糠醛和5-羟甲基糠醛双键加氢催化剂及催化作用研究进展

李鹏阳, 赵 茜,2, 王延吉,2

(1. 河北工业大学 化工学院, 天津 300130; 2. 河北省绿色化工与高效节能重点实验室, 天津 300130)

1 前 言

化石燃料资源的有限性以及使用过程中造成的生态问题，使经济和社会的可持续发展面临严峻挑战，在此情况下人们加大了利用催化转化生物质化合物生产重要化学品和生物燃料的研究[1-3]。 生物质化合物广泛分布于自然界中，且储量可观、价格低廉，作为石油替代品受到广泛的关注[4-6]。绿色植物通过光合作用生成生物质资源，其中大量碳水化合物在酸催化作用下水解生成戊糖和己糖等常见的组成单元[7-10]，糠醛(FAL)和5-羟甲基糠醛(HMF)则由高碳糖经酸催化脱水制备[11-12]。FAL 和HMF 均属于生物质资源平台化合物，作为原料生产化学品[13-16]，对缓解化石能源枯竭等问题具有重要意义。

由于FAL 和HMF 高度不饱和的特点，加氢还原仍是目前的研究热点[17]。FAL 在加氢还原过程中会生成许多产物，如糠醇(FOL)、四氢糠醇(THFA)、四氢糠醛(THFAL)、2-甲基呋喃(2-MF)、2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)、1,2-戊二醇(1,2-PeD)、1,5-戊二醇(1,5-PeD)等。其中THFA 作为绿色溶剂被广泛用于农业、印刷油墨、工业和电子清洁剂[18]。HMF 结构比FAL 结构更复杂，因此产品种类更多，2,5-二羟甲基四氢呋喃(BHTHF)属于HMF 加氢产物之一。自Koso 等[19]报道了THFA 选择性氢解制备1,5-PeD 体系以来，人们逐渐加大了对于THFA 和BHTHF 加氢开环制备1,5-PeD 和1,6-己二醇(1,6-HDO)反应的研究。由于α,ω-二元醇可作为聚酯和聚氨酯单体[20-21]，故THFA 和BHTHF 作为聚合物原料也受到广泛关注，因此FAL 和HMF 加氢制备THFA 和BHTHF 反应的重要性日益凸显。目前关于FAL 和HMF 加氢负载型金属催化剂虽然已有综述报道[22]，但更多地是介绍课题组的研究成果。……