5-Hydroxymethylfurfural (HMF). A Review Focussing on its Manufacture

Authors


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Abstract

The acid-catalysed dehydration of hexoses results in the formation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF). Fructose and inulin are especially good starting materials. A review is given of the many methods to produce HMF. The reaction kinetics are dealt with in the sections: raw material, hydrolysis and reversion, catalysts, reaction temperature and time, the concentration and the risk of polymerization and the solvent and HMF stability. Manufacturing processes are illustrated for fructose as the starting material: aqueous systems with homogeneous acid catalysis or those using ion-exchangers as catalyst, systems using dimethyl sulfoxide as the solvent and those using other organic solvents. A short treatment is given on processes starting with glucose, work up procedures and the formation of levulinic acid and other in situ-formed HMF-derivatives.

Abstract

5-Hydroxymethylfurfural. Ein Überblick über seine Herstellung.

Die säurekatalysierte Dehydratisierung von Hexosen resultiert in der Bildung von 5%-Hydroxymethylfurfural (HMF). Fructose und Inulin sind besonders gute Ausgangsmaterialien. Es wird ein Überblick über die zahlreichen Methoden zur Herstellung von HMF gegeben. Die Reaktionskinetik ist eingeteilt in die Abschnitte “Rohmaterial, Hydrolyse und Reversion, Katalysatoren, Reaktionstemperatur und -zeit, Konzentration und das Risiko der Polymerisierung und das Lösungsmittel und die Stabilität”. Die Herstellungsverfahren werden für Fructose als Ausgangsmaterial illustriert: Wäßrige Systeme mit homogener Säurekatalyse oder unter Verwendung von Ionenaustauschern als Katalysatoren, Systeme unter Verwendung von Dimethyl-sulfoxid als Lösungsmittel und solche, die andere Lösungsmittel verwenden. Ein kurzer Hinweis wird auf Verfahren gegeben, die mit Glucose beginnen, Aufarbeitungsverfahren sowie auf die Bildung von Lävulinsäure und andere in situ gebildeten HMF-Derivaten.

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