【文献解读】Green Energy & Environment：2,5-二甲酰基呋喃-合成与应用

由于化石资源的日益减少，利用可再生生物质原料合成精细化学品和高值燃料已日益引起人们的广泛关注。随着研究的不断深入，许多高附加值的呋喃衍生物，如5-羟甲基糠醛(HMF)、2,5-二甲酰基呋喃(DFF)和2,5-呋喃二甲酸，已经可以成功地从碳水化合物中生产出来。其中DFF作为HMF的氧化产物，是一种及其重要的平台化合物，可用于有机合成和功能高分子的制备。

DFF的合成路线

从碳水化合物到DFF的制备可以分为两种方法，即经过HMF中间体的两步法和一步直接合成法。两步法中，HMF中间体的生产时必不可少的；由于碳水化合物到HMF的反应路径和催化体系已经研究的比较成熟，因此很多催化体系都是基于这一反应进行改进。通过增加催化体系的氧化性，将产生的HMF进一步氧化得到DFF。目前所报道的催化体系包括V₂O₅或其它钒的金属盐，锰基，钼基催化剂和负载型钌基催化剂等。

一步法中，碳水化合物转化得到HMF之后不经分离便立即转化为DFF，这就需要催化体系即表现出酸性促进碳水化合物的脱水反应又表现出氧化性是HMF立即氧化得到DFF。目前，关于DFF一步法直接从碳水化合物合成的催化体系也已经有很多报道，这其中包括HPMoV，H₂SO₄/VSi-Beta等都取得了80%以上的DFF产率，表现出了很好的应用前景。

DFF的应用

DFF由于其丰富的官能团，可以被用来合成很多精细化学品。下图总结了目前所报道的可由DFF合成的各类精细化学品。

由于DFF分子包含对称的两个醛基，这一结构特性也使得它成为良好的高分子中间体和合成表面活性剂的良好原料。

结论

本文作者总结了DFF从碳水化合物为原料的合成路线和催化体系，并对DFF在精细化学品，高分子及其它功能材料领域的应用做了详细的总结。

展望

DFF虽然可以由碳水化合物合成，但大部分体系还是从较为昂贵的果糖为原料。如果能够利用更为廉价的葡萄糖代替果糖，则可以进一步降低体系的成本，展现更好的应用价值。

DFF的利用目前还只是停留在实验室阶段。虽然各种精细化学品和功能材料的合成路线已经被报道出来，但是离工业应用还有很大的距离。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025720300868#tbl1

Dai, Jinhang. “Synthesis of 2,5-Diformylfuran from Renewable Carbohydrates and Its Applications: A Review.” Green Energy & Environment, 2020. DOI: 10.1016/j.gee.2020.06.013

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