Quantitative studies on furfural and organic acid formation during hydrothermal,acidic and alkaline degradation ofD-xylose

Summary Chromatographic analysis of the degradation ofD-xylose either in plain water or aqueous sulfuric acid at temperatures ranging from 180 – 220°C gave up to 50 mol% of furfural. Activation energies did not differ significantly between reactions in plain water (E _a =119.4 kJ/mol), 0.001M H₂SO₄ (E _a =120.6 kJ/mol), 0.01M H₂SO₄ (E _a =130.8 kJ/mol), and 0.1M H₂SO₄ (E _a =120.7 kJ/mol). However, under alkaline conditions the activation energy was only 63.7 kJ/mol, indicating a different reaction mechanism. Isotachophoretic analyses revealed the formation of pyruvic, formic, glycolic, lactic, and acetic acid. While the relative yields of these acids ranged from 0.8 to 7% under hydrothermal and acidic conditions, 10 – 23% were obtained in alkaline degradation.

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Quantitative Studien zur Bildung von Furfural und organischen Säuren während des hydrothermalen, sauren und alkalischen Abbaues vonD-Xylose

Zusammenfassung Die chromatographische Analyse des Abbaues vonD-Xylose in reinem Wasser und Schwefelsäure bei Temperaturen von 180 – 220°C ergab die Bildung von bis zu 50 mol% Furfural. In bezug auf die Aktivierungsenergie zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Abbau vonD-Xylose in reinem Wasser (E _a =119.4 kJ/mol), 0.001M H₂SO₄ (E _a =120.6 kJ/mol), 0.01M H₂SO₄ (E _a =130.8 kJ/mol), and 0.1M H₂SO₄ (E _a =120.7 kJ/mol). Unter alkalischen Bedingungen hingegen betrug die Aktivierungsenergie nur 63.7 kJ/mol. Dies weist auf einen unterschiedlichen Reaktionsmechanismus hin. Ferner konnte mittels Isotachophorese die Bildung von Brenztraubensäure, Ameisensäure, Glycolsäure, Milchsäure und Essigsäure nachgewiesen werden. Während sich die relativen Ausbeuten in Wasser und Schwefelsäure zwischen 0.8 und 7% bewegten, betrugen sie unter alkalischen Bedingungen 10 bis 23%.