合成2,5-呋喃二甲酰氯的原理

最新的研究来自美国威斯康星大学的一个专家小组,他们首先利用一种源自微生物的酶使生物原料降解,变成果糖;然后利用一种酸性催化剂将果糖转化成中间体———羟甲基糠醛（HMF);最后利用一种铜-钌催化剂将HMF转化成2,5-二甲基呋喃（DMF),研究表明DMF是一种比汽油更好的燃料,因此如果上述方法成立并可以实现工业化,它将是人类探索生物能源的道路上的重大突破到目前为止,这种方法的具体操作还没有被公开

已知的比较简便的合成方法是以2,5-己二酮为原料,大孔强酸性离子交换树脂D(001)CC作为脱水剂在油浴加热下合成DMF,具体操作如下:

在装有磁力搅拌、滴液漏斗及蒸馏装置的50mL三口瓶内加入08gD(001)CC树脂搅拌下滴入5mL 2,5-己二酮,在油浴加热至有馏出物产生在3h内将剩余的35mL 2,5-己二酮全部滴入,控制滴加速度使馏出物的蒸馏头温度在77~90度之间从馏出物中分出油层,用无水硫酸镁干燥数小时,然后滤去干燥剂,得到20g 2,5-二甲基呋喃产品,收率79%气相色谱法测DMF纯度达99%以上(第二段来自清华大学化学系郭志新,王桂君,赵福群,化学试剂，1995，17(3)，182 )

希望对你有所帮助

随着以葡萄糖注射液为载体的各种输液剂的不断出现，产品中5-羟甲基糠醛（简称5-HMF）的控制应引起足够关注，现介绍有关5-HMF的几点常识，以期引起大家的重视。 1什么是5-HMF？ 5-HMF是葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一个醛类化合物。该化合物对人体横纹肌和内脏有损害。 25-HMF与葡萄糖输液剂的稳定性有何关系？ 5-HMF稳定性欠佳，可进一步分解为乙酰丙酸和甲酸或聚合，5-HMF本身无色，其聚合物为有色物质，导致葡萄糖注射液变色，色泽深浅与5-HMF的生成量成正比，故5-HMF量可指代产品中葡萄糖分解程度。 3哪类药品要控制5-HMF？一般有哪些检测方法？ 对于葡萄糖注射液和葡萄糖氯化钠注射液，ChP(2000)、BP(1998)和USP(24)均采用284nm测定吸收度的方法控制产品中5-HMF量，浓度不同，吸收度的限度不同；国外有些企业标准对用到葡萄糖等单糖的口服制剂也进行了5-HMF的限度控制，我国药典对蜂蜜及某些含蜂蜜制剂也进行5-HMF的限度控制。足见5-HMF的控制是很重要的质量指标，故研制以葡萄糖注射液为载体的输液剂均应规定5-HMF的控制限度；研制以葡萄糖为主要辅料，且制备工艺中有酸性溶液环境及较长时间高温过程的口服制剂时，建议进行产品中5-HMF的含量考察。 常见的5-HMF检测方法有UV法（284nm吸收度或衍生化后284nm与336nm的吸收度差值法）和HPLC法。 4检测5-HMF时应注意哪些问题？ 开发以葡萄糖为载体的输液剂，5-HMF的限度控制是必不可少的检测项目，UV吸收度法（284nm）因简单、通用、不需对照品，可作为首选方法；若主药等干扰检测时，可采用HPLC外标法，但限度要求应不低于药典中葡萄糖注射液或葡萄糖氯化钠注射液限度，需用对照品进行限度的等量转换试验，以确定合适的限度。如使用HPLC－归一法，同样需要限度等量转换，并作峰位确认。亚铁氰化钾、醋酸锌衍生化后以284nm与336nm的吸收度差值法是中国药典一部检测蜂蜜中5-HMF含量的方法，进行灵敏度和限度的对比研究后，合适时也可采用。

蜂蜜比较正宗的牌子有：Langnese琅尼斯黑森林蜂蜜、康维他麦卢卡蜂蜜、Lune de miel蜜月橙花蜜等。

Langnese琅尼斯黑森林蜂蜜：香气浓郁，波美度值43度以上琅尼斯是德国乃至欧洲最受欢迎的蜂蜜品牌，为欧洲最先进的高级蜂蜜制造企业之一。企业规模可与奔驰、宝马媲美，其在世界各地拥有多个养蜂场，蜂蜜制品销往60多个国家和地区。琅尼斯产品线丰富，这款黑森林蜂蜜是蜂蜜爱好者的进阶型产品。

