我们提出了一种从可再生的非食用木质纤维素生物质中合成C5糖（木糖和阿拉伯糖）的方案。即，黄麻）在含有 Br 的情况下ø水作为溶剂，使用布朗斯特酸性离子液体（BAILs）作为催化剂。与传统的无机酸催化剂（H2SO4 和 HCl）。
方法文章
我们提出了一种从可再生的非食用木质纤维素生物质中合成C5糖（木糖和阿拉伯糖）的方案。即，黄麻）在含有 Br 的情况下ø水作为溶剂，使用布朗斯特酸性离子液体（BAILs）作为催化剂。与传统的无机酸催化剂（H2SO4 和 HCl）。
近年来，由于离子液体（ILs）具有热稳定性高、蒸气压低、不易燃、比热容大以及可调节的溶解性和酸性等显著特性，已被用于将生物质转化为高附加值化学品。本文展示了一种利用催化量的布朗斯特酸性离子液体——硫酸氢 1-甲基-3-(3-磺丙基)咪唑𬭩（Brønsted acidic 1-methyl-3-(3-sulfopropyl)-imidazolium hydrogen sulfate IL），通过一锅法从黄麻生物质中的戊聚糖制备 C5 糖（木糖和阿拉伯糖）的方法。该酸性离子液体在实验室中合成，并通过核磁共振（NMR）光谱技术进行表征以确认其纯度。测定了该布朗斯特酸性离子液体（BAIL）的多种性质，如酸强度、热稳定性和水热稳定性，结果表明该催化剂在较高温度下（250 °C）仍保持稳定，并具有很强的酸性（Ho 1.57）。该酸性离子液体可将超过 90% 的戊聚糖转化为糖类和糠醛。因此，本研究提出的方法也可用于测定其他类型木质纤维素生物质中戊聚糖的含量。
生物质作为一种可再生能源和化学品来源具有巨大潜力，因为它具有可持续性、成本低廉且分布均衡的特点，与化石资源不同，这使其成为替代化石原料的候选资源之一。据估计，木质纤维素生物质的年产量可达1460亿吨1木质纤维素生物质主要由木质素、纤维素和半纤维素这三种主要成分组成。木质素是由苯基丙烷单元构成的芳香族聚合物；而纤维素和半纤维素则是木质纤维素生物质中的多糖部分。纤维素由通过β(1→4)糖苷键连接的葡萄糖单元组成，而半纤维素则由C5糖、C6糖和糖酸通过β(1→4)、β(1→3)和β(1→6)糖苷键连接而成。2,3以及各种木质纤维素生物质（甘蔗渣、稻壳、小麦秸秆） 等等.)，黄麻木质纤维素生物质的产量也非常巨大（约 98%（2014年）的黄麻产量，印度的产量为1.96 x 106 1.34 × 10 百万吨黄麻生物质，而孟加拉国生产6 与全球黄麻生物量总产量（3.39 × 10⁶ 公吨黄麻生物量）相比6 2014年的百万吨数4. 利用这种不可食用的生物质不会与粮食需求产生冲突，因此将其作为原料用于合成多种高附加值化学品（木糖、阿拉伯糖、糠醛、5-羟甲基糠醛（HMF））具有重要意义。 等等。）。根据美国能源部的数....
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本研究中使用的多种化学试剂具有毒性和致癌性。在进行离子液体合成和生物质处理时，请务必采取所有适当的安全防护措施。
1. 酸性离子液体的制备
2. Hammett 酸度（<....
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从生物质中回收的戊聚糖和木质素的确切含量取决于木质纤维素生物质的类型。来自不同地区的相似类型的木质纤维素生物质可能含有不同浓度的戊聚糖和木质素。本研究中使用的黄麻生物质含有20 wt% 戊聚糖和14 wt% 木质素。
图1 显示了矿物酸（H2SO4 以及 HCl）和酸性离子液体用于将黄麻生物质转化为 C5 糖。反应在水中进行，温度为 160 °C，反应时间为 1 小时，所用酸催化剂的酸量保持相同（即，1.59 mmol 的 H+）。非酸性离子液体和酸性离子液体的摩尔浓度相近（0.79 mmol）。催化活性还与一种不含任何布朗斯特酸性的离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑氯化物）进行了比较。
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使用多种均相Brønsted酸催化剂（如H）演示了黄麻生物质中戊聚糖转化为C5单糖的过程2SO4，HCl 和酸性离子液体。此外，将酸性离子液体的催化效果与非酸性离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑氯化物）进行了比较。所有反应均在 Parr 高压反应釜中于 160 °C 的水相条件下进行。与本研究中使用的均相酸（无机酸 H2SO4 以及 HCl）。结果表明，酸性离子液体的C5糖产率较高（76%），而无机酸的产率较低（HCl 为49%，H2SO4 57% 的木糖产率）用于戊聚糖转化为糖。矿物酸催化剂和酸性离子液体（IL）使用的酸量相近（1.59 mmol H⁺）+以避免因催化剂酸性不同而产生的影响。使用非酸性离子液体（IL）且不添加催化剂进行反应时，C5糖的产率极低。这表明，与无机酸相比，酸性离子液体是戊聚糖转化为单糖更有效的催化剂。此外，离子液体的酸性对此反应至关重要，因为相同类型的非酸性离子液体在该反应中无催化活性。
酸性离子液体也可.......
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我们没有需要披露的内容。
我们感谢中国台湾科技部（MOST）（项目编号：104-2628-E-002-008-MY3；105-2218-E-155-007；105-2221-E-002-003-MY3；105-2221-E-002-227-MY3；105-2622-E-155-003-CC2）以及国立台湾大学顶尖大学计划（项目编号：105R7706）提供的经费支持。本研究部分经费来自世界银行通过高等教育质量提升计划（HEQEP）子项目提供的资助（完整提案编号：2071）。本研究还部分获得伍伦贡大学AIIM中心（Gold资助）的支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 1-甲基咪唑 | Sigma Aldrich | M50834 | |
| 1,3-丙烷磺酸内酯 | Sigma Aldrich | P50706 | 对湿气敏感 |
| 对硝基苯胺 | Sigma Aldrich | 185310 | |
| 甲苯 | J. T. Baker | 9460-03 | |
| 硫酸 | Honeywell-Fluka | 30743 | 强腐蚀性 |
| 盐酸 | Honeywell-Fluka | 30719 | 强腐蚀性 |
| 1-丁基-3-甲基咪唑氯化物 | Sigma Aldrich | 900856 | 强吸湿性 |
| D(+)-木糖 | Acros Organics | 141001000 | |
| L(+)-阿拉伯糖 | Acros Organics | 104981000 | |
| 紫外分光光度计 | JASCO | V-670 | |
| 帕尔反应釜 | Parr USA | Seriese 4560 | |
| 帕尔反应釜控制器 | Parr USA | Seriese 4848 | |
| 高效液相色谱（HPLC） | JASCO | Seriese LC-2000 | |
| 数字加热磁力搅拌器 | Thermo Scientific | SP142020-33Q Cimarec | |
| 高温烘箱炉 | Thermal Scientific | FB1400 Thermolyne blast oven furnace |
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