DE102008009933A1 - Preparing 5-hydroxymethylfurfural, useful e.g. to manufacture pharmaceutical products such as fungicides, comprises thermally reacting carbohydrates in ionic liquid and discharging formed 5-hydroxymethylfurfural using extracting agent - Google Patents
Preparing 5-hydroxymethylfurfural, useful e.g. to manufacture pharmaceutical products such as fungicides, comprises thermally reacting carbohydrates in ionic liquid and discharging formed 5-hydroxymethylfurfural using extracting agent Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein neuartiges, reaktivextraktives Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural aus Kohlenhydraten, insbesondere Monosacchariden, mit Hilfe ionischer Flüssigkeiten.The The invention relates to a novel reactive extractive process for the continuous production of 5-hydroxymethylfurfural Carbohydrates, in particular monosaccharides, with the aid of ionic Liquids.
5-Hydroxymethylfurfural (im Folgenden auch HMF genannt) ist ein intramolekulares Dehydratisierungsprodukt von Hexosen mit der allgemeinen Formel I.5-hydroxymethyl furfural (also called HMF in the following) is an intramolecular dehydration product of hexoses of general formula I.
Nachwachsende Rohstoffe, wie Stärke, Cellulose, Saccharose oder Inulin, sind preiswerte Ausgangssubstanzen zur Herstellung von Hexosen, wie Glucose und Fructose.renewable Raw materials such as starch, cellulose, sucrose or inulin, are inexpensive starting materials for the production of hexoses, like glucose and fructose.
HMF
besitzt u. a. antibakterielle und korrosionsinhibierende Eigenschaften.
Aus chemischer Sicht zeigt es multifunktionellen Charakter mit einer
reichhaltigen Folgechemie. Beispielsweise ist es ohne große Schwierigkeiten
möglich, daraus Furfuryldialkohol, -dialdehyd und -dicarbonsäure
sowie deren Derivate herzustellen; desgleichen fuhrt die Hydrierung
des Ringes zu difunktionellen 2,5-Tetrahydrofuranderivaten. Auch an
C-2 und C-5 unterschiedlich substituierte difunktionelle Furanderivate
sind aus HMF gut zugänglich. Es wird daher erwartet, dass
HMF und 2,5-Furandicarbonsäure als Plattformchemikalien
zur Herstellung von auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Polymeren,
pharmazeutischen Produkten wie Fungiziden, Liganden in der Katalyse,
in bildgebenden Verfahren, in elektrooptischen Geräten
etc. zunehmend Bedeutung zukommen wird. Auch die Anwendung in der
Krebstherapie wird aktuell diskutiert (z. B.
Besonders geeigneter Ausgangsstoff für die Herstellung von HMF sind Mutterlaugen der Fructosekristallisation.Especially suitable starting material for the production of HMF Mother liquors of fructose crystallization.
Die
Umsetzung von Monosacchariden, wie beispielsweise die Fructose,
zu HMF wird allgemein als intramolekulare Kondensationsreaktion
verstanden, bei der pro Mol Monosaccharidbaustein drei Mol Wasser freiwerden.
Wie andere Kondensationen verläuft auch diese säurekatalysiert.
Es ist bekannt, dass bei Verwendung sehr starker Säuren
oder bei hohen Reaktionstemperaturen verschiedene Nebenprodukte
gebildet werden. Neben Levulinsäure und Ameisensäure
treten vor allem braun-schwarze Verbindungen in zum Teil nicht vernachlässigbaren
Mengen auf, die als Humine bezeichnet werden (
Interessanter
Weise ist die Bildung von Nebenprodukten abhängig von der
Ausgangskonzentration der Monosaccharidlösung: Je höher
diese ist, umso höher sind auch die Bildungsraten für
die Nebenprodukte (
Aus chemischer Sicht sollte die Herstellung von HMF in möglichst verdünnten Lösungen geschehen, wobei sich der mit großen Lösungsmittelvolumina zunehmende verfahrenstechnische Aufwand in Grenzen halten muss.Out From a chemical point of view, the production of HMF should be as possible dilute solutions happen, with the with large solvent volumes increasing procedural Effort must be kept within limits.
Die Produktion von HMF muss grundsätzlich in drei Prozessschritte unterteilt werden:
- a) Synthese
- b) Produkttrennung
- c) Produktreinigung.
- a) Synthesis
- b) Product separation
- c) product cleaning.
Die Synthese des HMF stellt grundsätzlich kein großes Problem dar und wurde bereits ausführlich in der wissenschaftlichen sowie Schutzrechtsliteratur beschrieben. Einige dieser Ansätze (Säurekatalyse und katalysatorfreie Reaktionen) werden im Folgenden beispielhaft aufgeführt.The Synthesis of HMF is basically not a big one Problem and has already been extensively in the scientific and intellectual property literature. Some of these approaches (Acid catalysis and catalyst-free reactions) listed below by way of example.
Die
Kondensation von Monosacchariden zu HMF wird durch Säuren
katalysiert, zum Beispiel mit HCl bei 100°C–200°C
und Normaldruck, in Wasser (
Auch
Oxalsäure (
Es
ist ebenfalls bekannt, Lewis-Säuren, wie Bortrifluoridetherat
(
Auch
wurde der Einsatz von Übergangsmetallkatalysatoren (
Da
lange Kontaktzeiten mit der Säure oft zu Nebenreaktionen
(Bildung von Levulinsäure und Huminstoffen) und damit verbunden
geringen HMF-Ausbeuten führen, wurden sogenannte azido-basische
Systeme entwickelt, bei denen die Säurestärke
durch die Anwesenheit einer Base abgepuffert wird. Beispiele solcher Systeme
wurden beschrieben (
Als
weitere Möglichkeit der Säurekatalyse ist die
Synthese des HMFs mit mikroporösen oder makroporösen
Heterogenkatalysatoren, wie beispielsweise Zeolite oder Ionenaustauscher
in verschiedenen Lösungsmitteln (Wasser, DMSO, superkritisches
Kohlendioxid, Methylisobutylketon) bekannt (
Zu
den katalysatorfreien Reaktionen ist die Synthese mit DMSO oder
DMF für die Kondensation der Fructose zu HMF zu zählen,
wobei Ausbeuten von bis zu 90% HMF bei 150°C in zwei Stunden
erzielt, und die Bildung von Kondensationsnebenprodukten unterdrückt
wurden (
Anders als die Synthese von HMF ist die Produkttrennung und -reinigung höchst aufwendig, was sich in den wenigen in der Literatur beschriebenen Methoden widerspiegelt. Je nach Reaktionsführung des Syntheseschritts bieten sich unterschiedliche Produkttrennungsmethoden an, die generell für den Großteil der Gesamtprozesskosten verantwortlich sind.Different as the synthesis of HMF is the product separation and purification most elaborate, resulting in the few in the literature reflects the methods described. Depending on the reaction The synthesis step offers different product separation methods generally, for most of the overall process costs are responsible.
Finden,
wie oben beschrieben, gelöste oder flüssige Säuren
als Katalysatoren Verwendung, welche mit der Monosaccharidlösung
eine flüssige Phase ergeben, so wird in vielen Fällen
durch Zugabe einer Base neutralisiert (z. B.
Eine Produkttrennung durch Vakuumdestillation ist im Fall von HMF nicht gegeben, da das Produkt zur thermischen Zersetzung neigt.A Product separation by vacuum distillation is not in the case of HMF given because the product tends to thermal decomposition.
Alternativ muss während oder nach der Reaktion extrahiert werden. Diese Verfahren basieren auf der Verwendung eines zweiphasigen Systems (flüssig-flüssig), in dem die erste Phase die Saccharidlösung und den Katalysator enthält (Reaktionsphase), und mit der zweiten Phase das Produkt HMF extrahiert wird (Extraktionsphase).alternative must be extracted during or after the reaction. These methods are based on the use of a two-phase system (liquid-liquid), in which the first phase the Saccharide solution and the catalyst contains (reaction phase), and with the second phase the product HMF is extracted (extraction phase).
Beispiele
dafür sind Wasser-Methylisobutylketon (
Wie
Die
Problematik der Produkttrennung wird sehr gut verdeutlicht durch
die Komplexität eines Verfahrens, das erst in 2006 vorgestellt
wurde: Um hohe Ausbeuten an HMF zu gewährleisten, wird
die Umsetzung der Fructose mit HCl katalysiert. Die Reaktionsphase,
bestehend aus DMSO und Wasser, muss mit Poly(1-vinyl-2-pyrrolidon)
modifiziert werden, welches die Selektivität der Reaktion
erhöht. Die optimale Extraktionsphase besteht wiederum
aus einem Lösungsmittelgemisch (Methylisobutylketon und
2-Butanol). Beide hochsiedenden Lösungsmittel müssen
nach der Extraktion destillativ vom Produkt entfernt werden, was
einen hohen Verfahrensaufwand, insbesondere einen großen
Energiebedarf, erfordert (
Daher
bringt auch die Verwendung von mikroporösen oder makroporösen
Heterogenkatalysatoren, die beispielsweise durch Filtration oder
durch Verwendung eines Festbettreaktors im Gegenstrom (
Um
die für die Plattformchemikalie HMF erforderlichen Reinheiten
zu erzielen, muss sich der Produkttrennung noch eine den Verfahrensaufwand
weiter erhöhende Produktreinigung anschließen,
mit welcher die oben aufgeführten reaktions- und prozessinhärenten
Verunreinigungen entfernt werden. Die Literatur gibt über
die hierzu verwendeten Verfahren und die erzielten Reinheiten nur
wenig Auskunft.
Die Mehrheit der oben genannten Verfahren wird absatzweise betrieben.The Most of the above methods are operated intermittently.
Eine
kontinuierliche Prozessführung ist nur in wenigen Fällen
beschrieben, welche ausschließlich auf zweiphasigen (flüssig-flüssig)
Lösungsmittelsystemen, wie zum Beispiel Wasser-Methylisobutylketon,
basieren. Bei Verwendung von festen Katalysatoren im Festbett kann
die Extraktion mit Methylisobutylketon und anderen nicht wasserlöslichen
Lösungsmitteln im Gegenstrom erfolgen (
Auch
die Verwendung von unter- bzw. superkritischen Aceton-Wassermischungen
mit Schwefelsäurekatalysator ist energetisch aufwendig
(20 MPa, 180°C, nachfolgende chromatographische Aufreinigung)
und deshalb für gewerbliche Verwertungen unakzeptabel,
wenngleich quantitative Umsätze bei 77% Selektivität
erzielt wurden (
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Produktion von HMF relativ große technologische Probleme bereitet und dass noch immer kein wirtschaftlich vorteilhaftes Herstellungsverfahren verfügbar ist.In summary It should be noted that the production of HMF is relatively large technological problems and that still no economic advantageous manufacturing method is available.
Die Tendenz von HMF, vor allem bei hohen Ausgangskonzentrationen von Monosacchariden und/oder bei Verwendung stark saurer Katalysatoren Nebenprodukte zu bilden, erfordert die kontinuierliche Reaktionsführung, bei der HMF sofort nach der Bildung der Reaktionsphase entzogen wird. Dies ist zwar durch Verwendung eines Extraktionsmittels mittels zweiphasiger (flüssig-flüssig) Prozessführung umsetzbar. In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, dass auf Grund der sehr ähnlichen Polaritäten von Monosacchariden, HMF sowie des Katalysators stets eine Kontamination der Extraktionsphase resultiert, so dass nachfolgend weitere, verfahrensaufwendige und effizienzmindernde Aufreinigungsschritte folgen müssen. Diese sowie das Lösungsmittelrecycling erfordern insbesondere einen großen zeitlichen, apparativen und energetischen Aufwand.The Tendency of HMF, especially at high initial concentrations of Monosaccharides and / or when using strongly acidic catalysts To form by-products, requires the continuous reaction, removed from the HMF immediately after the formation of the reaction phase becomes. Although this is by using an extractant means two-phase (liquid-liquid) process control implemented. In practice, however, it has been shown that due to the very similar polarities of monosaccharides, HMF and the catalyst always a contamination of the extraction phase results, so that subsequently, further, procedural and efficiency-reducing purification steps must follow. These and the solvent recycling require in particular a great temporal, apparative and energetic Effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein auch für großtechnische Prozesse rentables Verfahren zu schaffen, mit dem 5-Hydroxymethylfurfural möglichst aufwandgering aus Kohlenhydraten, insbesondere Monosacchariden, unterschiedlicher Herkunft, Zusammensetzung, und Reinheit in hohen Ausbeuten hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the object, also for large-scale Processes to create profitable process with the 5-hydroxymethylfurfural as low as possible from carbohydrates, in particular monosaccharides, of different origin, composition, and purity in high Yields can be produced.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural durch thermische Umsetzung von Kohlenhydraten, insbesondere Monosacchariden, in einer ionischen Flüssigkeit und Austragung des in dieser gebildeten 5-Hydroxymethylfurfurals mit Hilfe eines Extraktionsmittels erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Extraktionsmittel eine in der ionischen Flüssigkeit nicht oder nur vernachlässigbar lösliche Flüssigkeit, wie beispielsweise Dibutylether, vorgesehen ist, welche die ionische Flüssigkeitsphase mit den enthaltenen Kohlenhydraten und ggf. Additiven in einer temperierten Reaktionszone, beispielsweise in einem auf über Raumtemperatur beheizten Reaktor, strömend kontaktiert.These Task is in a process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural by thermal conversion of carbohydrates, in particular monosaccharides, in an ionic liquid and discharge in this formed 5-Hydroxymethylfurfurals using an extractant solved according to the invention that as extractant one in the ionic liquid no or only negligibly soluble liquid, such as dibutyl ether, is provided which the ionic Liquid phase containing the carbohydrates and if necessary, additives in a temperature-controlled reaction zone, for example in a heated to above room temperature reactor, flowing contacted.
