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毕业论文网 > 文献综述 > 化学化工与生命科学类 > 生物工程 > 正文

低共熔溶剂介质下制取糠醛及其衍生物初探文献综述

 2021-12-19 21:18:24  

全文总字数:12893字


随着气候变暖,化石能源枯竭和环境污染等问题的日益严重,可再生能源的开发及应用得到了研宄者的广泛关注。人们的视野开始转向绿色可再生的环保原料——生物质。生物质资源在能量利用过程中具有CO2净排放量为零,SO2、NO排放少等优点。通过木质纤维素炼制获得能源和化学品的众多方式中,纤维素平台化学品转化炼制被认为是一种最有前景的方式之一,即先将木质纤维素转化为平台化合物,再利用平台化合物转化为其他有价值的化学品及燃料。1 前言

糠醛是一种以半纤维素或低聚戊糖为原料制备的化工中间体,通过它可以直接或间接合成千余种可以代替来源于石化的化工产品,因此具有良好的发展前景。目前糠醛及其衍生物的制备存在工艺繁琐、成本高、能源消耗高等弊端。因此,本课题期望选择一种“完全绿色”的反应介质(即氯化胆碱类低共熔溶剂),以生物质为原料制取糠醛,从生物转化的角度,继续将糠醛转化为有价值的呋喃化合物——糠醇。课题的开展将有利于生物质的高值化利用,具有一定的应用价值。

2 文献综述

2.1生物质基平台化合物

随着我国经济的快速发展及人口的急剧增加,需要更多的能源来满足社会发展的需求,而如今石油资源的供应不足与全球能源危机,促使探究石油补充替代能源十分紧迫,生物质作为一种可再生的清洁能源受到越来越多的国家和研究机构的高度关注。

平台化合物指来源广、价格低、用途广且衍生物多的一类基本有机化合物,以这些平台化合物为原料可合成出具有高附加值的精细化学品、药品、材料和燃料等[1-2]。随着时代的发展,平台化合物的来源经历了煤化工到石油化工的转变,然而原油价格快速上升,可持续发展成为人们追求的目标。从数量巨大的可再生生物质资源中获得新型绿色平台化合物也成为本世纪化学工作者的重要任务之一。2010 年,Bozell和Petersen[3]等人在美国能源部报告的基础上,又提出了9 条关于平台化合物的评价标准,并结合科学研究基础重新提出了10 种发展潜力极大的平台化合物,如,乙醇、木糖醇、呋喃类、3-羟基丙酸(醛)、乳酸、甘油及其衍生物、丁二酸、山梨醇、乙酰丙酸、生物质基碳氢化合物(异戊二烯),并预测了这些平台化合物所面临的生产技术需求和未来的研究方向。

2.2糠醛及其应用

糠醛又名呋喃甲醛,分子结构中含有活泼的醛基和呋喃环,是无色或浅黄色透明油状液体。糠醛是由生物质中含有的多缩戊聚糖经水解脱水环化得到的重要的基础有机化工原料,是一种可再生的、绿色的化工产品,可以通过加氢、氧化脱氢、酯化、卤化、聚合、水解以及其他化学反应直接或间接合成千余种化工产品,广泛应用于食品、医疗、化工等多个领域。 合成千余种化工产品,。糠醛在化学结构上具有的醛基(CHO)和双键共轭体系(C=C-C=C)赋予了其特殊的化学性质。因此,糠醛可被转化为一系列液态烃类燃料、燃料添加剂或化学品[4]。例如,糠醛可通过加氢转化为汽油添加剂2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃;由糠醛合成的四氢呋喃可以生产黄体酮等一些激素药以及涂料和粘合剂;此外,由糠醛加氢重排得到的环戊酮不仅可以制备香料二氢茉莉酮酸甲酯和白兰酮,还可以制备医药领域的丁螺环酮和单苄叉环戊酮;糠醛的完全加氢产物四氢糠醇不仅可用作涂料、树脂和油脂的溶剂,还可以用作润滑剂、分散剂等。糠醛还可以转化为5-甲基糠醛等其他呋喃类衍生物。所能进行的化学反应以及生产的相应的化合物如图1所示。

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