Metoksymetylofurfural
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Preferowana nazwa IUPAC
5-[(metoksy)metylo]furano-2-karbaldehyd |
|
| Inne nazwy 5-metoksymetylofurfural; metoksymetylofurfurol; 5-(metoksymetylo)furano-2-karbaldehyd; 5-metoksymetylo-2-furfural; 5-(Metoksymetylo)-2-furaldehyd
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.149.478 |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C7H8O3 _ _ _ _ _ | |
| Masa cząsteczkowa | 140,138 g·mol -1 |
| Wygląd | Bezbarwna ciecz |
| Gęstość | 1140 kg/ m3 |
| Temperatura topnienia | -8 ° C (18 ° F; 265 K) |
| Temperatura wrzenia | 109 do 111 ° C (228 do 232 ° F; 382 do 384 K) przy 11-12 tor |
| Zagrożenia | |
| Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP): | |
|
Główne zagrożenia
|
Podrażnienie skóry/Działa uczulająco na skórę |
| Związki pokrewne | |
|
Powiązane furano-2-karbaldehydy
|
Furfural Hydroksymetylofurfural |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Metoksymetylofurfural ( MMF lub 5-metoksymetylofurano-2-karboaldehyd ) jest związkiem organicznym pochodzącym z odwodnienia cukrów , a następnie eteryfikacji metanolem . Ta bezbarwna ciecz jest rozpuszczalna w wielu rozpuszczalnikach, w tym w niższych alkoholach. Cząsteczka jest pochodną furanu , zawierającą zarówno aldehydowe , jak i eterowe (metoksymetylowe) grupy funkcyjne. MMF wykryto w liściach i korzeniach chilijskiej Jaborosa magellanica (Psiankowate). Ma typowy zapach przypominający wiśnie maraschino. MMF można wytwarzać z szerokiej gamy surowców zawierających węglowodany , w tym cukru , skrobi i celulozy , przy użyciu chemicznego procesu katalitycznego i jest to potencjalnie „ neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla ” surowiec do paliw i chemikaliów.
Produkcja
W związku z produkcją furfuralu, MMF można wytwarzać z cukrów C-6, heksoz , takich jak glukoza i fruktoza . Powstaje w wyniku odwodnienia heksoz, a następnie eteryfikacji hydroksymetylofurfuralu (HMF). Już w 1936 roku opatentowano proces okresowy do produkcji MMF i lewulinianu metylu . Bicker podał kinetykę pierwszego rzędu dla odwodnienia fruktozy, eteryfikacji HMF do MMF i tworzenia produktów ubocznych w metanolu. Uzyskano wydajność MMF 78% przy 99% konwersji w temperaturze 240°C i czasie przebywania 2 s. Przy krótkich czasach przebywania, zwłaszcza w niższych temperaturach obserwowano znaczne ilości HMF i mniejsze ilości MMF. Ilość MMF wzrastała wraz z czasem przebywania kosztem ilości HMF, co wskazuje, że tworzenie się MMF przebiega przez HMF. Reakcje w różnych alkoholach według Browna i in. doprowadziło do powstania odpowiedniego eteru HMF i estru kwasu lewulinowego. Przebadano szereg pierwszorzędowych i drugorzędowych alkoholi, od metanolu do 2-butanolu. W metanolu odnotowano wydajność 43% MMF w połączeniu z 47% lewulinianem metylu. Garves wykazał, że również celuloza jest wydajnie rozkładana przez alkohole i silne katalizatory kwasowe w temperaturze od 180°C do 200°C w ciągu kilku minut. w metanolu metyloglukozydy , MMF i lewuliniany metylu plus mrówczany metylu powstają w kolejnych reakcjach, którym towarzyszą pewne pozostałości humusowe.