Mit dieser strömenden Kontaktierung (Durchströmen oder kontaktierendes Vorbeiströmen) wird eine von der ionischen Flüssigkeitsphase separate Extraktionsphase mit geringerer Dichte geschaffen, in welcher das in der ionischen Flüssigkeitsphase erzeugte 5-Hydroxymethylfurfural durch "Reaktivextraktion" aufgenommen wird, d. h. das in der ionischen Flüssigkeitsphase generierte 5-Hydroxymethylfurfural geht unmittelbar mit seiner Entstehung kontinuierlich sofort in die Extraktionsphase über.With this flowing contact (flow or contacting by-pass) becomes one of the ionic Liquid phase separate extraction phase with lower Density created in which the ionic liquid phase 5-hydroxymethylfurfural produced by "reactive extraction" is, d. H. that generated in the ionic liquid phase 5-hydroxymethylfurfural goes directly with its formation continuously immediately into the extraction phase.
Überraschend hat sich gezeigt, dass mit einer solchen "Reaktivextraktion" entstehendes HMF nicht nur kontinuierlich, sondern auch vollständig und selektiv, d. h. ohne durch andere Bestandteile der ionischen Flüssigkeitsphase (ionische Flüssigkeit, Kohlenhydrate und/oder Additive) verunreinigt zu werden, in die Extraktionsphase überführt wird und somit aus dem Reaktor entfernt werden kann, ohne hierfür auf komplexe Lösungsmittelzusammensetzungen zurückgreifen zu müssen und (wie beim eingangs beschriebenen Stand der Technik höchst nachteilig) diesbezüglich immense Aufwendungen zur Separierung des HMF von den Bestandteilen der Reaktionsphase betreiben zu müssen. Eine Trennung des selektiv in die Extraktionsphase überführten HMF vom nicht in der ionischen Flüssigkeit lösbaren Extraktionsmittel (solche sind beispielhaft in den Unteransprüchen aufgeführt) ist mit an sich bekannten thermischen Trennmethoden, wie z. B. Destillation oder Permeation, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein sollen, auch für großtechnische und kontinuierliche Prozesse (gegenüber der problematischen Entfernung aus anderen, bereits bekannten und im Stand der Technik aufgeführten Reaktionsphasen) relativ aufwandgering möglich.Surprised has shown that with such a "reactive extraction" arising HMF not only continuous, but also complete and selectively, d. H. without due to other constituents of the ionic liquid phase (ionic liquid, carbohydrates and / or additives) to be contaminated, transferred to the extraction phase and thus can be removed from the reactor without this resort to complex solvent compositions to have and (as in the prior art described above most disadvantageous) in this regard immense expenses for separating the HMF from the constituents of the reaction phase to operate. A separation of the selective in the Extraction phase transferred HMF from not in the ionic liquid soluble extractant (Such are exemplified in the subclaims) is with known thermal separation methods, such. B. distillation or permeation which is not the subject of the present invention should be, also for large-scale and continuous Processes (against the problematic removal other, already known and listed in the prior art Reaction phases) relatively aufwandgering possible.
Auf diese Weise wird mit der Erfindung ein Verfahren geschaffen, mit dem im Gegensatz zu bekannten Methoden technisch und wirtschaftlich vorteilhaft und auch im Großmaßstab HMF hoher Reinheit kontinuierlich, in hohen Ausbeuten und mit Hilfe ionischer Flüssigkeiten aus Kohlenhydraten unterschiedlicher Herkunft gewonnen werden kann. Der Einsatz komplexer Lösungsmittelzusammensetzungen zur Trennung des HMF von der ionischen Flüssigkeitsphase, die in bereits bekannten Verfahren im Nachhinein nur schwer und höchst aufwandintensiv vom gelösten HMF abgetrennt werden müssen, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.In this way, a method is provided with the invention, in contrast to known Methods technically and economically advantageous and also on a large scale HMF high purity continuously, in high yields and with the help of ionic liquids from carbohydrates of different origin can be obtained. The use of complex solvent compositions for the separation of the HMF from the ionic liquid phase, which in the known processes must subsequently be separated from the dissolved HMF only with difficulty and with the greatest effort, is not necessary in the process according to the invention.
Durch die selektive Überführung des HMF aus der ionischen Flüssigkeitsphase verbleiben deren Bestandteile in der Reaktionszone und müssen nicht zwingend ständig neu zugeführt werden, was den Verfahrensaufwand weiter verringert.By the selective conversion of the HMF from the ionic Liquid phase remain their constituents in the Reaction zone and do not necessarily constantly be fed again, which continues the process cost reduced.
Es hat sich auch gezeigt, dass selbst Oligo- und Polysaccharide als Kohlenhydrate ohne erforderlichen vorherigen Aufschluss durch saure Hydrolyse zur HMF-Gewinnung Verwendung finden können, indem diese langkettigen Verbindungen unmittelbar in der ionischen Flüssigkeitsphase, ggf. unter Zugabe geeigneter Additive, aufgebrochen werden. Auch unter diesen Bedingungen wird HMF generiert, welches erfindungsgemäß sofort nach seiner Entstehung sehr selektiv in die Extraktionsphase überführt wird.It has also been shown that even oligo- and polysaccharides as Carbohydrates without required prior digestion by acid Hydrolysis for HMF recovery can be found by using these long-chain compounds directly in the ionic liquid phase, if necessary, with the addition of suitable additives, are broken. Also Under these conditions HMF is generated, which according to the invention immediately after its formation very selectively transferred to the extraction phase becomes.
Ionische Flüssigkeiten (Salzschmelzen) zur Durchführung des Verfahrens sind
- – Flüssigkeiten,
die im Gegensatz zu molekularen Lösungsmitteln zumindest
formal vollständig aus Anionen und Kationen bestehen (
Wilkes, J. S.: A short history of ionic liquids – from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73–80 - – Flüssigkeiten mit großem Temperaturbereich
(bis zu 400°C) (
Ngo, H. L., LeCompte, L., Hargens, L., McEwen, A. B.: Thermal properties of imidazolium ionic liquids, Thermochimica Acta, 357, 2000, 97–102 - – Flüssigkeiten, die praktisch keinen Dampfdruck
besitzen (
Wilkes, J. S.: A short history of ionic liquids – from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73–80
- - Liquids which, unlike molecular solvents, at least formally consist entirely of anions and cations (
Wilkes, JS: A short history of ionic liquids - from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73-80 - - Liquids with a wide temperature range (up to 400 ° C) (
Ngo, HL, LeCompte, L., Hargens, L., McEwen, AB: Thermal properties of imidazolium ionic liquids, Thermochimica Acta, 357, 2000, 97-102 - - liquids that have virtually no vapor pressure (
Wilkes, JS: A short history of ionic liquids - from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73-80
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der ionischen Flüssigkeiten werden maßgeblich durch deren Zusammensetzung beeinflusst, d. h. durch die Wahl des Anions und zu einem gewissen Maß durch die Größe des Kations. So können sowohl hydrophobe als auch hydrophile ionische Flüssigkeiten hergestellt werden.The physical and chemical properties of ionic liquids are significantly influenced by their composition, d. H. through the choice of anion and to some extent through the size of the cation. So can both hydrophobic as well as hydrophilic ionic liquids become.
Ionische
Flüssigkeiten können mit der allgemeingültigen
Formel II beschrieben werden:
Der Ausdruck „organisches Kation" beschreibt formal ein organisches Molekül, in dem ein Nichtmetallatom ein oder mehrere Elektronen an ein anderes Atom oder an Atome verloren hat, so dass das organische Molekül eine positive Ladung trägt, und somit ein Kation ist. Die positive Ladung kann dabei konzentriert auf einem Atom oder verteilt über mehrere Atome vorliegen. Ein Beispiel dafür ist das 1-Butyl-3-Methylimidazoliumkation (Formel III): The term "organic cation" formally describes an organic molecule in which a non-metal atom has lost one or more electrons to another atom or atoms so that the organic molecule carries a positive charge and thus is a cation concentrated on one atom or distributed over several atoms, for example the 1-butyl-3-methylimidazolium cation (formula III):
Für die vorliegende Erfindung interessante Kationen beinhalten außer Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen mindestens ein Heteroatom, mit dem die kationische Funktionalität im Wesentlichen verbunden ist, z. B. Tetraalkylammonium oder -phosphonium.For the present invention includes interesting cations except Carbon and hydrogen atoms at least one heteroatom, with which essentially combines the cationic functionality is, for. For example, tetraalkylammonium or phosphonium.
Besonders interessant sind jene organischen Kationen, die aus einem heterocyclischen, insbesondere einem heteroaromatischen System bestehen, in dem die Ladung über das gesamte heteroaromatische System oder Teile davon verteilt (delokalisiert) ist. Beispiele hierfür sind das 1-Alkyl-3-Methylimidazolium oder N-Alkylpyridinium.Especially of interest are those organic cations consisting of a heterocyclic, in particular a heteroaromatic system in which the Charge over the entire heteroaromatic system or parts of which is distributed (delocalised). examples for this are the 1-alkyl-3-methylimidazolium or N-alkylpyridinium.
Der Ausdruck „Heteroatom" steht für ein Atom aus der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, im Besonderen für Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff und Schwefel. „Heteroaromatische Systeme" sind Ringsysteme, die den allgemein bekannten Regeln der Aromatizität gehorchen, also pseudoaromatisch sind. „Heterocyclische Systeme" sind Ringsysteme, bei denen keine Aromatizität vorliegt.Of the Expression "Heteroatom" stands for an atom from the 5th or 6th main group of the Periodic Table of the Elements, in particular for nitrogen, phosphorus, oxygen and sulfur. "Heteroaromatic Systems "are ring systems that follow the well-known rules of Obey Aromaticity, so are pseudoaromatic. "Heterocyclic Systems "are ring systems, where no aromaticity is present.
Im
Besonderen besitzt das Kation die allgemeine Formel [RX]+, wobei X der heteroatombeinhaltende Teil
des Kations ist, und R ein Wasserstoff, C1-10-alkyl,
C2-10-alkenyl oder C5-10-aryl,
der an das bzw. eines der Heteroatom(e) gebunden ist. Dabei werden
die Begriffe „C1-10-alkyl", „C2-10-alkenyl", „C5-10-aryl"
im Weiteren wie folgt verwendet:
„C1-10-alkyl"
verkörpert eine vollständig gesättigte
lineare, cyclische oder verzweigte Kohlenstoffkette mit 1 bis 10
Kohlenstoffatomen, wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopro pyl, Cyclopropyl,
n-Butyl, tert-Butyl, Isobutyl, Cyclobutyl, n-Pentyl, Cyclopentyl,
Hexyl, Cyclohexyl, Decyl.In particular, the cation has the general formula [RX] + , where X is the heteroatom-containing part of the cation, and R is a hydrogen, C 1-10 -alkyl, C 2-10 -alkenyl or C 5-10 -aryl, the or one of the heteroatom (s) is bound. The terms "C 1-10 -alkyl", "C 2-10 -alkenyl", "C 5-10 -aryl" are used below as follows:
"C 1-10 -alkyl" represents a fully saturated linear, cyclic or branched carbon chain having 1 to 10 carbon atoms, such as, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl, tert-butyl, isobutyl, Cyclobutyl, n-pentyl, cyclopentyl, hexyl, cyclohexyl, decyl.
