Butandiol

Butandiol (BDO) C₄H₁₀O₂, oder auch bekannt als Tetramethylenglycol, ensteht aus der Synthese anderer Substanzen und ist bei Raumtemperatur flüssig. Butandiol kann zu 4-Hydroxybutansäure metabolisiert werden.
Butandiol ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Ethanole, genauer der Butandiole. Es sind bei den Butandiolen zwei stereoisomere Formen vorhanden. Butandiol ist ein chemischer Intermediär.

Herstellung

Die Synthese von Butandiol kann in mehreren Prozessen stattfinden.
Die einfache Synthese von 1,4-Butandiol kann durch Acetylen unter erhöhtem Druck mit der Verwendung von Kupferacetylid oder Metallcarbonyle oder Metallcarbonylwasserstoffe als Katalysatoren stattfinden.
Ein andere Möglichkeit gibt es unter Einsatz von Propen, dass wird zu Propylenoxid oxidiert, und dann entsteht durch Isomeration Allylalkohol. Als nächstes wird der Allylalkohol zu 4-Hydroxybutyraldehyd hydroformyliert und als letztes wird das Aldehyd zu 1,4-Butandiol hydriert.
Die industrielle Herstellung von Butandiol findet in zwei Teilprozesse statt. Upstream und Downstream. Im Upstream Verfahren wird Zucker mit Wasser, Mineralsalzen und bestimmten Mikroorganismen kombiniert. Die Mikroorganismen transformieren den Zucker zu Butandiol. Schließlich wird das Gemisch pasteurisiert, mit dem Ziel die Mikroorganismen zu deaktivieren. Das Ergebnis ist ein Gemisch aus BDO, Wasser, Molekülen, verbrauchten Zellen und Mineralsalzen. Dann geht es weiter mit dem Downstream Prozess. Dieser zielt darauf ab die Hauptverunreinigung aus dem BDO zu entfernen. Zuerst werden durch Filtration die verbrauchten Zellen regeneriert  und die Mineralsalze geklärt und entsorgt. Nach dieser Salzentfernung werden durch Verdampfung und Destillation das Wasser und seine Verunreinigungen abgetrennt und man erhält das 1,4-Butandiol. Die 2,3-Butandiol-Gärung zielt auf eine Energiegewinnung durch den Zuckerabbau hin und das findet unter anoxischen Bedingungen statt. Durch den Zuckerabbau werden einige Endprodukte gebildet wie z.B. CO2, 2,3-Butandiol, und Ethanol, sowie Formiat, dass zu Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) gespalten werden kann, wobei auch Lactat und Acetat gebildet werden. Die Butandiolgärung ist eine Form der Ameisensäuregärung. Durch die Kondensation von zwei Pyruvat Molekülen zu Acetyllactat wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt, katalysiert durch eine Acetolactasynthase. Aus der Decarboxylierung, die von der Acetyllactatdecarboxylase in Gang gesetzt wird, entsteht das Acetoin als Endprodukt, dass zu 2,3-Butandiol reduziert wird.