乙酰丙酸生物质基平台分子的催化反应研究进展

王京拓，张明慧，2

（1. 南开大学 化学学院，天津 300071；2. 喀什大学 化学与环境科学学院 新疆 喀什 844006）

乙酰丙酸生物质基平台分子的催化反应研究进展

王京拓1，张明慧1，2

（1. 南开大学 化学学院，天津 300071；2. 喀什大学 化学与环境科学学院 新疆 喀什 844006）

由纤维素水解可制备乙酸丙酸，乙酸丙酸可通过加氢、酯化、缩合、氧化、脱氧等反应得到众多的化学中间体和生物燃料，是一种可制备生物质能源的、可再生的生物质基平台分子。介绍了制备乙酰丙酸的催化剂及制备方法，综述了乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的催化剂，分析了乙酰丙酸转化为生物燃料的研究现状。对乙酰丙酸作为生物燃料的中间体替代化石燃料的应用前景进行了展望。

纤维素；乙酰丙酸；生物质；催化；生物燃料

目前，相比于日益枯竭的化石能源，生物质能源因其具有可再生和低污染的特点而显现出巨大的发展潜力。将生物质原料转化为燃料是能源领域的新热门方向。2004年美国能源部发表了一份报告，提出乙酰丙酸可作为生物质能源研究的平台分子［1］。

本文对生物质基平台分子乙酰丙酸的性能进行了概述，介绍了制备乙酰丙酸的催化剂及制备方法，综述了乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的催化剂，分析了乙酰丙酸转化为生物燃料的研究现状。

1 乙酰丙酸概况

乙酰丙酸俗名果酮酸，IUPAC命名4-氧代戊酸，为白色晶体，可溶于水和极性溶剂中，是一种有价值的生物质平台分子［2］。乙酰丙酸平台分子可制备的化学品和燃料见图1。从图1可看出，利用乙酰丙酸可得到燃料（5-壬酮）、溶剂（γ-戊内酯、四氢呋喃）、食物香料（2-甲基四氢呋喃、乙酸乙酰丙酯、α-当归内酯）、树脂（丙烯酸）、聚合物（尼龙66）、除草剂（δ-氨基乙酰丙酸）、药物（5-溴乙酰丙酸）、抗冻剂（乙酰丙酸钠）、增塑剂（1，4-丁二醇、1，4-戊二醇）及其他添加剂（如琥珀酸）。

图1 乙酰丙酸平台分子可制备的化学品和燃料Fig.1 Levulinic acid as a platform compound for other chemical products and fuels.

乙酰丙酸可由木制纤维素转化而来。木质纤维素分为纤维素、半纤维素和木质素。不同的木制纤维素制备乙酰丙酸的路径不同。纤维素和六碳糖组成的半纤维素可经酸催化转化为羟甲基糖醛（HMF），五碳糖组成的半纤维素经催化转化为糠醛。HMF和糠醛均可继续转化为乙酰丙酸和甲酸［3］。利用乙酰丙酸制备的生物燃料可成为化石燃料的替代品。

2 乙酰丙酸的制备

纤维素两步转化为乙酰丙酸主要途经葡萄糖和HMF中间体，HMF在稀酸溶液中催化转化为乙酰丙酸和甲酸，生成的甲酸继续促进乙酰丙酸的生成，故该反应为自催化反应［4］。

2.1 生物质纤维素到乙酰丙酸

最早报道的文献中，乙酰丙酸由葡萄糖水溶液经浓盐酸处理得到［5］。目前纤维素转化为乙酰丙酸主要使用酸催化剂，包括无机酸（如H2SO4）、金属氯化物（如AlCl3）、多相催化剂（如分子筛、高分子固体酸、磺化碳材料及金属氧化物负载的H2SO4等）及离子液体等，其催化反应历程［6］见图2。

图2 木质纤维素转化为乙酰丙酸的催化反应历程Fig.2 Production of levulinic acid from lignocelluloses.

