, CH2-CO), 2,12 (s, 3H, CO-CH3), 2,47 (t, 2H, CH2-COOH) (sıralama çözücüye göre değişebilir)

• NMR (13C, DMSO-d6, ppm): 207,5 (C=O keton), 173,8 (C=O asit), 37,6 (CH2-CO), 29,6 (CH3-CO), 27,8 (CH2-COOH)

• FTIR (ATR, cm-1): 3080-2500 (geniş, OH asit), 1710 (C=O asit), 1705 (C=O keton), 1415, 1295, 1205, 1155, 1080, 920

• UV-Vis (su, λmax): 265 nm (zayıf n→π* geçişi)

BÖLÜM 4: TERMODİNAMİK VERİLER (TAHMİNİ)

BÖLÜM 5: KALİTE SPESİFİKASYONLARI (TEKNİK VE YÜKSEK SAFLIK)

BÖLÜM 6: ÜRETİM SÜRECİ AKIŞI (LİGNOSELÜLOZİK HİDROLİZ)

Aşama 1: Hammadde Hazırlama
Tarımsal atıklar (mısır sapı, buğday samanı) → Öğütme (partikül boyutu < 2 mm) → Yıkama → Kurutma (nem <%10)

Aşama 2: Ön Muamele
Seyreltik sülfürik asit (%1-5 w/w) ile 120-140°C'de 30 dakika otoklav → Hemiselüloz hidrolizi (ksiloz, furfural)

Aşama 3: Asit Katalizli Hidroliz
Katı faz (selüloz) → Seyreltik H2SO4 (%2-4) ile 190-220°C'de 2-4 saat → Glikoz → HMF (hidroksimetilfurfural) → Levulinik Asit + Formik Asit

Reaksiyon: C6H12O6 (glikoz) → HMF (C6H6O3) → C5H8O3 (levulinik asit) + HCOOH (formik asit)
Yan ürünler: Furfural, huminler (polimerik katran)

Aşama 4: Ayırma ve Saflaştırma
Reaksiyon karışımının soğutulması → Filtrasyon (huminleri uzaklaştırma) → Ekstraksiyon (metil etil keton veya etil asetat ile) → Distilasyon (formik asit ve suyu uzaklaştırma, 100-110°C) → Vakumlu distilasyon (145-150°C, 10 mmHg) → Kristalizasyon (soğutarak) → Santrifüj → Kurutma (40°C vakum)

Verim: Teorik maksimum yaklaşık %70 mol, endüstriyel %55-65.

BÖLÜM 7: UYGULAMA DETAYLARI (SEKTÖREL BAZLI)

7.1 İlaç Endüstrisi

• Aminolevulinik Asit (ALA) sentezi için kilit ara madde: Levulinik asit + brom → 5-bromolevulinik asit → amonyak ile ALA.

• ALA, fotodinamik terapi (PDT) ile aktinik keratoz, bazal hücreli karsinom ve mesane kanseri tedavisinde kullanılır.

• Levulinik asit türevleri (esterler, amidler) anti-inflamatuar, antibakteriyel ve antifungal aktivite gösterir.

• Farmakope kalitesi (USP, Ph.Eur.) için ek testler: İlgili maddeler (HPLC), kalıntı çözücüler (GC), ağır metaller.

7.2 Kozmetik Endüstrisi

• pH düzenleyici olarak %0,2-2,0 oranında şampuan, duş jeli, yüz yıkama ürünlerinde kullanılır.

• Paraben alternatifi doğal koruyucu sistemlerde sinerjist olarak görev alır (genellikle sodyum levulinat formu).

• Bebek ve hassas cilt ürünlerinde tercih edilir (düşük tahriş potansiyeli).

• Antimikrobiyal etki: Gram-pozitif bakterilere (Staphylococcus aureus) karşı MİK 500-1000 mg/L.

• Kozmetik Yönetmeliği (EC) 1223/2009'da izin verilen bileşenler listesinde değildir, ancak yardımcı madde olarak kullanılabilir.

7.3 Polimer ve Plastik Endüstrisi

• Biyobazlı plastikleştirici olarak: Etil levulinat ve butil levulinat, PVC ve polilaktik asit (PLA) için ftalat alternatifi.

