木质纤维生物质制备糠醛研究进展

周倩，田锐，薛智敏，李明飞

(北京林业大学 林木生物质化学北京市重点实验室，北京 100083)

糠醛是一种芳香醛，呈无色油状，其分子中含有呋喃环与醛基，可以通过加氢重整、碳碳耦合反应制备甲基呋喃、四氢呋喃等石油基化工原料。糠醛通常由半纤维素水解制备，糠醛制备来源主要有两个，一是从富含五碳糖的木质纤维生物质中制备，另外可由木聚糖、木糖直接制备。由于生产中易于发生副反应，选择性不高，糠醛收率相对较低，生产过程催化剂和溶剂的选用尤为重要[1]。本文从催化剂、溶剂体系、分离纯化、生产工艺角度对糠醛的生产进行了总结，并对今后发展做了展望。

1 糠醛制备的催化剂

所用催化剂依状态分为液体催化剂和固体催化剂；从反应相态分为均相催化剂和多相催化剂。Garcia等[2]不使用催化剂水解香蒲转化为糠醛，177～189 ℃下反应30～45 min，糠醛得率为20%～25%，几乎不产生降解产物。使用催化剂的研究中，糠醛得率一般不低于50%。近年来，越来越多的研究人员致力于开发新型温和、高选择性的催化剂。

1.1 无机酸

无机酸是一种均相催化剂，制备糠醛最常用的无机酸为硫酸。Fan等[3]通过热重分析仪和焦炉探针反应器，系统地研究了玉米芯、纤维素和木聚糖的硫酸水解反应，发现硫酸浸渍可以减少炭的形成，大大提高糠醛的收率。Li等[4]用γ-戊内酯作为溶剂，用稀硫酸催化玉米芯制备糠醛，硫酸用量0.10%，190 ℃ 下反应20 min获得最大糠醛收率99.50%。Mazar等[5]利用硫酸催化白杨和枫木屑产生的预……