5-羟甲基糠醛选择氢解的研究开题报告

1. 研究目的与意义

目前平台化合物主要从石油资源中获得，随着石油等不可再生资源的大量消耗，原油价格不断上升，以石油为主导的化工工业的成本将不断地提高。生物质是一种可持续性资源，数量巨大，价格低廉，可被生物降解，并且可不断再生。发掘可再生生物质资源制备新型平台化合物，是解决目前资源和能源危机的重要方法。

2,5-二甲基呋喃（dmf）具有优越的燃烧性能及其可再生特性，被誉为最有可能替代石油燃料的新型燃料之一。虽然2,5-二甲基呋喃可由5-羟甲基糠醛（hmf）加氢还原得到，但目前尚未有比较合理、高效的催化加氢还原制备2,5-二甲基呋喃的方法。通过对5-羟甲基糠醛催化还原制备2,5-二甲基呋喃的研究，对2,5-二甲基呋喃制备及其应用打下良好的基础，为可再生资源转化为能源提供参照，对新型可再生能源开发具有重要意义

研究的目的是通过ru纳米粒子做催化剂以5-羟甲基糠醛为原料催化还原制备2,5-二甲基呋喃的方法的探索，寻求出一种能将5-羟甲基糠醛催化加氢制备2,5-二甲基呋喃的有效方法

2. 国内外研究现状分析

近年来，大量的工作都集中于研制选择性还原hmf 的羟甲基和羰基而不发生其他副反应的新型催化剂上。典型的多相金属催化体系包括贵金属催化体系（以rd/c催化剂为主）和非贵金属催化体系（以铜基催化剂为主）。

chidambaram 等^［1］使用pd /c催化剂首次将离子液体1-乙基-3-甲基咪唑氯盐［emim］cl 作为反应溶剂，以乙腈为助剂，在0. 68 mpa氢气压力、120 ℃条件下反应1 h，hmf 转化率为47%，dmf 产率为32%。虽然离子液体对木质纤维素溶解性好，但可能由于氢气在离子液体中溶解度较低且反应温度较低、反应时间较短导致dmf 产率偏低。

thananatthanachon和Ｒauchfuss^［2］以pd /c 和h₂so₄为催化剂，首次实现以甲酸为氢源的hmf 选择性转化为dmf 的生产过程。在70 ℃条件下的四氢呋喃(thf) 溶液中反应15 h，hmf 转化率达到100%， dmf 产率高达95%。h₂so₄的加入有利于控制产物选择性，而转化过程中甲酸既作为氢源又具有脱氧剂的作用，这样以生物质来源的甲酸作为氢源的新颖方法为其他生物质转化体系提供了参考。

3. 研究的基本内容与计划

课题研究内容： 1.ru纳米粒子的制备

2.ru纳米粒子的表征

3.催化剂氢解性能评价

4. 研究创新点

以商业Ｒu /C 为催化剂、THF 为反应溶剂，在2 MPa 氢气压力、200 ℃条件下反应2 h 后，HMF 转化率为100%，DMF 产率为94. 7%。该催化体系中Ｒu /C 的催化活性高，稳定性好，具有较好的催化效果。

本实验使用供氢试剂为甲酸。甲酸既作为氢源又具有脱氧剂的作用，并且避免了使用氢气作为氢源使实验操作更为便捷、安全。

总之，将可再生生物质资源转化为液体燃料已经成为一种趋势，相信随着绿色化学技术及催化科学的不断深入发展，终将寻找到一条方法简便、绿色环保、经济可行、高效的DMF 生产之路。