或 NMP可以与另一种共溶剂一起使用，其中在使用共溶剂的情况下，可以使用基于总溶剂量的 高达70% (体积/体积），例如高达60% (体积/体积）的NMP浓度。合适的共溶剂为，如 水或有机溶剂，如现有技术状态已知的共溶剂，诸如N，N-二甲基亚砜（DMSO)或N，N-二甲 基甲酰胺（DMF)。
[0084] 根据本发明的阶段B)的呋喃方法中，尽管所述反应在低浓度下也能发生（例如在 (大约）1% (重量/体积）的D-果糖浓度下），使用的D-果糖的量可以高达40% (重量 /体积）且通常使用的量为5-20%。最小值是由成本效益而不是用化学方法限定。
[0085] 根据本发明的呋喃方法的阶段B)中的酸性催化剂通常包括用于将果糖转化为呋 喃衍生物的酸性催化剂。优选地，所述催化剂为布忍司特酸。
[0086] 在此，可以使用均相酸性催化剂（如硫酸或盐酸）或非均相酸性催化剂（如阳离 子交换树脂，诸如蒙脱土，优选地为蒙脱土 KSF? )或离子交换树脂（如离子交换树脂?, 优选地为离子交换树脂15? )。另外，在本发明的方法中可以使用路易斯酸催化剂，如 CrCl2, AlCl3, SiO2-MgCl2S SILP (氧化硅负载的离子液体相）催化剂。然而，通常伴随的结 果不如上述那些催化剂好。
[0087] 在另一方面，根据本发明的呋喃方法的特征在于阶段B)中将D-果糖转化为呋喃 衍生物的过程中，所用的酸性催化剂为：
[0088] -均相酸性催化剂，优选地为硫酸或盐酸，
[0089] -非均相酸性催化剂，优选地为离子交换剂，如蒙脱土，诸如蒙脱土 KSFS,或离子 交换树脂，诸如离子交换树脂?，优选离子交换树脂15逸，
[0090] -路易斯酸催化剂，如 CrCl2、AlCl3或 SiO 2-MgCl2，
[0091] -SILP 催化剂，
[0092] 优选地为均相或非均相酸性催化剂。
[0093] 技术人员通过简单的初步试验能够容易的确定阶段B)中所需要的催化剂的量。 所述量取决于所用的催化剂的类型。
[0094] 根据所使用的所述果酸的量给出下述催化剂的量作为示例，特别是NMP用作催化 剂的情况：
[0096] 在大约10% (重量/体积）的D-果糖的浓度下，所述的值是不成问题的，在较高 果糖浓度下，需要限制催化剂的量以使果糖仍能溶解在剩余量的溶剂中。
[0097] 在适宜的温度下进行根据本发明的呋喃方法的阶段B)。特别是在NMP被用作 溶剂时，适宜的温度包括100-220°C的温度，优选地包括115-200°C的温度，最优选地包括 135-185°的温度。
[0098] 在NMP用作共溶剂的情况下，整个实验过程中阶段B)的反应在密闭容器（批，微 波）中进行而无需主动压力控制。从微波运行时，NMP的最大压力可以假定为2-4巴，这取 决于添加剂。如果如将盐酸用作催化剂，发展压上升到15巴。在连续操作中，施加高达40 巴的恒定背压以防止溶剂沸腾。施用溶剂或添加剂产生的蒸气压或系统相关（栗送）的压 力。然而，压力似乎对反应机制不是决定性的。
[0099] 已经发现在根据本发明的呋喃方法中形成的主要呋喃衍生物是下式的羟甲基糠 醛（HMF)
[0101] 另一方面，根据本发明的呋喃方法的特征在于所述呋喃衍生物为羟甲基糠醛。
[0102] 本发明的呋喃方法中，"HMF的选择性"被理解为代表被转化为HMF所消耗的D-果 糖部分。
[0103] 本发明的呋喃方法中产生的呋喃衍生物可以直接使用或在进一步的化学反应中 被转化为次级产物而使用。例如，羟甲基糠醛可以进一步氧化成下式的2, 5-呋喃二碳酸 (FDCA)
[0105] 众所周知，FDCA可以用作生产聚合物（诸如聚乙烯（PEF))的单体，高压聚乙烯 (PEF)可以类似于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)使用，例如用于中空体，特别是瓶子，如饮 料瓶、化妆品瓶或清洁剂瓶。同时使用来自于可再生来源的乙二醇和由根据本发明的方法 生产的HMF得到的FDCA可以获得几乎完全由可再生的原材料组成的PEF。
[0106] 另一方面，本发明的特征在于产生的呋喃衍生物被进一步转化，如羟甲基糠醛被 进一步氧化成2, 5-呋喃二碳酸，2, 5-呋喃二碳酸可任选地进行聚合反应，如以生产聚合 物，诸如高压聚乙烯（PEF)。
【具体实施方式】
[0107] 示例 1
[0108] 通过葡萄糖异构酶及和继而的两阶段氧化还原方法由葡萄糖-果糖糖浆生产果 糖
