• 펄프종이기술
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• 제45권1호
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• pp.27-34
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• 2013

Quantitative analysis of 5-hydroxymethylfufural (5-HMF) conversion from fructose by dehydration and rearrangement was investigated by $^1H$-NMR spectroscopic method. Fructose was converted to 5-HMF in dimethylsulfoxide (DMSO)-$d^6$ or acidic deuterium hydroxide at controlled reaction temperature and time. With addition of internal standards (biphenyl for DMSO-$d^6$ solvent, and 2,5-dihydroxybenzoic acid for deuterium oxide solvent), conversion from fructose to 5-HMF was analyzed by $^1H$-NMR spectroscopy. Quantitative analysis was run by comparison with peak area integration between of 5-HMF and internal standard. In DMSO solvent, 5-HMF was stable end product but part of 5-HMF was converted to formic and levulinic acid at acidic aqueous medium.

• 생명과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1836-1840
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• 2009

참깨의 뿌리를 바이오촉매로 이용한 뿌리 배양을 통하여 HMF를 생산하기 위하여 뿌리의 생장과 HMF의 합성에 적합한 뿌리배양 조건을 탐색하였으며, 이를 위하여 NAA(naphthalene acetic acid), silver nitrate의 적정 농도조건 및 적정 배양온도 조건에 대한 실험이 수행되었다. 뿌리의 생장이 가장 높은 처리구는 $30^{\circ}C$에서 NAA의 농도가 1.0 mg/l로 첨가된 처리구에서 측정되었으며, 평균적으로 볼 때 두 배양 온도($25^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$)간에는 뿌리의 생장차이는 측정되지 않았다. NAA가 첨가되지 않은 처리에서는 두 배양온도 모두에서 참깨의 뿌리생장이 전혀 생기지 않은 반면에, NAA가 첨가된 배양에서는 두 배양온도에서 뿌리의 생장이 확인되었다. 그리고 0.5 mg/l의 질산은이 첨가된 처리구에서 참깨의 뿌리생장이 가장 높게 측정되었으며, $25^{\circ}C$에서 배양된 처리구 보다는 $30^{\circ}C$에서 배양된 뿌리의 생장이 약간 높게 나타났고, 질산은의 농도가 0.5 mg/l 이상의 높은 농도에서는 뿌리의 생장이 오히려 감소되는 경향이 있었다. 그리고 HMF의 합성의 경우 가장 높게 측정된 처리구는 배양온도 $25^{\circ}C$에서 NAA 0.5 mg/l이 첨가된 처리구에서 측정된 반면에 NAA 무처리구에서는 HMF 합성이 측정되지 않았다. 질산은이 첨가된 처리구에서는 HMF의 합성이 오히려 억제되는 경향을 보여준 반면에 질산은의 무처리구에서 HMF의 합성이 가장 높은 결과가 나타났다. 질산은의 농도가 0.5, 1.0 및 1,5 mg/l로 처리된 구에서는 질산은 무처리구에 비해서 약 8-10% 정도의 HMF 합성이 감소되는 경향이 나타났으며, 두 배양 온도($25^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$ 배양) 간에도 HMF의 합성에는 차이가 보이지 않았다.

• 펄프종이기술
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• 제45권2호
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• pp.21-26
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• 2013

Conversion of fructose to 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) was investigated in dimethylsulfoxide (DMSO) solvent with increasing reaction temperatures and impact of residual water from dehydration reaction byproduct. To convert fructose to 5-HMF, increasing reaction temperature led more conversion to 5-HMF than lower temperature at the range of $120-150^{\circ}C$ in DMSO solvent. DMSO engaged in the acid-catalyzed dehydration and rearrangement reaction as acid and solvent. Increasing temperature led to more furanose structure than pyranose at the range of $30-80^{\circ}C$. Formed 5-HMF could be degraded to levulinic and formic acid at the presence of acid and water. Removal of water in reaction medium could prevent 5-HMF degradation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.193-201
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• 2022

