文 |史记新说

编辑 | 史记新说

可再生原材料的使用和生物质增值的不同策略的开发，以及多相催化，是替代化石燃料资源以获得高附加值的中间体和最终化学产品的有效替代方案。

纤维素是最丰富的碳水化合物，它是不可食用的。因此，它有望成为生物质资源化学的第一个目标。

通过降解纤维素生物质，可以获得单糖，二糖和低聚糖，而这些低聚糖又可以转化为有价值的最终化学产品或中间体。从纤维素生物质衍生的最重要的化学产品是糖醇。

2004年，美国能源部将D-山梨糖醇确定为可以从生物质中获得的12种最重要的增值化学物质之一。

D-山梨醇是液体生物燃料烷烃的潜在来源。D-山梨糖醇的酯和其他衍生物也是化妆品和制药工业中重要的添加剂和中间体，该分子是食品和饮料工业中糖的关键替代品。

山梨糖醇是葡萄糖氢化的主要产物。然而，虽然D-葡萄糖氢化为D-山梨醇似乎是一个简单的反应，但D-葡萄糖不仅选择性地转化为D-山梨糖醇，而且还会产生许多其他副产物（见图1）。

其中一些副产物甚至会导致催化剂失活。山梨糖醇与其他己糖醇一样，也可以在水溶液中容易与镍（或Cu，Fe）形成螯合物。这些络合物在碱性条件下是稳定的，这导致镍留在山梨醇溶液中。

在可能的竞争反应中，D-葡萄糖的BRuyn-Alberda van Ekenstein的Lobry重排导致D-甘露糖和D-果糖的形成。

醛（甘油醛、甲醛）和酮（二羟基丙酮）可能起源于糖分子的碱性介质中的裂解。该反应通过烯二醇中间体通过质子转移机制发生。

D-葡萄糖液相中的氢化通常导致D-山梨醇作为主要产物，但碱性条件可能有利于葡萄糖异构化和山梨醇氢解过程，使甘露醇作为主要副产物和低级醇，如丙二醇和乙二醇。

另一方面，在酸性条件下，5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸可以通过葡萄糖脱水形成。调整所需产物选择性的方法是通过正确选择活性金属、催化载体以及温度和氢气压力等反应条件。