常压条件下铈(III)三氟甲磺酸盐/氯化胆碱协同催化果糖高效合成5-羟甲基糠醛(HMF)的创新工艺研究

本研究针对生物质转化中5-羟甲基糠醛（HMF）选择性合成难题，开发了铈(III)三氟甲磺酸盐与氯化胆碱协同的常压回流工艺。该体系在130°C两相反应中实现86%分离收率，催化相可循环5次以上，显著降低E因子和过程质量强度（PMI）约80%，为绿色生物质增值提供 scalable 技术方案。

　　

研究人员开发了一种在常压条件下从果糖（D-fructose）高效合成5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural, HMF）的创新方法。该体系采用三氟甲磺酸铈(III)（cerium(III) triflate）作为水耐受型路易斯酸催化剂，并结合氯化胆碱（choline chloride）作为稳定剂，有效抑制HMF及其中间体的副反应。在甲基丙基酮（methyl propyl ketone）构成的两相回流系统中，于130^oC反应2小时即可获得高达86%的分离收率，同时大幅减少副产物生成。该催化相可重复使用至少5个循环且收率保持在70%以上。与既往技术相比，本方法将E因子和过程质量强度（PMI）降低约80%，成功实现从毫克级到克级规模的放大而不损失选择性。该操作简便、高效且绿色指标突出的工艺，为可持续生物质资源的高值化转化提供了具有应用潜力的解决方案。