离子液体中果糖脱水制5-羟甲基糠醛

以阳离子相同(1-丁基、3-甲基咪唑、[Bmim] )、阴离子不同(Cl-、Br-、[CF3COO]-、[BF4]-、[H2SO4]-和[H2PO4]-)的6种离子液体为溶剂和催化剂,研究反应时间(15～180 min)、反应温度(80～120℃)和离子液体种类对果糖脱水制5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程的影响.结果表明,随着时间延长和温度升高,果糖转化率和5-HNF产率增大,但是长时间和高温会降低反应选择性;L酸性的离子液体比B酸性的有利于催化果糖脱水,Cl-离子的存在可抑制分子间缩聚,提高反应选择性.以[Bmim]Cl离子液体为溶剂和催化剂,在120℃和120min条件下,果糖转化率达94.4%,5-HNF产率为70.8%.     

酸性离子液体催化蔗糖转化合成5-羟甲基糠醛

研究了离子液体催化蔗糖合成5-羟甲基糠醛的反应过程.合成并表征了N-甲基吡咯烷酮甲磺酸盐和N-甲基吡咯烷酮硫氢酸盐两种离子液体,并考察了两种离子液体在N,N-二甲基甲酰胺-溴化锂(DMF-LiBr)溶剂体系中催化蔗糖合成5-羟甲基糠醛的反应情况.结果表明,N-甲基吡咯烷酮甲磺酸盐催化效果较好,氮气保护下,在反应温度85...     

离子液体中葡萄糖催化转化为5-羟甲基糠醛

以绿色溶剂离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）作为溶剂,六水合氯化铬（CrCl₃·6H₂O）为催化剂,研究了最重要的生物质衍生糖类葡萄糖向平台化合物5-羟甲基糠醛（HMF）的转化。该催化反应体系十分有效,在130 ℃下反应20 min,HMF的产率可达到70%以上。并且该催化体系可以循环使用,经过5次的重复使用后仍保持稳定的活性。     

碱性离子液体催化单糖脱水制5-羟甲基糠醛

离子液体作为一种新型的环境友好溶剂和液体酸碱催化剂用于单糖脱水制备5-羟甲基糠醛日益成为研究热点,受到广泛重视。以典型的OH-为阴离子的碱性离子液体为催化剂,研究了其对果糖/葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛反应的影响。结果表明,在二甲基亚砜中,160℃反应6 h,果糖转化率达90.4%,5-羟甲基糠醛收率为83.3%,5-羟甲基糠醛选择性为92.1%。这一新的碱性离子液体催化单糖脱水的体系,取代了传统酸性催化剂的使用,具有高效、环保、经济的特点,为5-HMF规模化生产奠定了基础。     

5-羟甲基糠醛合成的初步研究

5-羟甲基糠醛是一种重要的生物基材料单体,具有非常广泛的应用价值。以果糖为原料制备5-羟甲基糠醛,考查了反应时间和反应温度对产品收率的影响,并对反应结果进行了讨论。     

萃取强化离子液体中高负荷葡萄糖转化制5-羟甲基糠醛

研究了离子液体中高负荷葡萄糖转化制5-羟甲基糠醛(HMF)。以一系列有机溶剂作为萃取剂,减少副反应,强化HMF生成。考察了不同有机溶剂对HMF的萃取性能和反应条件的影响。首次发现乙酰丙酸乙酯(EL)是优良的萃取剂。以80 mg葡萄糖为原料、100 mg离子液体1-乙基-3甲基咪唑氯化物为溶剂、CrCl₃·6H₂O为催化剂(用量为葡萄糖物质的量的10%)、1mLEL作为萃取剂,在120℃下反应90 min,葡萄糖转化率和HMF收率分别可达99%和61%。EL多次萃取可有效分离HMF,总萃取率可接近100%。     

纤维素绿色转化制备5-羟甲基糠醛

针对5-羟甲基糠醛传统制备方法存在的问题,采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为溶剂、1-氢-3-甲基咪唑氯盐为催化剂。在不同实验条件下,系统研究了纤维素绿色转化制备5-羟甲基糠醛的反应过程。结果表明,该方法可以实现纤维素的均相转化,具有较高的反应效率,反应过程更加绿色安全。通过对反应温度、催化剂浓度和反应时间的考察,获得了最佳的反应条件。     