Gleichermaßen bedeutet „C2-10-alkenyl" eine ungesättigte, d. h., mindestens eine Doppelbindung enthaltende lineare, cyclische oder verzweigte Kohlenstoffkette mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, Allyl, 1-Butenyl, 1-Hexenyl, 3-Cyclohexenyl.Similarly, "C 2-10 alkenyl" means an unsaturated, ie, containing at least one double bond, linear, cyclic or branched carbon chain having 2 to 10 carbon atoms, such as vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, allyl, 1 Butenyl, 1-hexenyl, 3-cyclohexenyl.
Entsprechend bedeutet „C5-10-aryl" ein aromatisches Kohlenstoffgerüst mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen.Similarly, "C 5-10 aryl" means an aromatic carbon skeleton of 5 to 10 carbon atoms.
Solche Aryl-, Alkyl- und Alkenylkohlenstoffketten können des Weiteren ein oder mehrere der folgenden Gruppen enthalten: Fluor-, Chlor-, Brom-, Iod-, Sauerstoff-, Schwefel-, Phosphor- und/oder Stickstoffatome, wie beispielsweise in -OH, -SH, -NH2, Ester-, Aldehyd-, Keton-, Ether-, Thiol-, Thioether-, Nitril-, Carbonsäure-, Phosphan-, Nitro-, Phenyl-, und Sulfonatgruppen, etc.Such aryl, alkyl and alkenyl carbon chains may further contain one or more of the following groups: fluorine, chlorine, bromine, iodine, oxygen, sulfur, phosphorus and / or nitrogen atoms, such as in -OH, -SH, -NH 2 , ester, aldehyde, ketone, ether, thiol, thioether, nitrile, carboxylic acid, phosphine, nitro, phenyl, and sulfonate groups, etc.
Beispiele der Verbindungen X sind die folgenden Heteroverbindungen und deren durch Substitution gewonnene Homologe: 1-Alkylimidazol, 1,2-Dialkylimidazol, 1-Alkenylimidazol, 1-Alkoxyimidazol, Imidazol, 1-Arylimidazol, 2-Alkylimidazol, Ammoniak, Chinolin, Isochinolin, Pyridin, Alkylpyridin, Pyrrolidin, N-Alkylpyrrolidin, N-Alkenylpyrrolidin, N-Alkoxypyrrolidin, Morpholin, N-Alkylmorpholin, N-Alkenylmorpholin, N-Alkoxymorpholin, Acridin, Azepin, Benzimidazol, Benzochinolin, Benzothiazol, Benzothiazolin, Benzothiophen, Benzotriazol, Benzoxazol, Benzthiazol, Carbazol, Chinazol, Chinazolin, Chinoxalin, Chinuclidin, Coffein, Dithian, Furazan, Imidazolidin, Imidazolin, Indazol, Indol, Indolin, Indolizin, Isoindolin, Isothiazol, Isoxazol, Melamin, Naphthyridin, Oxadiazol, Oxazol, Phenantridin, Phenantrolin, Phenazin, Phenothiazin, Phenoxadin, Phthalazin, Piperazin, Piperidin, Pteridin, Purin, Pyrazin, Pyrazolidin, Pyrazolin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrrol, Pyrrolin, Pyryl, Tetrazol, Thiadiazin, Thiazin, Thiomorpholin, Thionaphthen, Thiophen, Triazin, Trithian, Trophan, etc.Examples Compounds X are the following hetero compounds and theirs homologs obtained by substitution: 1-alkylimidazole, 1,2-dialkylimidazole, 1-alkenylimidazole, 1-alkoxyimidazole, imidazole, 1-arylimidazole, 2-alkylimidazole, Ammonia, quinoline, isoquinoline, pyridine, alkylpyridine, pyrrolidine, N-alkylpyrrolidine, N-alkenylpyrrolidine, N-alkoxypyrrolidine, morpholine, N-alkylmorpholine, N-alkenylmorpholine, N-alkoxymorpholine, acridine, Azepine, benzimidazole, benzoquinoline, benzothiazole, benzothiazoline, Benzothiophene, benzotriazole, benzoxazole, benzthiazole, carbazole, Quinazole, quinazoline, quinoxaline, quinuclidine, caffeine, dithiane, Furazan, imidazolidine, imidazoline, indazole, indole, indoline, indolizine, Isoindoline, isothiazole, isoxazole, melamine, naphthyridine, oxadiazole, Oxazole, phenantridine, phenanthroline, phenazine, phenothiazine, phenoxadine, Phthalazine, piperazine, piperidine, pteridine, purine, pyrazine, pyrazolidine, Pyrazoline, pyridazine, pyrimidine, pyrrole, pyrroline, pyryl, tetrazole, Thiadiazine, thiazine, thiomorpholine, thionaphthene, thiophene, triazine, Trithian, Trophan, etc.
Weitere
Beispiele solcher Verbindungen X repräsentieren die Formeln
IV und V:
Der Ausdruck „Substitution" bezieht sich hierbei auf das formale Ersetzen von in der Regel Wasserstoffatomen an den Kohlenstoffatomen der oben aufgezählten Heteroatom-Kohlenstoffgerüste. Diese Wasserstoffatome können durch Nichtmetalle der 4., 5., 6. oder 7. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente ersetzt werden.Of the The term "substitution" refers to the formal Replacing usually hydrogen atoms on the carbon atoms the heteroatom carbon skeletons listed above. These hydrogen atoms can be replaced by non-metals of the 4th, 5th, 6th or 7th main group of the periodic table of elements replaced become.
Von technischer Relevanz haben sich besonders Kationen des Typs 1-(C1-10-alkyl)-3-(C1-10-alkyl)imidazolium und N-(C1-10-alkyl)pyridinium erwiesen.Cations of the type 1- (C 1-10 -alkyl) -3- (C 1-10 -alkyl) imidazolium and N- (C 1-10 -alkyl) pyridinium have proven to be of particular industrial relevance.
Das Anion kann ein organisches oder anorganisches Anion sein. Es steht eine große Anzahl von auswählbaren Anionen zur Verfügung, wie beispielsweise F–, Cl–, Br–, I–, OH–, NO3 –, BF4 –, PF6 –, FeCl4 –, ZnCl3 –, SnCl5 –, AsF6 –, SbF6 –, AlCl4 –, CF3CO2 –, NiCl3 –, ClO4 –, [(CF3SO2)2N]–, CF3SO3 –, CN–, (CN)2N–, (CF3SO2)3C–, (CF3)2PF4 –, (CF3)3PF3 –, (CF3)5PF–, (CF3)6P–, SF5CF2SO3 –, SF5CHFCF2SO3 –, CF3CF2(CF3)2CO–, (CF3SO2)2CH–, (SF5)3C–, [O(CF3)2C2CF3)2O]2PO–, [H(CF3SO3)2]C–, (CF3)2N–, B(CN)4 –, (C2F5)2P(O)O–, (C2F5)3PF3 –, (C3F7)3PF3 –, (C4F9)3PF3 –, CO(CO)4 –, HSO3 –, HSO4 –, H2PO4 –, HPO4 2–, BCl4 –, SO4 2–, CO3 2–, „C5-10-aryl"sulfonat, „C1-10-alkyl"sulfonat, „C1-10-alkyl"sulfat, Di„C1-10-alkyl"phosphat, „C1-10-alkyl"phosphonat, „C5-10-aryl"phosphonat, „C2-10-alkenyl"sulfonat, „C2-10-alkenyl"carbonat, „C2-10-alkenyl"phosphonat, „C5-10-aryl"sulfat, „C2-10-alkenyl"sulfat, Bis(perfluooro„C1-10-alkyl"sulfonyl)amid, Bis(perfluoro„C5-10-aryl"sulfonyl)amid, Bis(perfluoro„C2-10-alkenyl"sulfonyl)amid, „C1-10-alkyl"carbonat, „C5-10-aryl"carbonat, „C1-10-alkyl"carboxylat, „C2-10-alkenyl"carboxylat oder „C5-10-aryl"carboxylat etc.The anion can be an organic or inorganic anion. There is a large number of selectable anions available, such as F -, Cl -, Br -, I -, OH -, NO 3 -, BF 4 -, PF 6 -, FeCl 4 -, ZnCl 3 -, SnCl 5 - , AsF 6 - , SbF 6 - , AlCl 4 - , CF 3 CO 2 - , NiCl 3 - , ClO 4 - , [(CF 3 SO 2 ) 2 N] - , CF 3 SO 3 - , CN - , ( CN) 2 N - , (CF 3 SO 2 ) 3 C - , (CF 3 ) 2 PF 4 - , (CF 3 ) 3 PF 3 - , (CF 3 ) 5 PF - , (CF 3 ) 6 P - , SF 5 CF 2 SO 3 - , SF 5 CHFCF 2 SO 3 - , CF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO - , (CF 3 SO 2 ) 2 CH - , (SF 5 ) 3 C - , [O (CF 3 ) 2 C 2 CF 3 ) 2 O] 2 PO - , [H (CF 3 SO 3 ) 2 ] C - , (CF 3 ) 2 N - , B (CN) 4 - , (C 2 F 5 ) 2 P (O) O -, (C 2 F 5) 3 PF 3 -, (C 3 F 7) 3 PF 3 -, (C 4 F 9) 3 PF 3 -, CO (CO) 4 -, HSO 3 - , HSO 4 - , H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , BCl 4 - , SO 4 2- , CO 3 2- , "C 5-10 -aryl" sulfonate, "C 1-10 -alkyl" sulfonate, "C 1-10 alkyl" sulfate, di "C 1-10 alkyl" phosphate, "C 1-10 alkyl" phosphonate, C "phosphonate" 5-10 aryl C 2-10 -alke nyl "sulfonate," C 2-10 alkenyl "carbonate," C 2-10 alkenyl "phosphonate," C " 5-10 aryl" sulfate, "C 2-10 alkenyl" sulfate, bis (perfluoro "C 1 -10- alkyl "sulfonyl) amide, bis (perfluoro" C " 5-10 aryl" sulfonyl) amide, bis (perfluoro "C 2-10 alkenyl" sulfonyl) amide, "C 1-10 alkyl" carbonate, " C 5-10 -aryl "carbonate," C 1-10 -alkyl "carboxylate," C 2-10 -alkenyl "carboxylate or" C 5-10 -aryl "carboxylate, etc.
Durch geschickte Kombination der oben genannten Kationen und Anionen werden Salze mit niedrigem Schmelzpunkt (kleiner als 150°C bei 1 bar), welche der Definition „ionische Flüssigkeiten" gehorchen, zusammengestellt.By clever combination of the above cations and anions Low melting point salts (less than 150 ° C at 1 bar), which corresponds to the definition "ionic liquids" obey, compiled.
Die Erfindung ist nicht auf die beispielhaft aufgeführten ionischen Flüssigkeiten beschränkt.The Invention is not limited to the exemplified ionic Limited liquids.
Die ionische Flüssigkeit dient zur Umsetzung von Kohlenhydraten, insbesondere Monosacchariden, zu HMF und kann sich aus einer ionischen Flüssigkeit, wie sie oben definiert wurde, oder aus einer Mischung aus mehreren solcher ionischen Flüssigkeiten zusammensetzen.The ionic liquid is used to convert carbohydrates, in particular monosaccharides, to HMF and may be from an ionic Liquid as defined above, or from one Make a mixture of several such ionic liquids.
Diese Reaktionsphase, in der die Umsetzung zu HMF erfolgt, wird als ionische Flüssigkeitsphase bezeichnet, die auch Additive enthalten kann.These Reaction phase, in which the conversion to HMF takes place, is called ionic Liquid phase referred to, which also contain additives can.
