纤维素催化转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

对以纤维素为原料制备5-羟甲基糠醛的反应路径作了详细分析,对近年来纤维素制备HMF的催化剂体系,包括均相催化剂和非均相固体酸催化剂以及反应所需的溶剂体系,如单相、多相、低共熔溶剂体系等进行了全面的总结,梳理归纳了各催化剂的催化原理、活性,各溶剂体系的稳定性、应用前景等,总结了目前研究所面临的挑战并对未来的发展方向作了展望,以期为相关研究者提供一定参考。     

生物质材料制备糠醛和5-羟甲基糠醛的研究进展

综述了生产糠醛(FF)与5-羟甲基糠醛(5-HMF)的重要性,为实现生物质的综合利用提供科学依据。最后对于生产FF与5-HMF的转化策略提出了展望。     

纤维素绿色转化制备5-羟甲基糠醛

针对5-羟甲基糠醛传统制备方法存在的问题,采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为溶剂、1-氢-3-甲基咪唑氯盐为催化剂。在不同实验条件下,系统研究了纤维素绿色转化制备5-羟甲基糠醛的反应过程。结果表明,该方法可以实现纤维素的均相转化,具有较高的反应效率,反应过程更加绿色安全。通过对反应温度、催化剂浓度和反应时间的考察,获得了最佳的反应条件。     

生物质资源转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

综述了近年来各种糖类资源转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展,并分别探讨了转化过程中的重要因素,即催化剂和溶剂体系。最后,依据目前糖类制备5-羟甲基糠醛的不足之处提出了一些建议和展望。     

5-羟甲基糠醛制备及应用的研究进展

综述了利用可再生资源制备羟甲基糠醛的方法及研究进展,讨论了其重要衍生物及其应用:2,5-呋喃二甲醛可用于合成许多新化合物;呋喃二甲酸可以作为合成聚酯类材料的初始原料,还可应用于药理学的研究;乙酰丙酸制取各种产品,包括树脂、医药、香料、溶剂、涂料和油墨、橡胶和塑料助剂、润滑油添加剂、表面活性剂等,还可以作为农药、染料的中间体。分析了目前利用生物质制备羟甲基糠醛研究中存在的问题,对其今后的研究发展提出了建议。     

碳水化合物制备5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是一种基于生物质的重要平台小分子,综述了近几年从葡萄糖或者纤维素等制备5-HMF的方法及研究进展,阐述了5-HMF制备收率的影响因素。最后展望了固体酸催化葡萄糖或者纤维素制备5-HMF的发展趋势。     

竹材催化转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的平台化合物,是制取生物液体燃料和其它许多重要精细化工品的前驱体,由生物质制备HMF是生物质资源综合利用的研究热点之一。竹子具有生长快、成材周期短、产量高、一次种植即可连年持续利用的优点,而且竹材中含有大量的纤维素,纤维素水解可以转化得到葡萄糖,而葡萄糖经脱水反应可以制备HMF。因此,以竹材为原料催化转化制备HMF具有原料资源丰富和技术路线绿色可行的优势。为了实现竹材到HMF的高效转化,催化体系的设计和选择是关键因素。本文对近年来利用竹材催化转化制备HMF的研究进行了综述,主要从竹材的原料组成及特性出发,首先对竹材的化学组成和微观结构进行分析,再进一步阐述催化转化机理。特别是对均相催化剂、非均相催化剂和其他催化剂等不同催化剂类型对催化竹材转化制备HMF的影响机制进行了详细分析,同时也对溶剂体系的选择进行了探讨。最后,结合发展趋势,指出了其未来发展方向,为竹材制备HMF技术的发展与工业应用探索提供建设性意见。     

5-羟甲基糠醛的制备与应用进展

概述了5-羟甲基糠醛(5-HMF)的制备原则以及以葡萄糖为原料制备HMF的机理;重点阐述了均相酸和非均相酸催化葡萄糖、果糖、纤维素等生物质脱水制备HMF的研究进展,以及其所衍生的各种增值化学品、材料和生物燃料;同时展望了HMF未来的应用前景。     

木质纤维素制备5-羟甲基糠醛的催化过程强化

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种链接可再生生物质资源与燃料化合物及化学中间体的重要新型平台化合物。文中对高温(180—200℃)条件下,金属氯化物为催化剂,离子液体[BMIM]Cl为溶剂,木质纤维素(相思木木屑)为原料快速制备HMF和糠醛的反应过程进行了研究。通过对反应温度、原料用量、盐酸(HCl)添加量、催化剂种类及用量等因素进行考察,优化了反应条件。研究结果表明:与文献报道的低温下纤维素降解反应相比,高温条件可使木质纤维素为原料制备HMF的反应过程得到强化。在所考察的金属氯化物催化剂中,CrCl3.6H2O的催化效果最优,其中以CrCl3.6H2O为催化剂,200℃下反应4 min时产物HMF及糠醛的收率分别可达55.0%和22.9%。该高温反应过程反应快速、产物收率高,无需木质纤维素原料的预处理操作,为工业上简单快速制备HMF提供了一种可行方法。     

利用多相催化剂制备5-羟甲基糠醛的研究进展

阐明了纤维素转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的反应途径,综述了金属氧化物、碳基固体酸、分子筛、杂多酸、MOFs等催化剂在合成HMF中的应用研究进展,最后总结了多相催化剂在生物质合成HMF过程中存在的问题,并展望了未来的研究方向。     

