These oligosaccharides
generated from starch then decompose into the
corresponding monosaccharides, which then suffer dehydration
and fragmentation (i.e., ring-opening and CC bondbreaking)
processes, thereby giving rise to different soluble
products, such as furfural-like compounds (5-hydroxymethylfurfural,
furfural, 5-methylfurfural), the hydroxymethylfurfural-related
1,2,4-benzenetriol, acids, and aldehydes
(acetaldehyde, acetonylacetone). As an example, glucose
suffers fragmentation to dihydroxyacetone, glyceraldehyde
and erythrose, and dehydration to 1,6-anhydroglucose.[4]
The further decomposition of the furfural-like
compounds generates acids/aldehydes and phenols.[4, 39, 47–50]
Then, the monomers (glucose and fructose) and/or their decomposition
products undergo polymerization or condensation
reactions, leading to the formation of soluble polymers.[50]
These polymerization or condensation reactions
may be induced by intermolecular dehydration [Eq. (1)] or
aldol condensation [Eq. (2)]. Thus, the reactions may proceed
in the following manner:
in which R1
, R2=alkyl, vinyl, cycloalkyl, or aryl groups. At
the same time, the aromatization of the polymers takes
place. A mechanism that can account for the appearance of
C=O groups (see FTIR spectra in Figure 4) is the dehydration
of water from the equatorial hydroxyl groups in the
monomers.[51] On the other hand, the formation of the C=C linkages can result from keto–enol tautomerism of the dehydrated
species [Eq. (3)] containing
or via intramolecular dehydration:
Finally, the formation of aromatic clusters can also be produced
by the condensation (by intermolecular dehydration)
of aromatized molecules generated in the decomposition/dehydration
of the monosaccharides. As an example, see
Equation (5):
It is reasonable to assume that the formation of the hydrochar
microspheres takes place according to a nucleationgrowth
mechanism following the LaMer model,[52, 53] as Sun
and Li[10] proposed in relation to the hydrothermal treatment
of glucose. Thus, when the concentration of aromatic
clusters in the aqueous solution reaches the critical supersaturation
point, a burst nucleation process takes place. The
nuclei so formed grow by diffusion to their surface of the
chemical species present in the solution. These species are
superficially linked to the microspheres through the reactive
oxygen functionalities (hydroxyl, carbonyl, carboxylic, etc.)
present in both the outer surface of the microspheres and in
the reactive species. As a result of these reactions, stable
oxygen groups such as ether or pyrone, which are found in
the core of the resulting carbonaceous microspheres, are
formed. Once the growth process stops, the superficial functionalities
of the hydrochar microspheres will mainly consist
of reactive oxygen groups. At the end of the reaction, two
types of products can be found in the reaction medium:
1) an insoluble residue consisting of carbonaceous spherical
microparticles with a core–shell chemical structure (hydrochar
microspheres) and 2) aqueous soluble organic compounds
(i.e., furfural-like compounds, acid, and aldehydes).
As the concentration of the aqueous saccharide solution, the
reaction temperature, or the reaction time rise, the processes
of aromatization and polymerization will be favored and, in
consequence, the diameter of the microspheres and the hydrochar
yields increase, as clearly shown in Table 1.