Unter „Additiv" sind Zusätze zu verstehen, die zum einen die Umsetzung der Kohlenhydrate zu HMF positiv beeinflussen, beispielsweise bezüglich der Selektivität oder Umsatzgeschwindigkeit der Reaktion. Diese Additive besitzen chemische Strukturelemente, die auch als Lewis- oder Brönsted-Säuren bekannt sind. Beispiele für Additive sind die Brönsted-Säuren Wasser, Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, HBF4, HPF6, CF3SO3H, [(CF3SO2)2]NH, Essigsäure, Levulinsäure, und deren Anhydride, wie beispielsweise Essigsäureanhydrid, Trifluormethansulfonsäureanhydrid und Trifluoressigsäureanhydrid, und Lewissäuren, wie Aluminiumtrichloride, und andere Metalhalogenide.By "additive" is meant additives which, on the one hand, have a positive effect on the conversion of the carbohydrates to HMF, for example with regard to the selectivity or reaction rate of the reaction These additives have chemical structural elements which are also known as Lewis or Bronsted acids Additives are the Bronsted acids water, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, HBF 4 , HPF 6 , CF 3 SO 3 H, [(CF 3 SO 2 ) 2 ] NH, acetic acid, levulinic acid, and their anhydrides, such as acetic anhydride, trifluoromethanesulfonic anhydride and trifluoroacetic anhydride, and Lewis acids such as aluminum trichlorides and other metal halides.
Zum anderen zählen chemische Zusätze zur Definition des Additivs, die im Falle der Emulsionsbildung durch Unterstützung der Koagulation der ionischen Flüssigkeitsphase und der Extraktionsphase die Phasentrennung unterstützen oder die Viskosität oder den Schmelzpunkt der ionischen Flüssigkeitsphase herabsetzen.To the others include chemical additives for definition of the additive, in the case of emulsion formation by support the coagulation of the ionic liquid phase and the Extraction phase support the phase separation or the Viscosity or the melting point of the ionic liquid phase decrease.
Einzelverbindung oder Mischung mehrerer dieser Verbindungen können eingesetzt werden, und werden in ihrer Gesamtheit als „Additiv" definiert.Itemized or mixture of several of these compounds can be used and are defined in their entirety as an "additive".
Kohlenhydrate, insbesondere Monosaccharide, sollen hier als Verbindungen der allgemeinen Summenformel (CH2O)n definiert sein, zu denen beispielsweise die Fructose und Glucose gehören. Des Weiteren fallen unter den Begriff „Kohlenhydrate" Oligomere und Polymere, die formal aus (CH2O)n-Bausteinen durch glykosidische Verknüpfung entstehen, wie zum Beispiel Stärke (Polyglucose), Cellulose (Polyglucose), Saccharose oder Inulin (Polyfructose). Da für die kommerzielle Umsetzung zu HMF vorzugsweise Kohlenhydrate aus nachwachsenden Rohstoffen zum Einsatz kommen, werden auch direkt in der Natur vorkommende Ressourcen, wie Holz und Zichorie, sowie deren chemisch durch Aufschluss oder physikalisch (durch Mahlen, Pressen, Extrahieren etc.) vorbehandelte Folgeprodukte als „Kohlenhydrate" bzw. „Monosaccharide" definiert, wie zum Beispiel Fructosesirupe, Mutterlaugen der Fructose- oder Glucosekristallisation, Invertzucker, hydrolysiertes Holz, oder Abfälle aus der Papier- und Holzindustrie. Diese sind in großen Mengen leicht zugänglich.Carbohydrates, in particular monosaccharides, are to be defined here as compounds of the general empirical formula (CH 2 O) n , which include, for example, fructose and glucose. Furthermore, the term "carbohydrates" includes oligomers and polymers which formally arise from (CH 2 O) n building blocks by glycosidic linkage, for example starch (polyglucose), cellulose (polyglucose), sucrose or inulin (polyfructose) carbohydrates from renewable raw materials are also used for the commercial conversion to HMF, also directly occurring in nature resources, such as wood and chicory, as well as their chemically by digestion or physically (by grinding, pressing, extracting, etc.) pretreated secondary products as " Carbohydrates "or" monosaccharides ", such as fructose syrups, mother liquors of fructose or glucose crystallization, invert sugar, hydrolyzed wood, or wastes from the paper and wood industries, which are readily available in large quantities.
Als besonders geeigneter Ausgangsstoff für die Herstellung von HMF sind Mutterlaugen der Fructosekristallisation zu nennen.When particularly suitable starting material for the preparation HMF are mother liquors of fructose crystallization.
Aufgrund der Einsatzbreite des vorgeschlagenen Verfahrens können auch Kohlenhydrate aus unterschiedlichen Quellen und Zusammensetzungen als Mischung zum Einsatz kommen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht auf die beispielhaft genannten Kohlenhydrate beschränkt.by virtue of the scope of the proposed method can also carbohydrates from different sources and compositions used as a mixture. Accordingly, the invention not limited to the exemplified carbohydrates.
Die Kohlenhydrate werden in der ionischen Flüssigkeitsphase mit oder ohne vorgenannte Additive gelöst oder dispergiert.The Carbohydrates become in the ionic liquid phase dissolved or dispersed with or without the aforementioned additives.
Der Konzentrationsbereich der Kohlenhydrate liegt vorteilhaft zwischen 5 und 70 Gewichtsprozent, bezogen auf das Verhältnis der (CH2O)6-Einheiten der Kohlenhydrate und der ionischen Flüssigkeit. Der Konzentrationsbereich des Additivs liegt dabei zweckmäßig zwischen 0 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die ionische Flüssigkeitsphase. Das Verhältnis zwischen Kohlenhydraten, Additiv und ionischer Flüssigkeit hängt, wie an sich bekannt, insbesondere von der Reaktionstemperatur, der Bildungsrate der Nebenprodukte und der Löslichkeit der Kohlenhydrate in der ionischen Flüssigkeitsphase ab.The concentration range of the carbohydrates is advantageously between 5 and 70 percent by weight, based on the ratio of the (CH 2 O) 6 units of the carbohydrates and the ionic liquid. The concentration range of the additive is expediently between 0 and 10 percent by weight, based on the ionic liquid phase. The ratio between carbohydrates, additive and ionic liquid depends, as known per se, in particular on the reaction temperature, the rate of formation of the by-products and the Solubility of carbohydrates in the ionic liquid phase from.
Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Reaktor mit einer Temperiereinheit vorgeschlagen, mit deren Hilfe das Reaktorgut auf vorteilhafte Reaktionstemperatur gebracht wird. Zweckmäßig erfolgt die Umsetzung der Kohlenhydrate zu HMF bei Temperaturen zwischen 50°C und 150°C, vorzugsweise zwischen 70°C und 90°C betrieben. Der gewählte Druck liegt zwischen 0,5 bar und 80 bar, vorzugsweise zwischen 0,8 bar und 5 bar, bestenfalls bei 1 bar.to Implementation of the method is a reactor with a Tempering proposed, with the help of the reactor advantageous reaction temperature is brought. expedient the conversion of carbohydrates to HMF takes place at temperatures between 50 ° C and 150 ° C, preferably between 70 ° C and 90 ° C operated. The chosen one Pressure is between 0.5 bar and 80 bar, preferably between 0.8 bar and 5 bar, at best at 1 bar.
Der Reaktor ist vorteilhaft doppelwandig aufgebaut, so dass die Temperierung konduktiv mittels Dampf oder einer Heizflüssigkeit erfolgen kann. Alternativ kann die Temperierung durch Umhüllung des Reaktionsgefäßes mit Heizbändern oder anderer Heizung geschehen. Eine weitere Art der Temperierung ist beispielsweise durch den Einsatz eines Hochfrequenzfeldes gegeben, in dem sich der Reaktor befindet. Speziell für die Synthese von HMF im Mikrowellenofen ist das Verfahren sehr geeignet, weil das Reaktorvolumen aufgrund der genannten Vorteile hinreichend klein gehalten werden kann, um den Reaktor vorteilhaft in konventionelle Mikrowellenöfen zu integrieren. Dadurch wird eine aufwendige und technisch nur schwer realisierbare Vergrößerung des Mikrowellenofens gegenstandslos.Of the Reactor is advantageously constructed double-walled, so that the temperature conductively by means of steam or a heating fluid can. Alternatively, the temperature control by wrapping of the reaction vessel with heating bands or other heating happen. Another type of temperature control is given for example by the use of a high-frequency field, in which the reactor is located. Especially for the synthesis from HMF in a microwave oven, the process is very suitable because the reactor volume due to the advantages mentioned sufficiently small can be kept to the reactor advantageous in conventional Integrate microwave ovens. This will be a costly and technically difficult to realize magnification of the microwave oven irrelevant.
Das HMF geht erfindungsgemäß unmittelbar nach seiner Entstehung in der ionischen Flüssigkeitsphase kontinuierlich und selektiv durch die besagte Reaktivextraktion in das Extraktionsmittel über, welches die ionische Flüssigkeitsphase strömend kontaktiert. Als Extraktionsmittel kommt dazu ein organisches Lösungsmittel oder eine Mischung aus mehreren organischen Lösungsmitteln zum Einsatz, die in ihrer Gesamtheit als Extraktionsphase definiert werden. Die Extraktionsphase zeichnet sich dadurch aus, dass sie
- – das HMF selektiv aus der ionischen Flüssigkeitsphase herauslöst, d. h. keine bzw. nur vernachlässigbar geringe Löslichkeit für die anderen Komponenten der ionischen Flüssigkeitsphase (ionische Flüssigkeit, Kohlenhydrate, Additive) besitzt.
- – die ionische Flüssigkeitsphase kontinuierlich durchströmt oder an dieser kontaktierend vorbeiströmt. Ein solcher Prozess ist dem Fachmann auch als Reaktivextraktion bekannt, die im Gegenstrom oder Gleichstrom stattfinden kann.
- – einen relativ geringen Siedepunkt hat, so dass sie anschließend möglichst aufwandgering vom HMF, beispielsweise durch Destillation, entfernt werden kann.
- – bei Reaktionstemperatur und Reaktionsdruck als Flüssigkeit vorliegt und
- – eine niedrigere Dichte als die ionischen Flüssigkeitsphase besitzt, so dass sie vorteilhaft aus dem Reaktorkopf entnommen werden kann.
- - The HMF selectively dissolves from the ionic liquid phase, ie no or only negligible solubility for the other components of the ionic liquid phase (ionic liquid, carbohydrates, additives) has.
- - Continuously flows through the ionic liquid phase or flows past contacting it. Such a process is also known to the person skilled in the art as reactive extraction, which can take place in countercurrent or direct current.
- - Has a relatively low boiling point, so that they can then as possible aufwandgering removed from the HMF, for example by distillation.
- - Is present as a liquid at reaction temperature and reaction pressure and
- - Has a lower density than the ionic liquid phase, so that it can be advantageously removed from the reactor head.
Insbesondere fallen hierunter gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, aromatische Verbindungen, geradkettige und verzweigte Ether, Ketone, Ester, Carbonate, Lactone, Nitrile, Amide oder Sulfone. Beispielsweise eignet sich für die Herstellung HMF in der ionischen Flüssigkeit 1-Butyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat besonders Methyltertiärbutylether, Dibutylether oder Methylisobutylketon, da in diesen weder die besagten Kohlenhydrate noch die ionische Flüssigkeit löslich ist.Especially these include saturated and unsaturated hydrocarbons, aromatic compounds, straight-chain and branched ethers, ketones, Esters, carbonates, lactones, nitriles, amides or sulfones. For example is suitable for the production of HMF in the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium methyl sulfonate, especially methyl tertiary butyl ether, Dibutyl ether or methyl isobutyl ketone, since in these neither said Carbohydrates nor the ionic liquid soluble is.
Der Reaktor bringt die ionische Flüssigkeitsphase und die Extraktionsphase aktiv oder passiv miteinander in Kontakt. Das kann zum einen beispielsweise durch entsprechende Impellerformen, z. B. Scheibenrührer, und zum anderen durch statische Mischelemente erfolgen.Of the Reactor brings the ionic liquid phase and the extraction phase actively or passively in contact with each other. This can for one, for example by appropriate impeller shapes, z. B. disc stirrer, and on the other by static mixing elements.
Die Extraktionsphase mit dem selektiv aufgenommenen HMF wird vorteilhafter Weise am Reaktorkopf entnommen. Gegebenenfalls ist dazu das Brechen von Dispersionen erforderlich. Das geschieht beispielsweise durch an sich bekanntes Fördern der Koaleszenz, was mechanisch und/oder auf chemischem Weg durch Zugabe von Additiven erreicht werden kann. Die mechanische Abtrennung der Extraktionsphase von der ionischen Flüssigkeitsphase findet in beruhigten Zonen des Reaktors statt, beispielsweise an der Oberfläche von Füllkörpern oder anderen zweckmäßigen Einbauten, durch Abschalten eines Rührers oder in einem Absetzbehälter. Dies kann durch Ein- oder Anbauten in einem Rohrreaktor oder in einem Rührkessel erreicht werden.The Extraction phase with the selectively incorporated HMF becomes more advantageous Sampled at the reactor head. If necessary, this is breaking of dispersions required. This happens, for example, by known to promote coalescence, which is mechanical and / or chemically achieved by the addition of additives can be. The mechanical separation of the extraction phase of The ionic liquid phase takes place in calmed zones the reactor instead, for example on the surface of packing or other functional installations, by switching off a stirrer or in a settling tank. This can by incorporation or additions in a tubular reactor or in a Rührkessel be achieved.