2.1.1 无机酸

常用的无机酸催化剂为H2SO4、盐酸或磷酸等。反应前使用酸预处理，打开部分氢键以破坏纤维素结晶度、增大纤维素溶解性，从而有利于纤维素转化［7］。不同无机酸的催化效果不同。相同条件下相同浓度的磷酸和盐酸对纤维素的转化率分别为48.2%和59.1%［8］。盐酸的转化率和选择性稍好，且氯化氢与体系分离简单，不会产生含酸废液，降低了乙酰丙酸进一步转化时对催化剂耐酸性能的要求。SO2溶于热水形成的亚硫酸也可作为酸性催化剂。SO2既可溶于水生成亚硫酸，进而电离提供氢离子，又可作为Lewis试剂破坏纤维素氢键，反应后还可与反应体系分离，避免生成酸性废液［9］。但因氯化氢和SO2易挥发会引发大气污染，所以研究者考虑使用非挥发性强酸催化剂。磷酸相比盐酸的转化率和选择性略低，而H2SO4与盐酸相仿，因此工业上常采用H2SO4催化剂。

2.1.2 金属氯化物

过渡金属氯化物，尤其是AlCl3，ZnCl2，CrCl3，FeCl3作为催化剂用于纤维素转化为乙酰丙酸反应时均表现出较高的催化活性［10］。在200 ℃下，ZnCl2有助于纤维素分解为葡萄糖，但乙酰丙酸收率低［11］。在200 ℃、反应物含量50%（w）、催化剂浓度0.02 mol/L、反应3 h条件下，CrCl3催化生成乙酰丙酸的最高转化率为67%，相比其他金属氯化物，CrCl3在反应中的用量更少，且反应后铬以氧化物形式存在，易于分离［10］。AlCl3有助于玉米纤维素水解为木糖［12］。进一步研究发现，在过渡金属氯化物催化体系中加入助剂NaCl，既有助于纤维素的溶解，又可抑制副产物乳酸的形成，提高乙酰丙酸和甲酸的选择性（90%）。同时由于NaCl的盐效应，有助于反应后产物与溶剂体系的分离［13］。金属氯化物作为L酸，为纤维素转化为乙酰丙酸反应提供了另一种选择。NaCl和KCl等碱金属、碱土金属盐可作为L酸催化剂的助剂用于催化反应中以提高反应活性及乙酰丙酸选择性。

2.1.3 多相催化剂

针对均相酸催化剂易造成环境污染、难以分离的缺点，研究者对多相催化剂进行了研究。高分子化合物磺化改性得到含磺酸的聚合物，在反应过程中可提供强酸活性位，反应后又可通过过滤进行分离，避免了酸废液的污染问题。含磺酸的聚合物包括全氟磺酸［14-15］、磺酸化聚（亚芳基羟吲哚）［16］和磺酸苯乙烯树脂［17-19］等。全氟磺酸催化剂的套用回收效果好，但比表面积小，价格昂贵，乙酰丙酸收率低（＜10%）［14］。但有研究者发现，加入25%（w）NaCl有助于提高全氟磺酸催化转化纤维素的转化率和乙酰丙酸收率［15］。磺酸化氯甲基聚苯乙烯树脂中的氯原子可与纤维素形成氢键，显著降低纤维素的水解活化能，磺酸基团的协同作用使该催化剂的乙酰丙酸收率达到65.85%［17］。磺酸树脂Amberlyst 70催化剂在90%（w）γ-戊内酯水溶液中的乙酰丙酸收率可达69%，使用后的催化剂活性因积碳而下降，但经过氧化氢处理后催化剂活性可再生，且在此催化体系中引入钌基加氢催化剂后，纤维素可一步转化为γ-戊内酯。该体系的反应步骤简化，易于实际应用［18］。在阳离子交换树脂Fe-Dowex 50固体催化体系中引入5%（w）NaCl后，乙酰丙酸收率由5.5%提高至33%，因为该催化体系中存在协同作用：NaCl有助于破坏纤维素氢键，阳离子交换树脂上的L酸位点有助于分解纤维素，Fe离子有助于纤维素转化为乙酰丙酸［19］。

除磺酸化固体催化剂外，还有其他多相酸催化剂。如Al修饰的介孔磷酸铌催化剂，催化剂的B酸和L酸位点均可影响纤维素转化为乙酰丙酸，Al的掺杂可提高催化剂的酸强度，当B酸与L酸位点的摩尔比为1.2∶1时，乙酰丙酸的选择性和收率最高［20］。

2.1.4 离子液体

离子液体作为一种绿色溶剂，具有蒸汽压低、不易挥发、溶解性强的特点，反应后可通过有机溶剂萃取将催化剂从反应体系中分离。离子液体用于纤维素催化转化的报道较多。纤维素溶于离子液体形成均相反应体系［21］，反应条件温和。在水-甲基异丁基醇体系中，杂多酸［MIMPSH］nH3-nPW12O40，（n=1， 2，3；MIMPSH为甲基咪唑丙磺酸）催化剂可一步将纤维素转化为乙酰丙酸。

