WikiDer > Метоксиметилфурфурол

Methoxymethylfurfural
Метоксиметилфурфурол
Структура Methoxymethylfurfural.png
Имена
Название ИЮПАК
5- (метоксиметил) -2-фуральдегид
Другие имена
5-метоксиметилфурфурол; Метоксиметилфурфурол; 5- (метоксиметил) фуран-2-карбальдегид; 5-метоксиметил-2-фурфурол
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
ChemSpider
ECHA InfoCard100.149.478 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C7ЧАС8О3
Молярная масса140.138 г · моль−1
ВнешностьБесцветная жидкость
Плотность1140 кг / м3
Температура плавления -8 ° С (18 ° F, 265 К)
Точка кипения От 109 до 111 ° C (от 228 до 232 ° F; от 382 до 384 K) при 11-12 тор
Опасности
Главный опасностиРаздражение кожи / Сенсибилизатор кожи
Родственные соединения
Родственные фуран-2-карбальдегиды
Фурфурол
Гидроксиметилфурфурол
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Метоксиметилфурфурол (ММЖ или же 5-метоксиметилфуран-2-карбальдегид) является органическое соединение полученный из обезвоживания сахара и последующая этерификация с метанол.[1] Эта бесцветная жидкость растворима в широком спектре растворителей, включая низшие спирты. Молекула является производной от фуран, содержащий как альдегид и эфир (метоксиметил) функциональные группы. MMF был обнаружен в листьях и корнях чилийского Jaborosa magellanica (Пасленовые).[2] У него типичный запах, напоминающий запах вишни мараскино.[3] MMF может быть изготовлен из широкого спектра углевод содержащее сырье, включая сахар, крахмал и целлюлоза с использованием химико-каталитического процесса и является потенциальным "углеродно-нейтральный«сырье для топлива и химикатов.

Производство

Что касается производства фурфурола, MMF может производиться из сахаров C-6. гексозы Такие как глюкоза и фруктоза. Он образуется в результате дегидратации гексоз и последующей этерификации гидроксиметилфурфурол (HMF).[1] Уже в 1936 году был запатентован периодический процесс производства ММФ и метилового эфира. левулинат.[4] Бикер сообщил о кинетике первого порядка дегидратации фруктозы, этерификации HMF в MMF и образовании побочных продуктов в метаноле.[5] Выход ММФ 78% при 99% конверсии был получен при 240 ° C и времени пребывания 2 с. При коротких временах пребывания, особенно при более низких температурах, наблюдались значительные количества HMF и меньшие количества MMF. Количество MMF увеличивается со временем пребывания за счет количества HMF, что указывает на то, что образование MMF проходит через HMF. Реакции в различных спиртах по Brown et al. привело к образованию соответствующего эфира HMF и эфира левулиновой кислоты.[6] Был протестирован ряд первичных и вторичных спиртов, от метанола до 2-бутанола. В метаноле сообщалось о выходе 43% MMF в сочетании с 47% метиллевулинатом. Гарвз показал, что целлюлоза также эффективно разлагается спиртами и сильными кислотными катализаторами при температуре от 180 ° C до 200 ° C в течение нескольких минут. В метаноле метилглюкозиды, ММФ и метиллевулинаты плюс метил форматирует образуются в последовательных реакциях, сопровождаемых некоторыми гуминовыми остатками.[7]

Использует

Синтез новых виниловых полимеров на основе биомассы из 5-метоксиметилфурфурола в качестве исходного материала был описан Йошидой.[7] HMF и MMF также являются ключевыми молекулами в преобразовании жидкости. биотопливо. HMF и MMF могут быть преобразованы в широкий спектр моно- и диалкоксиметиловых эфиров.[8] Соединения также могут быть дополнительно преобразованы в 2,5-диметилфуран (DMF) и валерик биотопливо.[9] Окисление MMF приводит к образованию 2,5-фурандикарбоновая кислота, которая была предложена в качестве замены терефталевая кислота для производства широкого спектра пластиков, в том числе полиэфиры и полиамиды. Возможности применения строительных блоков на основе фурана для полимер приложения были подробно рассмотрены Гандини.[10] Появились патенты на то, что ММФ предотвращает рост грибы в коже, красках, продуктах питания и тканях[11] и что MMF как часть гораздо более широкого спектра активных соединений эффективен против сердечно-сосудистых, цереброваскулярных и альцгеймеровских заболеваний и депрессии.[12] Добавление MMF и других алкоксиметилфурфуролов к табачному продукту было запатентовано, поскольку оно действует как аромат для придания дыму сладкого аромата.[3]

Как ингредиент в пище

В отличие от HMF, MMF не был обнаружен в значительной степени в натуральные продукты И в еда Предметы. Однако Подеста показал, что MMF является составной частью листьев и корней чилийских корней. Jaborosa magellanica (Griseb.) Dusen (Solanaceae). MMF встречается при концентрациях 5 мг MMF на кг высушенных корней и листьев. Он также присутствовал как компонент корней Спаржа кохинхинезная и Спаржа люцидус, однако предполагалось, что A. lucidus продукт образовался как артефакт из фруктозы в процессе выделения.[2] Напротив ЭМП, этаноловый эфир HMF можно найти во многих алкогольных напитках, таких как пиво и вино, особенно в тех, которые все еще содержат высокий уровень сахара в конце ферментации.[1]

Токсичность

Было заявлено, что 5-метоксиметил-2-фуральдегид предотвращает рост грибков на коже, красках, пищевых продуктах и ​​тканях.[11] Однако первая фаза ДОСТИГАТЬ Тестирование показало, что устное значение LD50 MMF у крыс Wistar превышает 2000 мг / кг массы тела. В соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008 о классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей MMF не подлежит классификации и не требует обязательной маркировки о пероральной токсичности. Было обнаружено, что MMF дал положительные результаты в тесте на раздражение кожи и должен быть классифицирован как сенсибилизатор кожи.