바이오매스로부터 얻는 5-HMF(5-hydroxymethylfurfural)과 레불린산(LA; levulinic acid)는 그린 플랫폼 화학물질로, 폭넓은 응용분야를 가지며 바이오연료 및 바이오 화학물질로써 사용된다. 본 연구에서는, 글루코오스(D-glucose) 분해로부터 레불린산 형성의 kinetic를 다양한 온도 및 황산 농도를 통해 연구하였다. 실험은 황산 촉매(1-3 wt%)을 사용하였으며, 온도(140-200 ℃)는 넓은 범위에서 수행되었다. 글루코오스 용액은 10 ml 황산 용액에 글루코오스 1g을 용해시켜 만들었다. 반응 속도는 온도에 따라 증가하였고 활성화 에너지는 이전에 보고된 값과 유사한 경향을 보였다. 5-HMF의 최대 농도에 대한 반응 시간은 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한, 산 농도가 증가함에 따라 5-HMF의 분해속도가 빨라졌다. 황산 촉매의 농도가 증가함에 따라 레불린산의 최대 농도에 도달하는 시간이 줄어들었다. 온도를 계속 높이는 것은 레불린산의 최대 농도를 감소시켰고 휴민의 양을 증가시켰다. 결과를 통해 얻은 kinetic parameters는 5-HMF과 레불린산의 mechanism를 이해하는데 도움을 준다. 또한, 이 연구의 결과는 바이오매스에서 고농도의 레불린산 및 5-HMF를 얻어내는데 유용한 정보를 제공한다.

• 한국한의학연구원논문집
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• 제9권1호
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• pp.129-135
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• 2003

Rehmanniae Radix Preparata attributes good blood circulation and it has been used for the treatment of dizziness, men's sterility, excessive loss of blood and weakness. On the quality control of commercial Rehmanniae Radix Preparata, quantitative determination of 5-hydroxymethyl (5-HMF) using HPLC method has been conducted. Quantitative analysis of S-hydroxymethyl-2-furaldehyde (5-HMF) in commercial Rehmanniae Radix Preparata showed average of $0.136{\pm}0.057%$ in 14 samples collected throughout the regions of Korea.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.705-715
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• 2016

본 연구에서는 목질계 바이오매스의 초임계수 처리 후 얻어진 당화액 내 발효저해물질인 퓨란계 화합물(5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), 푸르푸랄)을 제거하기 위한 목탄 처리의 효과를 구명하고자 하였으며, 이를 위해 유사 당화액을 제조하고 목탄 투입량 및 처리 시간에 따른 당 및 퓨란계 화합물의 제거율을 계산해 활성탄의 경우와 비교분석하였다. 글루코오스, 자일로오스, 5-HMF, 푸르푸랄이 포함된 유사 당화액에 목탄 또는 활성탄을 0.5, 1, 2, 4, 8, 12% (w/v) 농도로 투입하여 1, 3, 6, 12, 24시간 동안 처리하였다. 처리 결과, 목탄 투입량 및 처리 시간이 증가함에 따라 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 점차 증가하여 목탄 투입량 8%, 처리 시간 3시간 이상에서는 5-HMF, 푸르푸랄 모두 95% 이상 제거되었으며, 동시에 당의 손실(< 2%)은 거의 없었다. 반면, 활성탄을 처리하였을 경우, 목탄보다 온화한 조건(활성탄 투입량: 8%, 처리 시간: 1시간)에서도 5-HMF 및 푸르푸랄 제거율이 95% 이상이었으나, 글루코오스 및 자일로오스 또한 각각 10% 이상이 제거되었다. 따라서, 결론적으로 당 생산 및 추가적인 당 활용 공정을 고려할 때, 목탄을 이용하는 것이 상대적으로 당화액의 퓨란계 화합물을 효과적으로 제거하고 당 수율을 유지하는 방법으로 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권1호
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• pp.84-88
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• 2011

생마늘을 온도별로 숙성시켰을 때 일어나는 물질의 생성과 변화에 대하여 조사한 결과, 고온숙성 마늘(흑마늘)의 열수 추출물에서 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde(HMF)가 생성됨을 확인하였으며, HMF의 생성은 $75^{\circ}C$에서는 7일 이후부터 급격히 증가하기 시작하였으며 35일차에는 13.09 mg/g dry weight까지 계속 증가하는 경향이었다. 그러나 $60^{\circ}C$에서는 HMF의 생성은 거의 억제되었으며, 28일차부터 생성되긴 하였으나 35일차에도 0.35 mg/g dry weight로 그 양은 $75^{\circ}C$ 조건에 비하여 매우 적었다. HMF의 생성은 당 화합물 중 과당(fructose)이 탈수되어 생성된다. 마늘 중 유리당의 생성량을 조사해 본 결과 $75^{\circ}C$에서 숙성된 마늘에서는 7일 차부터 과당이 39.7%/dw 정도 생성되기 시작하여 14일차에 49.6%/dw 정도 생성되었으나, 이후 과당 함량이 감소되는 것을 볼 수 있는데 이는 생성된 과당이 HMF로 변환된 것으로 추정된다. 그리고 $60^{\circ}C$에서는 21일차까지 과당의 생성량이 6.6%/dw 정도였으나 이후 28일 경에는 급속히 증가하여 35일경에는 44.6% 정도 생성되었다. 이로써 마늘에서 HMF의 생성은 마늘 중의 탄수화물이 고온($75^{\circ}C$)에서 과당으로 변환된 후 탈수반응을 거쳐 생성됨을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권10호
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• pp.1748-1752
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• 2004

