糠醛(furfural)被認(rèn)為是用于許多有吸引力的生物基化學(xué)品和生物燃料的有前途的平臺化學(xué)品。 2-呋喃甲醇、呋喃-2-羧酸和馬來酸酐是一些用于生物精煉和制藥應(yīng)用的糠醛基化學(xué)品。 不幸的是，這些化學(xué)品可以部分被石油基對應(yīng)物替代。這是由于糠醛作為原料的價格相對較高。例如，苯衍生的馬來酸酐的商業(yè)價格約為每公斤 0.8-1.6 美元[thin space (1/6-em)]，這與糠醛價格的范圍相似。糠醛生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展是需要提高效率、盈利能力和與石油競爭對手相比的競爭力。造成這一問題的主要原因之一是糠醛生產(chǎn)效率低下（產(chǎn)量低），這是可持續(xù)發(fā)展的一個重要障礙。需要新技術(shù)來提高糠醛生產(chǎn)的競爭力。

這項工作代表了通過應(yīng)用微反應(yīng)器技術(shù)強(qiáng)化連續(xù)糠醛生產(chǎn)，特別是在無有機(jī)溶劑條件下將木糖轉(zhuǎn)化為糠醛。氯化鋁和甲酸用作雙酸催化劑。檢查和驗證了單個和組合催化劑在通過連續(xù)反應(yīng)生產(chǎn)糠醛中的作用。采用響應(yīng)面法研究并優(yōu)化了木糖濃度、反應(yīng)溫度、停留時間、催化劑總濃度和催化劑比例等操作條件對糠醛收率的影響。將該提議工藝的生產(chǎn)性能與文獻(xiàn)進(jìn)行了比較。此外，現(xiàn)場使用固定床吸附技術(shù)證明了連續(xù)去除酸催化劑。

圖1.Proposed continuous furfural production with acid catalyst removal

提出了在雙酸催化劑上在微反應(yīng)器中由木糖有效連續(xù)生產(chǎn)糠醛。在這項工作中，以甲酸和氯化鋁為催化劑，在無有機(jī)溶劑體系中合成了糠醛。檢查和驗證了這些催化劑在連續(xù)反應(yīng)中的作用。研究并優(yōu)化了木糖濃度、反應(yīng)溫度、停留時間、催化劑總濃度、催化劑配比等操作條件對糠醛收率的影響。[狹小的空間（1/6-em）]在反應(yīng)溫度180℃、停留時間15分鐘、催化劑摩爾比1 : [狹小的空間（1/6-em）]1、木糖濃度1 g L -1條件下，糠醛收率為92.2%。，總催化劑濃度為 16 mM。與基于文獻(xiàn)的其他系統(tǒng)相比，我們的工藝在低催化劑濃度和短停留時間方面突出顯示了優(yōu)越的生產(chǎn)性能。此外，展示了連續(xù)原位催化劑去除（純化），為連續(xù)糠醛生產(chǎn)的實際發(fā)展提供了進(jìn)一步的見解。

Continuous hydrothermal furfural production from xylose in a microreactor with dual-acid catalysts （2022）

DOI: 10.1039/D2RA03609F