Sowohl bei der mikrowellenassistierten als auch bei der konduktiv geheizten Reaktionsführung wird ein Reaktor verwendet, der die besagte Entnahme der Extraktionsphase vorzugsweise am Reaktorkopf und eine Neuzuführung sowohl von frischer ionischer Flüssigkeitsphase (ionische Flüssigkeit, Kohlenhydrate und Additiv) als auch vom Extraktionsmittel ermöglicht. Zum Einsatz kommen hierbei an sich bekannte kontinuierliche betriebene Reaktoren, wie z. B. Rührkessel und Rohrreaktoren.Either in the microwave-assisted as well as in the conductively heated Reaction is a reactor used, the said Taking the extraction phase preferably at the reactor head and a New delivery of both fresh ionic liquid phase (ionic liquid, carbohydrates and additive) as well from the extractant. Used here per se known continuous operated reactors, such as. B. Stirred tank and tubular reactors.
Die Wahl der Reaktionsbedingungen, insbesondere Druck, Reaktionstemperatur, Verweildauer im Reaktor, Durchflussrate der Extraktionsphase etc. sind hauptsächlich von den physikalischen Eigenschaften der ionischen Flüssigkeitsphase, der Extraktionsphase bzw. der Reaktivität des zu gewinnenden HMF abhängig.The choice of reaction conditions, in particular pressure, reaction temperature, residence time in the reactor, flow rate of the extraction phase, etc. are mainly due to the physical properties of the ionic liquid phase, the extraction phase or the reactivity of the HMF to be obtained.
Die Reaktion kann unter Schutzgas, z. B. Argon oder Stickstoff, durchgeführt werden.The Reaction can be carried out under protective gas, for. As argon or nitrogen, performed become.
Das Herstellungsverfahren ermöglicht die Anwendung eines geschlossenen Systems, welches ein Entweichen der Extraktionsphase in die Umwelt hindert. Über den hohen Reaktionsdurchsatz des hergestellten HMFs hinaus erweisen sich die Reaktivextraktion und die kontinuierliche Entnahme des Produktes als höchst vorteilhaft, da so auch die Bildung von Nebenprodukten (Levulinsäure, Humine, Verkokungsprodukte etc.) in der ionischen Flüssigkeitsphase verhindert wird. Der kontinuierliche Betrieb führt damit zur Prozessvereinfachung und zu einer wesentlichen Verringerung des verfahrens- und sicherheitstechnischen sowie zeitlichen und energetischen (wirtschaftlichen) Aufwands.The Manufacturing process allows the application of a closed Systems, which is an escape of the extraction phase into the environment prevents. About the high reaction throughput of the produced HMFs turn out to be the reactive extraction and the continuous Taking the product as highly beneficial, as well as the formation of by-products (levulinic acid, humins, coking products etc.) is prevented in the ionic liquid phase. Of the continuous operation thus leads to process simplification and to a significant reduction in the procedural and safety as well as temporal and energetic (economic) expenses.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeführt.In The dependent claims are advantageous embodiments of the method according to the invention.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne den Schutzumfang auf diese zu beschränken.The Invention will be described below with reference to embodiments be explained in more detail, without the scope of protection to limit to this.
Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1
Die Figur zeigt beispielhaft die schematische Darstellung eines an sich bekannten Reaktors, der zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.The FIG. 1 shows by way of example the schematic representation of a per se known reactor, for carrying out the method suitable is.
Ein
Reaktorraum
Im
Reaktorraum
In
der Bodenplatte
Die
ionische Flüssigkeitsphase und die Extraktionsphase werden
vorzugsweise im Gegenstrom kontaktiert, d. h. die ionische Flüssigkeitsphase
wird durch den Stutzen
Zur
Durchführung der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele
besteht der Reaktorraum
Ausführungsbeispiel 2:Embodiment 2:
In
das vorgenannte und durch den Heizmantel
Die
mittlere Verweilzeit der ionischen Flüssigkeitsphase im
Reaktorraum
Es ergibt sich eine Ausbeute von 92%, bezogen auf die eingesetzte Fructose, bei einer Reinheit > 98%. Dies entspricht einer Reaktorleistung von 33 g HMF/h.It results in a yield of 92%, based on the fructose, at a purity> 98%. This corresponds to a reactor power of 33 g HMF / h.
Ausführungsbeispiele 3–17:Embodiments 3-17:
Nach
dem in Ausführungsbeispiel 2 beschriebenen Verfahrensablauf
werden zur Gewinnung von HMF als weitere Beispiele (vgl. Tabelle
1) jeweils eine Zuckerlösung in einer ionischer Flüssigkeit
nunmehr mittels Mikrowelleneinstrahlung auf die in der Tabelle 1
angegebene Temperatur erwärmt, und mit Methyltertiärbutylether
kontinuierlich extrahiert. Tabelle 1: Verfahrensbedingungen und Reaktorleistungen
für Ausführungsbeispiele 2–17
Ausführungsbeispiel 18:Embodiment 18:
Entsprechend Ausführungsbeispiel 2 wird eine 15%ige Fructoselösung in der ionischen Flüssigkeit 1-Butyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat unter Zugabe von HCl (1 mol%) als Additiv im einem kontinuierlich betriebenen, mantelbeheizten Reaktor (vgl. Figur) auf 80°C erwärmt und mit Methyltertiärbutylether kontinuierlich extrahiert. Die mittlere Verweilzeit der ionischen Flüssigkeitsphase im Reaktor beträgt 1 h.According to Embodiment 2, a 15% fructose solution in the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat with the addition of HCl (1 mol%) as an additive in a continuously operated jacket-heated reactor (see Figure) heated to 80 ° C and extracted continuously with methyl tert-butyl ether. The mean residence time of the ionic liquid phase in the reactor is 1 h.
Die
HMF-haltige Extraktionsphase wird nach dem Überlauf am
Reaktorkopf (Deckplatte
Es ergibt sich eine Ausbeute von 88% bezogen auf die eingesetzte Fructose, bei einer Reinheit > 98%. Dies entspricht einer Reaktorleistung von 92 g HMF/h.It results in a yield of 88% based on the fructose, at a purity> 98%. This corresponds to a reactor power of 92 g HMF / h.
Ausführungsbeispiel 19:Embodiment 19:
Entsprechend Ausführungsbeispiel 2 wird eine 5%ige Fructoselösung in der ionischen Flüssigkeit 1-Butyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat unter Zugabe von Wasser (1 mol%) als Additiv in einem kontinuierlich betriebenen, mantelbeheizten Reaktor (vgl. Figur) auf 80°C erwärmt und mit Methyltertiärbutylether kontinuierlich extrahiert. Die mittlere Verweilzeit der ionischen Flüssigkeitsphase im Reaktor beträgt 1 h.Corresponding Embodiment 2 becomes a 5% fructose solution in the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat with the addition of water (1 mol%) as an additive in a continuous operated jacket-heated reactor (see Figure) to 80 ° C. heated and continuously with methyl tert-butyl ether extracted. The mean residence time of the ionic liquid phase in the reactor is 1 h.
Die
HMF-haltige Extraktionsphase wird nach dem Überlauf am
Reaktorkopf (Deckplatte
Es ergibt sich eine Ausbeute von 85% bezogen auf die eingesetzte Fructose, bei einer Reinheit > 98%. Dies entspricht einer Reaktorleistung von 30 g HMF/h.It results in a yield of 85% based on the fructose, at a purity> 98%. This corresponds to a reactor power of 30 g HMF / h.
Ausführungsbeispiel 20:Embodiment 20:
Entsprechend
Ausführungsbeispiel 2 wird eine 5%ige Fructoselösung
in der ionischen Flüssigkeit N-Butyl-N-methylpyrrolidiniumchlorid
unter Zugabe von Wasser (10%) als Additiv in einem kontinuierlich
betriebenen, mantelbeheizten Reaktor (vgl. Figur) auf 80°C
erwärmt und mit Methyltertiärbutylether kontinuierlich extrahiert.
Die mittlere Verweilzeit der ionischen Flüssigkeitsphase
im Reaktor beträgt 1 h. Die HMF-haltige Extraktionsphase
wird nach dem Überlauf am Reaktorkopf (Deckplatte
Ausführungsbeispiel 21:Embodiment 21:
Entsprechend
Ausführungsbeispiel 2 wird eine 5%ige Fructoselösung
in der ionischen Flüssigkeit 1-Hexyl-3-methylimidazoliumchlorid
unter Zugabe von Wasser (6%) als Additiv in einem kontinuierlich
betriebenen, mantelbeheizten Reaktor (vgl. Figur) auf 80°C
erwärmt und mit Methyltertiärbutylether kontinuierlich extrahiert.
Die mittlere Verweilzeit der ionischen Flüssigkeitsphase
im Reaktor beträgt 1 h. Die HMF-haltige Extraktionsphase
wird nach dem Überlauf am Reaktorkopf (Deckplatte
Es ergibt sich eine Ausbeute von 41% bezogen auf die eingesetzte Fructose, bei einer Reinheit > 98%. Dies entspricht einer Reaktorleistung von 14 g HMF/h.It results in a yield of 41% based on the fructose, at a purity> 98%. This corresponds to a reactor power of 14 g HMF / h.