Những oligosaccharideđược tạo ra từ tinh bột, sau đó phân hủy thành cácmonosacarit tương ứng, sau đó bị mất nướcvà phân mảnh (tức là, khai mạc vòng và CC bondbreaking)quy trình, do đó dẫn đến khác nhau hòa tansản phẩm, chẳng hạn như furfural giống như các hợp chất (5-hydroxymethylfurfural,furfural, 5-methylfurfural), hydroxymethylfurfural liên quan1,2,4-benzenetriol, axít và aldehyde(acetaldehyde, acetonylacetone). Ví dụ, glucosebị phân mảnh để dihydroxyacetone, glyceraldehydevà erythrose, và mất nước đến 1,6-anhydroglucose. [4]Decomposition furfural như thế, hơn nữaCác hợp chất tạo ra axit/andehit và phenol. [4, 39, 47-50]Sau đó, monome (glucoza và fructoza) và/hoặc phân hủy của họsản phẩm trải qua trùng hợp hoặc ngưng tụCác phản ứng, dẫn đến sự hình thành của hòa tan polymer. [50]Những phản ứng trùng hợp hoặc ngưng tụcó thể được gây ra bởi intermolecular mất nước [Eq. (1)] hoặcaldol các ngưng tụ [Eq. (2)]. Vì vậy, các phản ứng có thể tiến hànhtheo cách thức sau đây:trong đó R1, R2 = nhóm ankyl, vinyl, cycloalkyl hoặc ankyl. Tạiđồng thời, aromatization các polyme mấtvị trí. Một cơ chế mà có thể tài khoản cho sự xuất hiện củaNhóm C = O (xem FTIR spectra trong hình 4) là sự mất nướcnước từ các nhóm chức hiđrôxyl xích đạo ở cácmonome. [51] mặt khác, sự hình thành của các mối liên kết C = C có thể là kết quả của Tautome keto-enol của sự mất nướcloài [Eq. (3)] có chứahoặc thông qua intramolecular mất nước:Cuối cùng, sự hình thành các cụm thơm cũng có thể được sản xuấtbởi sự ngưng tụ (do mất nước intermolecular)aromatized phân tử được tạo ra trong phân hủy/mất nướccủa monosacarit. Ví dụ, xemPhương trình (5):Nó là hợp lý để giả định rằng sự hình thành của hydrocharmicrospheres diễn ra theo một nucleationgrowthcơ chế theo mô hình LaMer, [52, 53] như trờivà Li [10] đề xuất liên quan đến việc điều trị thủy nhiệtglucose. Vì vậy, khi nồng độ thơmcụm trong các giải pháp dung dịch nước đạt quan trọng supersaturationđiểm, các trình nucleation nổ diễn ra. Cáchạt nhân để hình thành phát triển bằng cách khuếch tán của bề mặt của cáchóa học các loài hiện diện trong các giải pháp. Các loàibề ngoài được liên kết với microspheres thông qua các phản ứngchức năng ôxy (hydroxyl, cacbonyl, cacboxylic, vv)hiện nay trong cả hai bề mặt ngoài của các microspheres và trongCác loài phản ứng. Là kết quả của những phản ứng này, ổn địnhCác nhóm oxy như ête hoặc pyrone, được tìm thấy trongcốt lõi của carbonate microspheres kết quả,được thành lập. Một khi các tăng trưởng quá trình dừng, các chức năng trên bề mặtcủa hydrochar microspheres sẽ chủ yếu bao gồmCác nhóm phản ứng oxy. Ở phần cuối của phản ứng, hailoại sản phẩm có thể được tìm thấy trong các phương tiện phản ứng:1) một cặn không tan bao gồm carbonate hình cầuvi với các cấu trúc hóa học cốt lõi-đạn (hydrocharmicrospheres) và 2) dung dịch hòa tan các hợp chất hữu cơ(ví dụ, furfural giống như các hợp chất, axit, và andehit).Là nồng độ của các giải pháp dung dịch nước saccharide, cácphản ứng nhiệt độ hoặc tăng thời gian phản ứng, các quá trìnharomatization và trùng hợp sẽ được ưa chuộng và tronghậu quả, đường kính của các microspheres và hydrocharsản lượng tăng, như là rõ ràng Hiển thị trong bảng 1.
đang được dịch, vui lòng đợi..

