随着化石燃料资源的消耗和人们对环境破坏的日益关注,寻求新的可再生原料和可持续发展能源的动力越来越大。除了化石燃料,生物质能是唯一广泛可用的碳源。羟甲基糠醛(HMF)是由生物质转化制备的且具有广泛应用的平台化合物。HMF分为4-HMF和5-HMF。5-HMF可制备2,5-呋喃二甲醛(DFF)、5-羟甲基糠酸(HMFCA)、2,5-呋喃甲酸(FDCA)和2,5-二甲基呋喃(DMF)。4-HMF可制备2,4-呋喃二甲醇和2,4-二甲基呋喃(2,4-DMF),也可以应用于合成斑蝥素。特别重要的是4-HMF和5-HMF是呋喃基聚酯合成的重要前驱化合物。本文以磺化聚苯硫醚微孔膜为催化剂,催化果糖脱水制备5-HMF,考察了反应温度、反应时间、磺化度、催化剂用量、不同形态磺化聚苯硫醚(SPPS)对5-HMF产率的影响。发现磺化度为14.7%的磺化聚苯硫醚膜在90℃ 50 min,5-HMF产率可以达到100%。尤其重要的是,即使在提高反应温度和延长反应时间的情况下,也没有检测到HMF的水解。此外,磺化聚苯硫醚膜重复使用4次,其活性无明显降低。其次,提出利用金属盐和固体酸为协同催化剂,将1,3-二羟丙酮(DHA)利用“一锅法”转化为4-HMF的新工艺。研究了反应温度、反应时间、溶剂和催化剂用量对反应的影响,确定了最适合的反应条件。在最佳反应条件下,HMF的收率最高达96.7%,4-HMF和5-HMF的收率分别达到85.4%和11.3%。提出金属盐催化1,3-二羟丙酮羟醛缩合和缩合物脱水的催化反应机理。