羟甲基糠醛制备技术

酸催化六碳糖脱水可得到羟甲基糠醛（HMF）。通过加氢、氧化、酯化、卤化、聚合和水解等反应，HMF可用于合成医药、日化、塑料和液体燃料等。预计到2025年，HMF年需求量将超过100万吨，而HMF衍生的聚合物材料和生物燃料等的市场潜力可达数千万吨规模。因此，HMF被认为是链接于碳水化合物资源与石油工业之间的桥梁。六碳糖脱水转化制备HMF的常规技术路线使用不同反应介质，如水、质子惰性溶剂、双相体系以及离子液体，和不同催化剂，如有机酸、无机酸、盐以及固体酸催化剂等，存在以下技术缺陷，如：反应条件苛刻、选择性低、产率低、产物不易分离纯化、使用挥发性有机溶剂、能耗高、或污染严重等。大连化学物理研究所生物质高效转化研究组开发了新的HMF制备技术。该技术以离子液体为溶剂，以CrCl3为催化剂，常压、150ºC以下反应。果糖为原料时转化率100%，HMF选择性98%以上；葡萄糖为原料时转化率100%，HMF分离收率91%；纤维素为原料时直接“一锅法”转化，HMF分离收率68%；玉米秸秆、松木粉为原料时，HMF收率45–52%。根据离子液体和HMF物理化学性质的差别，设计了有效的产物分离方法。该技术具有反应时间短、选择性高、产品纯度高、无三废污染等特点，达到国际领先水平。目前与项目直接相关的研究已发表论文20余篇，获专利授权3件，基本形成集成技术。研究成果曾获辽宁省科学技术二等奖和大连市技术发明一等奖。本技术可进行HMF连续生产，工艺流程简短，将突破HMF工业化生产的技术壁垒，促进生物质资源转化利用技术迈上新台阶，对社会经济可持续发展具有重要意义。