全文总字数：12280字

随着科学技术的不断进步化工产业发展迅速石油、天然气、煤等非再生资源因不断被消耗而日益短缺。因此以粮油等天然的可再生资源为原料代替以化工产品为原料生产有机化工产品引起了人们的广泛关注。生物质制糠醛是利用可再生资源制备高附加值化学品的重要途径是替代化石资源的有效途径。另一方面经济的可持续发展也对糠醛行业的未来发展提出了更高的要求如何实现糠醛的高效、经济、绿色的生产是我国糠醛产业必须要面对和解决的挑战。1.研究的目的和意义

木质纤维原料生物质富含木糖木糖在酸性高温条件下脱水可以得到糠醛。糠醛是一种呋喃醛类物质又称2-呋喃甲醛学名为alpha;-呋喃甲醛是呋喃环2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。自然界中存在一些野生型菌株可以将糠醛氧化为糠酸。糠酸的用途众多可用于合成甲基呋喃、糠酰胺及糠酸酯和盐。其一般用作有机合成中间体以转化为酯、酰氯、酸酐、酰胺等衍生物广泛用作涂料添加剂、医药、香料等的中间体^[1]。

糠酸目前主要由化学法合成此类方法会对环境造成污染而生物法采用相对温和的条件氧化糠醛更加绿色环保。目前生物氧化糠醛制备糠酸的报道非常少。基于此本论文采用一株高耐受呋喃醛类物质的假单胞菌对糠醛进行全细胞催化实验优化细胞培养条件和全细胞催化条件以期望实现糠醛至糠酸的高效转化。

2.国内外同类文献研究现状

2.1糠醛

2.1.1糠醛的理化性质

糠醛又称2-呋喃甲醛与糖醛是同一物质。其学名为alpha;-呋喃甲醛是呋喃2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。它最初从米糠与稀酸共热制得所以叫做糠醛。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖再由戊糖脱水环化而成。生产的主要原料为玉米芯等农副产品。合成方法有多种。糠醛是呋喃环系最重要的衍生物化学性质活泼可以通过氧化、缩合等反应制取众多的衍生物被广泛应用于合成塑料、医药、农药等工业。

由于糠醛具有醛基,二烯基醚官能团, 因此糠醛具有醛、醚、二烯烃等化合物的性质,特别是与苯甲醛性质相似。在一定条件下,糠醛能发生如下化学反应:糠醛经氧化制取顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、糠酸、呋喃甲酸。在气相条件下,糠醛经触媒氧化生成失水苹果酸。糠醛加氢可制取糠醇、四氢化糠醇、甲基呋喃、甲基四氢呋喃。糠醛蒸汽与水蒸汽经适当的触媒脱碳后可制得呋喃。