生物質(zhì)催化煉制是可再生資源開(kāi)發(fā)利用的重要研究方向，而纖維素及其衍生糖類(lèi)催化轉(zhuǎn)化5-羥甲基糠醛則是生物質(zhì)催化增值的關(guān)鍵途徑之一。目前，該途徑仍面臨著來(lái)自催化過(guò)程精準(zhǔn)調(diào)控、溶劑與催化劑協(xié)同設(shè)計(jì)以及目標(biāo)產(chǎn)物分離提純等方面的巨大挑戰(zhàn)。盡管已有研究正逐漸意識(shí)到溶劑體系對(duì)纖維素及其衍生單糖級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化5-羥甲基糠醛的顯著影響作用，但溶劑與底物、反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)物之間的內(nèi)在相互作用仍然尚未得到明確闡釋。
有鑒于此，呂學(xué)斌課題組及其聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表述評(píng)對(duì)纖維素及其單糖級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)化5-羥甲基糠醛的重要溶劑效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)闡釋。關(guān)鍵要點(diǎn)如下： 1、溶劑體系對(duì)反應(yīng)底物的影響：溶劑能夠誘導(dǎo)溶脹作用破壞由氫鍵組成的纖維素結(jié)構(gòu)屏障，并抑制發(fā)生在溶質(zhì)-溶劑界面的再結(jié)晶過(guò)程，增加了反應(yīng)底物在溶劑中的自由度從而促進(jìn)傳質(zhì)，而適合的溶劑體系能夠顯著降低反應(yīng)能壘并加快反應(yīng)進(jìn)程。 2、溶劑體系對(duì)反應(yīng)調(diào)控的影響：溶劑體系能夠直接與反應(yīng)底物和中間物發(fā)生相互作用從而促進(jìn)底物轉(zhuǎn)化，也可以與催化劑表面基團(tuán)進(jìn)行協(xié)同間接提高反應(yīng)性能。不同的溶劑配置對(duì)反應(yīng)活性和選擇性具有顯著影響。 3、溶劑體系對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響：適合的溶劑體系能夠顯著抑制胡敏素的生成或促進(jìn)胡敏素的溶解。雙相溶劑體系在實(shí)驗(yàn)研究中被廣泛采用，其能夠減少5-羥甲基糠醛在反應(yīng)相的停留時(shí)間，提高分配系數(shù)從而避免發(fā)生過(guò)度轉(zhuǎn)化，并進(jìn)一步有利于產(chǎn)物提純。 論文信息 Solvent Effects Enable Efficient Tandem Conversion of Cellulose and Its Monosaccharides Towards 5-Hydroxymethylfurfural Han Wu, Dr. Rui Zhang, Yunqi Zhai, Xishang Song, Jian Xiong, Dr. Xiaoyun Li, Dr. Yina Qiao, Prof. Dr. Xuebin Lu, Dr. Zhihao Yu 文章第一作者為天津城建大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院研究生吳晗，通訊作者為天津城建大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院張蕊副教授和天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院于志昊博士（呂學(xué)斌課題組）。 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202201809
