阎智锋，连 洁，赵 舟，何春启，岳秀萍，王玉萍，吴 杏，卢建军,5

（1.太原理工大学 轻纺工程学院，山西 太原 030024；2.太原理工大学 环境科学与工程学院，山西 太原 030024；3.国家先进功能纤维创新中心，江苏 苏州 215228；4.西安工程大学 纺织科学与工程学院，陕西 西安 710048；5.太原理工大学 煤科学与技术教育部与山西省重点实验室，山西 太原 030024）

随着化石能源的日益消耗和环境问题的日益严重，生物质资源作为唯一的可再生碳源，被期望得以资源化利用并建立可持续的化学工业，从而降低人类对于化石能源的依赖[1]。5-羟甲基糠醛（5-HMF）是重要的生物质平台化合物，可由葡萄糖或果糖脱水制得[2,3]。当反应物为果糖时，其反应性和目标产物5-HMF 的选择性均高于葡萄糖转化生成5-HMF 的反应[4]。然而果糖原料成本较高，而葡萄糖作为纤维素的基本结构单元，产量丰富，廉价易得，用其替代果糖制备5-HMF 具有更大的研究价值。目前，多数研究认为果糖是葡萄糖转化生成5-HMF 的关键中间体，即葡萄糖首先异构化生成果糖，然后果糖经三次连续脱水生成5-HMF[4-6]，如图1 所示。

图1 葡萄糖脱水制备5-HMF 反应机理Figure 1 Reaction mechanism for dehydration of glucose to 5-HMF

酸和碱均可催化葡萄糖异构化反应[7-11]，然而由于葡萄糖中多羟基与C-C 骨架结构的相似性，不同类型的催化剂具有不同的劣势：Brønsted 碱催化剂极易引发其他副反应的发生，导致果糖选择性较低[7]；Brønsted 酸则对该异构化反应的催化效率较低；Lewis 酸能够高效地催化该异构化反应，但反应时间较长且葡萄糖的强极性易导致Lewis酸催化剂水解失活[9]。……