选择蜂蜜需要注意的是：

1、产地：一般来说，优质蜜源地多山地，高原，人类活动少，距离工厂农田较远。此外，稳定适宜的降水，光照和温度既有利于蜜源植物的生长，对蜜蜂生长和活动也更加有利。

2、安全性：主要是指蜜蜂的安全，和蜂蜜的纯度。优质的蜂蜜原则上追求纯天然，无添加，但也需要在采蜜完成后对蜂蜜进行筛选、过滤、检测、装瓶等一系列程序。优质蜂蜜品牌的产品标准化程度高，质量稳定，品控严格，信息透明，售后维权途径明确。

3、口感：优质蜂蜜的口感浓厚黏稠，甜而不腻。质量低劣的蜂蜜常带有苦味、涩味、酸味或臭味。天然的蜂蜜中存在一种叫羟甲基糠醛HMF的物质，HMF越低的蜂蜜越新鲜。

蜂蜜的含水量越低越好，波美度越高越好，波美度即在20℃时蜂蜜的浓度，一级波美度42度以上，二级波美度41度以上，三级波美度40度，四级波美度39度。

两者不会起反应的，5-Hydroxymethylfurfural

67-47-0

分子式：C6H6O3

分子量：12611

EINECS号：200-654-9

Mol文件号：67-47-0mol

5-羟甲基糠醛 性质

熔点 ：28-34 °C (lit) 28-34 °C (lit)

沸点 ：114-116 °C/1 mmHg (lit)

密度 ：1243 g/mL at 25 °C (lit)

折射率 ：n 1562(lit)

闪点 ：175 °F

储存条件 ：2-8°C

溶解度 ：Chloroform (Slightly), Ethyl Acetate (Slightly), Methanol (Slightly)

形态：Liquid or Crystalline Powder and/or Chunks

酸度系数(pKa)：1282±010(Predicted)

颜色：Light yellow to yellow

水溶解性 ：Soluble in water, alcohol, ethyl acetate, acetone, dimethylformamide, benzene, ether and chloroform

敏感性 ：Air & Light Sensitive

Merck ：14,4832

BRN ：110889

稳定性：Light Sensitive, Very Hygroscopic

InChIKey：NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N

CAS 数据库：67-47-0(CAS DataBase Reference)

NIST化学物质信息：2-Furancarboxaldehyde, 5-(hydroxymethyl)-(67-47-0)

EPA化学物质信息：2-Furancarboxaldehyde, 5-(hydroxymethyl)- (67-47-0)

5-羟甲基糠醛 用途与合成方法

概述：

5-羟甲基糠醛是由葡萄糖等单糖化合物在高温或弱酸等条件下脱水产生的一种具有呋喃环结构的糠醛化合物，是一种具有潜在安全隐患的药品内源性污染物。

5-羟甲基糠醛是一种重要的化工原料。它的分子中含有一个醛基和一个羟甲基，可以通过加氢、氧化脱氢、酯化、卤化、聚合、水解以及其它化学反应，用于合成许多有用化合物和新型高分子材料，包括医药、树脂类塑料、柴油燃料添加物等。

应用：

5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural，简称5-HMF)，又名5-羟甲基-2-呋喃甲醛，5-羟甲基-2-糠醛等，其为无色针状结晶，具有甘菊花味，是一种含有呋喃环的小分子化合物。为中药材及中药复方中常见的成分之一，也广泛存在于葡萄干、乳制品、蜂蜜、蛋糕等食品中。

制备方法：

5-羟甲基糠醛（HMF）可以通过酸催化果糖、葡萄糖和纤维素等碳水化合物脱水制得，例如，Moreau等在离子液体氯化3-甲基咪唑中催化果糖在90℃下反应45min，HMF收率高达92%，Takagaki 等将水滑石HT与固体酸（Amberlyst-15）相结合应用于葡萄糖制备HMF的反应，葡萄糖先后发生异构和脱水的反应得到 HMF。

工艺优化：

5-羟甲基糠醛（HMF）是最重要的平台化合物之一，其衍生物在精细化工、医药、可降解塑料等领域具有重大应用前景，尤其是基于呋喃二甲酸的生物基PEF聚酯已体现出优于石油基PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的诸多特性。然而，自19世纪末以来，HMF低成本规模化生产一直是国际化工领域悬而未决的难题，生产规模均未突破百吨/年，主要受限于反应、分离、精制等多环节技术问题迭加。在浙江糖能科技有限公司的资助下，中国科学院宁波材料技术与工程研究所张建团队以果糖为原料，成功开发出具有自主知识产权的高效多相催化制取HMF工艺，率先在千吨级规模上实现了催化剂、溶剂循环套用，并完成果糖脱水反应段的万吨级示范，HMF单程摩尔产率为82%至87%。

