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首页 > 过刊浏览>2025年第44卷第8期 >61-68. DOI:10.12441/spyswjs.20241030001
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脂肪酶介导的糠醛氧化反应合成糠酸
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作者:
作者单位:

1.江南大学生物工程学院，江苏 无锡 214122;2.中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏 常州 213016

作者简介:

通讯作者:

朱瑞（1990—），男，博士，助理研究员，主要从事可再生资源高值利用及酶制剂应用研究。E-mail： zhurui@jiangnan.edu.cn

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金青年基金项目（22308121）；中海油能源发展股份有限公司基础前瞻项目（HFQZ-CZY-2023-01）。


Lipase-mediated Oxidation of Furfural to Furoic Acid
Author:
Affiliation:

1.School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2.CNOOC Changzhou Paint and Coatings Industry Research Institute Co. Ltd., Changzhou 213016, China

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    摘要:

    【目的】构建一种基于离子液体中脂肪酶介导的糠醛氧化反应体系，实现温和反应条件下糠酸、5-羟甲基-2-呋喃甲酸和2，5-呋喃二甲酸的绿色合成。【方法】以糠醛为底物、Novozym 435脂肪酶为催化剂、过氧化氢为氧化剂、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体为反应溶剂，优化反应温度、反应时间、糠醛初始浓度、过氧化氢初始浓度等条件，并将该体系拓展至5-羟甲基糠醛的氧化反应，进一步结合咪唑型离子液体与叔丁基过氧化氢的化学氧化过程，实现一锅法合成2，5-呋喃二甲酸。【结果】在优化条件下，糠酸产率>99%；5-羟甲基糠醛氧化合成5-羟甲基-2-呋喃甲酸的产率为94%；通过一锅法偶联反应，合成了2，5-呋喃二甲酸，其产率为90%。【结论】该研究为糠酸、2，5-呋喃二甲酸等生物基化学品的绿色合成提供了思路和方法。

    Abstract:

    [Objective] This study aims to develop a lipase-mediated furfural oxidation system in ionic liquid for the green synthesis of furoic acid, 5-hydroxymethyl-2-furancarboxylic acid, and 2,5-furandicarboxylic acid under mild reaction conditions. [Method] Using furfural as the substrate, Novozym 435 lipase as the catalyst, hydrogen peroxide as the oxidant, and 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ionic liquid as the solvent, the conditions including reaction temperature, reaction time, initial furfural concentration, and initial hydrogen peroxide concentration were optimized. The system was further extended to the oxidation of 5-hydroxymethylfurfural, and coupled with a chemical oxidation process using an imidazolium-based ionic liquid and tert-butyl hydroperoxide to achieve one-pot synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid. [Result] Under the optimized conditions, the yield of furoic acid exceeded 99%. The oxidation of 5-hydroxymethylfurfural to 5-hydroxymethyl-2-furancarboxylic acid achieved yield of 94%. 2,5-furandicarboxylic acid was synthesized via the one-pot coupled reaction with a yield of 90%. [Conclusion] This study provides a novel strategy and methodology for the green synthesis of bio-based chemicals such as furoic acid and 2,5-furandicarboxylic acid.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

朱瑞,王亚鑫,张梁.脂肪酶介导的糠醛氧化反应合成糠酸[J].食品与生物技术学报,2025,44(8):61-68.

ZHU Rui, WANG Yaxin, ZHANG Liang. Lipase-mediated Oxidation of Furfural to Furoic Acid[J]. Journal of Food Science and Biotechnology,2025,44(8):61-68.

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  • 收稿日期:2024-10-30
  • 最后修改日期:2024-12-13
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  • 在线发布日期: 2025-11-26
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