숙지황은 제조방법에 따라 각각 그 제조과정의 기준을 달리하고 있어 건지황을 증숙하는 횟수에 따라 5-HMF와 당류의 함량변화를 분석하여 어느 증숙단계가 바람직한지를 검토하고 그 외에 총질소, 조지방, 회분 등을 측정하였다. 건지황에서 는 5-HMF가 나타나지 않았고, 숙지황에서 증수(증수)에 따라 1증에서 6증까지 는 5-HMF의 함량이 서서히 증가하다가 7증에서 크게 증가하였다. 당류는 건지황에서 이당류인 sucrose와 단당류인 fructose 및 glucose가 함유되었으나 증숙과정을 거친 후(1증∼9증) sucrose가 나타나지 않았고, fructose와 glucose의 함량이 크게 증가하였다. 총질소는 건지 황과 증숙과정 을 거 친 숙지 황에서 큰 변화가 없었으며, 조지방의 경우 증숙과정을 거치는 동안 서서히 감소하였다. 회분은 대한약전(제8개정)의 기준(6.0%이하)에 적합하였다. 숙지황의 품질관리를 위한 지표로서 5-HMF함량이 대한약전(제8개정)의 기준(0.1% 이상)에 적합한 증숙과정은 본 연구에서는 7증 이상임을 알 수 있었다. 또한, 숙지황은 그 제조방법에 따라 그 성상 및 성분의 함량이 변화하므로 제조기준으로서 증숙단계를 어느 한 단계로 규정하기보다는 지표성분인 5-HMF가 0.1% 이상인 제조과정이 어느 단계에 해당되는 것인지를 파악하여 제품을 생산하는 것이 바람직하다고 사료된다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.108-115
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• 2014

셀룰로우스(cellulose)를 5-히드록시메틸푸르푸랄(5-hydroxymethylfurfural, 5-HMF)로 직접 전환하기 위해 이온성 액체 용매하에서 다양한 금속염화물과 산 촉매를 비교 연구하였다. 사용한 금속염화물은 Sn(II), Zn(II), Al(III), Fe(III), Cu(II), Cr(III)를 포함한 염화물을 비교하였으며 산 촉매는 산성 이온성 액체를 고정화하여 사용하였다. 비교를 위하여 $H_2SO_4$, HCl, Amberlyst-15와 DOWEX50x8을 사용하였다. 제조한 촉매의 산도와 산 밀도 특성은 Hammett Indicator 지시약을 통하여 분석하였다. 5-HMF의 선택도 및 수율은 반응온도, 반응시간과 촉매 비를 통하여 확인하였다. 사용한 촉매들 중에서 5-HMF의 선택도는 $CrCl_3-6H_2O$와 $SiO_2-[ASBI]HSO_4$를 사용하였을 때에 가장 높게 나타났으며, 상용화 고체 산인 Amberlyst-15와 DOWEX50x8에 비하여 활성이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 5-HMF의 선택도는 산 촉매의 산도와 반응에 사용된 촉매비에 영향이 있음을 확인할 수 있었으며, 반응 중 재수화 반응이 일어나 레불린산(levulinic acid)이 생성된다는 것을 확인하였다.

• 생약학회지
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• 제32권2호통권125호
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• pp.116-120
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• 2001

In order to determine the content of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (5-HMF) in the Rehmanniae Radix Preparata, 5-HMF was isolated from the EtOAc fraction of the Rehmanniae Radix Preparata samples and identified by spectroscopic and physicochemical evidences. Twenty one samples prepared on the basis of increasing number of stewing times with wine were analyzed by HPLC. From this analysis, it was revealed that the samples processed under one to nine times of stewing showed increasing pattern in 5-HMF contents. And the samples processed under 9 to 18 times of stewing showed 0.53-0.74% in 5-HMF contents. However, for those samples processed more than 19 times, 5-HMF content profile showed decreasing pattern.