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Valentina Nese

• After investigating the acid catalyst nature and strength on the aqueous fructose dehydration to 5-HMF in homogeneous solution, hydrophilic polyacrylates bearing propanesulfonic acid groups were synthesized and tested under mild reaction conditions. Increased cross-linking and thermal stability enhanced 5-HMF selectivity and yield in comparison to PS-DVB-based resins. Mesoporous sulfonated carbon materials were prepared by aerosol synthesis and their activity on fructose dehydration and inulin hydrolysis was found comparable to the one achieved over commercial acidic resins. The performance of monometallic catalysts was evaluated for the base-induced 5-HMF oxidation to FDCA. The identity of the metal determined the reaction pathway, while particle sizes influenced the reaction rate. Over Au catalysts, structure sensitivity was observed for 5-HMF oxidation. The use of bimetallic materials showed beneficial effects on the final FDCA yields (Au-Pd) and on the initial reaction rate (Au-Ru).
• Nach Untersuchung der Einflüsse von Säureart und -stärke auf die katalysierte Dehydratisierung von Fructose zu 5-HMF in wässriger Lösung wurden hydrophile Polyacrylate mit Propansulfonsäuregruppen synthetisiert und unter milden Bedingungen getestet. Höherer Vernetzungsgrad sowie thermische Stabilität führten, verglichen mit PS-DVB-basierten Harzen, zu verbesserter 5-HMF-Selektivität. Mesoporöse, sulfonierte Kohlenstoffmaterialien wurden mittels Aerosolsynthese hergestellt. Deren katalytische Aktivität in der Dehydratisierung von Fructose und Hydrolyse von Inulin war vergleichbar zu denen kommerzieller saurer Harze. Während für monometallische Katalysatoren in der basen-induzierten 5-HMF-Oxidation zu FDCA die Art des Metalls den Reaktionsweg bestimmte, beeinflusste die Partikelgröße die Reaktionsrate. Für Au-Katalysatoren wurde Struktursensitivität beobachtet. Der Einsatz bimetallischer Materialien wirkte sich positiv auf die finale FDCA-Ausbeute (Au-Pd) und die Reaktionsrate (Au-Ru) aus.