Page 92 - 《精细化工》2020年第11期

第 37 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.37, No.11
2020 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2020

综论
生物质化学品 5-乙氧基甲基糠醛的催化合成进展

向艳平 1,2 ，刘 健 1,2 ，田 益 1,2 ，赵文广 1,2 ，刘贤响 1,2* ，尹笃林 1,2

（1. 湖南师范大学 化学化工学院，湖南 长沙 410081；2. 石化新材料与资源精细利用国家地方联合工
程实验室，湖南 长沙 410081）

摘要：5-乙氧基甲基糠醛（5-EMF）被认为是新一代具有重要潜力的生物质液体燃料和精细化学品。概括和总
结了近年来以生物质及其衍生物为原料制备 5-EMF 的研究进展，阐述了由生物质原料如纤维素合成 5-EMF 的
反应路径和机理，综述了多相酸催化体系的特点、制备方法及催化行为，强调了合成 5-EMF 的最新催化工艺。
在此基础上，提出了今后的发展方向是由生物质一步转化为 5-EMF。
关键词：生物质；5-乙氧基甲基糠醛；催化；生物质燃料
中图分类号：TQ251.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 11-2238-08

Progress in the catalytic synthesis of biomass-based

chemical 5-ethoxymethylfurfural

1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
XIANG Yanping , LIU Jian , TIAN Yi , ZHAO Wenguang , LIU Xianxiang 1,2* , YIN Dulin
（1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan Normal University, Changsha 410081, Hunan, China;
2. National & Local Joint Engineering Laboratory for New Petro-chemical Materials and Fine Utilization of Resources,
Changsha 410081, Hunan, China）
Abstract: 5-Ethoxymethylfurfural (5-EMF) is considered as a new generation of biomass liquid fuel and
fine chemical with important potential. The recent research progress on the synthesis of 5-EMF from
biomass resources and its derivatives is summarized. The reaction pathways and mechanism of
synthesizing 5-EMF from biomass materials such as cellulose are described. The characteristics,
preparation methods and catalytic behavior of heterogeneous acid catalytic systems are introduced and the
latest catalytic technology for the synthesis of 5-EMF is emphasized. On this basis, the future development
direction is to directly convert biomass into 5-EMF in one step.
Key words: biomass; 5-ethoxymethylfurfural; catalysis; biomass fuel

当前，能源短缺、全球变暖和环境污染仍然是 底物原料高效转化为平台分子，再将平台分子催化
[4]
人类面临的全球性问题。随着化石燃料这类不可再 转化为符合使用标准的液体燃料 。5-羟甲基糠醛
生能源日益枯竭和人类对能源需求的日益增长，开 （5-HMF）是连接碳水化合物与生物质燃料的重要
发和利用绿色可再生的新能源成为当务之急 [1-2] 。生 平台分子，经氧化、还原、醚化等反应可转化为各
物质是自然界唯一可再生的有机碳资源，通过化学 种各样的精细化学品 [5-6] 。5-乙氧基甲基糠醛（5-EMF）
[3]
途径可将其转化为高附加值化学品及生物燃料 。 是 5-HMF 与乙醇醚化的产物，具有高能量密度、低
研究和开发生物质燃料，促进绿色和可持续技术的 毒、高稳定性和流动性好等特点，是一种潜在燃料
发展，减少温室气体排放并减轻对化石燃料资源的 或燃料添加剂 [7-8] 。5-EMF 的高沸点（508 K）可与
过度依赖是国内外迫切需要解决的问题。 柴油燃料媲美，其能量密度高达 8.7 kW·h/L，明显
生物质平台分子是生物质原料催化转化成液体 高于乙醇（6.1 kW·h/L），与普通汽油（8.8 kW·h/L）
燃料的重要中间体，首先将低成本的可再生生物质 和柴油（9.7 kW·h/L）相当，5-EMF 还具有较高的

收稿日期：2020-05-08; 定用日期：2020-06-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200384
基金项目：国家自然科学基金（21606082，21776068）；湖南省自然科学基金（2018JJ3334）；中国博士后科学基金（2019M662787）
作者简介：向艳平（1998—），女，硕士生，E-mail：xiangyp@smail.hannu.edu.cn。联系人：刘贤响（1985—），男，副教授，E-mail：
lxx@hunnu.edu.cn。