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Hydroxymethyl furfural의 효소산화

전문가 제언: ○ 효소란 바이오분자로 화학반응을 촉진하는(반응속도를 증가시키는) 촉매이다. 거의 모든 효소는 단백질이다. 그러나 일정한 RNA 분자들도 효과적인 바이오촉매이다. 이러한 RNA 분자들을 리보자임이라고 한다. 효소반응 프로세스의 초기의 분자들을 매체라고 하며, 효소들이 이들을 생성물인 다른 분자로 전환한다.

○ 생물세포에서 거의 모든 프로세스가 의미 있는 속도로 일어나려면 효소들을 필요로 한다. 효소들은 매체에 특정적이어서 세포 내의 효소세트는 그 세포에서 일어나는 대사경로를 결정한다. 모든 타 촉매처럼 효소들은 반응을 위하여 활성에너지를 낮추어 반응속도를 극적으로 증가시킨다. 대부분의 효소반응은 촉매 없는 반응들에 비하여 반응속도가 수백만 배나 빠르다.

○ 푸르푸랄과 같이 hydroxymethyl furfural(HMF)도 당으로부터 생산된다. 이는 과당의 탈수로 일어난다. 새로운 제법은 과당을 염산수용액으로 처리하여 생성된 수용성인 HMF를 유기층으로부터 180℃에서 MIBK로 계속적으로 추출한다. 최적화된 시스템에서 전환은 77%에 이르며 생성된 HMF 양의 반이 유기층에 존재하여 고비점 유기용매를 거하는 것이 큰 문제이다.

○ HMF의 산화물들에는 유용한 화합물들이 많이 있다. 이들 산화물로 특히 2,5-furandicarboxylic acid(FDCA)는 폴리에스테르 고분자 원료로 에틸렌 테레프탈산염 혹은 부틸렌 테레프탈산염을 대치할 수 있다. FDCA의 유도체로 2,5-dihydroxymethylfuran 및 2,5-bis(dihydroxy- methyl)tetrahydrofuran 또한 폴리에스테르 고분자 생산에 쓰인다.

○ HMF를 한 특정한 산화제품으로 만드는 것은 실제에 있어 어려운 일이다. 이는 HMF의 알코올과 알데히드 잔기가 여러 산화반응을 하기 때문이다. 따라서 최종 원하는 산화제품을 분리하는 것이 큰 문제이다. 그러나 본 특허에서처럼 한 효소가 HMF를 산화하여 부산물을 최소화 한 diformylfuran 및 몇 개의 유도체로 고수율 산화하는 것은 놀라운 일이다.

저자: ARCHER DANIELS MIDLAND CO.
자료유형: 특허정보