• Monomer kaynağı: Levulinik asit, 1,4-bütandiol ve süksinik asit ile esterleştirilerek poliester (polibütilen süksinat-ko-levulinat) üretilir.

• Poliamid sentezi: Levulinik asit + hekzametilendiamin → poliamid 5,6 benzeri.

• Gıda ambalajlarında biyobozunur film formülasyonlarında (PVA/PLA blendler) mekanik esnekliği artırır.

7.4 Enerji ve Biyoyakıt

• Etil levulinat (EL): Etanol ile esterleştirme, setan sayısı 35-40, dizel karışımı (%10-20) ile emisyon azalması.

• gamma-Valerolakton (GVL): Levulinik asitin hidrojenasyonu (Ru/C veya Ni katalizörü, 150°C, 50 bar H2). GVL'nin enerji yoğunluğu 33 MJ/L (etanol 21 MJ/L). GVL, biyodizel ve benzin karışımı oksijenat olarak kullanılabilir.

• Levulinik asit doğrudan yakıt katkısı olarak tavsiye edilmez (korozif, düşük enerji içeriği).

7.5 Tarım

• Toprak düzenleyici: Levulinik asit, toprakta mikrobiyal karbon biyokütlesini %15-25 artırabilir (laboratuvar çalışmaları).

• Organik herbisit formülasyonlarında asit stabilizatörü olarak (glifosat gibi sentetiklerle rekabet edemez, ancak organik tarımda potansiyel).

• Hayvan yemi katkısı: Araştırma aşamasında, probiyotik etki? (sınırlı veri)

7.6 Gıda (Araştırma Aşaması)

• Koruyucu olarak: pH 4,5 altında antimikrobiyal aktivite (E. coli O157:H7'ye karşı 1500 mg/L MİK).

• Biyobazlı ambalaj kaplamalarında (kitosan ile blend) antimikrobiyal film.

• GRAS statüsü yoktur; AB ve FDA tarafından gıda katkı maddesi olarak onaylanmamıştır. Sadece aroma maddesi olarak FEMA 4320 (küçük miktarlar) bazı ülkelerde izinlidir.

BÖLÜM 8: KARŞILAŞTIRMALI TABLO (LEVULİNİK ASİT vs. DİĞER BİYOKÜTLE TÜREVLERİ)

BÖLÜM 9: TOKSİKOLOJİ VE GÜVENLİK BİLGİLERİ (DETAYLI)

Akut Toksisite:

• Oral (sıçan): LD50 1850 mg/kg (OECD 401) – Sınıf 4 (Zararlı)

• Dermal (tavşan): LD50 > 2000 mg/kg (OECD 402) – Sınıf 5

• Solunum (sıçan, toz): LC50 > 5 mg/L/4h – Düşük risk

Cilt Tahrişi: Tavşan, OECD 404 – Orta derecede tahriş edici (eritem ve ödem, 72 saatte geri dönüşlü)
Göz Tahrişi: Tavşan, OECD 405 – Tahriş edici (konjonktival kızarıklık, 7 gün içinde düzelir)
Cilt Hassasiyeti: Kobay, OECD 406 – Negatif (hassaslaştırıcı değil)
Tekrarlanan Doz Toksisitesi (90 gün, oral, sıçan): NOAEL 500 mg/kg/gün (hepatik enzimlerde hafif artış)
Genotoksisite: Ames testi (negatif), in vitro kromozom aberasyonu (negatif)
Karsinojenisite: IARC, NTP, OSHA listelerinde yer almaz.
Üreme Gelişim Toksisitesi: Sıçan, NOAEL 1000 mg/kg/gün (etki yok)

Ekotoksikoloji:

• Balık (Danio rerio, 96h): LC50 > 100 mg/L

• Daphnia magna (48h): EC50 150 mg/L

• Alg (Pseudokirchneriella subcapitata): EC50 80 mg/L

• Biyobirikim: log Kow < 1, beklenmez.

Çevre Kaderi: Suda hızla biyolojik olarak parçalanır (OECD 301F, 28 günde %85 bozunma). Toprakta yarı ömür 3-5 gün.

