1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1引言

目前,随着全球石油、天然气等化石原料的逐渐枯竭,人们正在不断努力寻求新的替代原料。生物产业作为一种可以再生的资源产业,越来越受到全世界的重视。预计到2020年,生物基材料将替代10%#8212;20%的化学材料。作为基本单元的生物基材料单体的有效合成是生物基材料产业发展的重要基础。糠醛系列衍生物是重要的生物基材料单体之一,其中最具代表性的是5-羟甲基糠醛(hmf)。hmf具有非常广泛的应用前景,可以用来合成2,5-呋喃二甲酸(fdca)等,fdca是合成树脂类塑料的关键原料,进而可以代替以聚乙烯、聚丙烯等为代表的石化塑料;同时,hmf本身具有药物活性,是很多中药的有效成分,可以用来合成一系列医药和农药的前驱化合物;hmf作为一种生物燃料前驱物可以用来合成2,5-二甲基呋喃等,2,5-二甲基呋喃可以作为柴油燃料添加物,甚至柴油燃料本身,可以替代传统的化石燃料;此外,hmf还可以用来合成具有很强配位能力的大环化合物。目前,生产hmf的主要工艺是以玉米芯等植物纤维为原料,在酸催化条件下脱水生成。然而,这一工艺副反应多、产出率低、耗能高,生成的hmf杂质也多,限制了其应用。因此,直接以果糖等己糖为原料在酸性催化剂作用下脱水生成hmf一直是研究的热点,近年来得到较快的发展,涌现出大量相关的研究报告。果糖、葡萄糖、菊糖、甘露糖、半乳糖以及蔗糖等己糖的单糖和寡糖都被作为合成hmf的直接原料,但是果糖的转化效果最好,近年来大多数研究都是以果糖作为主要研究对象来进行催化剂和反应溶剂的评价,因此本设计重点介绍果糖脱水合成hmf。虽然在该路线中hmf的产率和选择性得到了很大的提高,但是仍然无法满足大规模工业化生产的需求,这主要是由于hmf本身的化学不稳定性,容易在反应过程中继续发生其他副反应,从而生成部分不可溶的胡敏素(humins)和一些可溶的聚合物,以及进一步水解生成乙酰丙酸和甲酸等副产物。因此,进一步提高该反应体系的效率,包括更为高效的催化剂和溶剂体系的开发,从而促进该项技术产业化的进程,仍需要更为深入的研究工作。

1.2 5-羟甲基糠醛的概况

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一．研究的问题

本设计研究的题目是在微流体中果糖脱水制备5-羟甲基糠醛，主要需要解决的问题 是确定反应的最优条件，包括获得最大产量时的最佳反应温度，反应时间，有机相/ 水相的体积比，液体流速（管径）等参数的最优值。

二. 研究手段（途径）