- 11
- Reaktorraumreactor chamber
- 22
- Bodenplattebaseplate
- 33
- Deckplattecover plate
- 44
- Heizmantelheating jacket
- 55
- ZulaufIntake
- 66
- Ablaufprocedure
- 77
- Rührwerkagitator
- 88th
- Rührblätterstirring blades
- 99
- Lochplatteperforated plate
- 10, 1110 11
- StutzenSupport
- 12, 1312 13
- StutzenSupport
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0230250 A2 [0006] - EP 0230250 A2 [0006]
- - US 3071599 [0007, 0013] - US 3071599 [0007, 0013]
- - JP 2005232116 [0011] JP 2005232116 [0011]
- - JP 2005200321 [0011] - JP 2005200321 [0011]
- - US 2851468 [0011] US 2851468 [0011]
- - EP 0230250 [0011, 0019, 0026, 0029] - EP 0230250 [0011, 0019, 0026, 0029]
- - US 4400468 [0011] US 4400468 [0011]
- - US 2929823 [0012, 0022] - US 2929823 [0012, 0022]
- - US 3483228 [0013] - US 3483228 [0013]
- - SU 1054349 [0014] - SU 1054349 [0014]
- - SU 1351932 [0014] - SU 1351932 [0014]
- - JP 10265468 [0014] - JP 10265468 [0014]
- - US 3118912 [0015] - US 3118912 [0015]
- - FR 2670209 [0016, 0022] FR 2670209 [0016, 0022]
- - JP 03099072 [0016] - JP 03099072 [0016]
- - FR 2664273 [0016] FR 2664273 [0016]
- - DE 19619075 A1 [0016] - DE 19619075 A1 [0016]
- - DE 3033527 C2 [0016] - DE 3033527 C2 [0016]
- - WO 03024947 [0016, 0017] WO 03024947 [0016, 0017]
- - WO 9617837 [0016, 0022] WO 9617837 [0016, 0022]
- - US 4590283 [0016, 0022] US 4590283 [0016, 0022]
- - US 4339387 [0016, 0022, 0028] US 4339387 [0016, 0022, 0028]
- - FR 266963 [0017] FR 266963 [0017]
- - FR 2669635 [0017] FR 2669635 [0017]
- - GB 876463 [0022, 0023] GB 876463 [0022, 0023]
- - US 2917520 [0022, 0028] - US 2917520 [0022, 0028]
- - US 2750394 [0022] US Pat. No. 2,750,394 [0022]
- - US 6441202 [0022] US 6441202 [0022]
- - US 20020123636 [0022] US 20020123636 [0022]
- - US 20030032819 [0022] US 20030032819 [0022]
- - US 4740605 [0026] US 4740605 [0026]
- - WO 2005018799 [0028] WO 2005018799 [0028]
- - DE 3601281 C2 [0029] - DE 3601281 C2 [0029]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - K. Michail, V. Matzi, A. Maier, R. Herwig, J. Greilberger, H. Juan, O. Kunert, R. Wintersteiger: Hydroxymethylfurfural: an enemy or a friendly xenobiotic? A bioanalytical approach, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 387, 2007, 2801–2814 [0004] - K. Michail, V. Matzi, A. Maier, R. Herwig, J. Greilberger, H. Juan, O. Kunert, R. Wintersteiger: Hydroxymethylfurfural: an enemy or a friendly xenobiotic? A bioanalytical approach, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 387, 2007, 2801-2814 [0004]
- - B. F. M. Kuster, H. S. Van der Baan: The influence of the initial and catalyst concentrations an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 165–176 [0007] - BFM Kuster, HS Van der Baan: The influence of the initial and catalyst concentrations on the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 165-176 [0007]
- - Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933–1937 [0007] - Y. Román-Leshkov, JN Chheda, JA Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933-1937 [0007]
- - B. F. M. Kuster, H. S. Van der Baan: The influence of the initial and catalyst concentrations of the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 165–176 [0011] - BFM Kuster, HS Van der Baan: The Influence of the Initial and Catalyst Concerns of the Dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 165-176 [0011]
- - B. F. M. Kuster: The influence of water concentration an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 177–183 [0011] - BFM Kuster: The Influence of Water Concentration on the Dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 177-183 [0011]
- - B. F. M. Kuster, J. Laurens: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part II. Dehydration of fructose in a tube reactor using polyethyleneglycol as solvent, Starch/Stärke, 29, 1977, 172–176 [0011] - BFM Kuster, J. Laurens: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part II. Dehydration of fructose in a tube reactor using polyethylene glycol as solvent, Starch / Stärke, 29, 1977, 172-176 [0011]
- - B. F. M. Kuster: The influence of water concentration an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 177–183 [0011] BFM Kuster: The Influence of Water Concentration on the Dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 177-183 [0011]
- - M. Bicker, J. Hirth, H. Vogel: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical acetone, Green Chemistry, 5, 2004 280–284 [0011] M. Bicker, J. Hirth, H. Vogel: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical acetone, Green Chemistry, 5, 2004 280-284 [0011]
- - M. Watanabe, Y. Aizawa, T. Lida, T. M. Aida, C. Levy, K. Sue, H. Inomata: Glucose reactions with acid and base catalyst in hot compressed water at 473 K, Carbohydrate Research, 340, 2005, 1925–1930 [0011] Watanabe, Y. Aizawa, T. Lida, TM Aida, C. Levy, K. Sue, H. Inomata: Glucose Reactions with Acid and Base Catalyst in Hot Compressed Water at 473 K, Carbohydrate Research, 340, 2005, 1925-1930 [0011]
- - W. N. Haworth, W. Jones: The conversion of sucrose into furan compounds. Part I. 5-Hydroxymethylfurfuraldehyde and some derivatives, Journal of the Chemical Society, 1944, 667–670 [0012] - W Haworth, W. Jones: The conversion of sucrose into furan compounds. Part I. 5-Hydroxymethylfurfuraldehydes and some derivatives, Journal of the Chemical Society, 1944, 667-670 [0012]
- - H. H. Szmant, D. D. Chundury: The preparation of 5-hydroxymethylfurfuraldehyde from high fructose corn syrup and other carbohydrates, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 31, 1981, 135–145 [0013] - HH Szmant, DD Chundury: The preparation of 5-hydroxymethylfurfuraldehyde from high fructose corn syrup and other carbohydrates, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 31, 1981, 135-145 [0013]
- - C. Carlini, P. Patrono, A. M. Raspolli Galletti, G. Sbrana: Heterogeneous catalysts based an vanadyl phosphate for saccharides dehydration to 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde, Applied Catalysis A: General, 275, 2004, 111–118 [0014] C. Carlini, P. Patrono, AM Raspolli Galletti, G. Sbrana: Heterogeneous Catalysts Based on Vanadyl Phosphate for Saccharide Dehydration to 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde, Applied Catalysis A: General, 275, 2004, 111-118 [0014 ]
- - H: Zhao, J. E. Holladay, H. Brown, Z. C. Zhang [0014] - H: Zhao, JE Holladay, H. Brown, ZC Zhang [0014]
- - Metal chlorides in ionic liquid solvents convert sugars to 5-hydroxymethylfurfural, Science, 316, 2007, 1597–1600 [0014] - Metal chlorides in ionic liquid solvents convert sugars to 5-hydroxymethylfurfural, Science, 316, 2007, 1597-1600 [0014]
- - K.-I. Seri, Y. Inoue, H. Ishida: Highly efficient catalytic activity of lanthanide(III) ions for conversion of saccharides to 5-hydroxymethyl-2-furfural in organic solvents, Chemistry Letters, 29, 2000, 22–23 [0014] - K.-I. Seri, Y. Inoue, H. Ishida: Highly efficient catalytic activity of lanthanide (III) ions for conversion of saccharides to 5-hydroxymethyl-2-furfural in organic solvents, Chemistry Letters, 29, 2000, 22-23 [0014]
- - C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de préparation du 5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde par action de sels d'ammonium ou d'immonium sur les mono-, oligo- et poly-saccarides. Accès direct aux 5-halogénométhyl-2-furaldéhydes, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59–68 [0015] - C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de préparation du 5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde par action de sels d 'ammonium ou d' immonium sur les mono-, oligo- et poly-saccarides. Accès direct aux 5-halogénométhyl-2-furaldéhydes, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59-68 [0015]
- - C. Moreau, A. Finiels, L. Vanoye: Dehydration of fructose and sucrose into 5-hydroxymethylfurfural in the presence of 1-H-3-methyl imidazolium chloride acting both as solvent and catalyst, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 253, 2006, 165–169 [0015] C. Moreau, A. Finiels, L. Vanoye: Dehydration of fructose and sucrose into 5-hydroxymethylfurfural in the presence of 1-H-3-methylimidazolium chloride, both as solvent and catalyst, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 253, 2006, 165-169 [0015]
- - M. L. Mednick: The acid-base-catalyzed conversion of aldohexose into 5-(hydroxymethyl)-2-furfural, Journal of Organic Chemistry, 27, 1962, 398–403 [0015] - ML Mednick: The acid-base catalyzed conversion of aldohexose into 5- (hydroxymethyl) -2-furfural, Journal of Organic Chemistry, 27, 1962, 398-403 [0015]
- - L. Rigal, A. Gaset, J.-P Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde using a water-solvent-ionexchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20, 1981, 719–721 [0016] - L. Rigal, A. Gaset, J.-P Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde using a water-solvent ion exchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20 , 1981, 719-721 [0016]
- - G. A. Halliday, R. J. Young, V. V. Grushin: Onepot, two-step, practical catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003–2005 [0016] GA Halliday, RJ Young, VV Grushin: Onepot, two-step, practical catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003-2005 [0016]
- - Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933–1937 [0016] - Y. Román-Leshkov, JN Chheda, JA Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933-1937. [0016]
- - C. Moreau, R. Durand, J. Duhamet, P. Rivalier: Hydrolysis of fructose and glucose precursors in the presence of H-form zeolites, Carbohydrate Chemistry, 16, 1997, 709–714 [0016] C. Moreau, R. Durand, J. Duhamet, P. Rivalier: Hydrolysis of fructose and glucose precursors in the presence of H-form zeolites, Carbohydrate Chemistry, 16, 1997, 709-714 [0016]
- - C. Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General, 145, 1996, 211–224 [0016] - C Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General , 145, 1996, 211-224 [0016]
- - C. Moreau, R. Durand, C. Pourcheron, S. Razigade: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural from fructose and precursors over H-form zeolites, Industrial Crops and Products, 3, 1994, 85–90 [0016] C. Moreau, R. Durand, C. Pourcheron, S. Razigade: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural from fructose and precursors over H-form zeolites, Industrial Crops and Products, 3, 1994, 85-90 [0016]
- - R. M. Musau: The preparation of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) from D-fructose in the presence of DMSO, Biomass, 13, 1987, 67–74 [0017] RM Musau: The preparation of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) from D-fructose in the presence of DMSO, Biomass, 13, 1987, 67-74 [0017]
- - B. M. F. Kuster: 5-Hydroxymethylfurfural (HMF). A review focussing an its manufacture, Starch/Stärke, 42, 1990, 314–321 [0017] - BMF Kuster: 5-hydroxymethylfurfural (HMF). A review focusing on its manufacture, Starch / Stärke, 42, 1990, 314-321 [0017]
- - M. J. J. Antal, W. S. L. Mok, G. N. Richards: Mechanism of formation of 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde from D-fructose and sucrose, Carbohydrate Research, 199, 1990, 91–109 [0017] - MJJ Antal, WSL Mok, GN Richards: Mechanism of formation of 5- (hydroxymethyl) -2-furaldehydes from D-fructose and sucrose, Carbohydrate Research, 199, 1990, 91-109 [0017]
- - H. E. van Dam, A. P. G. Kieboom, H. van Bekkum: The conversion of fructose and glucose in acidic media: Formation of hydroxymethylfurfural, Starch/Stärke, 38, 1986, 95–101 [0017] HE van Dam, APG Kieboom, H. van Bekkum: The conversion of fructose and glucose into acidic media: Formation of hydroxymethylfurfural, Starch / Stärke, 38, 1986, 95-101 [0017]
- - T. G. Bonner, E. J. Bourne, M. Ruszkiewicz: The iodine-catalysed conversion of sucrose into 5-hydroxymethylfurfuraldehyde, Journal of the Chemical Society, 1960, 787–791 [0017] TG Bonner, EJ Bourne, M. Ruszkiewicz: The iodine-catalysed conversion of sucrose into 5-hydroxymethylfurfuraldehyde, Journal of the Chemical Society, 1960, 787-791. [0017]
- - G. A. Halliday, R. J. Young, V. V. Grushin: One-pot, two-step, practica catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003–2005 [0017] - GA Halliday, RJ Young, VV Grushin: One-pot, two-step, practica catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003-2005 [0017]
- - L. Rigal, A. Gaset, A., J.-P. Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde using a water-solvent-ion-exchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20, 1981, 719–721 [0022] L. Rigal, A. Gaset, A., J.-P. Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehydes using a water-solvent-ion exchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20, 1981, 719-721 [0022]
- - C. Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General, 145, 1996, 211–224 [0022] - C Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General , 145, 1996, 211-224 [0022]