Количественная оценка

MMF УФ

MMF можно количественно оценить, используя оба GC и ВЭЖХ. MMF можно регулярно анализировать на ГХ, используя, например, колонку Varian VF-WAXms с температурным профилем до 250 ° C и Детектор FID. При анализе с помощью ВЭЖХ его можно количественно определить по УФ. На картинке ниже показан УФ-спектр. Максимум пика в метаноле находится при 279,5 нм (Молярный коэффициент экстинкции ε 13854 млн−1.см−1).

ИК-образец ниже был записан на Nicolet 6700. FT-IR при комнатной температуре с использованием жидкой пленки (алмазной ATR-ячейка) процедура.

MMF IR с аннотацией

История

Первая публикация MMF датируется 1927 годом, Хаворт и др., В которой он наблюдался как продукт дегидратации тетраметилфруктозы в попытке вывести структуру сахарозы.[13] Уже в 1936 году был опубликован немецкий патент на производство ММФ из фруктозы.[4] Позже он был также синтезирован Wolfrom et al. из тетраметилглюкозена. Оба субстрата показали эффективное преобразование в MMF в кислых водных условиях.[14] Первые претензии к промышленному применению возникли в шестидесятых годах.[3][11]

Рекомендации

  1. ^ а б c van Putten, R.J., van der Waal J.C. de Jong, E., Rasrendra C.B., Heeres, E.J. и de Vries HG. (2011) Платформенные химикаты будущего на основе фурана. Обезвоживание гексоз как путь биологически устойчивого продукта. Химические обзоры представлены.
  2. ^ а б Подеста, Федерико; Фахардо, Виктор; Фрейер, Алан Дж .; Шамма, Морис (1988). «5-Метоксиметил-2-фуральдегид: природный фураноид из Jaborosa Magellanica (Solanaceae). 5-Метоксиметил-фурфурол: Ein natürliches Furanoid ausJaborosa magellanica (Colanaceae)». Archiv der Pharmazie. 321 (12): 949. Дои:10.1002 / ardp.19883211225.
  3. ^ а б c Хинд, Дж. Д. и Крейтон, Ф. Х. (1963) Ароматизаторы табака. 3 095 882 долл. США
  4. ^ а б Sprengler, O., Weidenhagen, R. и Korotkyj, B. DE632322 Verfahren zur Herstellung von Alkoxymethylfurfurolen und Lävulinsäurealkylestern
  5. ^ Бикер М., Кайзер Д., Отт Л. и Фогель Х. (2005) Journal of Supercritical Fluids 36, 118-126.
  6. ^ Brown, D.W., Floyd, A.J., Kinsman, R.G., Roshan-Ali, Y. (19–82) J. Chem. Tech. Biotechnol. 32, 920-924.
  7. ^ а б Ёсида, Наоки; Касуя, Нацуки; Хага, Наоки; Фукуда, Киёхару (2008). «Совершенно новые виниловые полимеры на основе биомассы из 5-гидроксиметилфурфурола». Полимерный журнал. 40 (12): 1164. Дои:10.1295 / polymj.PJ2008170.
  8. ^ Gruter, G.J., de Jong, E. (2009) Biofuels Technol., 1, 11-17; Gruter G-J.M., Dautzenberg, F. W.O. патент 2007/104515, 2007; Gruter G-J.M., Dautzenberg, F. E.P. патент 1834950, 2007 г .; Gruter G-J.M., De Jong, E. W.O. патент 2009/141166, 2009 г .; Gruter G-J.M., De Jong, E.E.P. патент 2128227, 2009 г .; Gruter G-J.M., E.P. патент 2034005, 2009 г .; Gruter G-J.M. Патент США 2010212218, 2010.
  9. ^ Бонд Дж. К., Мартин Алонсо, Д. Ван, Д. Уэст, Р. М., Dumesic. J.A. (2010) Интегрированная каталитическая конверсия g-валеролактона в жидкие алканы для транспортного топлива. Наука 1110-1114: Хубер, Г. У., Иборра, С., Корма, А. (2006) Синтез транспортного топлива из биомассы: химия, катализаторы и инженерия. Химические обзоры, 106 (9), 4044-4098.
  10. ^ Гандини А., Бельгасем Н.М. Прог. Polym. Sci., 1997, 22, 1203-1379; Гандини А., Сильвестр А.Д., Паскоаль Нето, К. Соуза, А. Ф., Гомеш, М. Дж. Пол. Науки .: Часть A: Pol. Chem., 2009, 47, 295–298; Gandini, A. Pol. Chem. 1, 245-251.
  11. ^ а б c Константин, Дж. М., Хамфрис, Т. Ланге, Х. Шью Д. и Вагнер Дж. Р. (1963) США. Патент 3080279, 5 марта 1963 г.
  12. ^ Таширо Р. и Патер Р.Х. 1996 г. Композиции и метод лечения сердечно-сосудистых, цереброваскулярных и альцгеймерных заболеваний и депрессии. US5589182
  13. ^ Хаворт, У.Н., Херст, Э.Л. Николсон, В. (1927) J. Chem. Soc. 1513.
  14. ^ Вольфром, М.Л., Уоллес, Э. Г., Меткалф, Э. А. (1942) J. Am. Chem. Soc. 64, 265-269.