文 献 综 述

1.原料与产物

糠醛，又称2-呋喃甲醛，为油状液体，无色或浅黄色，在空气中易变成黄棕色。其学名为α-呋喃甲醛，是呋喃2位上的氢原子被醛基取代的衍生物。它最初从米糠与稀酸共热制得，所以叫做糠醛。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，再由戊糖脱水环化而成。生产的主要原料为玉米芯等农副产品。合成方法有多种。糠醛是呋喃环系最重要的衍生物，化学性质活泼，可以通过氧化、缩合等反应制取众多的衍生物，被广泛应用于合成塑料、医药、农药等工业。糠醛作为一种重要的可再生资源,其选择加氢可制得一系列有工业应用前景的产品,2-甲基呋喃就是其中之一。

2-甲基呋喃，别名斯尔烷，无色液体，有醚样气味，在空气中或阳光照射下变黄至黑色。微溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、丙酮等。是农药杀虫剂拟除虫菊酯类杀虫剂中间体。2-甲基呋喃是一种重要的化工原料,可制备戊二烯、戊二醇,乙酞丙醇、甲基四氢呋喃等。在制药行业可以用于生产,抗痢疾药磷酸氯哇和磷酸伯胺喳。我国是个农业大国,年产糠醛万吨左右,其中作为廉价原料出口,因此由糠醛加氢制2-甲基呋喃适合我国国情,具有良好的工业前景。

2.生产及应用

糠醛( FFR) 作为一种可再生的生物质能源, 通过各种农作物中 提取的糖类脱水制备。目前,中国每年从生物质中提取的糠醛量约为2.8#215;10⁵t ,主要用于加氢制备糠醇(FOL)、2-甲基呋喃(2-MF)、2-甲基四氢呋喃(MTHF)、四氢糠醇(THFA)、1-戊(1-pentanol) 等一系列衍生物2-甲基呋喃作为糠醛加氢最重要的产物之一,广泛应用于医药合成,另外,由于其高辛烷值被认为是汽油的代品。

糠醛是一种目前尚不能通过化学方法合成的重要的基础有机化工原料，是从糖类化合物中所获得的唯一一种不饱和大比容有机化学品，其化学性质十分活泼，糠醛及其衍生物都是应用广泛的有机化工中间体。此外，糠醛还可通过与甲醛的羟甲基化作用生成 5-羟甲基糠醛，也可作为原料制备汽油、柴油和航空煤油，由糠醛通过加氢作用生成的甲基四氢呋喃可直接作为汽油的基料。随着世界范围内能源危机和环境问题的日益严峻，各化工领域对糠醛的需求量将会持续增长。但是，现有的糠醛生产工艺能耗巨大，环境污染极其严重，生产成本偏高且收率低下，以上诸多不利因素使欧盟和美国在过去数十年中已严令禁止在本国范围内生产糠醛。中国是糠醛生产和出口大国，占世界糠醛总产量 70%左右。鉴于糠醛在有机化工及能源领域中的重要作用，现有的糠醛生产工艺亟待改进。

糠醛经催化加氢可制得2-甲基呋喃, 2-甲基呋喃是重要的化工原料,广泛应用于化工、医药、建筑、铸造和汽车等行业。2-甲基呋喃是加氢反应仅发生在碳基上的部分加氢产品,主要采用Cu系催化剂。工业上使用铜铬催化剂作为糠醛加氢制 2-甲基呋喃的催化剂。 由于铬对环境污染较大, 人们开始研究无铬铜基催化剂。但是, 铜基催化剂的选择性和稳定性仍有待提高, 这主要是因为糠醛在铜基催化剂下能发生多种加氢反应, 见图 1。铜基催化剂上糠醛加氢的催化剂活性和还原后 Cu 的数量有关, 催化剂上的弱酸性位数量越多对 2-甲 基呋喃的生成越有利。因此,在糠醛加氢制备2-甲基呋喃反应中,所选铜系催化剂不但要求有合适的活性中心数量, 而且催化剂要具备一定弱酸性位,这样才能在加氢过程中获得较高的2-甲基呋喃选择性。

我国糠醛80 %以上廉价出口,经济效益较低,常因出口价格下跌而造成生产厂家严重亏损。因此开发和改进我国糠醛深加工技术,对顺应国际市场需求、充分利用可再生资源、实现较高的经济效益是十分重要的。

3.催化剂类型