- - C. Moreau, R. Durand, C. Pourcheron, S. Razigade: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural from fructose and precursors over H-form zeolites, Industrial Crops and Products, 3, 1994, 85–90 [0022] C. Moreau, R. Durand, C. Pourcheron, S. Razigade: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural from fructose and precursors over H-form zeolites, Industrial Crops and Products, 3, 1994, 85-90 [0022]
- - C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de preparation du 5-hydroxymethyl-2-furaldéhyde par action de sels d'ammonium ou d'immonium sur les mono-, oligo- et polysaccarides. Accès direct aux 5-halogénométhyl-2-furaldéhydes, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59–68 [0022] - C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de preparation du 5-hydroxymethyl-2-furaldéhyde par action de sels d 'ammonium ou d' immonium sur les mono-, oligo- et polysaccarides. Accès direct aux 5-halogénomé thyl-2-furaldehyde, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59-68 [0022]
- - D. W. Brown, A. J. Floyd, R. G. Kinsman, Y. Roshanhyphen: Dehydration reactions of fructose in nonaqueous media, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 32, 1982, 920–924 [0023] DW Brown, AJ Floyd, RG Kinsman, Y. Roshanhyphen: Dehydration reactions of fructose in nonaqueous media, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 32, 1982, 920-924. [0023]
- - Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose „Science, 312, 2006, 1933–1937 [0024] - Y. Román-Leshkov, JN Chheda, JA Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose "Science, 312, 2006, 1933-1937 [0024]
- - J. N. Chheda, Y. Román-Leshkov, J. A. Dumesic: Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono-andpolysaccharides, Green Chemistry, 9, 2007, 342–350 [0024] - JN Chheda, Y. Román-Leshkov, JA Dumesic: Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono-and polysaccharides, Green Chemistry, 9, 2007, 342-350 [0024]
- - P. Rivalier, J. Duhamet, C. Moreau, R. Durand: Development of a continuous catalytic heterogeneous column reactor with simultaneous extraction of an intermediate product by an organic solvent circulating in countercurrent manner with the aqueous Phase, Catalysis Today, 24, 1995, 165–171 [0025] - P. Rivalier, J. Duhamet, C. Moreau, R. Durand: Development of a Continuous Catalytic Heterogeneous Column Reactor with Simultaneous Extraction of an Intermediate Product by an Organic Solvent circulating in a countercurrent manner with the aqueous phase, Catalysis Today, 24, 1995, 165-171 [0025]
- - P. Rivalier, J. Duhamet, C. Moreau, R. Durand: Development of a continuous catalytic heterogeneous column reactor with simultaneous extraction of an intermediate product by an organic solvent circulating in countercurrent manner with the aqueous Phase, Catalysis Today, 24, 1995, 165–171 [0028] - P. Rivalier, J. Duhamet, C. Moreau, R. Durand: Development of a Continuous Catalytic Heterogeneous Column Reactor with Simultaneous Extraction of an Intermediate Product by an Organic Solvent circulating in a countercurrent manner with the aqueous phase, Catalysis Today, 24, 1995, 165-171 [0028]
- - B. F. M. Kuster, H. J. C. van der Stehen: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part I. Dehydration of fructose in a continuous stirred tank reactor, Starch/Stärke, 29, 1977, 99–103 [0028] - BFM Kuster, HJC van der Stehen: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part I. Dehydration of fructose in a continuous stirred tank reactor, Starch / Stärke, 29, 1977, 99-103 [0028]
- - B. F. M. Kuster, H. J. C. van der Stehen: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part I. Dehydration of fructose in a continuous stirred tank reactor, Starch/Stärke, 29, 1977, 99–103 [0028] - BFM Kuster, HJC van der Stehen: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part I. Dehydration of fructose in a continuous stirred tank reactor, Starch / Stärke, 29, 1977, 99-103 [0028]
- - Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933–1937 [0028] - Y. Román-Leshkov, JN Chheda, JA Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933-1937. [0028]
- - M. Bicker, J. Hirth, H. Vogel: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical acetone, Green Chemistry, 5, 2004 280–284 [0029] M. Bicker, J. Hirth, H. Vogel: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in sub and supercritical acetone, Green Chemistry, 5, 2004 280-284 [0029]
- - M. Bicker, D. Kaiser, L. Ott, H. Vogel: Dehydration of D-fructose to hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical fluids, Journal of Supercritical Fluids, 36, 2005, 118–126 [0029] Bicker, D. Kaiser, L. Ott, H. Vogel: Dehydration of D-fructose to hydroxymethylfurfural in sub and supercritical fluids, Journal of Supercritical Fluids, 36, 2005, 118-126 [0029]
- - Wilkes, J. S.: A short history of ionic liquids – from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73–80 [0039] Wilkes, JS: A short history of ionic liquids - from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73-80 [0039]
- - Ngo, H. L., LeCompte, L., Hargens, L., McEwen, A. B.: Thermal properties of imidazolium ionic liquids, Thermochimica Acta, 357, 2000, 97–102 [0039] - Ngo, HL, LeCompte, L., Hargens, L., McEwen, AB: Thermal properties of imidazolium ionic liquids, Thermochimica Acta, 357, 2000, 97-102. [0039]
- - Wilkes, J. S.: A short history of ionic liquids – from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73–80 [0039] Wilkes, JS: A short history of ionic liquids - from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73-80 [0039]
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011161141A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for separating furfural from a liquid aqueous phase comprising furfural and one or more organic acids |
WO2012038967A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-29 | Ganapati Dadasaheb Yadav | Method for converting sucrose to 5 - hmf using a lanthanum containing porous silica catalyst |
DE102011053034A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Ava-Co2 Schweiz Ag | Method for extracting furfurals from biomass |
CN102952103A (en) * | 2011-08-17 | 2013-03-06 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for preparing HMF through reaction-separation in supercritical CO2/ionic liquid two-phase system |
CN103432932A (en) * | 2013-09-03 | 2013-12-11 | 上海化工研究院 | Device and method for enriching and separating fluorine-containing polymer emulsion |
CN103467418A (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Method for preparing furan derivatives by catalytic conversion of fructose-based biomass |
EP2723726A1 (en) * | 2011-06-22 | 2014-04-30 | Basf Se | Method for dehydrating a carbohydrate-comprising composition |
CN104829562A (en) * | 2014-02-11 | 2015-08-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Method of synthesizing 5-hydroxymethyl furfural with additive |
US20150284354A1 (en) * | 2010-07-30 | 2015-10-08 | Archer Daniels Midland Company | Microwave assisted synthesis of dehydrated sugar derivatives hydroxymethylfurfural, levulinic acid, anhydrosugar alcohols, and ethers thereof |
CN105646402A (en) * | 2015-12-17 | 2016-06-08 | 山东大学 | Preparation method of 5-hydroxymethyl furfural from fructose at room temperature |
Citations (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2750394A (en) | 1952-05-22 | 1956-06-12 | Food Chemical And Res Lab Inc | Manufacture of 5-hydroxymethyl 2-furfural |
US2851468A (en) | 1953-06-10 | 1958-09-09 | Dendrol Inc | Preparation of hydroxymethylfurfural from cellulosic materials |
US2917520A (en) | 1957-09-11 | 1959-12-15 | Arthur C Cope | Production and recovery of furans |
US2929823A (en) | 1956-11-26 | 1960-03-22 | Merck & Co Inc | Production of 5-hydroxymethylfurfural |
GB876463A (en) | 1959-02-25 | 1961-09-06 | Atlas Powder Co | Process for preparing hydroxymethyl furfural |
US3071599A (en) | 1959-02-25 | 1963-01-01 | Atlas Chem Ind | Preparation of hydroxymethyl furfural |
US3118912A (en) | 1960-04-18 | 1964-01-21 | Rayonier Inc | Preparation of hydroxymethylfurfural |
US3483228A (en) | 1966-10-18 | 1969-12-09 | Merck & Co Inc | Method for producing 5-hydroxymethyl furfural |
US4339387A (en) | 1979-09-05 | 1982-07-13 | Roquette Freres | Process for manufacturing 5-hydroxymethylfurfural |
US4400468A (en) | 1981-10-05 | 1983-08-23 | Hydrocarbon Research Inc. | Process for producing adipic acid from biomass |
SU1054349A1 (en) | 1982-04-13 | 1983-11-15 | Ухтинский индустриальный институт | Process for preparing oxymethylfurfural |
US4590283A (en) | 1983-09-14 | 1986-05-20 | Roquette Freres | Process for manufacturing 5-hydroxymethylfurfural |
EP0230250A2 (en) | 1986-01-17 | 1987-07-29 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural, including a crystalline product, using exclusively water as solvent |
SU1351932A1 (en) | 1986-01-02 | 1987-11-15 | Ухтинский индустриальный институт | Method of producing 5-oxymethylfurfural |
JPH0399072A (en) | 1989-09-11 | 1991-04-24 | Kao Corp | Preparation of 5-hydroxymethyl-2-furan carboxyaldehyde |
FR2664273A1 (en) | 1990-06-27 | 1992-01-10 | Beghin Say Sa | New process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural from saccharides |
FR2669635A1 (en) | 1990-11-22 | 1992-05-29 | Furchim | Process for the manufacture of high purity hydroxymethylfurfural (HMF) |
FR2670209A1 (en) | 1990-12-07 | 1992-06-12 | Commissariat Energie Atomique | PROCESS FOR PREPARING HYDROXYMETHYL-5 FURFURAL BY HETEROGENEOUS CATALYSIS |
WO1996017837A1 (en) | 1994-12-07 | 1996-06-13 | Agrichimie | Method for making hydroxymethylfurfural from aldohexose |
DE19619075A1 (en) | 1996-05-13 | 1997-11-20 | Episucres Sa | Preparation of hydroxy:methyl furfural (HMF) |
DE19622840A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-11 | Episucres Sa | Continuous liquid phase reaction with heterogeneous catalyst in a pulsed column |
JPH10265468A (en) | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Fukuoka Pref Gov | Production of 5hydroxymethyl2-furfural |
US6441202B1 (en) | 2001-08-20 | 2002-08-27 | Gene E. Lightner | Heterocyclic compounds extracted by a hydrocarbon |
US20020123636A1 (en) | 2001-03-05 | 2002-09-05 | Lightner Gene E. | Hydroxymethylfurfural derived from cellulose contained in lignocellulose solids |
US20030032819A1 (en) | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Lightner Gene E. | Heterocyclic compounds produced from biomass |
WO2003024947A1 (en) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing 2,5-diformylfuran from carbohydrates |
WO2005018799A1 (en) | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Sucreries Et Raffineries D'erstein | Method and reactor for production of hydroxymethylfurfural |
JP2005200321A (en) | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Canon Inc | Method for producing 5-hydroxymethylfurfural and furfural |
JP2005232116A (en) | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Canon Inc | Method for producing lactic acid, 5-hydroxymethylfurfural and furfural |
US20080033187A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-07 | Haibo Zhao | Methods for conversion of carbohydrates in ionic liquids to value-added chemicals |
-
2008
- 2008-02-18 DE DE102008009933A patent/DE102008009933A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2750394A (en) | 1952-05-22 | 1956-06-12 | Food Chemical And Res Lab Inc | Manufacture of 5-hydroxymethyl 2-furfural |
US2851468A (en) | 1953-06-10 | 1958-09-09 | Dendrol Inc | Preparation of hydroxymethylfurfural from cellulosic materials |
US2929823A (en) | 1956-11-26 | 1960-03-22 | Merck & Co Inc | Production of 5-hydroxymethylfurfural |
US2917520A (en) | 1957-09-11 | 1959-12-15 | Arthur C Cope | Production and recovery of furans |
GB876463A (en) | 1959-02-25 | 1961-09-06 | Atlas Powder Co | Process for preparing hydroxymethyl furfural |
US3071599A (en) | 1959-02-25 | 1963-01-01 | Atlas Chem Ind | Preparation of hydroxymethyl furfural |
US3118912A (en) | 1960-04-18 | 1964-01-21 | Rayonier Inc | Preparation of hydroxymethylfurfural |
US3483228A (en) | 1966-10-18 | 1969-12-09 | Merck & Co Inc | Method for producing 5-hydroxymethyl furfural |
US4339387A (en) | 1979-09-05 | 1982-07-13 | Roquette Freres | Process for manufacturing 5-hydroxymethylfurfural |
DE3033527C2 (en) | 1979-09-05 | 1986-01-30 | Roquette Frères, Lestrem | Process for the production of 5-hydroxymethylfurfural |
US4400468A (en) | 1981-10-05 | 1983-08-23 | Hydrocarbon Research Inc. | Process for producing adipic acid from biomass |
SU1054349A1 (en) | 1982-04-13 | 1983-11-15 | Ухтинский индустриальный институт | Process for preparing oxymethylfurfural |
US4590283A (en) | 1983-09-14 | 1986-05-20 | Roquette Freres | Process for manufacturing 5-hydroxymethylfurfural |
SU1351932A1 (en) | 1986-01-02 | 1987-11-15 | Ухтинский индустриальный институт | Method of producing 5-oxymethylfurfural |
DE3601281C2 (en) | 1986-01-17 | 1988-08-04 | Sueddeutsche Zucker Ag, 6800 Mannheim, De | |
US4740605A (en) | 1986-01-17 | 1988-04-26 | Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft | Process for preparing pure 5-hydroxymethylfurfuraldehyde |
EP0230250A2 (en) | 1986-01-17 | 1987-07-29 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural, including a crystalline product, using exclusively water as solvent |
