当今社会，以煤、石油和天然气作为为代表的不可再生的化石资源为人类社会的发展 与进步做出了巨大的贡献。随着其不断开采使用，全球储存量也随之急剧减少，加之传统 能源对大自然是不友好的，因而寻求一种可持续利用能源的需求越来越迫切。现在全球都 在关注可再生生物质的开发与利用，以生物质为原料制备 HMF 是利用生物质最有效的方 式之一。HMF 不仅可以用来制取液体燃料，还可以用来生产各种化学品[1]，所以，利用生 物质等可再生资源制取替代液体燃料成为一块急需开发的领域。果糖是当今研究较普遍的 对象，但是它难取得，价格高，不适合实际生产。相对于果糖来说，葡萄糖具有来源更广 泛，价格更低廉的优势。但是，由于 HMF 化学性质活泼，易在水溶液中进一步降解，所 以利用葡萄糖催化脱水制备 HMF 收率低，生产成本高，尚未实现商业化[2-3]。不过葡萄糖 依然是值得深入研究的研究 HMF 的合成机理，开发合适的反应介质和催化剂体系，利用 葡萄糖为原料高收率制取 HMF 成为生物质制取液体燃料及高附加值化工品的关键。目前 单糖制备 HMF 大多用果糖作原料，其收率比用葡萄糖作原料普遍高，主要是因为当用葡 萄糖作原料其催化历程为：葡萄糖先在路易斯酸（Lewis acid）的作用下脱水异构为果糖， 紧接着果糖在布朗斯特酸（Bronsted acid）的作用下结合水生成 HMF，其中葡萄糖异构为 果糖是整个反应过程中的控制步骤[4]，所以选用合适的催化剂对整个反应是很重要的。虽 然目前利用果糖作反应原料，在离子液体中已经能够达到 99%的 HMF 收率[5]，在双相反 应体系中也能达到 90%的 HMF 收率[6]。但是果糖在自然界中储量少，价格较高。而葡萄 糖可通过水解木质纤维素得到，具有储量丰富和价格便宜等优势。为了利用葡萄糖高收率地制取 HMF，对葡萄糖的降解机理进行一些研究是非常有必要的。Yan 等[7]研究表明， SO42-/ZrO2-Al2O3 催化葡萄糖脱水的效果较理想，Zr-Al 的摩尔比为 1:1，葡萄糖转化率与 HMF 的得率都比较可观。Ohara 等[8]使用固体碱水滑石和酸性离子交换树脂 Amberlyst-15 作为催化剂论文网，葡萄糖的转化率与 HMF 的得率分别为 73%和 58%。因此，采用固体酸催化 剂催化葡萄糖脱水制备 HMF，不仅可以促使葡萄糖转化为果糖，而且可以促使葡萄糖转化 为 HMF，并且还有抑制副产物生成的作用。Yong 等[9]以[BMIM]Cl 为反应溶剂，采用新 型催化剂 N-杂环碳烯/二氯化铬（NHC/CrCl2）转化葡萄糖，373 K 反应 6 h，HMF 产率为 81%。Li 等[10]和 Qi 等[11]均以 CrCl3 作为催化剂，在[BMIM]Cl 反应溶剂中，采用微波加热 的方式转化葡萄糖，HMF 的产率可以分别达到 91%和 71%，转化结果十分理想。Chidambara 等[12]将葡萄糖制备 HMF 的研究推向了巅峰，该过程以磷钼酸（12-MPA）为催化剂，以 乙腈为助剂，在离子液体[EMIM]Cl 或[BMIM]Cl 溶剂体系中，葡萄糖的转化率和 HMF 的 选择性均分别到了 99%和 98%，这是迄今为止由葡萄糖制备 HMF 的最好结果。75434

参考文献

[1]陈英歌,能源植物资源研究进展[J]。河北林业科技, 2006, 5: 33-35

[2] Rosatella A A, Simeonov S P, Frade R F M, et al。 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform:Biological properties, synthesis and synthetic applications[J]。 Green Chem, 2011, 13: 754-793。

[3]李艳,魏作军,陈传杰,等。碳水化合物降解为 5-羟甲基糠醛的研究[J]。 化学进展，2010，22：1603-1609。

[4] Fan C Y, Guan H Y, Zhang H, et al。 Conversion of fructoseand glucose into5-hydroxymethylfurfural catalyzed by asolid heteropolyacid salt[J]。 Biomass and Bioenergy, 2011, 35(7): 2659-2665。