稀酸氯盐体系转化竹浆制备5-氯甲基糠醛的研究

作者：农贵彤; 郝唯唯; 李铮; 唐兴; 周宏才; 林鹿^*

来源：生物质化学工程, 2023, 57(05): 8-16.

• 生物质
• 竹浆
• 氯化钙
• 5-氯甲基糠醛

5-氯甲基糠醛(CMF)是近年来受到广泛关注的生物质基平台化合物。传统CMF制备在浓盐酸体系中进行，浓盐酸的高腐蚀性对其放大生产带来了挑战。为解决此问题，构建了一种基于酸性CaCl2溶液的反应系统，研究了反应条件、物料浓度等参数对竹浆在该体系中制备CMF的影响，研究结果表明：水相中饱和或者近饱和的氯离子可有效抑制CMF水解为HMF从而提高体系中CMF的稳定性，减少了酸性条件下不稳定中间产物HMF向腐殖质的转化；CaCl2在体系中具有极佳的催化性能，取得了最高59.2%的CMF产率，1,1,2-三氯乙烷、1,3-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷等较高沸点溶剂均具有取代萃取剂1,2-二氯乙烷(DCE)的潜力。实验进一步研究了竹浆原料的不同预处理条件对其制备的CMF产率的影响，结果表明：水解氯代反应较优工艺即竹浆初始质量浓度16 g/mL,8 g H2O,1.33 mol/L HCl, 5.33～6.66 mol/L CaCl2,25 mL DCE,反应温度130℃,反应时间1 h,此条件下CMF得率为59.2%。NaHSO3或固体碱活性氧蒸者(CAOSA)处理所得竹浆更适于制备CMF。稀酸氯盐水相循环性能的实验结果表明：通过补充一定量的盐酸可使本体系具有循环使用能力。对竹浆制备CMF的反应进行15倍放大实验，取得了51.8%的CMF产率，CMF粗产品在DCE溶液中具有良好的稳定性，经过4～12 d存放没有明显变质。

• 单位
  厦门大学; 广东中科天元新能源科技有限公司