近日，安徽理工大学教师李兴龙聚焦于从碳水化合物一锅法合成重要呋喃基材料单体2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的技术难题，系统地总结了近年来从碳水化合物（如果糖、葡萄糖、多糖和醛糖酸等）直接合成FDCA的最新进展，相关成果以综述形式发表于可持续化学与工程领域的国际知名期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上。

随着全球对可持续发展的关注度不断提高，利用生物质资源制备高值化学品成为研究热点。FDCA作为一种关键的生物质平台分子，在食品包装、电子、汽车制造和纺织等领域有着广泛的应用前景。然而，目前FDCA的生产主要依赖高纯度的5-羟甲基糠醛（HMF），但HMF对pH、光、热和氧气敏感，难以纯化且成本高昂，这严重制约了FDCA的大规模生产和应用。

在此背景下，李兴龙团队全面梳理并深入分析了近年来从碳水化合物（如果糖、葡萄糖、多糖和醛糖酸等）直接合成 FDCA 的研究进展。在该综述中，团队详细阐述了多种催化体系，对涉及 HMF、2,5 - 二甲基呋喃（DFF）等关键中间体的反应机制和路径进行了深度解析。研究发现，各类催化体系在展现独特优势的同时，也存在相应的局限。例如，部分金属催化剂虽在氧化过程中催化活性突出，但面临金属浸出和残留的困扰；一些绿色溶剂体系虽具备良好的溶解性与反应兼容性，却在产物分离环节存在难题。

针对上述问题，团队在综述中提出了系统的解决方案和未来研究方向。在催化剂研发层面，建议采用金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）等稳定性更高的材料，有效降低金属浸出风险；探索金属-无催化剂和酶催化组合系统，为解决材料金属污染问题提供创新思路。在反应过程优化方面，着重强调减少胡敏素生成的重要性，因其在脱水和氧化过程中对 FDCA 的产率和纯度影响显著。同时，团队对溶剂系统展开深入探讨，倡导使用更环保、易回收的溶剂，以降低生产成本并减轻环境负担。

该综述文章不仅为 FDCA 合成研究提供了系统的理论支撑，还为生物质资源的高效利用和绿色化学工程的发展提供了极具价值的理论参考。未来，团队将依据此次综述成果，进一步深入研究，持续优化反应条件，致力于开发更为高效、绿色的催化体系，为实现 FDCA 的大规模绿色生产筑牢理论根基。

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相关成果以“Recent Advances in Direct Synthesis of 2,5-Furandicarboxylic Acid from Carbohydrates”为题发表在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》期刊上，论文第一作者为安徽理工大学碳中和科学与工程学院教师李兴龙。

论文网址：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.4c09659?ref=PDF