BÖLÜM 10: TAŞIMA, DEPOLAMA VE ELDE BULUNDURMA

Taşıma Bilgileri (UN Numarası yoktur, genel kargo):

• ADR/RID: Sınıflandırılmamıştır (aşındırıcı değil, ancak asidik)

• IATA/IMDG: Sınıflandırılmamıştır.

• Ambalaj Grubu: Uygulanamaz.

• Önlem: Dökülme durumunda su ile seyreltilip nötrleştirilebilir.

Depolama:

• Kap tipi: HDPE, paslanmaz çelik (316L), cam veya polietilen kaplar. Alüminyum ve karbon çeliğinden kaçının (zamanla korozyon).

• Sıcaklık: 15-25°C (serin), donmaktan koruyun (erime noktası 33°C'nin altında katılaşır; yeniden ısıtılabilir).

• Nem: Kapalı, kuru ortam (higroskopik değil, ancak su emebilir).

• Raf Ömrü: Teknik kalite, orijinal kabında 24 ay (saflıkta %0,5-1 düşüş). Yüksek saflık 18 ay.

• Stabilite: 150°C'nin üzerinde yavaş dekarboksilasyon (aseton ve CO2 oluşumu). Asit veya baz varlığında hızlanır.

Kişisel Koruyucu Donanım (KKD):

• Gözlük, koruyucu eldiven (nitril, neopren), laboratuvar önlüğü.

• Toz maskesi (N95) eğer toz oluşuyorsa.

• Acil durum göz yıkama istasyonu.

BÖLÜM 11: DÜZENLEYİCİ BİLGİLER (BÖLGESEL)

Amerika Birleşik Devletleri (US):

• TSCA Envanteri: Mevcut (listelenmiştir)

• FDA: 21 CFR onaylı gıda katkı maddesi değildir. Kozmetik bileşen olarak kabul edilebilir (CIR değerlendirmesi yoktur, ancak yaygın kullanılır).

• EPA: Yan ürün yönetmeliği kapsamında değildir.

Avrupa Birliği (EU):

• REACH: Kayıtlı (EC 204-649-2), tonaj bandı 100-1000 t/y.

• CLP: Sınıflandırma – Skin Irrit. 2 (H315), Eye Irrit. 2 (H319), STOT SE 3 (H335)

• Etiketleme: GHS07 (Ünlem işareti)

• Kozmetik: EC 1223/2009 Ek III'te kısıtlama yok.

• Gıda Aroma: FEMA 4320 (AB'de izinli değildir, sadece FEMA listesi).

Türkiye:

• KKDIK (REACH benzeri): Ön kayıt yapılmıştır. 2025 sonuna kadar tam kayıt gereklidir.

• Tehlikeli Maddeler Yönetmeliği (SEVESO): Kapsam dışıdır.

• Kozmetik: Ürün Güvenlik Raporu (CPSR) içinde kullanılabilir.

Diğer Bölgeler:

• Çin (IECSC): Mevcut

• Japonya (ENCS): Mevcut (2-3184)

• Kore (KECI): Mevcut

BÖLÜM 12: AMBALAJ BİLGİLERİ

• 25 kg HDPE torba (iç astarlı) – kristal toz için

• 200 kg çelik varil (polietilen iç kaplamalı) – sıvı form (eritilmiş)

• 1000 kg IBC (paslanmaz çelik) – sıvı form

• Laboratuvar miktarları: 100 g, 500 g, 1 kg cam şişe

Paletleme: Euro palet, maksimum 1000 kg/palet.
Tehlike Etiketi: GHS07 (Ünlem işareti), “Dikkat”.

BÖLÜM 13: ANALİZ METOTLARI (REFERANS)

BÖLÜM 14: YASAL UYARI VE BEYAN

Bu Teknik Veri Sayfası (TDS) yalnızca bilgilendirme amaçlıdır ve belirtilen değerler tipik değerlerdir. Ürünün belirli bir kullanıma uygunluğu konusunda açık veya zımni bir garanti verilmez. Kullanıcı, ürünü kullanmadan önce kendi saha koşullarına uygun risk değerlendirmesini yapmakla yükümlüdür. Tedarikçi, bu bilgilere dayanarak oluşabilecek doğrudan veya dolaylı zararlardan sorumlu değildir.