JPH0399072A (en) | 1989-09-11 | 1991-04-24 | Kao Corp | Preparation of 5-hydroxymethyl-2-furan carboxyaldehyde |
FR2664273A1 (en) | 1990-06-27 | 1992-01-10 | Beghin Say Sa | New process for the preparation of 5-hydroxymethylfurfural from saccharides |
FR2669635A1 (en) | 1990-11-22 | 1992-05-29 | Furchim | Process for the manufacture of high purity hydroxymethylfurfural (HMF) |
FR2670209A1 (en) | 1990-12-07 | 1992-06-12 | Commissariat Energie Atomique | PROCESS FOR PREPARING HYDROXYMETHYL-5 FURFURAL BY HETEROGENEOUS CATALYSIS |
WO1996017837A1 (en) | 1994-12-07 | 1996-06-13 | Agrichimie | Method for making hydroxymethylfurfural from aldohexose |
DE19619075A1 (en) | 1996-05-13 | 1997-11-20 | Episucres Sa | Preparation of hydroxy:methyl furfural (HMF) |
DE19622840A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-11 | Episucres Sa | Continuous liquid phase reaction with heterogeneous catalyst in a pulsed column |
JPH10265468A (en) | 1997-03-24 | 1998-10-06 | Fukuoka Pref Gov | Production of 5hydroxymethyl2-furfural |
US20020123636A1 (en) | 2001-03-05 | 2002-09-05 | Lightner Gene E. | Hydroxymethylfurfural derived from cellulose contained in lignocellulose solids |
US20030032819A1 (en) | 2001-08-07 | 2003-02-13 | Lightner Gene E. | Heterocyclic compounds produced from biomass |
US6441202B1 (en) | 2001-08-20 | 2002-08-27 | Gene E. Lightner | Heterocyclic compounds extracted by a hydrocarbon |
WO2003024947A1 (en) | 2001-09-17 | 2003-03-27 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing 2,5-diformylfuran from carbohydrates |
WO2005018799A1 (en) | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Sucreries Et Raffineries D'erstein | Method and reactor for production of hydroxymethylfurfural |
JP2005200321A (en) | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Canon Inc | Method for producing 5-hydroxymethylfurfural and furfural |
JP2005232116A (en) | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Canon Inc | Method for producing lactic acid, 5-hydroxymethylfurfural and furfural |
US20080033187A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-07 | Haibo Zhao | Methods for conversion of carbohydrates in ionic liquids to value-added chemicals |
Non-Patent Citations (45)
Title |
---|
B. F. M. Kuster, H. J. C. van der Stehen: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part I. Dehydration of fructose in a continuous stirred tank reactor, Starch/Stärke, 29, 1977, 99-103 |
B. F. M. Kuster, H. S. Van der Baan: The influence of the initial and catalyst concentrations an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 165-176 |
B. F. M. Kuster, H. S. Van der Baan: The influence of the initial and catalyst concentrations of the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 165-176 |
B. F. M. Kuster, J. Laurens: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural Part II. Dehydration of fructose in a tube reactor using polyethyleneglycol as solvent, Starch/Stärke, 29, 1977, 172-176 |
B. F. M. Kuster: The influence of water concentration an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Rearch, 54, 1977, 177-183 |
B. F. M. Kuster: The influence of water concentration an the dehydration of D-fructose, Carbohydrate Research, 54, 1977, 177-183 |
B. M. F. Kuster: 5-Hydroxymethylfurfural (HMF). A review focussing an its manufacture, Starch/Stärke, 42, 1990, 314-321 |
C. Carlini, P. Patrono, A. M. Raspolli Galletti, G. Sbrana: Heterogeneous catalysts based an vanadyl phosphate for saccharides dehydration to 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde, Applied Catalysis A: General, 275, 2004, 111-118 |
C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de preparation du 5-hydroxymethyl-2-furaldéhyde par action de sels d'ammonium ou d'immonium sur les mono-, oligo- et polysaccarides. Accès direct aux 5-halogénométhyl-2-furaldéhydes, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59-68 |
C. Fayet, J. Gelas: Nouvelle méthode de préparation du 5-hydroxyméthyl-2-furaldéhyde par action de sels d'ammonium ou d'immonium sur les mono-, oligo- et poly-saccarides. Accès direct aux 5-halogénométhyl-2-furaldéhydes, Carbohydrate Research, 122, 1983, 59-68 |
C. Moreau, A. Finiels, L. Vanoye: Dehydration of fructose and sucrose into 5-hydroxymethylfurfural in the presence of 1-H-3-methyl imidazolium chloride acting both as solvent and catalyst, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 253, 2006, 165-169 |
C. Moreau, R. Durand, C. Pourcheron, S. Razigade: Preparation of 5-hydroxymethylfurfural from fructose and precursors over H-form zeolites, Industrial Crops and Products, 3, 1994, 85-90 |
C. Moreau, R. Durand, J. Duhamet, P. Rivalier: Hydrolysis of fructose and glucose precursors in the presence of H-form zeolites, Carbohydrate Chemistry, 16, 1997, 709-714 |
C. Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of <?page 5?>fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General, 145, 1996, 211-224 |
C. Moreau, R. Durand, S. Razigade, J. Duhamet, P. Faugeras, P. Rivalier, P. Ros, G. Avignon: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural over H-mordenites, Applied Catalysis A: General, 145, 1996, 211-224 |
CHHEDA,Juben N.,et.al.: Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono- and poly-saccharides.In: Green Chemistry,2007,9,S.342-350 $ganzes Dokument$ * |
D. W. Brown, A. J. Floyd, R. G. Kinsman, Y. Roshanhyphen: Dehydration reactions of fructose in nonaqueous media, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 32, 1982, 920-924 |
G. A. Halliday, R. J. Young, V. V. Grushin: One-pot, two-step, practica catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003-2005 |
G. A. Halliday, R. J. Young, V. V. Grushin: Onepot, two-step, practical catalytic synthesis of 2,5-diformylfuran from fructose, Organic Letters, 5, 2003, 2003-2005 |
H. E. van Dam, A. P. G. Kieboom, H. van Bekkum: The conversion of fructose and glucose in acidic media: Formation of hydroxymethylfurfural, Starch/Stärke, 38, 1986, 95-101 |
H. H. Szmant, D. D. Chundury: The preparation of 5-hydroxymethylfurfuraldehyde from high fructose corn syrup and other carbohydrates, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 31, 1981, 135-145 |
H: Zhao, J. E. Holladay, H. Brown, Z. C. Zhang |
J. N. Chheda, Y. Román-Leshkov, J. A. Dumesic: Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono-andpolysaccharides, Green Chemistry, 9, 2007, 342-350 |
K. Michail, V. Matzi, A. Maier, R. Herwig, J. Greilberger, H. Juan, O. Kunert, R. Wintersteiger: Hydroxymethylfurfural: an enemy or a friendly xenobiotic? A bioanalytical approach, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 387, 2007, 2801-2814 |
K.-I. Seri, Y. Inoue, H. Ishida: Highly efficient catalytic activity of lanthanide(III) ions for conversion of saccharides to 5-hydroxymethyl-2-furfural in organic solvents, Chemistry Letters, 29, 2000, 22-23 |
L. Rigal, A. Gaset, A., J.-P. Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde using a water-solvent-ion-exchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20, 1981, 719-721 |
L. Rigal, A. Gaset, J.-P Gorrichon: Selective conversion of D-fructose to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde using a water-solvent-ionexchange resin triphasic system, Industrial and Engineering Chemistry Product Research and Development, 20, 1981, 719-721 |
M. Bicker, D. Kaiser, L. Ott, H. Vogel: Dehydration of D-fructose to hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical fluids, Journal of Supercritical Fluids, 36, 2005, 118-126 |
M. Bicker, J. Hirth, H. Vogel: Dehydration of fructose to 5-hydroxymethylfurfural in sub- and supercritical acetone, Green Chemistry, 5, 2004 280-284 |
M. J. J. Antal, W. S. L. Mok, G. N. Richards: Mechanism of formation of 5-(hydroxymethyl)-2-furaldehyde from D-fructose and sucrose, Carbohydrate Research, 199, 1990, 91-109 |
M. L. Mednick: The acid-base-catalyzed conversion of aldohexose into 5-(hydroxymethyl)-2-furfural, Journal of Organic Chemistry, 27, 1962, 398-403 |
M. Watanabe, Y. Aizawa, T. Lida, T. M. Aida, C. Levy, K. Sue, H. Inomata: Glucose reactions with acid and base catalyst in hot compressed water at 473 K, Carbohydrate Research, 340, 2005, 1925-1930 |
Metal chlorides in ionic liquid solvents convert sugars to 5-hydroxymethylfurfural, Science, 316, 2007, 1597-1600 |
MOREAU,Claude,et.al.: Dehydration of fructose and sucrose into 5-hydroxymethylfurfural in the presence of 1-H-3-methyl imidazolium chloride acting both es solvent and catalyst. Zitiert als Chemical Abstract,Acc.No.2006:529732,recherchiert in STN-Express (HCAPLUS) am 30.07.2008 * |
NAYDENOV,Deyan,BART,Hans-Jörg: Untersuchungen zur Reatkivextraktion mit ionischen Flüssigkeiten. Chemie Ingenieur Technik,2008,2-2,S.137-143 $S.137-6,S.142$ * |
Ngo, H. L., LeCompte, L., Hargens, L., McEwen, A. B.: Thermal properties of imidazolium ionic liquids, Thermochimica Acta, 357, 2000, 97-102 |
P. Rivalier, J. Duhamet, C. Moreau, R. Durand: Development of a continuous catalytic heterogeneous column reactor with simultaneous extraction of an intermediate product by an organic solvent circulating in countercurrent manner with the aqueous Phase, Catalysis Today, 24, 1995, 165-171 |
R. M. Musau: The preparation of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) from D-fructose in the presence of DMSO, Biomass, 13, 1987, 67-74 |
RIVALIER,P.,et.al.: Development of a continuous catalytic heterogeneous column reactor with simultaneous extraction of an intermediate product by an organic solvent circulating in countercurrent manner with the aqueous phase. In: Catalysis Today 24,1995,24,S.165-175 $ganzes Dokument$ * |
RIVALIER,P.,et.al.: Development of a continuous catalytic heterogeneous column reactor with simultaneous extraction of an intermediate product by an organic solvent circulating in countercurrent manner with the aqueous phase. In: Catalysis Today 24,1995,24,S.165-175 ganzes Dokument NAYDENOV,Deyan,BART,Hans-Jörg: Untersuchungen zur Reatkivextraktion mit ionischen Flüssigkeiten. Chemie Ingenieur Technik,2008,2-2,S.137-143 S.137-6,S.142 CHHEDA,Juben N.,et.al.: Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono- and poly-saccharides.In: Green Chemistry,2007,9,S.342-350 ganzes Dokument MOREAU,Claude,et.al.: Dehydration of fructose and sucrose into 5-hydroxymethylfurfural in the presence of 1-H-3-methyl imidazolium chloride acting both es solvent and catalyst. Zitiert als Chemical Abstract,Acc.No.2006:529732,recherchiert in STN-Express (HCAPLUS) am 30.07.2008 |
T. G. Bonner, E. J. Bourne, M. Ruszkiewicz: The iodine-catalysed conversion of sucrose into 5-hydroxymethylfurfuraldehyde, Journal of the Chemical Society, 1960, 787-791 |
W. N. Haworth, W. Jones: The conversion of sucrose into furan compounds. Part I. 5-Hydroxymethylfurfuraldehyde and some derivatives, Journal of the Chemical Society, 1944, 667-670 |
Wilkes, J. S.: A short history of ionic liquids - from molten salts to neoteric solvents, Green Chemistry, 4, 2002, 73-80 |
Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose "Science, 312, 2006, 1933-1937 |
Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic: Phase modifiers promote efficient production of hydroxymethylfurfural from fructose, Science, 312, 2006, 1933-1937 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011161141A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for separating furfural from a liquid aqueous phase comprising furfural and one or more organic acids |
CN105418550A (en) * | 2010-07-30 | 2016-03-23 | 阿彻丹尼尔斯米德兰德公司 | Microwave assisted synthesis of dehydrated sugar derivatives hydroxymethylfurfural, levulinic acid, anhydrosugar alcohols, and ethers thereof |
US20150284354A1 (en) * | 2010-07-30 | 2015-10-08 | Archer Daniels Midland Company | Microwave assisted synthesis of dehydrated sugar derivatives hydroxymethylfurfural, levulinic acid, anhydrosugar alcohols, and ethers thereof |
WO2012038967A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-29 | Ganapati Dadasaheb Yadav | Method for converting sucrose to 5 - hmf using a lanthanum containing porous silica catalyst |
EP2723726A1 (en) * | 2011-06-22 | 2014-04-30 | Basf Se | Method for dehydrating a carbohydrate-comprising composition |
CN102952103B (en) * | 2011-08-17 | 2015-05-20 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for preparing HMF through reaction-separation in supercritical CO2/ionic liquid two-phase system |
CN102952103A (en) * | 2011-08-17 | 2013-03-06 | 中国科学院过程工程研究所 | Method for preparing HMF through reaction-separation in supercritical CO2/ionic liquid two-phase system |
DE102011053034A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Ava-Co2 Schweiz Ag | Method for extracting furfurals from biomass |
CN103467418A (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Method for preparing furan derivatives by catalytic conversion of fructose-based biomass |
CN103467418B (en) * | 2012-06-07 | 2016-01-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | A kind of fructosyl biomass catalyzing transforms the method for furan derivatives processed |
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