Metoximetilfurfural
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC preferido 5 - [(metoxi) metil] furan-2-carbaldehído | |
| Otros nombres 5-metoximetil furfural; Metoximetilfurfurol; 5- (metoximetil) furan-2-carbaldehído; 5-metoximetil-2-furfural; 5- (metoximetil) -2-furaldehído | |
| Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Tarjeta de información ECHA | 100.149.478  |
PubChem CID | |
| UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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| Propiedades | |
| C 7 H 8 O 3 | |
| Masa molar | 140,138 g · mol −1 |
| Apariencia | Líquido incoloro |
| Densidad | 1140 kg / m 3 |
| Punto de fusion | -8 ° C (18 ° F; 265 K) |
| Punto de ebullición | 109 a 111 ° C (228 a 232 ° F; 382 a 384 K) a 11-12 tor |
| Riesgos | |
| Principales peligros | Irritación de la piel / sensibilizador de la piel |
| Compuestos relacionados | |
Furan-2-carbaldehídos relacionados | Furfural hidroximetilfurfural |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
| Referencias de Infobox | |
El metoximetilfurfural ( MMF o 5-metoximetilfuran-2-carbaldehído ) es un compuesto orgánico derivado de la deshidratación de azúcares y posterior eterificación con metanol . [1] Este líquido incoloro es soluble en una amplia gama de disolventes, incluidos los alcoholes inferiores. La molécula es un derivado del furano , que contiene grupos funcionales aldehído y éter (metoximetilo). Se ha detectado MMF en hojas y raíces de Jaborosa magellanica (Solanaceae) chilena . [2] Tiene un olor típico que sugiere cerezas al marrasquino. [3]El MMF se puede fabricar a partir de una amplia gama de materias primas que contienen carbohidratos, incluidos azúcar , almidón y celulosa, utilizando un proceso catalítico químico y es una materia prima potencialmente " neutra en carbono " para combustibles y productos químicos.
Producción
En relación con la producción de furfural, el MMF se puede producir a partir de azúcares C-6 hexosas como glucosa y fructosa . Se forma mediante la deshidratación de las hexosas y la posterior eterificación de hidroximetilfurfural (HMF). [1] Ya en 1936 se patentó un proceso por lotes para la producción de MMF y levulinato de metilo . [4] Bicker informó una cinética de primer orden para la deshidratación de fructosa, la eterificación de HMF en MMF y la formación de subproductos en metanol. [5]Se obtuvo un rendimiento de MMF del 78% al 99% de conversión a 240ºC y un tiempo de residencia de 2 s. En tiempos de residencia cortos, especialmente a temperaturas más bajas, se observaron cantidades significativas de HMF y una cantidad menor de MMF. La cantidad de MMF aumentó con el tiempo de residencia a costa de la cantidad de HMF, lo que indica que la formación de MMF pasa por HMF. Las reacciones en varios alcoholes de Brown et al. condujo a la formación del éter de HMF y el éster de ácido levulínico apropiados. [6] Se probaron varios alcoholes primarios y secundarios, desde metanol hasta 2-butanol. En metanol se informó un rendimiento de 43% de MMF en combinación con 47% de levulinato de metilo. Garves ha demostrado que los alcoholes y catalizadores ácidos fuertes también degradan eficazmente la celulosa a una temperatura de 180 ° C a 200 ° C en cuestión de minutos. En metanolEn reacciones consecutivas se forman metilglucósidos , MMF y levulinatos de metilo más formiatos de metilo , acompañados de algunos residuos húmicos. [7]
Usos
Yoshida describió la síntesis de nuevos polímeros vinílicos basados en biomasa a partir de 5-metoximetil furfural como material de partida. [7] HMF y MMF también son moléculas clave en la conversión de biocombustibles líquidos . HMF y MMF se pueden convertir en una amplia gama de éteres mono y dialcoximetílicos. [8] Los compuestos también pueden convertirse en 2,5-dimetilfurano (DMF) y biocombustibles valéricos . [9] La oxidación de MMF da como resultado la formación de ácido 2,5-furandicarboxílico , que se ha propuesto como reemplazo del ácido tereftálico para la producción de una amplia gama de plásticos, incluidos poliésteres ypoliamidas . Gandini ha revisado exhaustivamente las posibles aplicaciones de los bloques de construcción a base de furano para aplicaciones de polímeros . [10] Han aparecido patentes de que el MMF previene el crecimiento de hongos en cueros, pinturas, alimentos y telas [11] y que el MMF, como parte de un espectro mucho más amplio de compuestos activos, es eficaz contra enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y de Alzheimer y depresión. [12] Se ha patentado la adición de MMF y otros alcoximetil furfurales a un producto de tabaco porque actúa como una fragancia para proporcionar un sabor dulce en el humo. [3]
Como ingrediente en alimentos.
A diferencia del HMF, el MMF no se ha encontrado en gran medida en productos naturales ni en alimentos . Sin embargo, Podesta ha demostrado que el MMF es un componente de las hojas y raíces de la Jaborosa magellanica (Griseb.) Dusen (Solanaceae) chilena . El MMF se presenta en concentraciones de 5 mg de MMF por kg de raíces y hojas secas. También estaba presente como un componente de las raíces de Asparagus cochinchinesis y Asparagus lucidus , sin embargo se asumió que el producto de A. lucidus se había formado como un artefacto a partir de fructosa durante el proceso de aislamiento. [2] Por el contrario, el EMF, el etanol éter de HMF se puede encontrar en muchas bebidas alcohólicas como la cerveza y el vino, especialmente aquellas que todavía contienen altos niveles de azúcar al final de la fermentación. [1]
Toxicidad
Se ha afirmado que el 5-metoximetil-2-furaldehído previene el crecimiento de hongos en cueros, pinturas, alimentos y tejidos. [11] Sin embargo, la primera fase de las pruebas REACH ha demostrado que se estableció que el valor LD50 oral de MMF en ratas Wistar superaba los 2000 mg / kg de peso corporal. De acuerdo con el Reglamento (CE) nº 1272/2008 sobre clasificación, etiquetado y envasado de sustancias y mezclas, los MMF no tienen que estar clasificados y no tienen un requisito de etiquetado obligatorio para la toxicidad oral. Se encontró que el MMF dio resultados positivos en la prueba de irritación cutánea y debería clasificarse como sensibilizante cutáneo.
