Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural aus D-Fructose und In-situ-Oxidation von 5-Hydroxymethylfurfural zu 2,5-Furandicarbonsäure ausgehend von D-Fructose : Entwicklung neuartiger Verfahren auf Basis von Membranen und immobilisierten Katalysatoren

Kröger, Martin

Die Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus D-Fructose und die In-situ-Oxidation von HMF zu 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) ausgehend von D-Fructose, d. h. die gekoppelte Herstellung und Oxidation von HMF in einem Prozeß wurde untersucht. Für die Herstellung von HMF wurde ein neuartiges Wasser/Polyethylenglycol-Zweiphasensystem entwickelt, mit dem die positiven Lösungseigenschaften vonPEG bezüglich der HMF-Ausbeute auf ein quasi-wäßriges System übertragen werden konnte. Für die In-situ-Oxidation konnte gezeigt werden, dass eine effektive Trennung des Oxidationskatalysators von D-Fructose in Kombination mit Extraktion und Derivatisierung des gebildeten HMF in Methylisobutylketon (MIBK) zur Bildung von FDCA als Endprodukt führt. Es wurden zwei Systeme zur Realisierung des In-situ-Oxidationskonzepts entwickelt: System I basiert auf der Trennung der Wasser und der MIBK-Phase mit einer PTFE-Membran, System II auf Verkapselung des Oxidationskatalysators in eine Siliconmatrix und anschließende Quellung in MIBK.

The production of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) from D-fructose and the production of 2,5 furandicarboxylic acid starting with D-fructose as substrate via acid-catalyzed formation and subsequent oxidation of HMFcombined in one in-situ-oxidation-process was investigated. For production of HMF a new water/polyethylene glycol-two phase system was developed. The advantageous properties of polyethylene glycol as solvent referred to HMF-yield could be transferred to a quasi-aqueous system. For in-situ-oxidation it was shown, that an effective separation of the oxidation catalyst from fructose in combination with extraction and derivatization of formed HMF in methyl isobutyl ketone (MIBK) leads to formation of FDCA as final product. Two systems were developed to realize the concept: System I based on separation water and MIBK-phase with a PTFE-membrane, system II on encapsulation the oxidation catalyst into a silicon matrix and swelling the silicon beads in MIBK

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Kröger, Martin: Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural aus D-Fructose und In-situ-Oxidation von 5-Hydroxymethylfurfural zu 2,5-Furandicarbonsäure ausgehend von D-Fructose : Entwicklung neuartiger Verfahren auf Basis von Membranen und immobilisierten Katalysatoren. 2002.

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