以离子液体为探针催化剂研究碳水化合物制备5-羟甲基糠醛

项目名称： 以离子液体为探针催化剂研究碳水化合物制备5-羟甲基糠醛

项目编号： No.21476021

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 有机化学

项目作者： 黄崇品

作者单位： 北京化工大学

项目金额： 75万元

中文摘要： 碳水化合物转化成生物基平台化合物-5-羟甲基糠醛（5-HMF）是高效利用生物质资源的重要手段，制约其工业化生产的关键之一是能开发出高效、环境友好的催化剂体系。本申请利用离子液体结构可调性，将其用作碳水化合物制备5-HMF的探针催化剂，通过改变离子液体结构中的一些官能单元,评价其催化果糖、葡萄糖、蔗糖、纤维二糖、淀粉、纤维素等碳水化合物转化成5-HMF的性能，可以比较直观地得到催化剂官能团与反应过程之间的对应关系，从而系统地研究碳水化合物的转化机理以及催化剂官能团在反应过程中的作用机制；同时，通过考察反应条件等因素对制备5-HMF的影响，并进行动力学分析，确定碳水化合物转化成5-HMF的关键步骤；结合催化机理探讨和动力学分析，确定出适合的官能团组合,并进行合成和评价实验的验证与再优化，建立起适于碳水化合物制备5-HMF的催化理论框架，为设计高效催化碳水化合物转化的催化剂提供理论指导。

中文关键词： 生物质能源；离子液体；催化剂

英文摘要： The transformation of carbohydrates into biomass platform chemicals, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), is regarded as efficient use of biomass resources. The key step for the preparation technology of 5-HMF is the development of efficient and environmentally friendly catalyst system. In this work, ILs will be used as a probe catalyst in the conversion of carbohydrates into 5-HMF. In order to nvestigate the structure and catalytic properties of ionic liquids and to demonstrate the relationship between it,ionic liquids with different functional group will be synthesied and uesd in the conversion of carbohydrates, fructose, glucose, sucrose, cellobiose, starch and cellulose, into 5-HMF. Through discussing the effects of reaction conditions on the preparation of 5-HMF, the dynamics analysis will be carried out and the rate controlling step of conversion will bｅ determined. From above research, suitable functional group composition for the conversion of carbohdrates can be identified and reoptimaized, which will be beneficial to the development of catalyst for the carbohdrates conversion.

英文关键词： bioenergy;ionic liquids;catalyst