ACS Sustainable Chemistry & Engineering, IF: 9.224

[2] Eco-friendly synthesis of 5-hydroxymethylfurfural and its applications as a starting material to synthesize valuable heterocyclic compounds

The second journal article with my name (second author) is a combination of the University of Science and the International University. Mr. Phuong’s group synthesized HMF and compounds from HMF. Mr. Lam’s group calculated to verify the reaction mechanism.

verify /ˈver.ɪ.faɪ/ (v) kiểm chứng
Bài báo thứ hai có tên tôi (tác giả thứ nhì) là sự kết hợp của trường Đại học Khoa học Tự nhiên và trường Đại học Quốc tế. Nhóm thầy Phương tổng hợp HMF và các hợp chất từ HMF. Nhóm thầy Lâm tính toán để xác thực cơ chế phản ứng.

Abstract

▸Tóm lược

In this study,  we developed a novel homogeneous catalyst in an ecosustainable reaction medium of ionic liquids (ILs) to convert carbohydrates to 5-hydroxymethylfurfural (HMF), using experimental and computational tools. Particularly, based on DABCO, the synthesized IL, which bears Brønsted acid sites, in combination with [Emim]Cl as a binary IL catalyst/solvent was investigated for the conversion of carbohydrates to HMF. The results reveal that the reaction occurs under simple and mild conditions, in which fructose can be converted with a high yield, even at room temperature. Importantly, the product, HMF, can be easily isolated using liquid−liquid extraction that overcomes the HMF separation challenge posed by using fractional distillation. Last but not the least is that the catalyst with structural integrity can be effectively recovered and reused with a slight decrease in catalytic activity.

novel /ˈnɒv.əl/ (a) tân kỳ, mới lạ, (n) tiểu thuyết
bear /beər/ (v) mang theo, cầm nắm (n) con gấu
reveal rɪˈviːl/ (n) độ dày của tường, (v) tiết lộ, cho thấy
pose /pəʊz/ (n) thái độ, (v) đặt ra
integrity /ɪnˈteɡ.rə.ti/ (n) sự toàn vẹn

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển một chất xúc tác đồng thể mới lạ trong môi trường phản ứng bền vững sinh thái của chất lỏng ion (IL) để chuyển đổi carbohydrate thành 5-hydroxylmethylfurfural (HMF), sử dụng các công cụ thực nghiệm và tính toán. Đặc biệt, dựa trên DABCO, IL tổng hợp, mang các vị trí acid Brønsted, kết hợp với [Emim]Cl như một IL xúc tác/dung môi kép đã được nghiên cứu để chuyển đổi carbohydrate thành HMF. Kết quả cho thấy phản ứng xảy ra trong các điều kiện đơn giản và nhẹ nhàng, trong đó fructose có thể được chuyển hóa với hiệu suất cao, ngay cả ở nhiệt độ phòng. Điều quan trọng là sản phẩm HMF có thể được phân lập dễ dàng bằng cách sử dụng chiết lỏng-lỏng, vượt qua thách thức tách HMF được đặt ra bởi chưng cất phân đoạn. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng là chất xúc tác có tính bảo vẹn về cấu trúc có thể được thu hồi và tái sử dụng một cách hiệu quả với hoạt tính xúc tác giảm nhẹ.
In addition to the investigation of the operation parameters, the detailed reaction mechanism of the conversion of fructose to HMF was revealed by electronic structure and statistical mechanic calculations. Moreover, the as-prepared HMF can also be converted to high-value heterocyclic compounds using deep eutectic solvents as reaction media. Therefore, with the novel activities and high sustainability, the designed catalytic system has shown great potential for industrial applications of converting carbohydrates to value-added products.

potential /pəˈten.ʃəl/ (n) tiềm năng

Ngoài việc khảo sát các thông số hoạt động, cơ chế phản ứng chi tiết của việc chuyển đổi fructose thành HMF đã được tiết lộ bằng các tính toán cấu trúc điện tử và cơ học thống kê. Hơn nữa, HMF đã điều chế cũng được chuyển đổi thành các hợp chất dị hoàn có giá trị cao bằng cách sử dụng các dung môi eutectic sâu làm môi trường phản ứng. Do đó, với các hoạt động mới lạ và tính bền vững cao, hệ thống xúc tác được thiết kế đã cho thấy tiềm năng lớn trong các ứng dụng công nghiệp chuyển hóa carbohydrate thành các sản phẩm với giá trị được gia tăng.

My contribution

▸Đóng góp của tôi

I prepared [DABCO-SO3H][TsO] during 20 hours, I have to let the reaction run overnight and continue the next morning. Fortunately, its catalytic activity exceeded our expectation. This compound is able to convert glucose and fructose into HMF at room temperature, with only magnetic stirring. Mr. Phuong asked me to send FTIR, 1H NMR, 13C NMR, and TGA measurements to determine the structure. The results are consistent. Later, tosylate ion was replaced by tetrachloroaluminate ion in another paper.

exceed /ɪkˈsiːd/ (v) vượt quá
expectation /ˌek.spekˈteɪ.ʃn/ (n) kỳ vọng
consistent /kənˈsɪs.tənt/ (a) thích hợp

Tôi đã điều chế [DABCO-SO3H][TsO] trong suốt 20 tiếng, tôi phải để phản ứng chạy qua đêm và sáng hôm sau tiếp tục. Rất may mắn hoạt tính xúc tác của nó vượt ngoài mong đợi của chúng tôi. Hợp chất này có khả năng chuyển hóa glucose và fructose thành HMF ở ngay nhiệt độ phòng, chỉ khuấy từ. Thầy Phương đã yêu cầu tôi gửi đo FTIR, 1H NMR, 13C NMR, HRMS, và TGA để xác định cấu trúc. Các kết quả đều phù hợp. Sau này, ion tosylate được thay thế bằng ion tetrachloroaluminate trong một bài báo khác.

I supported Mrs. Ha to write the process of catalyst synthesis in this paper. This catalytic HMF product was used to synthesize other compounds by Mr. Long, Ms. Bich and Mr. Hai.

Tôi đã hỗ trợ chị Hà viết quy trình tổng hợp xúc tác trong bài báo này. Sản phẩm HMF nhờ xúc tác này được dùng để tổng hợp ra các hợp chất khác bởi anh Long, chị Bích và anh Hải.

Previously, I applied to Mr. Lam’s laboratory to join his computational chemistry group, but physical chemistry was too difficult for me, so I gave up. I did not work with Mr. Lam, but I connected Mr. Phuong and Mr. Lam to carry out this research together.
carry out ST /ˈkær.i aʊt/ (phrasal verb) thực hiện cái gì đó
Trước đây, tôi có xin vào phòng thí nghiệm của thầy Lâm để tham gia vào nhóm hóa tính toán của thầy nhưng hóa lý quá khó với tôi nên tôi đã bỏ cuộc. Tuy không còn làm việc với thầy Lâm nhưng tôi đã kết nối thầy Phương và thầy Lâm để cùng thực hiện nghiên cứu này.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

 241 

Content

Related