Abstract 5-hydroxymethylfurfural (HMF) is a versatile biomass-derived chemical for synthesizing useful compounds. In this work an attempt is made to produce HMF by developing a low-cost process for doing that using cellulosic waste and deep eutectic solvents (DESs). The most effective DES was choline chloride/citric acid (ChCl/citric acid, 2/1), which provided a greater glucose conversion percentage (around 100 mol%), HMF yield (8 mol%), and HMF selectivity (8 %) than other DESs with 0.1 g of pure glucose. To increase the HMF yield further, the species of catalyst, reaction time and reaction temperature were varied. The highest glucose conversion percentage (91.76 mol%), HMF yield (15.02 g/g) and HMF selectivity (8%) were obtained with a reaction time of five minutes, a reaction temperature of 130 ℃, sulfuric acid as the catalyst, and a ChCl/citric acid ratio of the DES of 2/1. These optimal conditions were used with the enzymatic hydrolysate of pretreated wood dusts as a substrate. The experimental results thus obtained revealed a glucose conversion percentage, HMF yield and HMF selectivity of 34.86 mol%, 16.46 g/g and 67.43 %, respectively, under these conditions. These results reveal that using enzymatic hydrolysate from pretreated wood in the production of HMF can yield approximately as much (16.46 g/g) as the use of pure glucose, indicating that this low-cost process may be commercially feasible.

中文翻译：

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高压反应器中以低共熔溶剂为反应介质提高5-羟甲基糠醛产量的可行性

摘要 5-羟甲基糠醛 (HMF) 是一种通用的生物质衍生化学品，用于合成有用的化合物。在这项工作中，尝试通过开发一种使用纤维素废物和低共熔溶剂 (DES) 的低成本工艺来生产 HMF。最有效的 DES 是氯化胆碱/柠檬酸（ChCl/柠檬酸，2/1），它提供了更高的葡萄糖转化率（约 100 mol%）、HMF 产率（8 mol%）和 HMF 选择性（8%）与其他含 0.1 g 纯葡萄糖的 DES 相比。为了进一步提高 HMF 产率，改变了催化剂的种类、反应时间和反应温度。在反应时间为5分钟，反应温度为130℃，硫酸为催化剂的条件下，得到了最高的葡萄糖转化率（91.76 mol%）、HMF产率（15.02 g/g）和HMF选择性（8%）。DES 的 ChCl/柠檬酸比率为 2/1。这些最佳条件与预处理木屑的酶水解产物一起用作底物。由此获得的实验结果表明，在这些条件下，葡萄糖转化率、HMF 产率和 HMF 选择性分别为 34.86 mol%、16.46 g/g 和 67.43%。这些结果表明，在 HMF 的生产中使用来自预处理木材的酶促水解物可以产生与使用纯葡萄糖大约一样多的 (16.46 g/g)，表明这种低成本工艺在商业上是可行的。在这些条件下，分别为 46 g/g 和 67.43%。这些结果表明，在 HMF 的生产中使用来自预处理木材的酶促水解物可以产生与使用纯葡萄糖大约一样多的 (16.46 g/g)，表明这种低成本工艺在商业上是可行的。在这些条件下，分别为 46 g/g 和 67.43%。这些结果表明，在 HMF 的生产中使用来自预处理木材的酶促水解物可以产生与使用纯葡萄糖大约一样多的 (16.46 g/g)，表明这种低成本工艺在商业上是可行的。