元素百科介绍中国科学院大连化学院酸催化生物质化合物反应中溶剂效应研究的新进展。近日，中国科学院大连化学研究所研究员张宗超带领生物质转化技术研究团队与威斯康星大学教授团队合作，在酸催化生物质化合物反应中的溶剂效应研究方面取得了新进展。相关文章发表在《能源与环境科学》上。
除了光、风、核、地热能外，人类未来的发展还需要可持续的清洁碳资源。生物质资源丰富，分布广泛，可再生，价格低廉，具有替代化石资源的巨大潜力。酸催化反应在生物质转化利用领域占有主要地位，包括原木纤维素预处理、纤维素和半纤维素酸水解到糖化合物、酸催化糖化合物脱水到生物质基平台化合物。酸催化系统中的溶剂组成直接影响催化反应的活性、产物收率、理想产物的稳定性和产物分离率。
在混合溶剂-极性非质子溶剂/水中，B酸催化的7种生物质模型化合物转化反应中，研究团队具有溶剂效应。溶剂效应主要体现在两个过程中：质子从主体迁移到反应物，以及碳正离子过渡的形成。结合经典的分子动力学模拟，研究人员建立了多因素相关模型的预测反应速率常数，从有效羟基比、有机溶剂在底物局部环境和本体环境中的分布、底物分子与水形成的氢键强度等方面进行了分析，理论预测结果与实验得到的反应速率常数一致。
本工作对理解酸催化反应系统中的溶剂效应具有重要意义，有望为生物质酸预处理、纤维素、半纤维素酸水解糖等重要转化过程提供选择溶剂的指导方法。