Cuantificación
El MMF se puede cuantificar utilizando tanto GC como HPLC . El MMF se puede analizar de forma rutinaria en un GC utilizando, por ejemplo, una columna Varian VF-WAXms con un perfil de temperatura de hasta 250 ° C y un detector FID . Cuando se analiza por HPLC, se puede cuantificar por UV . En la siguiente imagen se muestra el espectro UV. El pico máximo en metanol está a 279,5 nm ( coeficiente de extinción molar ε 13854 M -1 .cm -1 ).
La siguiente muestra de IR se registró en un Nicolet 6700 FT-IR a temperatura ambiente usando el procedimiento de película líquida ( celda ATR de diamante ).
Historia
La primera publicación sobre MMF data de 1927, de Haworth et al., En la que se observó como producto de la deshidratación de la tetrametilfructosa en un intento de deducir la estructura de la sacarosa. [13] Ya en 1936 se publicó una patente alemana sobre la producción de MMF a partir de fructosa. [4] Más tarde también fue sintetizado por Wolfrom et al. de tetrametilglucosaeno. Ambos sustratos mostraron una conversión eficaz en MMF en condiciones ácidas acuosas. [14] Las primeras reivindicaciones para aplicaciones industriales surgieron en los años sesenta. [3] [11]
Referencias
- ^ a b c van Putten, RJ., van der Waal JC de Jong, E., Rasrendra CB, Heeres, EJ y de Vries HG. (2011) Productos químicos de plataforma basados en furanos del futuro. Deshidratación de hexosas como ruta de producto bio-sustentable. Revisiones químicas enviadas.
- ^ a b Podesta, Federico; Fajardo, Víctor; Freyer, Alan J .; Shamma, Maurice (1988). "5-metoximetil-2-furaldehído: un furanoide natural de Jaborosa Magellanica (Solanaceae) 5-metoximetil-furfural: Ein natürliches Furanoid ausJaborosa magellanica (Colanaceae)". Archiv der Pharmazie . 321 (12): 949. doi : 10.1002 / ardp.19883211225 .
- ^ a b c Hind, JD y Crayton, FH (1963) Aromatizantes de tabaco. 3,095,882
- ↑ a b Sprengler, O., Weidenhagen, R. y Korotkyj, B. DE632322 Verfahren zur Herstellung von Alkoxymethylfurfurolen und Lävulinsäurealkylestern
- ^ Pelea, M., Kaiser, D., Ott, L. y Vogel, H. (2005) Diario de fluidos supercríticos 36, 118-126.
- ↑ Brown, DW, Floyd, AJ, Kinsman, RG, Roshan-Ali, Y. (19-82) J. Chem. Tech. Biotechnol. 32, 920-924.
- ^ a b Yoshida, Naoki; Kasuya, Natsuki; Haga, Naoki; Fukuda, Kiyoharu (2008). "Nuevos polímeros vinílicos a base de biomasa de 5-hidroximetilfurfural" . Diario de polímero . 40 (12): 1164. doi : 10.1295 / polymj.PJ2008170 .
- ^ Gruter, GJ, de Jong, E. (2009) Biofuels Technol., 1, 11-17; Gruter GJ.M., Dautzenberg, patente FWO 2007/104515, 2007; Gruter GJ.M., Dautzenberg, patente FEP 1.834.950, 2007; Gruter GJ.M., de Jong, patente EWO 2009/141166, 2009; Gruter GJ.M., de Jong, patente EEP 2128227, 2009; Gruter GJ.M., patente EP 2034005, 2009; Gruter GJ.MUS Patente 2010212218, 2010.
- ↑ Bond JQ, Martin Alonso, D. Wang, D, West, RM, Dumesic. JA (2010) Conversión catalítica integrada de g-valerolactona en alcanos líquidos para combustibles de transporte. Ciencia 1110-1114: Huber, GW, Iborra, S, Corma, A. (2006) Síntesis de combustibles de transporte a partir de biomasa: química, catalizadores e ingeniería. Revisiones químicas, 106 (9), 4044-4098.
- ^ Gandini, A., Belgacem, NM Prog. Polym. Sci., 1997, 22, 1203-1379; Gandini, A., Silvestre, AJD, Pascoal Neto, C. Sousa, AF, Gomes, MJ Pol. Sci .: Parte A: Pol. Chem., 2009, 47, 295-298; Gandini, A. Pol. Chem. 1, 245-251.
- ^ a b c Constantin, JM, Humphreys, TW Lange, HB Shew, D. y Wagner, JR (1963) US. Patente 3.080.279, 5 de marzo de 1963.
- ^ Tashiro, R y Pater RH 1996 Composiciones y método de tratamiento de enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y de Alzheimer y depresión. US5589182
- ^ Haworth, WN, Hirst, EL Nicholson, VS (1927) J. Chem. Soc. 1513.
- ^ Wolfrom, ML , Wallace, EG, Metcalf, EA (1942) J. Am. Chem. Soc. 64, 265-269.
- Aldehídos
- Furfurales