离子液体条件下固体超强酸SO2-4/TiO2-WO3催化果糖制备5-羟甲基糠醛

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐与固体超强酸SO42-/TiO2-WO3协调作用下,催化果糖制备标题化合物,考察了固体超强酸催化剂制备条件对标题化合物收率的影响及标题化合物的最佳合成条件.实验表明:SO42-/TiO2-WO3催化果糖制备5-HMF的最佳合成条件:催化剂中WO3质量分数为15％,焙烧温度550℃,催化剂用量为总质量的2％,反应温度为110℃,反应时间为10 h,5-HMF的收率52％.     

木质纤维素制备5-羟甲基糠醛的催化过程强化

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种链接可再生生物质资源与燃料化合物及化学中间体的重要新型平台化合物。文中对高温(180—200℃)条件下,金属氯化物为催化剂,离子液体[BMIM]Cl为溶剂,木质纤维素(相思木木屑)为原料快速制备HMF和糠醛的反应过程进行了研究。通过对反应温度、原料用量、盐酸(HCl)添加量、催化剂种类及用量等因素进行考察,优化了反应条件。研究结果表明:与文献报道的低温下纤维素降解反应相比,高温条件可使木质纤维素为原料制备HMF的反应过程得到强化。在所考察的金属氯化物催化剂中,CrCl3.6H2O的催化效果最优,其中以CrCl3.6H2O为催化剂,200℃下反应4 min时产物HMF及糠醛的收率分别可达55.0%和22.9%。该高温反应过程反应快速、产物收率高,无需木质纤维素原料的预处理操作,为工业上简单快速制备HMF提供了一种可行方法。     

磷钨酸负载分子筛催化果糖制5-羟甲基糠醛的研究

以分子筛ZSM-5为载体、磷钨酸(TPA)为活性组分,采用浸渍法制备磷钨酸负载分子筛催化剂(TPA/ZSM-5),研究其对果糖脱水过程的影响,以实现5-羟甲基糠醛(5-HFM)绿色化、低成本制备。利用XRD、BET对催化剂的结构、比表面积、孔径、孔容进行表征,并考察了反应温度、反应时间、催化剂质量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,TPA/ZSM-5具有较好的分散度及催化活性,当果糖质量为5 g、反应温度为140℃、反应时间为2 h、催化剂质量为0.5 g时,5-HFM的收率为77.62%。     

Bifunctional Solid Catalysts for the Selective Conversion of Fructose to 5-Hydroxymethylfurfural

Solid catalysts based on SBA-15 silica were designed for the conversion of fructose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF). The catalysts incorporate thioether groups that may promote the tautomerization of fructose to its furanose form, as well as sulfonic acid groups to catalyze its dehydration. The materials were characterized by elemental analysis, X-ray diffraction, N₂ adsorption/desorption, and solid-state ¹³C and ²⁹Si CP/MAS NMR spectroscopy. Functional groups incorporated into mesoporous silica by co-condensation are more robust under the reaction conditions (water at 180 °C) than those grafted onto a non-porous silica. The bifunctional mesoporous catalyst achieved a selectivity for HMF of 74% at 66% fructose conversion.     

果糖和蔗糖转化合成5-羟甲基糠醛的研究

以果糖或蔗糖为原料合成呋喃基衍生物是生物质转化利用的重要过程之一。将己内酰胺和对苯甲磺酸进行中和反应制备了有机盐（即己内酰胺-对甲苯磺酸盐）,并研究该有机盐催化果糖和蔗糖脱水合成5-羟甲基糠醛的反应过程。结果发现,在氮气保护下,当使用10.0mol%己内酰胺对甲苯磺酸盐为催化剂时,果糖和蔗糖脱水生成5-羟甲基糠醛的产率分别可达89%和48%。同时,考察了催化剂用量和反应条件对果糖转化反应的影响,并对反应结果进行了讨论。     

