离子液体协同固体酸催化果糖和葡萄糖合成5-羟甲基糠醛取得新进展
丰富的生物质资源是将来燃料和化学品持续供应的有前景的选择。在许多可能的生物基化学品中，5-羟甲基糠醛（5-HMF）是精细化工、医药及呋喃高 分子材料的有价值的中间底物，可以通过Dials-Alder、烷基化、酰基化、加氢、酯化、卤化、聚合、氧化等一系列化学反应制备多种具有高附加值的衍 生物，如PET 的塑料、柴油燃料或其他化工衍生产品，被称之为该领域“沉睡的巨人”。
中科院西双版纳热带植物园生物能源组郭 峰博士和方真研究员开发了一条新型绿色工艺用于合成5-HMF。首先以葡萄糖、果糖、纤维素、木质素、竹粉和小桐子果皮等作为催化剂载体原料，通过碳化 （400℃, 1h）和磺酸化(200℃, 5h)两步法合成碳质固体酸。通过TG-DTA、13C MAS NMR、FT-IR、XRD、Raman、TPD和元素等分析手段，对固体酸的结构做了详细的表征和解释。并进一步经活性表征发现木质素基固体酸活性最 高，而且发现在微波加热和离子液体-二甲基亚砜（[BMIM][Cl]-DMSO）反应介质协同作用下，能极大地加快脱水反应速率，在110℃反应 10min, 果糖转化率和5-HMF得率分别达98%和84%。此外，在上述反应体系中，以葡萄糖为底物，160℃反应50min后，葡萄糖转化率和5-HMF得率分 别达99%和68%。木质素基固体酸重复使用5次后，5-HMF得率仅下降7%。在整个反应过程中，离子液体、二甲基亚砜和木质素基固体酸可通过过滤和萃 取方式实现分离、纯化，从而实现它们的重复使用，降低了工艺成本。
相关研究结果以“Conversion of fructose and glucose into 5-hydroxymethylfurfural with lignin-derived carbonaceous catalyst under microwave irradiation in dimethyl sulfoxide-ionic liquid mixtures”为题被国际期刊Bioresource Technology接收在线发表。
果糖合成5-HMF的机理途径及存在的副反应
