Speciation and kinetic study of iron promoted sugar conversion to 5-hydroxymethylfurfural (HMF) and levulinic acid (LA)

文献情報

出版日 2015-08-17
DOI 10.1039/C5QO00194C
インパクトファクター 5.281
著者

Guannan Li, Dong Han, Jeffrey T. Miller


原文を見る

要旨

Cellulose, a major component of renewable biomass, is a polymer of glucose. Abundant and cheap iron salts promote the conversion of glucose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF) and levulinic acid (LA). In this study, glucose transformations catalyzed by iron(III) chloride (FeCl3) in aqueous and in biphasic media (water and 2-methyltetrahydrofuran (MeTHF)) were investigated. Speciation via mass spectrometry (MS), UV-Vis, and X-ray absorption spectroscopy (XAS) show that FeIII is reduced to FeII (over 95%) readily in the early stage of carbohydrate conversion. The reaction time profiles of reactants (glucose and fructose) as well as products (HMF and LA) were modeled using MATLAB to obtain reaction rate constants. The contributions of iron and the intrinsic Brønsted acidity of iron salts in the sugar conversion are discussed. The kinetic study of sugar conversion indicated that the water–MeTHF biphasic system hinders the conversion of sugars to humins and unknown byproducts and increases the yields of HMF and LA. By adjusting concentrations of FeII and Brønsted acidity, yields of 88% LA (FeCl3, pH = 1) or 56% HMF (FeSO4, pH = 2) from glucose in a water–MeTHF biphasic system are achieved. The optimized reaction conditions proved effective in the conversion of milled poplar biomass to LA (53% yield based on glucose content) and furfural (64% yield based on xylan content) using iron salt, outperforming aluminum and chromium salts.

関連文献

Azide groups in high oxidation state Mn carboxylate chemistry: a new Mn11 complex and its conversion to a Mn25azide complex with Me3SiN3

Theocharis C. Stamatatos, Alina Vinslava, Khalil A. Abboud, George Christou

2009-04-22 Communication

DOI: 10.1039/B902016K

Vacuum membrane distillation on a microfluidic chip

Yaopeng Zhang, Shinji Kato, Takanori Anazawa

2009-03-23 Communication

DOI: 10.1039/B823499J

Spiropyran-linked dipeptide forms supramolecular hydrogel with dual responses to light and to ligand–receptor interaction

Zhenjun Qiu, Haitao Yu, Jinbo Li, Yu Wang, Yan Zhang

2009-03-30 Communication

DOI: 10.1039/B822840J

Constitutional self-sorting of homochiral supramolecular helical single crystals from achiral components

Yves-Marie Legrand, Arie Van der Lee, Mihail Barboiu

2009-03-23 Communication

DOI: 10.1039/B822619A

Iron–sulfur clusterbiosynthesis: role of a semi-conserved histidine

Jia Huang, J. A. Cowan

2009-04-24 Communication

DOI: 10.1039/B902676B

Accumulation of an anthraquinone and its platinum complexes in cancer cell spheroids: the effect of charge on drug distribution in solid tumour models

Nicole S. Bryce, Jenny Z. Zhang, Renee M. Whan, Natsuho Yamamoto, Trevor W. Hambley

2009-03-23 Communication

DOI: 10.1039/B902415H

Back matter

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B908950K

Cell-induced intracellular controlled release of membrane impermeable cysteine from a mesoporous silica nanoparticle-based drug delivery system

Renato Mortera, Juan Vivero-Escoto, Igor I. Slowing, Edoardo Garrone, Barbara Onida, Victor S.-Y. Lin

2009-05-07 Communication

DOI: 10.1039/B900559E

Folding-based electrochemical DNA sensor fabricated on a gold-plated screen-printed carbon electrode

Weiwei Yang, Jennifer Y. Gerasimov, Rebecca Y. Lai

2009-04-24 Communication

DOI: 10.1039/B904550C

Contents and Chemical Technology

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B911250M

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

3-(5-フェニル-2-ファイル)-プロパン酸の市場動向や研究トレンドはどうですか?

