酸功能化离子液体催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛
在有机和无机盐催化果糖合成HMF方面人们做了大量工作。Mednic使用磷酸铵为催化剂，收率为23%，三乙胺磷酸盐催化时收率为36%，吡啶磷酸盐催化收率为44%。Nakamura发现用磷酸锆和氯化锆催化效果有明显提高，收率最高可达90%。Fayet和Gelas尝试使用各种吡啶盐：聚乙烯吡啶盐酸盐，吡啶三氟乙酸盐，盐酸，氢溴酸，过溴酸盐，对甲苯磺酸盐。以果糖为底物时，HMF平均收率为70%。除此之外，还有人采用硫酸铵等催化，但是效果并不理想。 1.2.3.4 Lewis酸催化
Ralph A . 曾利用三氯化铝作为催化剂收率为52.5%。采用Lewis酸催化该反应比较成功的是Kei-ichi[17]。他是第一个尝试使用镧系的金属离子作为催化剂使果糖脱水得到HMF的。根据他们的研究，镧系(III)金属离子在糖类化合物脱水反应中起到很好的催化作用，特别是对于果糖在有机溶剂(例如DMSO)中的脱水反应。原料基本上全部转化为产物没有副产物生成。从HMF的收率来看，果糖的效果最好(95.2%)，其次是蔗糖(93%)，葡萄糖的效果差(9.8%)。反应过程中水的生成对于HMF的收率有一定影响。但镧系金属离子的催化活性高，所以当有机溶剂中水的含量低于10%时对于HMF的生成影响很小。 1.2.3.5 离子液体催化
随着近年来对离子液研究的深入，人们开始研究将离子液体用于该反应。2003年，Claude Moreau等在微波反应器中80℃下两种离子液体：一种是亲水性的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMtBF4)，另一种是疏水的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMtPF6)。前者作溶剂，Amberlyst-15催化反应3 h，HMF收率可达到50%；而以上两者作溶剂，DMSO作为助溶剂溶解果糖，Amberlyst-15催化，均比单独DMSO作溶剂时反应迅速，24 h内HMF收率接近80%。
当前最引人注目的是Z.Conrad Zhang报道的在1-烷基-3-甲基咪唑氯盐中利用金属卤化物催化葡萄糖转化为HMF，在这些卤化物中CrCl2效果最好，收率能达到70%。研究发现很多金属卤化物能够催化果糖转化为HMF，在这些反应中仅有极少量的乙酰丙酸生成。但是本文中对葡萄糖最好的催化剂CrCl2在水中的稳定性差，而反应本身是脱水过程，因此催化剂只能使用一次，反应条件也很苛刻。
Kun Qiao，Chiaki Yokoyama等人的研究弥补了这一缺陷，他们考察了果糖在Bronsted酸性离子液体3-烯丙基-1-(4-磺基丁基)咪唑三氟甲基磺酸盐，以及其Lewis酸衍生物3-烯丙基-1-(4-二氯硫酰丁基)咪唑三氟甲基磺酸盐，结果表明这种类型的酸性离子液体在对该反应有很好的催化活性，而且Lewis酸性离子
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液体较其对应的Bronsted酸性离子液体的活性高。同时，该文还对酸性和催化活性进行了关联。此外，作者还将催化剂进行了附载，对果糖转化为HMF的活性和重复性都较为理想。
1.2.4 己糖脱水生成5-羟甲基糠醛(HMF)的机理
Van Dam[9]、Kuster、Antal[18]提出果糖脱水生成HMF的有两种可能的反应机理i和ii（图1-2）。其中路线i中包括一个环状化合物而路线ii没有经历环状化合物直接脱水得到HMF。
Antal通过实验进一步证明了HMF的生成要经历一个环状中间体。其根据如下：
(1)果糖比蔗糖易于发生该反应。
(2)当果糖在氘代的水溶液中反应时，产物中不含有C-D键。如果化合物a在反应中生成，那么由于烯醇互变异构会在产物中生成C-D键。
CHOOHHOOHOHCH2OHGlucose-H2Ovia(ii)CHOOHCH2OHa-H2OCHOO-H2OCHCHOHCH2OHCHOOCHOHOHHOCHOHOHCH2OHHOOHMF-H2OCHOCH2OHOHOOHOHCH2OHFructoseHOH2CHOH2COCH2OHCH2OHOCHOHO-HOOH-H2OOH2OHvia(i)OHOHOH13CHO