对于纤维素转化为乙酰丙酸，B酸（无机酸、磺化固体酸等）和L酸（金属氯化物等）均可作为催化剂。无机酸价格便宜、催化活性高，但后处理困难、易污染、难分离。固体酸可解决均相无机酸的以上问题，但还需合理设计固体酸催化剂（如借鉴天然水解酶）的结构使反应物易于达到活性位。同时需在增强酸强度、提高超强酸稳定性、降低固体酸成本等方面进行研究。适当引入助剂（如碱金属氯化物等）调配B酸与L酸位点摩尔比也有助于纤维素转为乙酰丙酸。

2.2 一步法

利用纤维素制备乙酰丙酸主要存在以下问题：1）乙酰丙酸必须与无机酸分离，回收酸催化剂，避免酸对后续反应的影响；2）乙酰丙酸的纯化成本高。通常使用的溶剂（如水）的沸点比乙酰丙酸低，需要先蒸出溶剂，因此生产成本高。

基于以上问题，最近有研究者提出了以烷基酚为溶剂萃取分离乙酰丙酸及其产物γ-戊内酯［22］。烷基酚可选择性地从水溶液中提取乙酰丙酸。此外，γ-戊内酯在烷基酚中的分配系数较水高，有利于乙酰丙酸进一步转化。基于烷基酚的思路，γ-戊内酯也可替代烷基酚用于纤维素一步转化为γ-戊内酯，且γ-戊内酯收率较高［18］。一步法简单方便，易于产物分离。木质纤维素一步转化为γ-戊内酯的反应机理见式（1）。

3 乙酰丙酸转化为γ-戊内酯

乙酰丙酸转化为γ-戊内酯需经过加氢脱水成环步骤，因此需使用加氢催化剂。

3.1 Ru基催化剂

Ru基催化剂为乙酰丙酸转化为γ-戊内酯时常用的加氢催化剂［23-29］。虽然Ru在气相反应中的催化加氢活性不及Pd和Pt，但根据密度泛函理论计算，水会增强其加氢活性［30］。这是由于水的氢键可显著降低反应活化能，提高Ru催化剂的反应活性。在相同条件下，与Pd/C、雷尼Ni、漆源Ni相比，Ru/C催化剂的活性最高。在130 ℃、氢气压力1.2 MPa、催化剂用量为乙酰丙酸的5%（w）、甲醇为溶剂的条件下，Ru/C催化剂上乙酰丙酸的转化率为92%，γ-戊内酯的选择性高达99%［23］。不同载体负载的Ru基催化剂中，Ru/C催化剂上的金属分散度比Ru/Al2O3催化剂高，因此γ-戊内酯的收率更高［31］。另外乙酰丙酸加氢反应对活性中心Ru是结构敏感反应，Ru金属颗粒粒径为1.5 nm时催化活性最高。

氢气常作为乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的氢源，但也有研究者采用甲酸为氢源。甲酸是纤维素制备乙酸丙酸的副产物，甲酸分解后可产生氢气。甲酸为氢源可有效利用纤维素中的氢，同时不需将甲酸和乙酰丙酸进行分离，从而使纤维素可一步生成γ-戊内酯。在以三氟乙酸为酸性催化剂一步转化果糖为γ-戊内酯的反应体系中，考察了Ru/C催化剂在不同氢源下的催化活性。以甲酸为氢源时，在反应温度180 ℃、反应时间16 h的条件下，果糖转化为γ-戊内酯的最高收率为52%；以氢气为氢源时，在180 ℃、8 h、9.4 MPa氢压的条件下，果糖转化为γ-戊内酯的最高收率为62%［25］。实验结果表明，Ru/C催化剂在酸性条件下催化单糖转化为γ-戊内酯的能力还有待提高。

