Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural aus D-Fructose und In-situ-Oxidation von 5-Hydroxymethylfurfural zu 2,5-Furandicarbonsäure ausgehend von D-Fructose : Entwicklung neuartiger Verfahren auf Basis von Membranen und immobilisierten Katalysatoren

Die Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus D-Fructose und die In-situ-Oxidation von HMF zu 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) ausgehend von D-Fructose, d. h. die gekoppelte Herstellung und Oxidation von HMF in einem Prozeß wurde untersucht. Für die Herstellung von HMF wurde ein neuartiges Wasser/Polyethylenglycol-Zweiphasensystem entwickelt, mit dem die positiven Lösungseigenschaften vonPEG bezüglich der HMF-Ausbeute auf ein quasi-wäßriges System übertragen werden konnte. Für die In-situ-Oxidation konnte gezeigt werden, dass eine effektive Trennung des Oxidationskatalysators von D-Fructose in Kombination mit Extraktion und Derivatisierung des gebildeten HMF in Methylisobutylketon (MIBK) zur Bildung von FDCA als Endprodukt führt. Es wurden zwei Systeme zur Realisierung des In-situ-Oxidationskonzepts entwickelt: System I basiert auf der Trennung der Wasser und der MIBK-Phase mit einer PTFE-Membran, System II auf Verkapselung des Oxidationskatalysators in eine Siliconmatrix und anschließende Quellung in MIBK.