Fructose endergonic autocatalytic cycle in efficient production of 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF) from slow pyrolysis of goji berry mesocarp (GBM)

Abstract

This paper considers possible uses of fruit-based waste (Goji berry mesocarp (GBM)) for the production of key platform chemicals (5-hydroxymethylfurfural (5-HMF)) through thermochemical conversion via slow pyrolysis, which was performed using simultaneous thermal analysis (STA). Originality and significance of this research is reflected in novel insights of fructose molecule role in the production of 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) through structural characteristics, manifesting reciprocal catalysis behaviour in an endergonic reaction pathway, giving high energy products. Based on proposed experimental and theoretical networks, the unwanted side products are totally blocked, where established results in this research clearly show advantages of synergistic work of the substrate molecule (glucose) and pseudo-catalyst (fructose) for the effective production of 5-HMF. The fructose self-repaired (isomerization) cycle through ‘open’ to ‘closed’ structure organization was explained as the key factor, which was responsible for the fructose effective autocatalytic lineage to the desired product, interpreting high yields of 5-HMF.

Овај рад разматра могућу употребу отпада на бази воћа (Гоји бобица месокарпа (ГБМ)) за производњу кључних платформских хемикалија (5-хидроксиметилфурфурала (5-ХМФ)) кроз термо хемијску конверзију путем споре пиролизе, која је изведена коришћењем симултане термичке анализе (СТА). Оригиналност и значај овог истраживања огледа се у новим спознајама о улози молекула фруктозе у производњи 5-хидроксиметилфурфурала (5-ХМФ) кроз структурне карактеристике, манифестујући реципрочно понашање катализе у путу ендергонске реакције, дајући производе високе енергије. На основу предложених експерименталних и теоретских мрежа, нежељени споредни производи су потпуно блокирани, при чему утврђени резултати у овом истраживању јасно показују предност и синергистичког рада молекула супстрата (глукозе) и псеудо катализатора (фруктозе) за ефикасну производњу 5-ХМФ. Циклус фруктозе који се само поправља (изомеризација) кроз организацију „отворене“ до „затворене“ структуре објашњен је као кључни фактор, који је био одговоран за ефикасну аутокаталитичку линију фруктозе до жељеног производа, тумачећи високе приносе 5-ХМФ-а.