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在当今全球化石燃料短缺的背景下,将可再生的生物质转化为精细化学品和燃料对支撑可持续发展具有重要意义。5-羟甲基糠醛（5-HMF）是一种生物基多用途平台化合物,在精细化学品、交通燃料、医药和高分子材料等众多领域具有广阔的运用前景。利用储量丰富的生物质制5-HMF备受人们的关注。生物质的主要组成部分是木质纤维素,它主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成。当前,虽然采用果糖、葡萄糖以及他们相应的多聚体制5-HMF已取得了诸多进展,但目前关于半纤维素类物质如何转化为5-HMF报道较少。开发半纤维素中六碳糖组分的转化技术将对半纤维素甚至天然木质纤维素的应用具有重要意义。甘露糖是半纤维素中一种主要的六碳糖单元,但采用甘露糖制5-HMF却鲜有研究。本文主要以金属氯化物、无机酸、金属氯化物-无机酸、负载金属MCM-41为催化剂,研究催化剂种类、催化剂用量、水含量、原料用量、反应温度、反应时间等因素对单糖转化为5-HMF的影响,考察甘露糖及其异构体酮糖转化和5-HMF形成机理,为实现甘露糖的高效转化利用提供重要信息参考。主要研究内容如下:以金属盐和无机酸为催化剂,DMSO为溶剂,研究甘露糖脱水转化制5-HMF的反应。研究发现,在所用的金属盐催化剂中,AlCl3·6H2O展现出较好的催化活性,在130°C反应30 min,甘露糖的转化率和5-HMF的收率分别为84%和52%。通过利用模型化合物进行对比控制实验,获得了解释反应机理的相关信息。以金属盐为催化剂,以P2O5为共催化剂,研究了DMSO中果糖脱水转化制5-HMF。研究发现,在较低的温度条件下（80°C）,P2O5/金属盐的混合催化剂能够有效催化果糖转化为5-HMF。以P2O5和NiCl2·6H2O作为催化剂为例,果糖在80°C条件下反应30 min,果糖转化率为88%,5-HMF的收率和选择性分别为75%和85%。本文对多相催化剂催化糖类转化制5-HMF也进行了详细研究。首先采用水热反应法合成了介孔分子筛MCM-41。采用浸渍法制备负载Cr、Al、Sn的MCM-41催化剂。通过X-射线衍射分析（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜-X射线电子能谱（TEM-EDX）、N2-吸附脱附、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）、吡啶原位傅立叶变换红外光谱（Pyridine FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线荧光光谱（XRF）对其结构、物理化学性质进行了相应的表征,并将其用于甘露糖催化转化制5-HMF的反应中。研究发现,负载锡的催化剂Sn/MCM-41具有较好的催化活性。采用Sn/MCM-41为催化剂,DMSO为溶剂,甘露糖在150°C下反应60 min,甘露糖转化率为88%,5-HMF的收率为45%,且催化剂可连续使用8次仍能保持较好的催化活性。