纖維素選擇性催化轉化為重要平臺化合物的研究進展

鄧 理，廖 兵，郭慶祥

（1中國科學院纖維素化學重點實驗室，廣州化學研究所，廣東 廣州 5106502；2中國科學技術大學化學系，安徽省生物質潔凈能源重點實驗室，安徽 合肥 230026）

在資源逐漸匱乏的今天，可持續發展成為人們追求的目標，生物質資源替代化石資源正得到越來越多的關注。纖維素作為自然界中總量最多的植物生物質，已經在人類社會的發展過程起到了重要的作用，如利用纖維素生產紙張和棉織物。通過化學催化方法，纖維素還可以轉化為人類需要的多種材料、燃料以及化學品。最新的研究顯示通過水解、加氫、熱解和脫水等反應可以有效地轉化纖維素制備葡萄糖、山梨糖醇、乙二醇、合成氣、芳香烴以及呋喃化合物。上述化合物被稱為未來生物精煉的“積木”（building blocks）[1-2]。

2004年，美國能源部發布的一份名為“源自生物質的高附加值化學品”報告首次提出了12種來源于碳水化合物的平臺化合物，并將其形象地稱為生物精煉的“積木”，意在說明生物質通過生物或化學的轉化可以有效地獲得這些化合物，再通過這些“積木”構建出更多的化合物，最終成為人們需要的藥物、精細化學品、材料、燃料等。這12種平臺化合物包括：丁二酸、2,5-呋喃二酸、3-羥基丙酸、天冬氨酸、葡萄糖二酸、谷氨酸、衣康酸、乙酰丙酸、3-羥基丁內酯、甘油、山梨糖醇和木糖醇[1]。

本文作者將針對以纖維素為原料催化制備平臺化合物的路線進行綜述，重點介紹最近發展的纖維素化學催化轉化的新方法和新路線。……