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chl5063

木虫 (著名写手)

流浪在小木虫

[交流] 《科学》:新催化工艺加快葡萄糖替代石油步伐

人们一直梦寐以求利用生物质能取代石油来制备化学制品、塑胶和燃料。科学家最近开发出了利用葡萄糖制备塑胶等石油化工产品的新方法,使人类向着这一目标又迈近了一步。相关论文发表在6月15日的《科学》杂志上。
葡萄糖是植物光合作用的主要产物之一,是人类等许多生物的能量之源。葡萄糖在自然界中广泛存在,因此是科学家青睐的石油替代物质。然而,迄今为止,利用合适的催化剂将葡萄糖转变为可利用的形式仍然是一个难题。
在最新的研究中,来自美国能源部西北太平洋国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory,简称PNNL)的科学家找到了一种新的催化工艺,能够直接将糖类转换成某些石油产物的替代来源。
论文高级作者、PNNL化学家Z. Conrad Zhang和同事尝试了多种金属催化剂,结果发现,离子液体(ionic liquid)催化剂能够有效地将葡萄糖等糖类转化成羟甲基糠醛(HMF),它被认为石油化学中最有前途的代用品,能够容易地转化为多种化学制品和塑胶。Zhang说,“葡萄糖能够直接从纤维素和淀粉得到,它是自然界最充足的碳水化合物材料。而由果糖和葡萄糖产生的HMF是一个‘万能’的平台,它能够制造数百种其他化学物品。”
Zhang和同事通过实验证实,金属二氯化物形成的离子液体能够将70%的葡萄糖和接近90%的果糖转化为HMF,仅仅残余微量的酸性杂质。而实验的96种此类催化剂中,二氯化铬离子液体的催化效果最好,所产生的杂质也最少,同时这种反应需要的温度也很低,只要100摄氏度左右。
尽管精确的转化过程还是一个谜团,但Zhang推测,离子液体催化剂能够促使糖类分子键打开,实现了H(氢)与 OH(氢氧根)的变旋作(mutarotation),从而变成新的结构。
新的研究成果有望成为生物质能(树木、秸秆、海藻等)转化为化学制品、塑胶和燃料的基础。Zhang 的下一步工作是要改进离子溶剂与金属卤化物化合物,看看是否能够增加葡萄糖的 HMF 产量,并同时减少分离、纯化的成本。Zhang表示,“这是一个很有挑战性的目标,我们的研究结果指明了一种潜在的HMF制备工艺。因为还有一些改进和优化的步骤,实现大规模的产业化可能还需要几年的时间。”


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英文文摘补充
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/316/5831/1597
引用回帖:
Science 15 June 2007:
Vol. 316. no. 5831, pp. 1597 - 1600
DOI: 10.1126/science.1141199
Prev | Table of Contents | Next  

Reports
Metal Chlorides in Ionic Liquid Solvents Convert Sugars to 5-Hydroxymethylfurfural
Haibo Zhao, Johnathan E. Holladay, Heather Brown, Z. Conrad Zhang*
Replacing petroleum feedstocks by biomass requires efficient methods to convert carbohydrates to a variety of chemical compounds. We report the catalytic conversion of sugars giving high yield to 5-hydroxymethylfurfural (HMF), a versatile intermediate. Metal halides in 1-alkyl-3-methylimidazolium chloride are catalysts, among which chromium (II) chloride is found to be uniquely effective, leading to the conversion of glucose to HMF with a yield near 70%. A wide range of metal halides is found to catalyze the conversion of fructose to HMF. Only a negligible amount of levulinic acid is formed in these reactions.

Institute for Interfacial Catalysis, Pacific Northwest National Laboratory, Post Office Box 999, Richland, WA 99352, USA.

相关英文报道
http://www.pnl.gov/news/release.asp?id=255

全文地址链接
http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/316/5831/1597.pdf

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全文在下面7楼,讨论之

[ Last edited by berlin on 2007-6-23 at 00:26 ]
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berlin

荣誉版主 (职业作家)

优秀版主优秀区长

这个消息,大家不感兴趣???谁能帮我下载一下这个全文,感谢,我想看看

英文文摘补充
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/316/5831/1597
引用回帖:
Science 15 June 2007:
Vol. 316. no. 5831, pp. 1597 - 1600
DOI: 10.1126/science.1141199
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Reports
Metal Chlorides in Ionic Liquid Solvents Convert Sugars to 5-Hydroxymethylfurfural
Haibo Zhao, Johnathan E. Holladay, Heather Brown, Z. Conrad Zhang*
Replacing petroleum feedstocks by biomass requires efficient methods to convert carbohydrates to a variety of chemical compounds. We report the catalytic conversion of sugars giving high yield to 5-hydroxymethylfurfural (HMF), a versatile intermediate. Metal halides in 1-alkyl-3-methylimidazolium chloride are catalysts, among which chromium (II) chloride is found to be uniquely effective, leading to the conversion of glucose to HMF with a yield near 70%. A wide range of metal halides is found to catalyze the conversion of fructose to HMF. Only a negligible amount of levulinic acid is formed in these reactions.

Institute for Interfacial Catalysis, Pacific Northwest National Laboratory, Post Office Box 999, Richland, WA 99352, USA.

相关英文报道
http://www.pnl.gov/news/release.asp?id=255

全文地址链接
http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/316/5831/1597.pdf

[ Last edited by berlin on 2007-6-22 at 14:23 ]
让我与你握别-再轻轻抽出我的手-知道思念从此生根...年华从此停顿-热泪在心中汇成河流-是那万般无奈的凝视...就把祝福别在襟上吧-而明日-明日又隔天涯
4楼2007-06-22 14:21:16
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musf

至尊木虫 (著名写手)

方向

一个很好的方向!将生物质化工又向上提升了一个台阶!
2楼2007-06-19 20:46:58
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)

我已经下载了,谁想要!我可以传给你!
5楼2007-06-22 16:42:36
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刘剑

木虫 (著名写手)

我有!
希望大家多多讨论!多多利用!
一生学习,学习一生!
6楼2007-06-22 16:50:45
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