纤维素一步转化为γ-戊内酯的实际应用前景大，而纤维素转化为乙酰丙酸时需要使用酸性催化剂，这就要求乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的催化剂有较强的耐酸性。Ru/C催化剂在酸性条件下的稳定性不好，故需对其进行改性。改性方法通常为加入助剂或使用其他载体。如助剂Re的引入可显著改善Ru/C催化剂的活性，提高催化剂在H2SO4存在下的稳定性。Ru-Re/C催化剂在催化纤维素转化的同时，促使甲酸分解为氢，进而使乙酰丙酸转化为γ-戊内酯［24］。在Ru/C催化剂中掺杂K能改善催化剂活性降低的问题［31］。这可能归因于K的给电子作用降低了Ru的电子结合能。TiO2载体是改善Ru基催化剂耐酸性能的另一种选择，相比Nb2O5，Hβ，H-ZSM5等载体，Ru/TiO2催化剂可在严苛的条件下选择性转化乙酰丙酸为γ-戊内酯，且选择性和稳定性良好［32］。Swarna等［33］首次报道了以碱性Mg-LaO载体负载的Ru催化剂用于乙酰丙酸转化，在温和条件下（0.5 MPa、80 ℃、4 h、甲苯溶剂）该催化剂对乙酰丙酸的转化率为92%，对γ-戊内酯的选择性为99%，且套用5次后催化活性稳定。

3.2 Pd基催化剂

Pd作为催化活性中心用于乙酰丙酸转化时多负载于多孔材料上。Pd在Al2O3载体上分散度好，对乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的选择性很好（＞90%），但转化率不高［34］。碳纳米管（CNT）也可用作Pd基催化剂的载体，Pd/CNT催化剂需在较高温度（200 ℃）和较高氢压（6 MPa）下进行反应。5%（w）Pd/CNT催化剂上的乙酰丙酸转化率（56.3%）和γ-戊内酯选择性（57.6%）均低于相同负载量的Re/C催化剂［35］。MCM-41，ZrMCM-41，TiMCM-41等多孔材料也可用作载体，它们的介孔通道有助于Pd纳米粒子的分散。Pd/MCM-41催化剂易回收，在套用过程中催化活性稳定，在240℃、6 MPa氢压、10 h条件下，5%（w）的Pd/MCM-41催化剂对乙酰丙酸的转化率为99%，γ-戊内酯的收率为96.3%［36］。针对Pd/C催化剂在反应中稳定性差的缺点，可通过加入氧化铌助剂改进。同时，氧化铌也可提供酸性位点参与反应［37］。综上，Pd基催化剂需在合适的载体上才能发挥较好的催化性能，且反应条件较Ru基催化剂苛刻。

3.3 Au基催化剂

Kuwahara等［38］将Au负载在ZrO2载体上一步将生物质原料转化为γ-戊内酯。在此催化剂上，纤维素经硫酸水解得到乙酰丙酸和甲酸。在无外加氢源的条件下，乙酰丙酸和甲酸可在Au/ZrO2表面直接转化为γ-戊内酯［39-40］。ZrO2作载体时有助于提升Au基催化剂的耐酸性能。

3.4 Ir基催化剂

对于贵金属Ir，Ir/CNT催化剂可在非常温和的反应条件下（50 ℃、2 MPa氢压）将乙酰丙酸转化为γ-戊内酯，乙酰丙酸转化率可达100%，γ-戊内酯选择性为99%。套用4次后，催化活性依然稳定，乙酰丙酸转化率为96%，γ-戊内酯选择性为97%［41］。在纤维素一步转化为γ-戊内酯的反应中，Ir/CNT催化剂的转化率高、选择性高，稳定性好。

综上所述，用于乙酰丙酸加氢的催化剂主要为贵金属催化剂，该类催化剂的活性较高，但较高的价格制约了其大规模应用。因此寻找非贵金属加氢催化剂在温和条件下实现乙酰丙酸的高效转化是研究重点。

3.5 Co基催化剂

Co含量丰富且价格低廉，但在反应中易团聚而失活。Sun等［42］提出一种Co@HZSM-5嵌入结构催化剂，嵌入结构有助于稳定Co纳米颗粒，提高催化剂稳定性。HZMS-5载体的酸性位点可催化γ-戊内酯开环进一步制备生物燃料戊酸酯。Co@ HZSM-5催化剂在套用8次后，活性稳定（其深度反应产物戊酸和戊酸酯的收率高于90%）。这种嵌入结构为开发高活性和稳定性的催化剂提供了新思路。

