在基本条件下,从5 - 基甲基 () 硫醇中对人类形成的计算调查
Keisuke Tashiro1, Masato Kobayashi2,3,4, Kiyotaka Nakajima5
1Graduate School of Chemical Sciences and Engineering, Hokkaido University Sapporo 060-0810 Japan.
RSC advances
|June 2, 2023
概括
在5-基甲基 (HMF) 氧化成FDCA过程中形成可能是由杂质引起的,而不是HMF的自我反应. 氧化离子显著降低反应障碍,这表明它在人类副产品形成中起着关键作用.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 物理化学 物理化学
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 素形成是5 - 基甲基 (HMF) 到-2,5-二碳酸 (FDCA) 的氧化过程中的重要副产品.
- 了解人类形成机制对于优化FDCA生产和尽量减少浪费至关重要.
- 之前的研究表明,即使在储存条件下,高纯度的HMF也会形成人体.
研究的目的:
- 为了阐明在HMF氧化过程中负责人体形成的反应途径.
- 研究杂质和反应条件在HMF的寡合化中的作用.
- 通过计算验证抑制人类形成的方法.
主要方法:
- 使用了量子化学计算和多组件人造力诱导反应 (MC-AFIR) 方法.
- 在各种条件下 (HMF + H2O,HMF + OH-,HMF + O2) 进行了对HMF寡合化的全面反应路径搜索.
- 研究了乙烯酸保护对HMF反应性的影响.
主要成果:
- 没有直接的HMF二分化途径与一个障碍在185kJmol-1以下被确定,这表明杂质启动人体的形成.
- 对HMF与氧化 (OH−) 离子发生反应,确定了三条阻碍值<65 kJ mol−1的反应路径.
- 通过计算证实,HMF的乙保护有效抑制了人类的形成.
结论:
- 在HMF氧化中,的形成主要是由与杂质,特别是氧化离子的反应驱动的,而不是HMF的自我凝结.
- 氧化离子与HMF的反应呈现低能途径的寡合化.
- 乙烯酸保护提供了一种可行的策略,可以在FDCA合成期间减轻人体副产品的形成.
