中图分类号：S71 文献标识码：A DOI：10.7525/j.issn.1006-8023.2025.04.005

Abstract： Hemicelulose acid hydrolysates contain diverse sugars，yet existing separation and purification processes remain complex.This study presents a simplifiedand eficient methodfor isolating and extracting crystaline xylose from hemicellulose hydrolysates.Byleveraging thepreferentialselectivityof phenylboronicacid towardxylose，axylose-boro nateester XDE intermediate was formed.Subsequent transesterification with propylene glycol in ethylacetate enabled the precipitation of high-purity crystalline xylose. The process achieved an average xylose yield of 75% and purity up to 99. 8% over five operational cycles.Notably，this green solvent-based tandem system operated at ambient temperature， eliminating industrial-scale procedures including decolorization，desalination，andrecrystalization．Thedeveloped methodology demonstrates eficient xylose extraction with minimized energy consumption and environmentalimpact.

KeyWords：Industrial hydrolysate mixture；tandem sugar crystalization-purification system；high-yield and high-purity xylose;boron chemistry

0 引言

随着化石燃料的枯竭以及全球能源需求的持续增长，探寻可持续的能源替代物已成为迫在眉睫的任务[1]。木质纤维素生物质作为一种可再生、低成本且储量丰富的资源，被视作满足日益增长的能源需求的潜在解决方案[2-3]。通过水解木质纤维素生物质中相互连接的糖苷键，可以将其降解为单体糖，如葡萄糖、木糖和阿拉伯糖等。这些单体糖可转化为增值化学品或生物燃料，从而为能源生产提供一种可持续的途径[4]

木糖是木质纤维素生物质中半纤维素的主要成分，其高效利用对于生物质资源的高值化转化具有重要意义[5]。然而，在现有的工业生产中，木质纤维素生物质水解过程中产生的糖质量浓度通常低于下游加工所需的质量浓度，需要进一步浓缩，但传统的浓缩方法可能导致糖的降解，产生有毒的糖降解化合物，从而抑制发酵过程，降低整个工艺的效率。其次，在糖的传统生产过程中的高能耗和高污染问题导致生产成本居高不下，产生的废水、废气和固体废弃物对环境造成了较大压力，不符合国家\"双碳”政策的要求。例如离子交换树脂法在精制除杂过程中会产生大量的废酸和废碱液，导致废水排放量大，污染环境。为了解决这些问题，近年来，研究人员和企业积极探索新的生产工艺和技术改进，例如采用膜浓缩技术可以提高糖液质量浓度7，减少蒸汽用量，同时降低硫酸根质量浓度，减轻离子交换的负荷。……