羟甲基糠醛制备技术

酸催化六碳糖脱水可以得到羟甲基糠醛（HMF）。过去对六碳糖转化制备HMF作了深入研究，尝试了使用不同反应介质，如水、质子惰性溶剂、双相体系以及离子液体，和不同催化剂，如有机酸、无机酸、盐以及固体酸催化剂等。但是这些催化体系在不同程度上存在如下技术缺陷，例如：反应条件苛刻、选择性低、产率低、产物不易分离纯化、使用挥发性有机溶剂、能耗高、污染严重等。

大连化学物理研究所生物质高效转化研究组开发了HMF 制备技术。该技术以离子液体为溶剂，以CrCl3 为催化剂，常压、150 ℃以下反应。果糖转化率100%，HMF 选择性达98%以上；葡萄糖转化率达到100%，HMF 分离收率达到91%；直接“一锅法”转化纤维素，HMF 分离收率达到68%；以玉米秸秆、松木粉等粗原料时，HMF 收率达到45–52%。根据离子液体和HMF 物理化学性质的差别，设计了有效的产物分离方法。该技术具有反应时间短、选择性高、产品纯度高、无三废污染等特点，达到国际领先水平。目前与项目直接相关的研究已发表论文20 余篇，获专利授权3 件，基本形成集成技术。

羟甲基糠醛是重要精细化工中间体和生物基平台化合物，在农业化学、电化学、化妆品工业、合成医药中间体等行业都有广泛应用。最近，HMF 被认为是链接于碳水化合物资源与石油工业之间的桥梁，因为将HMF 选择性氢化脱氧后得到的2,5-二甲基呋喃（DMF）是一种优质燃料，其能量密度比乙醇高40%，并且挥发性很小，显示出替代化石燃料的巨大潜力。