各国药典对于5-羟甲基糠醛的规定：

对于葡萄糖注射液和葡萄糖氯化钠注射液，ChP、BP和USP均采用紫外分光光度法在 284nm测定吸收度的方法控制产品中5-羟甲基糠醛量，浓度不同，吸收度的限度不同；随着检测技术的发展和药品质量要求的提高，采用高效液相色谱法等选择性更好、灵敏度更高的检测手段已经成为未来的趋势。国外有些企业标准对用到葡萄糖等单糖的口服制剂也进行了5-羟甲基糠醛的限度控制，我国药典对蜂蜜及某些含蜂蜜制剂也进行5-羟甲基糠醛的限度控制。

安全性：

研究表明，5-羟甲基糠醛对眼、黏膜、皮肤有刺激性，具有神经毒性、遗传毒性；在体内可经过代谢转化为5-亚磺酰甲基糠醛(sulfoxymethylfurfural,SMF)，具有较强致癌性和基因毒性。

化学性质 ：

淡**蜡状，易溶于甲醇乙醇，来源于山茱萸，葡萄糖（d-glucose）含量很高。

用途 ：

用于含量测定/鉴定/药理实验等。

药理药效:该化合物能有效防治神经退行性疾病、认知损害和抗心肌缺血的心血管病、抑制肿瘤、降低血中胆固醇药物。

用途 ：

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是一种重要的呋喃化合物，由于其具有优异的化学性质，广泛应用于医药、化学、能源等领域，它也是美国能源部列出的十大最重要的平台化学品之一，其衍生物在精细化工、医药、可降解塑料等领域具有重大应用前景，尤其是基于呋喃二甲酸的生物基PEF聚酯已体现出优于石油基PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的诸多特性。5-羟甲基糠醛可用于检测葡萄糖大输液代谢产物。

美拉德反应及其机理

美拉德反应(Maillard reaction)是法国化学家LCMaillard(1878-1936)于1912年提出。现在认为，所谓Maillard反应，是广泛存在于食品、饲料加工中的一种非酶褐变(Nonenzymic browning)，是氨基化合物(如胺、氨基酸、蛋白质等)和羰基化合物(如还原糖、脂质以及由此而来的醛、酮、多酚、抗坏血酸、类固醇等)之间发生的非酶反应，也称为羰氨反应(Amino-carbonyl

reaction)。反应经过复杂的历程，最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素(Melanoidins)。

美拉德反应机理十分复杂，其反应历程、产物组成及其性质等受多种因素影响，氮基化合物和还原糖的种类、性质、以及它们间的反应比例，反应时的pH值、温度、反应时间、水分活度、缓冲液浓度对反应的速率以及最终产物的组成有着重要的影响。

Hodge在1953年提出的美拉德反应的3条可能的反应途径，至今依然被认为是正确的。包括初级反应阶段：还原糖的羰基与氨基之间进行加成，加成物迅速失去1分子水转变为希夫碱(Shiff base)，再经环化形成相应的N-取代的醛基胺，经Amadori重排转成有反应活性的1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。高级反应阶段：在氨基酮糖和氨基醛糖等重要的不挥发性香味前驱物形成之后，美拉德反应变得更为复杂，经历还原酮路线、还原型葡糖醛酮和糠醛路线、Strecker降解三条反应路线，产生还原酮、糠醛（HMF）和不饱和羰基化合物等，这些不同的化合物依次反应，开始形成无氮及含氮褐色可溶性化合物。最终反应阶段：高级美拉德反应阶段形成的众多活性中间体，如葡萄糖酮醛、3-脱氧Osulose(3-DG，)、3,4-二脱氧Osulose(3,4-二DG，)、HMF、还原酮类、不饱和醛亚胺等等，又可继续与氨基酸反应，最终都生成类黑精色素—褐色含氮色素，此过程包括醇醛缩合、醛氨聚合、环化合反应等。最终反应阶段的反应途径尚未清楚，生成的色素称为黑色素，无特定的结构，是分子量相当高的含氮、含氧化合物，有着各种各样的构成单位，例如 C18H27O12N、C19H30O16N3、C17H19O9N等构成单位。但是，褐色色素不是由单一构成单位重复构成，而是由不同构成单位构成的非常复杂的结构。1984年，Pongor首次将这类物质命名为糖基化终产物(AGE)，AGE多为一些棕**荧光化合物，具有高的交联性和低的溶解度。

Hodge1953年提出的反应的网络系统分类图解是美拉德反应机理最简明扼要的描述。

在国际研究领域中，20世纪90年代以来Balabarn和Vaylayan等学者又对美拉德反应机理和历程提出了新的观点，认为Amadori重排产物直接脱水机理可以更好的解释杂环和多聚产物的来源。由于美拉德反应的复杂性，至今对美拉德反应产物的结构和性质了解甚少。

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