由于化石燃料的枯竭和气候变化,利用可再生原料生产生物燃料已经成为一个重要的研究领域。甲壳素作为未来生物厂的原料,每年能够从全球捕鱼业产生的甲壳类废弃物中获得,它的开发利用将为化工生产业务带来重大的经济效益和环境效益,并且它能够确保化学产业将会有一个可持续的未来。甲壳素是一种重复N-乙酰葡萄糖胺(NAG)单元的不分枝聚合物,含氮量为7wt%,是一种极具潜力的生物可再生含氮化学品。壳聚糖,聚阳离子生物聚合物,是甲壳素的脱乙酰化形式。3-乙酰氨基-5-乙酰基呋喃(3A5AF)是一种小分子,可以从甲壳素中直接得到,也可以从NAG中直接得到。3A5AF在生物降解产物中是独一无二的,因为它保留了甲壳素中存在的有价值的、生物固定氮。5-羟甲基糠醛(5-HMF)也是可以从甲壳素或者壳聚糖中提取的平台化合物之一,是一种生物衍生的平台分子,是制造高附加值化学品(从聚酯原料到生物燃料)的理想原料,在燃料和材料的合成方面具有很高的潜力和通用性。在这项工作中,我们展示了利用生物碱催化剂,有效地将NAG转化为增值化合物3A5AF。以廉价、无毒的季铵盐氯化胆碱(Ch Cl)为催化剂,在硼酸存在以及在温和反应的条件下,3A5AF的收率可达57%。我们通过进一步证明,当HCl作为添加剂时,10分钟内3A5AF收率可提高到65%,并对3A5AF产物的快速生成动力学进行了研究。据我们所知,这是迄今为止报道的NAG到3A5AF的最高转化率。此外,我们还发现了另一种可再生、可持续的甜菜碱基离子液体催化剂。其中,制备的甜菜碱基盐酸(B-Cl)可以促进NAG转化为3A5AF,收率为58%;制备的甜菜碱基-硫酸(B-S)可以促进壳聚糖转化为5-HMF,收率为40%。我们的研究不仅提出了可持续的催化剂,而且为以NAG为原料高效生产3A5AF以及以壳聚糖为原料高效生产5-HMF提供了绿色的工艺流程。