低温条件下氯化铌催化果糖有效转化制5-羟甲基糠醛*

张 恒,王紫微,贾松岩

（沈阳化工大学 化学工程学院，辽宁 沈阳 110142）

我国于2021年正式发布了“碳达峰”和“碳中和”的重大决策，为今后的可持续发展指明了方向。生物质资源被认为是一种非常具有前景的清洁可再生能源，它可通过植物的光合作用将CO2回收与转化，具有“碳中和”属性[1]。以生物质提炼具有高附加值的化学品是未来化学工业的一个重要发展方向。

近20年来，利用生物质转化制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）的研究呈几何式增长。5-HMF是一种重要的化工中间体，通过催化氧化、还原、氨基化等处理可制备多种具有高附加值的化学品，为燃料、高分子、医药中间体等领域的替代产品开发提供了广阔的空间[2]。5-HMF可通过以果糖和葡萄糖为代表的生物质资源获得。因此，利用生物质催化合成5-HMF的工艺与“碳中和”以及可持续发展的理念相契合。

果糖是合成5-HMF最具代表性的生物质资源。以果糖制5-HMF较容易，在极性有机溶剂、水/有机溶剂双相体系、离子液体等体系中并在多种酸催化剂的作用下，均能获得较高的产物收率[3]。目前，关于果糖有效转化的研究多数反应条件仍然较为苛刻。近年来，一些研究组针对果糖在低温条件下有效转化制5-HMF取得了一些进展。例如，Jia等[4]在二甲基亚砜体系中采用P2O5与NiCl2为共催化剂，70℃下反应90min，果糖转化为5-HMF的收率为75%。Ray等[5]采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯化物（BMIMCl）体系，以P2O5为催化剂，在50℃下反应60min，5-HMF的收率为81%。Zhang等[6]在二甲基亚砜中加入BMIMCl，GeCl4为催化剂，果糖在25℃下反应12h，5-HMF的收率约为70%。……