1. 研究目的与意义
5-羟甲基糠醛化学性质十分活泼，可用于制备医药，塑料，燃料等物质。具有许多优异性质，是连接碳水化合物和石油化学品的重要平台转化物，但在生产过程中存在成本高，产率低，反应污染大等问题。本课题的研究目的及意义在于制作催化剂提高葡萄糖制备HMF的转化率，降低其制造成本，提高产率。同时使用纤维素这类天然聚合物负载的非均相催化剂催化效率高、原料价廉易得、容易与反应产物分离、可以循环使用，满足绿色化学的趋势
2. 国内外研究现状分析
在国内外研究生产HMF体系主要通过Lewis酸（镧系金属离子作为催化剂，反应选择性性高，基本无副产物），盐催化果糖（三乙胺磷酸盐，收率为36%，磷酸铵，收率23%），有机酸催化果糖（草酸，HMF产率为54%，但对蔗糖效果不理想），无机酸催化（盐酸做催化剂，在水/甲基异丁基酮两项体系，并加入DMSO和聚乙烯吡咯烷做为助剂，180度情况下，果糖转化率90%，选择性80%），及离子液体催化（3-烯丙基-1-（4-磺基丁基）咪唑三氟甲基磺酸盐，结果表明具有很好的选择性）
制备酸碱双功能化纤维素，溶解时传统用黏胶法但流程长，消耗大，如今可选用碱/尿素体系，DMAc/LiCl体系等环境友好溶剂。在氧化过程中有氧化氮体系氧化法，高碘酸盐氧化法，TEMPO氧化法等，其中以TEMPO法污染小，条件温和，成本低，选择性好等优点。在磺化及氨基化过程中，需先引入甲苯，形成对甲苯磺酰纤维素中间体，再与叠氮基发生取代反应，最后将叠氮基还原为氨基生成氨基纤维素。或将溶解后的纤维素先合成对甲苯磺酰纤维素中间体，然后与二胺或低聚胺发生亲核取代，生成氨基纤维素
3. 研究的基本内容与计划
研究内容： 1.纤维素酸碱双功能化； 2. 酸碱双功能化纤维素催化剂的表征； 3.催化剂催化葡萄糖生产5-羟甲基糠醛； 研究计划： 2017年2月 阅读相关文献了解内容拟定实验方案，选择工艺路线 2017年3月 纤维素酸碱双功能化及表征 2017年4月 催化剂应用于葡萄糖水解 2017年5月-2017年6月 论文撰写及答辩 |
4. 研究创新点
1.在酸碱双功能化纤维素催化剂中加入磁性材料进行包裹，使催化剂具有磁性，在反应后可用磁铁回收，易于与反应物分离。 2.相对于硝酸等催化剂，催化产率更高。同时使用纤维素作为催化剂，环境友好性更好。 |
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