生物質(zhì)在甲酸中催化轉(zhuǎn)化合成5-羥甲基糠醛及2,5-二甲基呋喃研究.pdf

1、目前的燃料和化工原料主要來源于化石能源。在石油資源日益枯竭的背景下，尋找新的，可持續(xù)的替代資源成為了世界各國需要面對的緊迫任務(wù)。生物質(zhì)是地球上來源最廣泛的可再生資源之一，因此，對生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用是近年來科學(xué)界的研究熱點。其中5-羥甲基糠醛被認為是最重要的生物質(zhì)基平臺分子之一，可轉(zhuǎn)化為多種用途廣泛的化合物。將生物質(zhì)，如纖維素，葡萄糖等轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛及其衍生物被認為是連接生物質(zhì)與能源及化工行業(yè)的重要橋梁，得到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

2、>　　目前，從生物質(zhì)得到5-羥甲基糠醛主要是通過酸性環(huán)境下的水解和脫水過程。已經(jīng)報道的反應(yīng)溶劑體系及催化劑大多存在價格昂貴，毒性高，回收利用困難等缺點。因此，為了在綠色溶劑體系及低毒，無毒的催化劑作用下實現(xiàn)從生物質(zhì)到5-羥甲基糠醛及其衍生物的轉(zhuǎn)化，本論文展開相關(guān)研究并取得以下結(jié)果：
　　本論文首先選取以甲酸作為綠色溶劑，研究了葡萄糖及纖維素甲酸溶劑中催化轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛的反應(yīng)。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)以SnCl4作為催化劑，KBr或NaB

3、r作為助催化劑，在體系含水量5 wt％，溫度150℃，反應(yīng)時間45分鐘的條件下5-羥甲基糠醛及其甲酸酯的產(chǎn)率最高。以葡萄糖和α-纖維素為底物時，產(chǎn)率分別可達到45.4％和31.2％。
　　在此基礎(chǔ)上，本論文進一步研究了在甲酸溶劑中，以甲酸作為氫源將葡萄糖和纖維素一鍋法催化轉(zhuǎn)化為2，5-二甲基呋喃的反應(yīng)。本論文發(fā)現(xiàn)以鈀碳作為催化劑，可以將5-羥甲基糠醛及其甲酸酯高效的一鍋轉(zhuǎn)化為2，5-二甲基呋喃，從而避免了中間產(chǎn)物分離提純的過程。當(dāng)