3.6 Ni基催化剂

Ni基催化剂中，雷尼Ni是一种常用的工业催化剂，与贵金属催化剂相比，其价格有突出的优势。 Molinari等［43］优化了从纤维素到γ-戊内酯转化的反应过程，以雷尼Ni催化剂替代Ru/C催化剂，在较温和的条件下就能达到很好的效果。在以异丙醇为溶剂、373 K、1.5 MPa氢压、反应4 h的条件下，乙酰丙酸转化率为99.3%，γ-戊内酯选择性为98.1%，但乙酰丙酸转化率随套用次数的增加而下降［44］。Ni基催化剂活性高，但使用过程中易失活，提高Ni基催化剂的稳定性是需解决的问题。

3.7 Cu基催化剂

Cu单独用作加氢催化剂一般活性较低，但可与其他金属组成复合催化剂。Obregón等［45］将Ni和Cu同时负载在Al2O3载体上，发现两者产生协同作用。Cu可稳定金属Ni使γ-戊内酯收率达到了96%。有研究发现，Fe的掺杂可显著改善Cu的催化活性。当催化剂中Cu/Fe摩尔比为1时，在反应温度200 ℃、氢压7 MPa、反应10 h的条件下，乙酰丙酸转化率为98.7%，γ-戊内酯收率为90.1%，且该催化剂套用3次后未见失活［46］。将Cu负载于ZrO2载体上制成Cu/ZrO2催化剂，在水为溶剂、473 K、5 MPa氢压、反应5 h的条件下，乙酰丙酸的转化率和选择性均接近100%。但在水中Cu易与羧酸生成羧酸-Cu复合物而导致活性组分流失，以甲醇为溶剂则可解决组分流失问题［47］。Au/ZrO2和Cu/ZrO2催化剂也能在无外加氢源的条件下将乙酰丙酸和甲酸高效转化为γ-戊内酯［48］。

4 γ-戊内酯转化为燃料

乙酰丙酸转化为生物燃料的主要路径见图3。由图3可看出，由γ-戊内酯制备生物柴油是加氢脱氧转化为烃类化合物的过程。该过程需要经过开环和脱氧反应，并伴随戊酸中间体的生成。戊酸催化转化为戊醇、丁烯、5-壬酮等中间体后再进一步转化为生物柴油。

图3 乙酰丙酸转化为生物燃料的主要路径［49］Fig.3 Main catalytic routes for the conversion of levulinic acid into advanced biofuels［49］.

Yan等［50］使用Pd/HY催化剂一步将γ-戊内酯转化为戊酸戊酯：γ-戊内酯首先开环生成戊烯酸，再进一步还原为戊酸；戊酸可进一步还原为戊醇，再生成戊酸戊酯；同时戊醇可以分子内脱水生成戊烯，戊烯被加氢生成戊烷，也可以分子间脱水生成二戊醚。在该反应体系中，γ-戊内酯可转化为一系列C5和C10的生物质燃料，其中，戊酸戊酯和戊烷的收率分别为60.6%和22.9%。

Bond等［51］使用SiO2/Al2O3催化剂使γ-戊内酯逐步转化为丁烯和CO2，丁烯可通过固体酸催化剂Amberlyst 70进行寡聚和加氢生成C8和C12等烷烃，即生物质燃料，CO2也可转化为甲醇以达到充分利用生物质原料的目的。

由γ-戊内酯制备的戊酸可通过Pd/Nb2O5和CeO2-ZrO2催化剂酮化生成5-壬酮［52］。5-壬酮可经不同程度的加氢脱水得到壬烯、壬烷或5-壬醇。壬烯可通过寡聚和加氢生成生物汽油或生物柴油。5-壬醇可通过脱水、异构化和加氢生成带支链的壬烷［49］。说明γ-戊内酯可转化为不同结构的C10生物质燃料。

纤维素经乙酰丙酸一步制得γ-戊内酯，再通过开环、脱氧和寡聚生成不同结构的C8，C10，C12生物柴油，副产物CO2也可转化为甲醇，达到了充分利用纤维素满足能源需求的目的。由纤维素生成液态燃料的过程，为乙酰丙酸平台分子催化转化为生物质燃料提供了理论和应用化思路［51，53-55］。

