Гідроксімэтылфурфуроль

Гідроксімэтылфурфуроль (ГМФ) або 5-(гідроксімэтыл)фурфуроль — арганічнае злучэньне, утваранае дэгідратацыяй рэдукуючых цукроў^[3][4]. Белае лёгкатопкае рэчыва, добра распушчальнае і ў вадзе, і ў арганічных растворніках. Малекула гідроксімэтылфурфуролю складаецца з фуранавага колца, якое мае ў складзе альдэгідную і алькагольную функцыянальныя групы.

Гідроксімэтылфурфуроль
Хімічная структура
Агульныя
Хімічная формула	C₆H₆O₃[1]
Фізычныя характарыстыкі
Малярная маса	2,1E−25 кг[1]
Тэрмічныя характарыстыкі
Тэмпэратура плаўленьня	34 °C[2]
Клясыфікацыя
Рэгістрацыйны № CAS	67-47-0
PubChem	237332
№ Эўрапейскай супольнасьці	200-654-9
SMILES	C1=C(OC(=C1)C=O)CO[1]
InChI	InChI=1S/C6H6O3/c7-3-5-1-2-6(4-8)9-5/h1-3,8H,4H2 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=search&db=pccompound&term=%22NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N%22%5BInChIKey%5D NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N]
RTECS	LT7031100
ChEBI	412516
ChemSpider	207215
Гідроксімэтылфурфуроль у Вікісховішчы
Калі не пазначана іншае, усе зьвесткі прыведзеныя для стандартных умоваў (25 °C, 100 кПа).

ГМФ можа ўтварацца ў цукразьмяшчальнай ежы пры гатаваньні ці награваньні. Лічыцца, што ён служыць прычынай канцэрагенных захворваньняў, аднак дагэтуль генатаксічнасьць in vivo не даведзеная. ГМФ выкарыстоўваецца пераважна як харчовы дадатак і араматызатар^[5][6].

Вытворчасьць і рэакцыі

Гідроксімэтылфурфуроль быў адкрыты ў 1875 року як прамежкавы этап ва ўтварэньні левулінавай кісьлі з цукру і серчанай кісьлі^[7]. Дагэтуль такая рэакцыя ёсьць асноўным мэтадам вырабу ГМФ: 6-вугляродныя цукры (гексозы), напрыклад фруктоза, паддаецца полідэгідрацыі з кісьлевым каталізам^[8][9]. Пры выкарыстаньні хлёравадароднай кісьлі замест ГМФ атрымліваецца 5-хлёрамэтылфурфуроль(d). Падобная рэакцыя адбываецца з 5-вугляроднымі цукрамі (пэнтозамі), якія ва ўзаемадзеяньні з разбаўленымі кісьлямі ўтвараюць фурфуроль.

Фруктапіраноза 1, фруктафураноза 2, дзьве прамежкавыя стадыі дэгідратацыі (не ізаляванай) 3, 4, урэшце гідроксімэтылфурфуроль 5

Клясычны падыход дае слабы вынік, паколькі ГМФ у разбаўленай кісьлі працягвае рэакцыю, утвараючы левулінавую кісьлю^[3]. А паколькі цукар слаба распушчаецца ў якіх-небудзь вадкасьцях, акрамя вады, доўгі час не атрымлівалася распрацаваць высокапрадукцыйны працэс; так, фурфуроль у прамысловых маштабах выраблялі ўжо з 1920-х рокаў^[10], аднак ГМФ камэрцыйна атрымліваць здолелі толькі праз 90 гадоў. Першая фабрыка была ўведзеная ў лад у 2013 року^[11]. Цяпер існуюць розныя тэхналёгіі сынтэзу з выкарыстаньнем іённых вадкасьцяў^[12][13], несупыннай вадка-вадкаснай экстракцыі, рэакцыйнай дыстыляцыі і цьвёрдакісьлевых каталізатараў, каб альбо пасьпець прыбраць ГМФ пасьля ўтварэньня, перш чым ён працягне далейшую рэакцыю, альбо каб прысьпешыць ягонае ўтварэньне і запаволіць далейшы расклад^[14].

Аднак вытворныя з гідроксімэтылфурфуролю прадукты бываюць за яго карысьнейшымі^[15]. Самым істотным зь іх ёсьць 2,5-фурандыкарбаксылевая кісьля, якая можа замяніць тэрафталевую кісьлю ў вытворчасьці поліэтэраў^[16][17]. З ГМФ можна атрымаць 2,5-дымэтыльфуран (ДМФ) — вадкасьць, якая можа служыць патэнцыйным біяпалівам, бо мае большую энэргію спальваньня, чым біяэтаноль. Гідрагенізацыя ГМФ дае 2,5-біс(гідроксімэтыль)фуран.

Пашыранасьць у ежы

У сьвежых прадуктаў гідроксімэтылфурфуроль практычна адсутны, але ўтвараецца натуральным чынам у цукразьмяшчальнай ежы пры тэрмічнай апрацоўцы (сушцы, гатаваньні). Як і мноства іншых пахкіх і каляровых рэчываў, ГМФ утвараецца і ў рэакцыі Маяра, і пры карамэлізацыі. Працяглае захоўваньне прадуктаў і кіслае асяродзьдзе спрыяюць утварэньню ГМФ^[18]. ГМФ — добра вядомы складнік выпечак. Пры смажаньні хлеба ягоная дзеля ўзрастае з 14,8 (5 хв.) да 2024,8 мг/км (60 хв.)^[4].

Phallus indusiatus. Куктаўн (Кўінзлэнд, Аўстралія). Пладовае цела зьмяшчае гідроксімэтылфурфуроль

У малых колькасьцях ГМФ знаходзіцца ў мёдзе, садавінавых соках і ультрапастэрызаваным малацэ. У гэтых прадуктах, а таксама ў воцатах, джэмах, алькагольных прадуктах ды бісквітах ГМФ можа служыць індыкатарам залішняга пераграваньня. Прыкладам, сьвежы мёд зьмяшчае менш за 15 мг/кг — у залежнасьці ад значэньне pH, тэмпэратуры і тэрміну^[19], а паводле стандарту Кодэксу алімэнтарыюсу мёд мусіць ня больш за 40 мг/кг гідроксімэтылфурфуролю, за выняткам трапічнага мёду, які можа ўтрымліваць яго да 80 мг/кг^[20]. Пры гэтым у высокафруктозным кукурузным сыропе(d) (ВФКС) таксама выяўленая вялікая канцэнтрацыя ГМФ (каля 20 мг/кг), якая павялічваецца пры працяглым захоўваньні або награваньні^[19]. Пчаляры, якія выкарыстоўваюць ВФКС для падсілкаваньня пчолаў пры недахопе нэктару, могуць атруціць пчолаў гідроксімэтылфурфуролем. Запаволіць утварэньне ГМФ у ВФКС дапамагае даданьне лугоў, напрыклад, карбанату натру ці калю^[19].

У прыродзе сустракаюцца прадукты і з большым утрыманьнем ГМФ, напрыклад кава і сухафрукты. Розныя гатункі пражанай кавы зьмяшчаюць ад 300 да 2900 мг/кг рэчыва^[21], сухафрукты — да 2200 мг/кг.