Używa
Syntezę nowych polimerów winylowych na bazie biomasy z 5-metoksymetylofurfuralu jako materiału wyjściowego opisał Yoshida. HMF i MMF są również kluczowymi cząsteczkami w przetwarzaniu biopaliw płynnych . HMF i MMF można przekształcić w szeroką gamę eterów mono- i dialkoksymetylowych. Związki te można również dalej przekształcać w 2,5-dimetylofuran (DMF) i walerianowe biopaliwa. Utlenianie MMF prowadzi do powstania 2,5-furanodikarboksylowego , który zaproponowano jako zamiennik kwasu tereftalowego do produkcji szerokiej gamy tworzyw sztucznych, w tym poliestrów i poliamidów . Potencjalne zastosowania bloków budulcowych na bazie furanu do polimerowych zostały obszernie przeanalizowane przez Gandini. Pojawiły się patenty, że MMF zapobiega rozwojowi grzybów w skórach, farbach, żywności i tkaninach oraz że MMF jako część znacznie szerszego spektrum związków aktywnych jest skuteczny w chorobach sercowo-naczyniowych, mózgowo-naczyniowych, chorobie Alzheimera i depresji. Dodatek MMF i innych alkoksymetylofurfurali do wyrobu tytoniowego został opatentowany, ponieważ działa jak zapach , aby zapewnić słodki smak dymu.
Jako składnik żywności
W przeciwieństwie do HMF, MMF nie został znaleziony w większym stopniu w produktach naturalnych i artykułach spożywczych . Jednak Podesta wykazał, że MMF jest składnikiem liści i korzeni chilijskiej Jaborosa magellanica (Griseb.) Dusen (Solanaceae). MMF występuje w stężeniu 5 mg MMF na kg suszonych korzeni i liści. Występował również jako składnik korzeni Asparagus cochinchinesis i Asparagus lucidus , jednak przyjęto, że produkt A. lucidus powstał jako artefakt z fruktozy w procesie izolacji. Wręcz przeciwnie, EMF, eter etanolowy HMF można znaleźć w wielu napojach alkoholowych, takich jak piwo i wino, zwłaszcza tych, które pod koniec fermentacji nadal zawierają wysoki poziom cukru.
Toksyczność
Twierdzono, że 5-metoksymetylo-2-furaldehyd zapobiega rozwojowi grzybów w skórach, farbach, żywności i tkaninach. Jednak pierwsza faza REACH wykazała, że wartość LD50 MMF po podaniu doustnym u szczurów rasy Wistar przekraczała 2000 mg/kg masy ciała. Zgodnie z Rozporządzeniem (WE) nr 1272/2008 w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, MMF nie podlega klasyfikacji i nie ma obowiązku oznaczania toksyczności pokarmowej. Stwierdzono, że MMF dał pozytywne wyniki w teście podrażnienia skóry i powinien być klasyfikowany jako uczulający skórę.
Ujęcie ilościowe
MMF można oznaczyć ilościowo stosując zarówno GC, jak i HPLC . MMF można rutynowo analizować na GC, stosując na przykład kolumnę Varian VF-WAXms z profilem temperaturowym do 250˚C i detektorem FID . W przypadku analizy metodą HPLC można ją określić ilościowo za pomocą UV . Na poniższym obrazku pokazano widmo UV. Maksimum piku w metanolu występuje przy 279,5 nm ( molowy współczynnik ekstynkcji ε 13854 M - 1.cm -1 ).
Poniższą próbkę IR zarejestrowano na aparacie Nicolet 6700 FT-IR w temperaturze pokojowej, stosując procedurę płynnej błony (diamentowa komórka ATR ).
Historia
Pierwsza publikacja na temat MMF pochodzi z 1927 r., autorstwa Hawortha i wsp., W której zaobserwowano ją jako produkt odwodnienia tetrametylofruktozy, próbując wywnioskować strukturę sacharozy. Już w 1936 roku opublikowano niemiecki patent na produkcję MMF z fruktozy. Później został również zsyntetyzowany przez Wolfroma i in. z tetrametyloglukozy. Oba substraty wykazywały wydajną konwersję do MMF w wodno-kwaśnych warunkach. Pierwsze roszczenia do zastosowań przemysłowych pojawiły się w latach sześćdziesiątych.