5 结语

生物质能源作为日益枯竭的石油能源的替代品而备受关注。乙酰丙酸作为生物质基平台分子，上承纤维素，下接γ-戊内酯，进而可继续转化为生物燃料。天然的纤维素高分子作为生物质原料（C/ O摩尔比1∶1），通过逐步断链、脱氧转化为乙酰丙酸（C/O摩尔比5∶3），经一步转化为γ-戊内酯（C/O摩尔比5∶2），再通过戊酸等中间体最终转化为生物燃料（C/O摩尔比小于6∶1）。该过程充分利用了生物质中的C制备燃料以替代化石燃料，具有重要的研究意义和实际应用价值。从生产工艺角度看，减少反应步骤有助于降低生产成本。纤维素制备乙酰丙酸需酸性催化剂，副产物为甲酸。对于一步反应，加氢催化剂的耐酸性要求更高。针对传统均相Brönsted酸催化剂难回收、易污染的特点，可考虑使用负载型酸性催化剂或离子液体。纤维素制备乙酰丙酸生成的甲酸可作为氢源用于后续的加氢反应。在后续的γ-戊内酯转化中，可设计耐酸、廉价、反应条件温和的催化剂。设计用于乙酰丙酸反应的新型反应器也是未来应用需优先解决的问题。

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（编辑 邓晓音）

敬告读者：从2016年第1期开始，本刊“专题报道”栏目将连续刊出北京化工大学的系列专题报道。该专题主要报道化工资源有效利用国家重点实验室段雪院士课题组最近在结构可控超分子功能材料及其有序组装体方面的研究进展，包括层状无机功能材料和纳米阵列材料的制备及其在结构化催化与吸附、分离、储能器件、资源循环利用和环境保护等方面的应用基础研究以及产业化研究的最新成果。敬请广大读者给予关注。

专题报道：本期报道了在金属铝表面通过原位生长技术制备镁铝类水滑石与SiO2的复合薄膜。该复合薄膜对金属铝表现出较稳定的防腐蚀效果，为铝金属提供了一种廉价、高效的腐蚀防护新思路和方法。见本期521-527页。

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室简介：北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室前身为2000年8月成立的可控化学反应科学与技术教育部重点实验室，2006年6月27日由国家科技部批准筹建国家重点实验室，2009年1月4日正式通过验收。实验室学术委员会由13名专家学者组成，学术委员会主任由中科院院士周其凤教授担任，实验室主任由何静教授担任。

重点实验室密切围绕我国建设资源节约型社会的战略目标，以化工资源有效利用为主攻方向，深入研究相关领域的科学问题与技术集成原理，充分利用北京化工大学化学、化工和材料3个一级学科布局紧凑、专业方向完整的优势，通过学科间的交叉、渗透和整合，针对“化工资源有效利用”的途径，形成了3个有特色的研究方向：组装化学、可控聚合、过程强化。

实验室认真贯彻执行“开放、流动、联合、竞争”的方针，重视科学研究、人才培养、队伍建设和开放交流等各方面的工作。基于北京化工大学的基础及办学宗旨，实验室确定了基础研究与应用研究密切结合的定位，即在开展学术前沿研究的同时，以国家实际需求为切入点，直接进入国民经济建设的主战场。承担一批基础和工程化及产业化研究项目，发表一批高水平的学术论文，申报一批国家和国际发明专利，产出一批具有显示度的科研成果，形成鲜明的应用基础研究特色。

Catalytic reactions of levulinic acid as a biomass-derived platform molecule

Wang Jingtuo1，Zhang Minghui1，2
（1. College of Chemistry，Nankai University，Tianjin 300071，China；2. College of Chemistry and Environmental Science，Kashgar University，Kashgar Xinjiang 844006，China）

Levulinic acid(LA) can be prepared through the hydrolyzation of celluloses，and can be used as a precursor or intermediate for many valuable chemicals and biofuel through hydrogenation，esterification，condensation，oxidation and deoxygenation. LA is a renewable biomass-derived platform compound and attracted much attention for its application in the production of biofuel. This review focused on the recent progresses in the LA preparation from celluloses and its further transformation to biofuel by means of catalysis. The challenging research and potential application in the replacement of fossil fuel with biofuel from LA were forecasted.

cellulose；levulinic acid；biomass；catalysis；biofuel

1000 - 8144（2016）05 - 0513 - 08

TQ 225.1

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.05.001

2015 - 10 - 16；［修改稿日期］2016 - 01 - 20。

王京拓（1990—），男，北京市人，博士生，电邮 2120130792@mail.nankai.edu.cn。联系人：张明慧，电话 022 - 23507730，电邮 zhangmh@nankai.edu.cn。

国家自然科学基金项目（21576140）；天津市自然科学基金项目（14JCYBJC20000）；教育部创新团队（IRT13R30，IRT13022）。