纤维素溶剂的研究进展

简要介绍了两种传统纤维素溶解方法:粘胶法和铜氨法,对目前研究较多的几种纤维素新溶剂体系,例如:离子液体体系、N-甲基吗啉-N-氧化物、氢氧化钠/溶胀剂等进行了详细的介绍,指出了不同溶剂体系的溶解机理和优缺点,认为未来纤维素溶解技术必将趋于绿色无污染化。     

微波下氯化镍催化纤维素制备五羟甲基糠醛

以氯化镍为催化剂、氯化锌溶液为溶剂,在微波作用下直接将纤维素转化生成5-羟甲基糠醛(5-HMF).考察了微波反应功率、微波反应时间、氯化锌浓度、纤维素用量及催化剂与纤维素物质的量比对5-HMF产率的影响.实验结果表明,在微波功率为350 W、微波反应时间为4 min、20 mL(69 wt％)氯化锌溶液、纤维素加入量为0.25 g、n(氯化镍)∶n(纤维素)=6.42∶1的最佳工艺条件下,5-HMF的产率达22％.     

蔗糖在DMF-[BMIm]Cl溶剂中催化制备5-HMF

研究了在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-离子液体[BMIm]Cl混合溶剂中将蔗糖高效转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应。运用紫外-可见分光光度计对水解液中5-HMF进行定量分析并计算其收率。考察了CrCl₃·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、SnCl₄·5H₂O、FeCl₃、CoCl₂·6H₂O、ZnCl₂、CuCl₂·2H₂O、CaCl₂ 8种催化剂对反应的催化效果,结果表明AlCl₃·6H₂O催化效果最为明显。以AlCl₃·6H₂O为催化剂研究了不同反应条件如时间、温度、溶剂中DMF-[BMIm]Cl质量比、催化剂AlCl₃·6H₂O的用量对5-HMF收率的影响,得到的最佳条件为以0.5mmol蔗糖为反应物,0.4mmol AlCl₃·6H₂O为催化剂,反应时间2h,反应温度120℃,5g质量比为85:15的DMF-[BMIm]Cl混合溶剂,此条件下5-HMF收率最高可达63.4%。研究表明,DMF-[BMIm]Cl混合溶剂体系对蔗糖转化为5-HMF有一定的促进效果,在此溶剂体系中以AlCl₃·6H₂O为催化剂时可以得到较高的5-HMF产率。     

固体酸催化单糖制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的研究进展

固体酸近年来被广泛应用于有机合成、催化等领域,具有易于和产物分离、可回收、不腐蚀设备等优点。5-HMF是一种重要的有机中间体,可以作为合成新型高聚物、医药中间体、燃料的原材料,应用固体酸催化糖类生物质制备5-HMF是当前研究的热点之一。综述了固体酸催化单糖制备5-HMF的研究进展,并对固体酸催化单糖制备5-HMF存在的问题和未来的发展方向进行了总结和展望。     

果糖和蔗糖转化合成5-羟甲基糠醛的研究

以果糖或蔗糖为原料合成呋喃基衍生物是生物质转化利用的重要过程之一。将己内酰胺和对苯甲磺酸进行中和反应制备了有机盐（即己内酰胺-对甲苯磺酸盐）,并研究该有机盐催化果糖和蔗糖脱水合成5-羟甲基糠醛的反应过程。结果发现,在氮气保护下,当使用10.0mol%己内酰胺对甲苯磺酸盐为催化剂时,果糖和蔗糖脱水生成5-羟甲基糠醛的产率分别可达89%和48%。同时,考察了催化剂用量和反应条件对果糖转化反应的影响,并对反应结果进行了讨论。     

纤维素热解反应研究进展

介绍了生物质主要成分纤维素的热解研究进展。详细综述了纤维素热解的各种反应类型,包括慢速、快速、闪速和催化热解过程,并对不同反应类型的热解产物组成及其影响因素如升温速率、保温时间、催化剂以及其中的热解机理进行了分析。     

纳米材料在纤维素催化转化中的应用

为了减少当今世界对化石燃料资源的依赖,制备新型的催化剂进行纤维素高效降解具有重要意义。纳米材料具有独特的晶体结构及表面特性,其催化活性和选择性远远高于传统催化剂,目前已经被国内外作为第四代催化剂进行研究和开发。纳米粒子、纳米金属氧化物、负载型纳米催化剂以及磁性纳米固体酸催化剂等在纤维素催化转化方面具有潜在的应用前景。     

离子液体介质中纤维素资源转化研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生有机碳资源,将其高效转化为化学品或燃料,对缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。离子液体因对木质纤维素具有独特的溶解性能,近年来作为新型溶剂在生物质转化中获得广泛应用。综述了离子液体用于木质纤维素预处理及化学转化的最新研究进展,包括纤维素溶解、木质纤维素组分分离、纤维素水解制葡萄糖、六碳糖及纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛以及碳水化合物的其他转化途径等,同时对基于离子液体平台的生物质转化技术存在的挑战、未来发展趋势及工业化前景进行了展望。     

亚临界水/二氧化碳中纤维素降解制备5-羟甲基糠醛的机理及动力学

采用气相色谱-质谱联用对亚临界水/二氧化碳二元体系中纤维素降解制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应产物进行分析,考察了纤维素降解生成5-HMF的机理,建立了纤维素降解反应的动力学方程.实验得出,在亚临界水体系以亚临界水/二氧化碳二元体系中纤维素降解生成5-羟甲基糠醛的反应均为一级反应,纤维素降解的表观活化能分别为113.32 kJ/mol和104.74 kJ/mol.