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。     

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。     

[Bmim]Cl中CrCl3-AlCl3催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛是一种具有很高利用价值的化学平台化合物。以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）为溶剂,以CrCl₃和AlCl₃为复合催化剂,在油浴加热条件下催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛,研究了催化剂种类、催化剂量、温度、纤维素浓度、气氛、纤维素聚合度、反应规模等不同因素对纤维素降解制取5-羟甲基糠醛的影响。结果表明,[Bmim]Cl用量为10 g,棉花添加量为0.5 g,x（CrCl₃）=25%（mol）,x（AlCl₃）=2.5%（mol）,反应温度为120℃,反应气氛为N₂（dry）气氛,反应时间为4 h时,HMF产率最高,达到59%。此外,反应过程中水的作用机理也被给予了相应解释。     

纤维素在不同溶剂中催化转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

通过化学转化,可以将纤维素转化为平台化合物5-羟甲基糠醛,实现纤维素向平台化合物的高效定向转化。在纤维素催化转化制备5-羟甲基糠醛的过程中,纤维素的有效溶解是一项长期且艰巨的任务。因此,综述了不同溶剂中纤维素催化转化制备平台化合物5-羟甲基糠醛的研究进展,并对后续研究进行了展望。     

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％.     

离子液体中超低浓度混合酸催化纤维素制5-羟甲基糠醛

以绿色溶剂离子液体1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲基盐(1-methyl-3-methyl-imidazole dimethyl phosphate,[DMIM][DMP])作为反应介质,研究超低浓度的混合酸--马来酸与盐酸(0.1%,质量分数)催化纤维素转化制备5-HMF。微波功率720W,反应时间9min,温度240℃,酸浓度0.1%,固液比1:50(质量比)为最佳反应条件,此条件下5-羟甲基糠醛的产率最高可达29.13%,转化效率为6.48mg/min。     

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。     

碱性离子液体催化单糖脱水制5-羟甲基糠醛

离子液体作为一种新型的环境友好溶剂和液体酸碱催化剂用于单糖脱水制备5-羟甲基糠醛日益成为研究热点,受到广泛重视。以典型的OH-为阴离子的碱性离子液体为催化剂,研究了其对果糖/葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛反应的影响。结果表明,在二甲基亚砜中,160℃反应6 h,果糖转化率达90.4%,5-羟甲基糠醛收率为83.3%,5-羟甲基糠醛选择性为92.1%。这一新的碱性离子液体催化单糖脱水的体系,取代了传统酸性催化剂的使用,具有高效、环保、经济的特点,为5-HMF规模化生产奠定了基础。     

5-羟甲基糠醛催化氢化制备2,5-呋喃二甲醇的研究进展

2,5-呋喃二甲醇（BHMF）在合成树脂、药物等方面具有重要应用。随着化石资源的日益缩减,由可再生的生物质基平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）催化制备BHMF引起人们的广泛关注。本文在总结了HMF及BHMF物化性质的基础上,介绍了HMF在分子氢、醇类、甲酸3种不同的氢供体中催化加氢制备BHMF的研究近况,总结了贵金属、非贵金属、双金属或多金属协同催化体系在该加氢反应中的应用进展,同时分析了反应过程中温度、时间、催化剂载体、反应溶剂种类及酸值等因素对HMF转化率及BHMF得率的影响。最后对HMF催化转化制备BHMF的研究前景进行了总结和展望,提出了使用醇类代替氢气作为氢供体,开发非贵金属及金属协同催化体系将是该选择性氢化反应的重要研究方向之一。     

生物质双相溶剂体系制备5-羟甲基糠醛的过程强化研究进展

5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种基于木质纤维素类生物质的重要平台化合物,是多类高价值化学品和液体燃料的前体,但因理化性质不稳定,其高效制备面临巨大挑战。单一溶剂体系中生物质降解所得HMF产率低且副产物多,在原反应相中加入有机溶剂实现反应过程中HMF的原位萃取可大幅提高其选择性,目前采用双相溶剂体系已成为研究主流。本文在介绍双相溶剂体系、有机溶剂、反应原料、催化剂等影响生物质液相降解制备HMF的基础上,揭示优化反应条件强化两相溶剂界面传质对提高产物产率和反应效率的重要作用,并围绕增强相界面扰动和优化溶剂体系两个主要方面,重点综述了基于传质强化的生物质两相溶剂体系降解制备HMF的研究现状,最后对未来发展趋势进行了展望。     

