Zur Kinetik der Bildung von 5‐Hydroxymethylfurfural

Abstract

Zur Kinetik der Bildung von 5-Hydroxymethylfurfural F. ORSI 547.724.2.07 5-Hydroxymeth ylfurfural-BildungIn Glucoselosungen mit Molenbriichen von 0,015-1,000 wurde die Kinetik der Bildung von 5-Hydroxymethylfurfural im Temperaturbereich 120 bis zoo "C untersucht. Auf Grund von Vorversuchen zeigte es sich, daD zur Bestimmung des 5-Hydroxymethylfurfurals die vom Verfasser modifizierte WINKLERSChe Methode gut anwendbar ist. Mit der Bildung von storenden Mengen des 5-Methylfurfurals ist nur bei hohen Temperaturen zu rechnen. Es wurde gefunden, daD die Bildungsgeschwindigkeit des 5-Hydroxymethylfurfurals rnit steigenden Glucosekonzentrationen bis zu einem Molenbruch von 0,2 linear zunimmt und bei weiterem Anstieg abzunehmen beginnt. DieAktivierungsenergie der Bildung betragt 28 Kcal in Glucoselosungen mit Molenbriichen von 0,015 bis 0,200. Dieser Wert stimmt rnit der fur die Enolisierung der Glucose ermittelten Aktivierungsenergie (BAMFORD und COLLINS, 1955) gut iiberein. In Glucoselosungen mit Nolenbriichen von 0,6-I , O ist die Aktivierungsenergie groDer und scheint die zur Zersetzung von Reversionsprodukten notige Energiemenge zu reprasentieren.Bei den zur Bildung von braunen Farbstoffen fuhrenden, zur ,,nicht-enzymatischen Braunung" gehorenden Veranderungen der Hexosen und Pentosen wurden das Furfural und seine Derivate bereits seit langem nachgewiesen [I, 21. Seitdem wird vorausgesetzt, dal3 diese durch eine Reaktion rnit sich selbst oder mit anderen Verbindungenin einstweilen ungeklarter Weisehochmolekulare Verbindungen brauner Farbe bilden. Diese Furfuralderivate werden daher als Vorstufen der bei der nicht-enzymatischen Braunung entstehenden braunen Farbstoffe angesehen [3 -51.

The Conversion of Fructose and Glucose in Acidic Media: Formation of Hydroxymethylfurfural

“…The selectivity of the dehydration reactions of fructose (and glucose) towards H M F is enhanced by an increase in temperature. This effect has been explained by differences in activation energies for the formation (29 [17], 34 [8] and the rehydration (23 [7], 26 [9] kcal/mole) of H M F [lo]. A factor that seems to have been overlooked in the literature is the effect of the temperature on the anomeric equilibria of the starting compounds.…”