この化合物の市場動向は不明ですが、類似化合物の需要は化学繊維、医薬品、農薬分野で安定しています。研究トレンドとしては、該当化合物の生物学的活性の評価や、その他の...

3465-61-03-(5-Phenyl-2-furyl)...
化合物よくある質問

3- Chloro-1H-indazol-5-olはどのように保存すればよいですか?

3- チロロ-1H-吲唑-5-醇は遮光し、直射日光を避けて、温度は室温を推奨し、密閉容器に保存してください。

885519-34-63-Chloro-1H-indazol-...
化合物よくある質問

二茂鐵是安全的吗?

二茂鐵在使用时需要谨慎,因为它具有一定的刺激性。在操作时应佩戴防护眼镜和手套,保持通风良好的环境,并避免皮肤接触和吸入。

849924-76-11,2,3,4,5-Cyclopenta...
化合物よくある質問

L-(1-~13~C)メチオニンの市場動向や研究トレンドはどうですか?

L-(1-~13~C)メチオニンは、医薬品やバイオテクノロジー分野での研究が増加しており、その価格は安定しています。新興研究分野では、代謝解析や遺伝子機能解析で...

81202-04-2L-(1-~13~C)Methionin...
化合物よくある質問

1,3-フェニレンビスメチレンビスアクリレートは安全ですか?

1,3-フェニレンビスメチレンビスアクリレートは一般的に安全ですが、直接皮膚に触れる場合は保護用具を使用することを推奨します。高濃度の蒸気が吸入された場合は呼吸...

22757-16-01,3-Phenylenebis(met...
化合物よくある質問

丹参醇Aはどのように保存すればよいですか?

丹参醇Aは、直射日光を避けて室温で保存し、密栓容器に入れることをお勧めします。適切な保存条件は、安定性を保ち、安全性を確保する上で重要です。

189308-08-5Danshenol A
化合物よくある質問

4-メチル-2-(1,1,1-三フロロ-2-メチルプロパニル)ピリドインとは何ですか?

CAS番号1378865-93-0の4-メチル-2-(1,1,1-三フロロ-2-メチルプロパニル)ピリドインは、合成化学分野で用いられる有機化合物の一種です。こ...

1378865-93-04-Methyl-2-(1,1,1-tr...
化合物よくある質問

N-フェニルベンジル-2-クロロ酢氨を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-フェニルベンジル-2-クロロ酢氨は毒性があり、皮膚や粘膜に刺激を与えます。取り扱う際には、保護眼鏡、手袋、ゴーグルを着用することを強く推奨します。ドラフトチ...

2653-14-7N-benzyl-2-chloro-N-...
化合物よくある質問

UCN-02を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

UCN-02は毒性は低いですが、人体への直接的な接触は避けるべきです。PPE要件はグローブと顔面保護具を着用することです。ドラフトチャンバーを使用して漏洩を処理...

化合物よくある質問

N-[3-[2-(二甲基氨基)乙氧基]-4-甲氧基苯基]-2'-甲基-4'-(5-甲基-1,2,4-恶二唑-3-基)-[1,1'-联苯]-4-甲酰胺を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

手袋と保護眼鏡を着用し、漏洩時には吸気防止装置を使用してください。室温、乾燥した場所に保管し、直日光から隔離してください。SDS(安全データシート)を参照してく...

170230-39-4N-{3-[2-(Dimethylami...

掲載誌

Organic Chemistry Frontiers

Organic Chemistry Frontiers
CiteScore: 7.8
自己引用率: 8.7%
年間論文数: 724

Organic Chemistry Frontiers publishes high-quality research from across organic chemistry. Emphases are placed on studies that make significant contributions to the field of organic chemistry by reporting either new or significantly improved protocols or methodologies. Topics include, but are not limited to the following: Organic synthesis Development of synthetic methodologies Catalysis Natural products Functional organic materials Supramolecular and macromolecular chemistry Physical and computational organic chemistry

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。