生物质制备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,具有广阔的应用前景。目前很多研究者已对如何提高HMF的产率和降低HMF的制备成本开展了多方面研究。本文综述了2006—2010年HMF的主要制备方法及研究特色,并对原料（单糖、多糖）、催化剂（固体酸、均相催化剂）、溶剂体系（单相体系、双相体系）及其它辅助条件（微波加热法、添加调节剂法）进行了系统总结与全面分析;同时,介绍了HMF的重要衍生物及其应用;最后指出了目前研究中存在的突出问题,并对其中的主要研究方向进行了归纳。     

Integrated furfural production as a renewable fuel and chemical platform from lignocellulosic biomass

Furfural is a natural precursor to furan‐based chemicals and has the potential to become a major renewable platform chemical for the production of biochemicals and biofuels. However, current industrial furfural production relies on relatively old and inefficient strategies that have hindered its capacity, and low production yields have strongly diminished its competitiveness with petroleum‐based alternatives in the global market. This mini‐review provides a critical analysis of past and current progress to enhance furfural production from lignocellulosic biomass. First, important chemical and fuel products derived from the catalytic conversion of furfural are outlined. We then discuss the importance of developing integrated production strategies to co‐produce furfural with other valuable chemicals. Furfural formation and loss chemistries are explored to understand effective methods to improve furfural yields from pentosans. Finally, selected relevant commercial and academic technologies that promise to improve lignocellulosic furfural production are discussed. © 2013 Society of Chemical Industry     

非贵金属催化5-羟甲基糠醛选择氧化的研究进展

5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种连接生物质资源和精细化学品工业的多功能平台化合物,因含有醛基、羟甲基而具有非常活泼的化学性质。HMF催化选择氧化在生物质转化过程中具有十分重要的意义,近年来受到研究者们的广泛关注。其氧化产物如2,5-呋喃二甲醛（DFF）和2,5-呋喃二甲酸（FDCA）都是具有高附加值的精细化学品,可用于抗菌剂、医药中间体、合成聚酯等方面。非贵金属催化剂因具备低成本、资源丰富以及环境友好的优势,用于HMF选择氧化的相关报道已逐渐增多。阐述了HMF选择氧化的催化反应机理,着重从非贵金属催化剂的角度出发,对近年来HMF的不同催化氧化体系进行了总结和归纳。最后,展望了HMF选择氧化的研究前景,为构建绿色、高效的催化体系提供思路和参考。     

固体酸催化淀粉制备5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是一种由可再生生物质转化的重要的平台化合物,可以作为许多反应的中间体.本文中综述了近10年来利用淀粉转化为葡萄糖制备5-HMF的方法及研究进展,阐述了5-HMF的形成机理及影响其产率的因素.最后展望了5-HMF的应用.     

葡萄糖催化脱水制取5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(HMF)是重要的平台化合物,是制取生物液体燃料和其他许多重要精细化工品的前驱体。以木质纤维素为原料,通过水解得到葡萄糖,葡萄糖继续脱水可以得到5-羟甲基糠醛。本文对近年来利用葡萄糖制取5-羟甲基糠醛的研究进行了综述,重点阐述了葡萄糖脱水制取5-羟甲基糠醛过程的反应机理、反应体系和催化剂,并对未来可能取得突破的研究重点进行了评述与展望。     

Boehmite-supported CuO as a catalyst for catalytic transfer hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural to 2,5-bis(hydroxymethyl)furan

2,5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF) is an important monomer of polyester. Its oxygen-containing rigid ring structure and symmetrical diol functional group establish it as an alternative to petroleum-based monomer with unique advantages for the prodution of the degradable bio-based polyester materials. Herein, we prepared a boehmite-supported copper-oxide catalyst for the selective hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural into BHMF via catalytic transfer hydrogenation (CTH). Further, ethanol successfully replaced conventional high-pressure hydrogen as the hydrogen donor, with up to 96.9% BHMF selectivity achieved under suitable conditions. Through characterization and factor investigations, it was noted that CuO is crucial for high BHMF selectivity. Furthermore, kinetic studies revealed a higher by-product activation energy compared to that of BHMF, which explained the influence of reaction temperature on product distribution. To establish the catalyst structure-activity correlation, a possible mechanism was proposed. The copper-oxide catalyst deactivated following CTH because ethanol reduced the CuO, which consequently decreased the active sites. Finally, calcination of the catalyst in air recovered its activity. These results will have a positive impact on hydrogenation processes in the biomass industry.