纤维素（包括5-羟甲基糠醛）、半纤维素和木质素出发增值利用的四幅催化转化路线图，展示了木质纤维素如何通过关键中间体增值转化为化学品和航空燃料。

纤维素是一种由超10000个脱水葡萄糖单元组成的具有多晶型的均聚物。纤维素及其衍生物可以通过不同的反应路线（如水解、氢解、氢化、脱水、氧化、异构化、逆羟醛缩合等）转化为多种具有重要应用价值的化合物。

纤维素水解成葡萄糖是纤维素高值转化的起点，对整个选择性转化路线非常重要。首先，葡萄糖可以通过氢化转化为山梨醇，继而脱水获得异山梨醇；葡萄糖也能够通过逆羟醛缩合产生赤藓糖和乙醇醛。其中赤藓糖可进一步氢化形成赤藓糖醇或通过反羟醛反应缩合为乙醇醛，而乙醇醛可以氧化为乙醇酸或氢化为乙二醇（EG）。乙二醇是最基本的二醇，广泛应用于各种工业，可用于合成聚酯材料、吸湿剂、增塑剂、表面活性剂、化妆品、溶剂和防冻剂等。乙二醇的进一步氢化和脱水可以形成乙醇。乙醇被公认为是使用最广泛的工业原料，可以与汽油混合以减少二氧化碳排放。

此外，葡萄糖也可以异构化为果糖，之后氢化生成己二醇。果糖通过逆羟醛缩合，可以转化为二羟基丙酮或甘油醛（GLY），然后进一步氢化为丙酮醇和1,2-丙二醇（1,2-PG）。甘油醛和二羟基丙酮也可以脱水得到丙酮醛，之后通过水合和氢转移过程产生乳酸。乳酸是一种已广泛用于食品、医药和化妆品行业重要的平台分子。进一步脱水后乳酸也可以转化为重要的化工原料丙烯酸。

由生物质木质素催化水解和脱水反应获得糠醛，糠醛经过加氢、脱羰基、加氢重排、开环、再环化等反应过程转化为系列精细化学品，形成糠醛制备和应用产业链。糠醛又名2-呋喃甲醛，是一种用途很广的有机化工原料，既可作为溶剂，也是有机合成的重要原料，由糠醛直接或间接合成的化工产品多达 1,600 余种。

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