Những oligosaccharides
tạo ra từ tinh bột sau đó phân hủy thành các
monosacarit tương ứng, sau đó bị mất nước
và phân mảnh (tức là, mở vòng và CC bondbreaking)
quy trình, từ đó dẫn đến hòa tan khác nhau
sản phẩm, chẳng hạn như các hợp chất furfural-như (5-hydroxymethylfurfural,
furfural , 5-methylfurfural), các hydroxymethylfurfural liên quan đến
1,2,4-benzenetriol, axit và chất aldehyde
(acetaldehyde, acetonylacetone). Như một ví dụ, glucose
bị phân mảnh để dihydroxyacetone, glyceraldehyde
và erythrose, và mất nước cho 1,6-anhydroglucose. [4]
Sự phân hủy hơn nữa của furfural giống như
các hợp chất tạo ra axit / aldehydes và phenol. [4, 39, 47-50 ]
Sau đó, các monome (glucose và fructose) và / hoặc phân hủy của
sản phẩm trải qua trùng hợp hay ngưng tụ
phản ứng, dẫn đến sự hình thành các polyme tan. [50]
những trùng hợp hay ngưng tụ các phản ứng
có thể được gây ra bởi tình trạng mất nước giữa các phân tử [Eq. (1)] hoặc
nghịch đảo ngưng tụ [Eq. (2)]. Như vậy, các phản ứng có thể tiến hành
theo cách thức sau đây:
trong đó R1
nhóm, R2 = alkyl, nhựa vinyl, xycloalkyl, hoặc aryl. Tại
cùng một thời gian, các vòng thơm của polyme mất
chỗ. Một cơ chế mà có thể giải thích cho sự xuất hiện của
C = nhóm O (xem phổ FTIR trong hình 4) là tình trạng mất nước
của nước từ các nhóm hydroxyl xích đạo trong các
monome. [51] Mặt khác, sự hình thành các mối liên kết C = C có thể là kết quả của keto-enol tautomerism của mất nước
loài [Eq. (3)] có chứa
hoặc qua mất nước nội phân tử:
Cuối cùng, sự hình thành của các cụm thơm cũng có thể được sản xuất
bằng cách ngưng tụ (do mất nước giữa các phân tử)
của các phân tử thơm được tạo ra trong quá trình phân hủy / mất nước
của monosacarit. Như một ví dụ, xem
phương trình (5):
Đây là hợp lý để giả định rằng sự hình thành của hydrochar
microspheres diễn ra theo một nucleationgrowth
cơ chế theo mô hình Lamer, [52, 53] như Sun
và Li [10] đề xuất liên quan đến điều trị thủy nhiệt
của glucose. Vì vậy, khi nồng độ thơm
cụm trong dung dịch nước đạt đến supersaturation trọng
điểm, một quá trình nổ mầm diễn ra. Các
hạt nhân để hình thành phát triển bằng cách khuếch tán đến bề mặt của các
loài hóa học có trong dung dịch. Những loài này được
bề ngoài có liên quan đến các vi cầu thông qua các phản ứng
chức năng oxy (hydroxyl, cacbonyl, carboxylic, vv)
xuất hiện ở cả bề mặt bên ngoài của vi cầu và trong
các loài phản ứng. Như một kết quả của các phản ứng này, ổn định
các nhóm oxy như ether hoặc pyrone, được tìm thấy trong
cốt lõi của vi cầu cacbon kết quả, được
hình thành. Một khi quá trình tăng trưởng dừng lại, các chức năng trên bề mặt
của các vi hydrochar sẽ chủ yếu bao gồm
các nhóm phản ứng oxy. Vào cuối của phản ứng, hai
loại sản phẩm có thể được tìm thấy trong môi trường phản ứng:
1) một dư lượng không hòa tan gồm cacbon cầu
vi hạt có cấu trúc hóa học cốt lõi-vỏ (hydrochar
microspheres) và 2) các hợp chất hữu cơ hòa tan trong dung dịch nước
(tức là, hợp chất furfural-như, axit và chất aldehyde).
khi nồng độ của dung dịch saccharide dịch nước, các
nhiệt độ phản ứng, hoặc thời gian phản ứng tăng lên, các quá trình
của thơm và trùng hợp sẽ được ưa chuộng, và trong
quả, đường kính của các vi cầu và các hydrochar
sản lượng tăng, như thể hiện rõ nét trong Bảng 1.
đang được dịch, vui lòng đợi..
