果糖脱水制备5-羟甲基糠醛.pdf

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1、2014年第5期闽江学院学报No．52014(总第145期)JOURNALOFMINJIANGUNIVERSITYGeneralSerialNo．145果糖脱水制备5一羟甲基糠醛邓清莲(集美大学生物工程学院，福建厦门361021)摘要：5．羟甲基糠醛是一种重要的生物质平台化合物，可以通过炭水化合物的脱水制备，制备了具有磺酸基的炭质固体酸催化剂，并研究制备方法，反应条件对果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的影响．通过优化催化剂的制备和反应条件，5．羟甲基糠醛的产率可以达到80％以上．与此同时，作为催化剂的磺化

2、炭的稳定性也得到了证实．与纯水相反应溶剂相比，这种两相反应体系不仅能提高5-羟甲基糠醛的产率，同时也有助于其有效分离，减少了环境危害．关键词：5-羟甲基糠醛；磺化炭；固体酸性催化剂中图分类号：TQ251文献标识码：A文章编号：1009—7821(2014)05—0102一O5Preparationof5-HydroxymethylfurfuralfromthedehydrationoffructoseDENGQing—lian(SchoolofBiologicalEngineering，，Unive

3、rsity，Xiamen，Fujian361021，China)Abstract：5-hydroxymethylfurfural(HMF)，obtainedfromtherenewablebiomass—derivedcarbohy-drates，isoneofthemostimportantchemical-platformcompoundsandcanbesynthesizedfromthede—hydrationofsugars．Here，asulfonatedcarbonwasprepare

4、dandusedasasolidacidinthedehydra—tionoffructosetoHMFinbiphasicphases．TheinfluenceofpreparationandreactionconditionsontheyieldofHMFwasinvestigatedandhighHMFyieldover80％wereobtainedatoptimalconditions．Thestabilityofthesulfonatedcarbonaceousmaterialwasals

5、oconfirmed．Besides，thebiphasicreactorsys—temusedasthereactionmediumnotonlygiveshighlyyieldofHMF，butalsoimprovestheseparationeficiencyandreducesenvironmentalrisk．Keywords：5-hydroxymethylfurfural；sulfonatedcarbon；solidacidcatalyst近年来，生物质作为一种非常有潜力的可再生资源受到

6、人们越来越广泛的重视．生物质指任何可再生的或可循环的有机物质(不包括多年生长的用材林)，包括专用的能源作物与能源林木，粮食作物和饲料作物残留物，树木和木材废弃物，城市垃圾和其他废弃材料．5一羟甲基糠醛(HMF)作为一种很好的生物质平台化合物，可以广泛地应用于医药，树脂合成及作为燃料添加剂等．目前已有多种生物质资源通过一定的转化途径生成了5一羟甲基糠醛．首先生物质(多糖)在催化剂的作用下转化为己糖(葡萄糖和果糖)，其中，葡萄糖可以通过异构作用转化为果糖；进一步，果糖在酸性催化剂的作用下脱水生成HMF5

7、一羟甲基糠醛．例如汪利平研究了以硫酸收稿日期：2014—05—14作者简介：邓清莲(1964一)，女，四川自贡人，集美大学食品与生物工程学院高级实验师·102·第5期邓清莲：果糖脱水制备5．羟甲基糠醛为催化剂，高温水一二氧化炭二元体系中纤维素水热降解制备5一羟甲基糠醛的实验条件、纤维素降解反应机理、反应路径和反应动力学．发现cO：的加入可以促进纤维素的降解，缩短反应时间，提高5-羟甲基糠醛的收率．适宜的操作条件为：c0加入量5．0％，反应温度523．15K，反应时间30min，反应压力7．25MPa

8、，5-羟甲基糠醛的质量收率可达到16．19％．刘欣颖研究了在固体酸催化下果糖脱水生成5一羟甲基糠醛的反应，通过对反应时间、反应温度、反应溶剂、助剂、催化剂用量、果糖浓度等因素的考察发现：高温有利于提高反应的选择性，以DMSO作为溶剂并在反应体系中添加助剂聚乙烯毗咯烷酮可以有效地抑制副反应的发生，杂多酸的盐类化合物比其相应的杂多酸的催化活性高，产率为77．9％．另外还对产品的分离方法进行了研究，发现将反应液中的酸催化剂中和后进行减压蒸馏可以将损失降到最低，分离收率为64