[0109] 将750mg的D-葡萄糖溶解总体积为5mL的50mM的三羟甲基氨基甲烷 缓冲液（25摄氏度下pH = 8,）中。向该混合物中加入250mg来源于鼠灰链霉菌 (Sigma-Aldrich, Novozymes Sweetzyme丨TK)的固定化葡萄糖异构酶，悬浮液在50°C下 缓慢震荡6小时。这导致大约33%的葡萄糖转化为果糖。通过离心（5000g，Imin)去除葡 萄糖异构酶。在一个2mL的玻璃容器中，用IOyL的盐酸三羟甲基氨基甲烷（Tris HC1) (0.5M，pH 8.0)、20yL来源于热带念珠菌（在大肠杆菌BL21(DE3)中过度表达，280U/mL) 的木糖还原酶、30yL来源于克菲尔乳杆菌（在大肠杆菌BL21(DE3)中过度表达，130U/mL) 的乙醇脱氢酶和35 y L的2-丙醇处理400 y L的离心后获得的溶液。该反应在开放系统 中进行，其中玻璃容器在40°C下震荡24小时（Eppendorf Therm〇mix(S),850rpm)。该开放 系统使反应产物丙酮蒸发，这驱使反应向形成山梨糖醇进行。进行以下补充添加：4小时后 补充添加15 y L的2-丙醇，18小时后补充添加25 y L的2-丙醇，以及18小时后补充添加 50 y L的水。仍然存在的葡萄糖的98. 5%被转化成山梨糖醇。该混合物包含总共大约71% 的山梨糖醇、28%的果糖和1%的葡萄糖。在进一步地的反应步骤中添加60 y L来源于肠膜 明串珠菌（在大肠杆菌BL21(DE3)中过度表达，350U/mL)的NADH氧化酶和40yL来源于枯 草杆菌（在大肠杆菌BL21(DE3)中过度表达，50U/mL)的山梨糖醇脱氢酶。在开放系统中 再次进行该反应以确保对NADH氧化酶反应的氧气供应。反应容器在25°C下震荡48小时 (EppendorfThcrmomixg.，850rpm)。得到60%的D-果糖、35. 2%的D-山梨糖醇和4. 7% 的D-葡萄糖的混合物。
[0110] 示例 2
[0111] 将D-果糖转化为呋喃衍生物材料和方法
[0112] 在不同的反应条件下进行从D-果糖到HMF的脱水反应，任选如微波辅助加热下的 标准间歇法或通过连续流动条件下进行。出人意料的是，经发现与已知体系相比，在微波辅 助方法以及在连续流动条件下，NMP在反应中作为溶剂与均相或非均相催化剂的结合使用 产生较高的产率。
[0113] SiO2-MgCl2 的合成
[0114]制备SiO2-MgCl2类似于根据Yasuda等人的方案（Yasuda,M. ;Nakamura,Y.; Matsumoto,J. ;Yokoi,H.Shiragami,T.Bull.Chem.Soc.Jpn. 2011, 84, 416-418) 〇
[0115] SILPs 的合成
[0116]根据已知的方案（Fu, S. -K. ;Liu, S. -T. Synth. Commun. 2006, 36, 2059-2067)采用 N-甲基-咪唑制备SILP催化剂。对于固定化，将得到的离子液体与200重量％的硅胶在干 燥的氯仿（每l〇g Si02 IOOmL氯仿）中混合并加热至70°C 24小时。过滤所得到的固体， 用氯仿清洗，并在减压条件下干燥。所得到的硅胶具有大约16重量％的催化剂负载。
[0117] 间歇反应的一般条件
[0118] 如果没有另外说明，所有的间歇反应均在4mL的螺旋盖玻璃瓶中进行。在合适的 铝块中进行加热以得到所需的温度。
[0119] 间歇法中的微波反应
[0120] 间歇法中的微波反应在配备有自动进样器以允许连续反应的BiotageInitiator Sixty实验室微波下进行的。吸收水平设置为最大值，该最大值自动控制最大能量输入在 400 瓦。
[0121] 停流微波反应和连续流动微波反应
[0122] 为优化半连续过程的停流反应在具有升级的CEM?Voyager的CEMS发现系统 中且通过外部压力传感器进行。对于连续法中的反应，使用由ThaksNano?提供的配备有 GilsonKGX-27自动进样器以自动采集产物的基于墨盒的反应器系统合色棱镜。在此，两 个石英砂墨盒（CatCartiC，70X4mm)被合并为反应区。
[0123]可选地，使用全氟烷氧基烷烃毛细管（PFA毛细管，内径0. 8mm，外径I.6mm)，将其 围绕可加热铝圆柱体卷绕。通过Shimadzu LC-10AD HPLC栗以需要的流量加入底物。精确 体积（柱体积16. 0毫升，柱前后的每个死体积I. 0毫升）通过利用数字秒表监测纯溶剂的 定义流速来确定。
[0124] 对D-果糖转化为呋喃衍生物反应的分析
[0125] 对于定量的高效液相色谱（HPLC)分析，用去离子水将反应样品（22 yL，如果没 有另外说明）稀释到lml。对于具有不同浓度的反应样品，调整稀释以使最大浓度不超过 2mg/mL。向该溶液中加入IOOyL的3-羟基苯甲醇作为内标物，随后充分混合样品。通 过离心（5min，20000G)或过滤（Phenex PTFE，4mm，0. 2ym)分离固体残渣。根据RI光 谱上相对于内标物的峰面积来进行定量。在ThermoSdcmii'ic:?Surveyor Plus系统或 Shiniad/u3); Nexera系统上通过HPLC对样品进行分析，每一个系统都配备有P