1、以5-羥甲基糠醛（HMF）和糠醛（FF）為代表的呋喃類化合物被列為可從生物質(zhì)資源制取的高附加值平臺化合物，其分別可由六碳糖和五碳糖碳水化合物制得。通過HMF和FF可進一步合成一系列化學(xué)品和液體燃料，這對逐步替代當(dāng)前的化石產(chǎn)品具有重要意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對六碳糖轉(zhuǎn)化制取HMF，以果糖作為?；铮l(fā)現(xiàn)其在CO2-水體系中可有效轉(zhuǎn)化為HMF，且較高的CO2壓力有利增加體系的酸性從而提高HMF的產(chǎn)率。添加異丙醇后顯著優(yōu)化了

2、產(chǎn)物分布并提高HMF的產(chǎn)率，主要是因為異丙醇的存在增加了容易生成HMF的呋喃型果糖比例，同時抑制了HMF的二次反應(yīng)。在優(yōu)化的反應(yīng)工況可獲得67.14％的HMF產(chǎn)率。針對五碳糖轉(zhuǎn)化制取FF，在CO2-水-異丙醇體系中研究了木糖的轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn) CO2壓力的提高促進了木糖的脫水轉(zhuǎn)化生成FF，而異丙醇的添加則減緩了木糖向FF轉(zhuǎn)化的速率。在200℃和180min時，F(xiàn)F的產(chǎn)率為55.8%。進一步加入NaCl發(fā)現(xiàn)FF的產(chǎn)率得到顯著提升，在優(yōu)化條件下可

3、達(dá)到69.12%，這主要是氯離子能促進木糖轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵1,2-烯醇化反應(yīng)。⑵開發(fā)了由水和1,2-二甲氧基乙烷（DMOE）溶劑以及AlCl3催化劑組成的反應(yīng)體系。結(jié)果表明DMOE的引入能有效提高HMF的產(chǎn)率，在優(yōu)化的反應(yīng)條件下可獲得58.56%的HMF產(chǎn)率。GC/MS分析表明反應(yīng)后的產(chǎn)物主要由呋喃類，吡喃類，環(huán)戊烯酮類和含氧脂肪族類產(chǎn)物組成，其生成主要涉及逆醇醛縮合、破碎、脫水和成環(huán)等反應(yīng)。此外，DMOE的存在還抑制了固體產(chǎn)物humi

4、n生成。為提高纖維素向HMF轉(zhuǎn)化，在水-DMOE溶劑體系中考察了B酸H3PO4和L酸AlCl3的影響。研究發(fā)現(xiàn)，溶劑的組成和B酸/L酸比例共同影響著HMF的生成，水-DMOE比例為1:7且B酸/L酸比例為0.8:1時，HMF的最大產(chǎn)率可達(dá)到49.42%。結(jié)合GC/MS分析表明，在富B酸時纖維素生成更多的葡萄糖和脫水糖而在富L酸時則生成更多的呋喃類產(chǎn)物。⑶呋喃類平臺化合物制取過程中的固體副產(chǎn)物humin（腐殖質(zhì)）是一種碳基物質(zhì)，可通過熱解

5、技術(shù)進行高值化利用。利用元素分析和FTIR對分別源自葡萄糖和木糖的humin-g和humin-x進行結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)，其碳含量均達(dá)超過66%，且相比humin-g，humin-x結(jié)構(gòu)中呋喃環(huán)上的脂肪取代基更為多樣化。熱重實驗分析和基于Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法的熱解動力學(xué)計算發(fā)現(xiàn)，隨轉(zhuǎn)化率的增長，兩種humin的熱解活化能逐漸升高；humin-g在低溫階段脫除弱連接結(jié)構(gòu)后呈現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性。進一步Py-GC/M