近日，淮阴师范学院生物质能团队在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》上分别发表了题为“Catalytic Transformation of Biomass-Derived 5-Hydroxymethylfurfural to Linear Products and Their Derivatives: Recent Advances and Future Prospects”的系统性综述论文和“One-Pot Chemobiocatalytic Synthesis of 2,5-Bis(hydroxymethyl)furan from Sucrose Using a Heterogeneous Zirconium-Based Catalyst and Strain Pseudomonas yamanorum”的研究论文，淮阴师范学院均为第一完成单位。论文主要完成人分别来自南京师范大学和淮阴工学院的联合培养研究生，相关研究得到了国家自然科学基金、江苏省现代农业产业专项技术研究与开发项目、淮安市科技项目以及江苏省青蓝计划的支持。《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》专注于绿色化学与可持续化工工程研究，属于化学与工程技术领域一区TOP期刊，最新影响因子为7.6。

在“碳达峰”与“碳中和”战略背景下，加速石化产品的绿色替代及开发高效资源化利用技术至关重要，而5-羟甲基糠醛（HMF）作为连接生物质与高附加值产品的核心平台分子备受关注。该综述首次系统地概述了HMF催化转化为一系列重要直链化学品（包括1-羟基-2,5-己二酮、2,5-己二酮、1,2,6-己三醇、1,6-己二醇、1,2-己二醇和2-己醇）的催化路径，并深入剖析了这些直链产物后续加工衍生的全景网络。文章重点阐述了催化剂微观结构（如金属活性位点配置、载体酸碱性质及金属-载体界面协同效应）与溶剂效应对加氢、氢解和水解开环等多步串联/并行反应的选择性调控机理。同时，针对当前技术过度依赖贵金属及苛刻条件的问题，提出了整合人工智能（AI）和机器学习（ML）进行非贵金属催化剂的设计，以及开发具有生态兼容性的绿色溶剂等前沿方向。本工作全面剖析了从生物质粗原料到精细化学品的演变规律，为推动我国低碳化工和精细化学品工业的可持续发展提供了重要的理论参考与技术支撑。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.5c10850

传统2,5-呋喃二甲醇（BHMF）的工业化生产受限于底物5-羟甲基糠醛（HMF）的高昂成本，利用廉价的蔗糖作为原料通过“一锅法”进行化学-生物催化串联转化，对降低生产成本具有重要意义。本研究构建了一种包含双功能异相催化剂γ-Al₂O₃-APTMS-Zr与新型高耐受性菌株Pseudomonas yamanorum W64的一锅法化学-生物催化体系。该策略结合了催化剂的酸性平衡优势与全细胞的生物催化能力。在二甲基亚砜（DMSO）体系中，蔗糖脱水转化为HMF的产率达84.3%。同时，筛选出的P. yamanorum W64展现出对高浓度HMF（高达346 mM）极强的耐受性。在全细胞催化下，该菌株从300 mM HMF合成BHMF的产率达95.4%。在蔗糖直接合成BHMF的一锅法转化中，该系统最终获得了80.6 mol%的BHMF总产率，为低成本糖类的高效资源化提供了新策略。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.5c13192

编辑：王慧 审核：严玉波