背景及概述

由5-羥甲基糠醛選擇性氧化而來的衍生物2-甲酰基-呋喃-2-甲酸是重要的構(gòu)建單元，2-甲?；?呋喃-2-甲酸在燃料、化學(xué)中間體、聚合物和藥物方面具有廣闊的應(yīng)用前景。5-HMF 選擇性催化氧化成其他呋喃類化合物的方法已被大量研究。然而，盡管2-甲酰基-呋喃-2-甲酸有很大的應(yīng)用潛力，但5-HMF選擇性氧化制2-甲酰基-呋喃-2-甲酸的研究并未引起人們的廣泛關(guān)注。事實上，2-甲?；?呋喃-2-甲酸有兩個官能團(tuán)，醛基和羧基，應(yīng)用潛力巨大。

圖1 2-甲酰基-呋喃-2-甲酸的應(yīng)用示意圖

制備

5-甲?；?2-呋喃甲酸的合成主要有化學(xué)催化和生物催化兩種方法[1]。傳統(tǒng)的化學(xué)方法 通過使用不同的化學(xué)催化形式氧化5-HMF合成2-甲酰基-呋喃-2-甲酸。然而，大多數(shù)化學(xué)試 劑在化學(xué)生產(chǎn)過程中對人類和環(huán)境健康都有嚴(yán)重威脅。采用了以MgO·CeO2為基礎(chǔ) 的復(fù)合氧化物作為高效催化劑，可以得到2-甲?；?呋喃-2-甲酸，選擇性90%。但催化劑合成條件苛刻 而且反應(yīng)條件苛刻（130°C，0.9Mpa）。近年來，生物催化氧化5-HMF引起了人們 的極大興趣，因為生物反應(yīng)體系具有顯著的區(qū)域或立體選擇性，解決了污染問題，并提 供了一種環(huán)境友好的反應(yīng)體系。研究人員發(fā)現(xiàn)利用CotA-TJ102漆酶能夠高效性催化 氧化5-HMF生產(chǎn)2-甲?；?呋喃-2-甲酸。

實驗操作：

將廢棄面包衍生的DFF反應(yīng)液通過乙酸乙酯萃取三次，將DFF萃取至乙酸乙酯中， 之后通過使用真空離心濃縮儀濃縮得到DFF。之后，分別以商品化的DFF和廢棄面包 生成的DFF作為底物，0.1g/mL（濕重）的AAO全細(xì)胞作為生物催化劑，在5mL的 pH 8.0 的磷酸緩沖液反應(yīng)體系中加入10%的DMSO，在35°C的恒溫?fù)u床催化50、75 和100mMDFF進(jìn)行生物氧化反應(yīng)，在反應(yīng)的1、3、6、9、12、24、48和72h時進(jìn)行 取樣。對反應(yīng)液樣品進(jìn)行離心，取上清液，稀釋過濾后，使用HPLC進(jìn)行分析。最后得 到商品化的DFF和廢棄面包生成的DFF氧化生成2-甲?；?呋喃-2-甲酸的反應(yīng)進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]武常青. 化學(xué)生物法催化生物質(zhì)合成5-甲酰基-2-呋喃甲酸和2,5-呋喃二甲酸. [D] 湖北大學(xué). 2024-03-18