5-羟甲基糠醛转化为2,5-二甲基呋喃研究进展

2,5-二甲基呋喃(DMF)作为一种液体燃料,具有能量密度高、沸点高、辛烷值高、不溶于水以及污染小等优点,市场潜力巨大。DMF可由一种重要的平台化合物5-羟甲基糠醛(HMF)催化转化制得,在化石资源日益枯竭的今天,HMF催化转化为DMF反应过程研究非常重要,已越来越成为广受关注的焦点话题。文章对近年HMF转化为DMF的研究成果进行归纳总结,着重介绍所用金属催化剂的特点和催化机理,并对今后研究方向尤其是催化剂的设计方面进行展望。     

高温液态水中固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化果糖制备5-HMF

采用共沉淀-浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸催化剂,利用FT-IR,XRD,Hammett指示剂等分析方法对催化剂的结构及酸性进行了表征。在高温液态水中,以制备的SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸为催化剂,研究了果糖脱水制备5-HMF的反应。在反应温度为220℃、反应时间为30 min、催化剂用量为果糖用量的5 wt.%的条件下,5-HMF的产率最高达76.8%。果糖降解的活化能为42.44 k J/mol。     

The Catalytic Conversion of d-Glucose to 5-Hydroxymethylfurfural in DMSO Using Metal Salts

A wide range of metal halides and triflates were examined for the conversion of d-glucose to HMF in DMSO. Chromium and aluminium salts were identified as the most promising catalysts. The effect of process variables like initial d-glucose concentration (0.1?C1.5?M), reaction time (5?C360?min) and reaction temperature (100?C140?°C) on the yield of HMF were examined at a fixed Al(OTf)₃ concentration (50?mM). Highest yields of HMF (60?mol%) were obtained using 1?M d-glucose (16?wt%), Al(OTf)₃ (5?mol%) at a temperature of 140?°C. A reaction pathway involving initial isomerisation of d-glucose to d-fructose followed by a number of dehydration steps is proposed. Kinetic analysis reveals that the reaction is second order in d-glucose with an activation energy of 138?kJ?mol^?1.     

硅胶负载酸性离子液体催化剂的制备及性能

以硅胶为载体,采用键合接枝法制备负载化Bronsted酸性离子液体催化剂[（TESP）MIm]HSo4／silica gel,利用元素分析、傅立叶变换红外光谱（FT—IR）和热重一差示扫描量热法（TGA—DSC）等方法对催化剂结构进行了表征。结果表明,离子液体[（TESP）MIm]HSO4负载量为1．503mmol／g的负载催化剂具有良好的热稳定性和重复使用性能。将其应用于乙酸和正丁醇的酯化反应,较佳反应条件为96℃,正丁醇0．12mol,乙酸0．10mol,环己烷用量6mL,催化剂用量为反应物总质量的4％,反应3h时,酯化率可达99．4％,催化剂重复使用6次后,酯化率仍可达到74．7％。     

Etherification of 5-Hydroxymethylfurfural to a Biodiesel Component Over Ionic Liquid Modified Zeolites

In this work, ionic liquid (IL) modified H-Beta zeolites were prepared and the physicochemical properties of the catalysts were investigated. IL modified zeolites were applied in 5-hydroxymethylfurfural (HMF) etherification to tert-butoxymethylfurfural (tBMF) which is a potential (bio)diesel component. The best catalyst, IL-H-Beta-25, yielded at BMF selectivity of 76 % corresponding to a HMF conversion of 46 %.     

Prominent Roles of Impurities in Ionic Liquid for Catalytic Conversion of Carbohydrates

Impurities present in commercially available ionic liquids display prominent catalytic functions toward carbohydrate conversion. Little conversion was observed at 180?°C with high purity [EMIM]Cl ionic liquid whereas significant conversion was observed for ionic liquids of lower purity levels. Addition of metal halides to high purity [EMIM]Cl catalyze cellulose conversion with drastically different product selectivities dependent on the metal ions. CuCl₂ is an active catalyst for hydrolyzing cellulose and further degrading the products. CrCl₂ is an active and a selective catalyst for the formation of 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF). CrCl₂ also helps stabilize the 5-HMF product. FeCl₂ does not show catalytic activity. Metal impurities in ionic liquid correlate to the activities observed when similar metals were added to high purity ionic liquids.