固体FePO₄bull;2H₂O催化竹粉液化制备糠醛

文献综述

随着石油等非再生资源的大量消耗及原油价格的上升，以石油为主导的化工工业的成本将不断地提高^【1】，因此发掘可再生生物质资源制备新型的平台化合物，是解决目前资源和能源危机的主要方法之一。生物质资源的主要成分半纤维素和纤维素可在酸性条件下水解分别生成五碳糖和六碳糖，五碳糖再进一步脱水生成糠醛和5－羟甲基糠醛^【2】。利用农业生物质资源，提取制备糠醛和5－羟甲基糠醛，是绿色化学研究开发的重要内容之一^【3】。制备糠醛的原料主要有玉米芯、玉米秸秆、稻壳、甘蔗渣等。不同的原料中的半纤维素含量也不同，其中以玉米芯的半纤维素含量最高，出醛率最高^【4-7】。但玉米芯成分较为复杂，研究者们为了探索糠醛制备的机理，建立绿色清洁的反应体系以及寻找稳定高效的催化剂等，常以木糖作为模型物进行研究。目前在糠醛工业生产及研究中常用的催化剂主要有无机酸^【8-9】，金属盐类和金属氧化物^【10】，以及一些固体催化剂^【11-12】。其中金属盐溶液是一类报道较多的催化剂，金属盐作为催化剂催化木糖脱水制备糠醛的研究受到越来越多的重视。

1糠醛的用途及其主要衍生物

糠醛在食品、香料、医药等行业均有广泛应用。在食品行业中，糠醛可以作为防腐剂使用，也可以用于合成苹果酸^【8】；香料行业，糠醛常用于合成糠醛甲酯、糠醛丙酯等^【9】，这些产品主要对香料起增香、保香作用；在医药行业，糠醛主要用于磺胺嘧啶、呋喃双胺等众多的医药产品的合成^【10】。图所示的为由糠醛直接转化得到的主要衍生物。

2糠醛生产的基本原理

2.1木糖脱水制备糠醛的机理

2.1.1木糖降解的产物分布

糠醛又名呋喃甲醛，利用生物质中的半纤维素(以多缩戊糖计，(C₅H₈O₄)_n)转化得到戊糖，戊糖中主要以木糖作为糠醛制备的中间体，再由木糖脱水制得糠醛^【13】