摘 要

作为一种重要的生物基平台化学品，5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural,HMF）可以制造一系列在医疗制药，燃料添加剂以及建材，农业等领域有广泛的应用前景的化学物质，例如2,5-呋喃二甲酸（FDCA），5-甲酰基-2-呋喃甲酸（FFCA），5-羟甲基-2-呋喃甲酸（HMFCA）等。在不可再生资源日益紧缺的情况下，HMF成为最有潜力代替传统化石燃料成为化工业中的重要原料的化学品。HMF的化学催化由于其高值化转化而得到了迅速的发展，并广泛投入实际生产之中。但是由于化学产业获得了飞速的发展，实际工业生产过程中产生的毒害废弃物对环境造成的污染越来越严重，绿色化学和可持续发展的呼声渐涨。相比于传统的化学转化法，HMF的生物催化转化法对环境更加友好，且具备选择性高，反应条件温和的优点，近年来也渐渐受到关注。本文讨论了绿色化学的概念和意义，阐述了生物催化转化的特性以及其在实验室和实际生产中的应用和发展，而在本文的实验中以HMF作为底物，通过对菌种的培养，筛选，纯化和鉴定，挖掘能够高效转化/降解HMF的微生物和酶催化剂，对于实现纤维素水解产物的生物脱毒和以HMF为原料生物催化法生产精细化学品具有很重要意义。

关键词：5-羟甲基糠醛 生物催化转化 微生物 绿色化学

ABSTRACT

hydroxymethylfurfural, (HMF) is an important bio based platform chemicals. The preparation of 2,5- furan two formic acid (FDCA), 5- formyl -2- furan formic acid (FFCA), 5- hydroxymethyl -2- furan formic acid (HMFCA) and so on is widely used in the fields of medicine, fuel additives, building materials, agriculture and other fields. With the increasing shortage of non renewable resources, HMF has become the most potential chemical instead of traditional fossil fuel to become an important raw material in chemical industry. The chemical catalysis of HMF has been rapidly developed due to its high value conversion, and has been widely applied in practical production. However, Because chemical industry has developed so rapidly that the pollution caused by toxic waste is becoming more and more serious, and the voice of green chemistry and sustainable development is rising. Compared with the traditional chemical conversion method, the biocatalytic conversion method of HMF is more friendly to the environment, and has the advantages of high selectivity and mild reaction conditions. In recent years, the biocatalytic conversion method has been gradually paid attention to. This paper discusses the concept and significance of green chemistry, expounds the characteristics of biocatalysis and its application and development in the laboratory and actual production. In this experiment, HMF is used as a substrate for the cultivation, screening, purification and identification of bacteria, and the microorganism and enzyme that can efficiently transform / degrade HMF It is of great significance for the biological detoxification of cellulose hydrolysates and the production of fine chemicals using HMF as biocatalyst.

Key words: 5-hydroxymethylfurfural；Biocatalytic transformation；microorganism；Green Chemisty

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1绿色化学的概述 1

1.1.1 绿色化学的背景 1

1.1.2绿色化学的内涵 1

1.2生物催化转化的意义和应用 2

1.2.1 生物催化转化的简介 2

1.2.2 生物催化转化的意义 3

1.2.3 生物催化转化的应用 3

1.3 5-羟甲基糠醛的理化性质及用途 4

1.3.1 5-羟甲基糠醛的简介 4

1.3.2 5-羟甲基糠醛的用途和市场前景 4

1.3.3 5-羟甲基糠醛产物的生产研究 5

1.4 本课题的目的和意义 6

第二章 材料与方法 8

2.1 实验试剂 8

2.2实验仪器 8

2.3实验步骤 8

2.3.1 培养基的配制 8

2.3.2 土样的处理 8

2.3.3 菌种的接种与培养 8

第三章 结果与讨论 11

3.1 菌种B1样品液相色谱图 11

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

1.1绿色化学的概述

1.1.1 绿色化学的背景

随着科学技术的进步，化学工业获得飞速发展的同时，也对自然环境和人类的生活环境造成了不可忽视的影响。传统化工业每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，引起的污染不仅对环境造成了巨大的破坏，更成为了人类生存的严峻威胁。因此，人们开始寻找一个对环境更加友好，可持续发展的的化学工业发展的途径。

绿色化学一词由美国提出，基本思想是减少污染和合理利用资源。起初，在1984年由美国环保局（EPA）提出了“废物最小化”的概念，这个概念便是绿色化学的雏形。但是，“废物最小化”尚且不能完全涵盖绿色化学的全部理念，而仅仅包括了废物排放的部分，并不重视绿色生产过程。在1989年，EPA再次提出“污染预防”，这个名词首次提出要减少有害物质的使用和合理利用资源。1990年绿色化学的概念正式被提出，成为EPA的口号。此后，绿色化学在全世界范围内被推广和采纳。绿色化学是一门交叉学科，它的基础是化学，但不仅仅是化学，更包含化工业，涉及学科和领域十分广泛，且一直在不断的发展变化，以期更加适应实际应用。

1.1.2绿色化学的内涵

绿色化学的主要特点有以下四条：

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