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化石类资源作为主要的化工产品原料来源正面临着枯竭的危机同时引起了环境污染的问题。在环保意识和绿色化学的概念逐渐深入人心的今天,充分利用可再生、可降解的资源,通过化学合成的方法使其成为重要的工业原料是解决资源枯竭和环境污染的有效手段。生物质资源数量大、可再生、成本低,通过化学合成的方法可以制备高附加值的医药工业中间体和合成高分子材料的单体,因此正在逐渐被人们所重视。本课题重点研究了在固体酸催化下果糖脱水生成5-羟甲基糠醛(HMF)的反应。该反应目前存在的主要问题是催化剂的选择性差、对设备腐蚀性大、对环境污染严重以及产品分离困难。因此首先要寻找一种高选择性、低腐蚀性、环境友好的催化剂。杂多酸是一类高催化活性的固体酸催化剂,具有在工业上应用的历史。本课题对杂多酸及其盐类催化该反应进行研究得到了很好的效果。通过对反应时间、反应温度、反应溶剂、助剂、催化剂用量、果糖浓度等因素的考察发现:高温有利于提高反应的选择性;以DMSO作为溶剂并在反应体系中添加助剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)可以有效的抑制副反应的发生;杂多酸的盐类化合物比其相应的杂多酸的催化活性高。反应的最佳条件:30wt%果糖溶液,催化剂为MHPA1(1 mol%),溶剂为DMSO,助剂PVP(20 wt%),温度为155℃,时间为5 min,反应产率77.9%。另外还对产品的分离方法进行了研究,发现将反应液中的酸催化剂中和后进行减压蒸馏可以将损失降到最低,分离收率为64%。除此以外,由HMF出发合成了2,5-呋喃二醛、2,5-呋喃二醇,通过~1H NMR和MS进行结构表征。