原位生成二甲醛木糖（DFX）作为可再生溶剂实现木质纤维素生物质的高效分馏循环策略

本研究创新性地利用木质纤维素组分（半纤维素）原位转化为生物基溶剂二甲醛木糖（DFX），构建了自增强型生物精炼循环体系。DFX-H2O共溶剂系统在甲醛和HCl作用下实现高得率木质素乙酰保护（84.7%）和纤维素酶解转化（82.9%），同时将木糖转化为DFX补充溶剂循环，为绿色化学提供了可持续溶剂解决方案。

　　

^?材料与化学品

二氧六环(>99%)、甲醛溶液(FA, 40wt%水溶液)、盐酸溶液(37wt%水溶液)、木糖(98%)、碳酸钙(99%)、硫酸(98%)、甲醇(≥99.9%)、5%钌碳催化剂(含水约50%)、苯戊烷(>98%)、刚果红和四氢呋喃(≥99.9%)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(>95.0%)购自上海泰坦科技发展有限公司。溴化钾...

^?DFX的汉森溶解度参数与稳定性

根据汉森溶解度参数(δ)理论，当预处理溶剂的δ值与木质素接近时，可增强木质素去除效果。虽然水是绿色溶剂，但其较高δ值(47.8 MPa^?1/2；图2a)与木质素(δ: 22.5 MPa^?1/2；图2a)差异较大，导致颗粒形态改变有限(SSY: 82.8%；图S3)。相比之下，DFX的δ值为21.4 MPa^?1/2，使其更接近木质素和有效溶剂如...

^?结论

DFX-H₂O/FA/HCl系统中的乙酰保护预处理实现了高效木质纤维素分馏。所得乙酰保护木质素缩合度低，经氢解升级为单体时理论收率可达49.2%。纤维素富集固体底物经脱保护和酶水解后葡萄糖产率达82.9%。同时，木聚糖与FA反应生成额外DFX(0.7%)，初始DFX可从预处理液中回收88.7%...