Unlocking the Potential of 5-Hydroxy-2(5H)-furanone as a Platform for Bio-Based Four Carbon Chemicals
作者:Yayati Naresh Palai、Atsushi Fukuoka、Abhijit Shrotri
DOI:10.1021/acscatal.3c04872
日期:2024.2.16
Industrial chemicals with a four-carbon structure, including maleic acid, 1,4-butanediol, γ-butyrolactone, and pyrrolidones, are derived from petroleum. Catalytic synthesis of these C4 chemicals from biomass is challenging because of the scarcity of C4 sugars in biomass feedstock. We show that 5-hydroxy-2(5H)-furanone (5H5F), produced by catalytic oxidation of biomass-derived furfural, is a versatile
具有四碳结构的工业化学品,包括马来酸、1,4-丁二醇、γ-丁内酯和吡咯烷酮,均源自石油。由于生物质原料中 C4 糖的稀缺,从生物质催化合成这些 C4 化学品具有挑战性。我们证明,通过生物质衍生的糠醛催化氧化产生的 5-羟基-2(5H)-呋喃酮 (5H5F) 是多种含氧和含氮 C4 化学品的通用平台。在我们的研究中,使用 TS-1 催化剂,通过室温氧化糠醛,合成了 5H5F,收率达到 92%。作为一种平台化学品,5H5F 的温和反应性归因于附着在羟基上的亲电子碳,使其能够使用碳负载的贵金属催化剂进行氧化、还原和还原氨解。 5H5F在温和条件下可得到马来酸(93%)、γ-丁内酯(93%)、1,4-丁二醇(60%)、四氢呋喃(64%)和2-吡咯烷酮(67%)等工业C4化学品(100–150°C)。我们预计 5H5F 将被采用作为 C4 化学品的平台,因为它易于合成并使用非均相催化剂选择性转化为多种化学品。