對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2014年12月12日提交的第62/091,319號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)和于2014年12月22日提交的第62/095,673號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，通過(guò)引用而將它們?nèi)牟⑷胗诖艘杂糜谒心康摹?br>背景技術(shù)：
：羥甲基糠醛(hmf)和二取代的呋喃衍生物是基于可再生碳源(例如，木質(zhì)纖維素生物質(zhì))的生產(chǎn)鏈中的關(guān)鍵中間化學(xué)品。以高產(chǎn)率利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)以產(chǎn)生羥甲基糠醛和二取代的呋喃衍生物的有效、可放大的工藝和方法是可取的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了用于有效利用生物質(zhì)生產(chǎn)羥甲基糠醛、二取代的呋喃衍生物和糖類的工藝、方法、系統(tǒng)和組合物。本文提供了用于將纖維素漿轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛的工藝。該工藝可包括：分離包含不大于5％量的鈉離子的木質(zhì)素已耗竭的水解產(chǎn)物流，從而產(chǎn)生包含水和羥甲基糠醛的第一流；包含水和葡萄糖的第二流；以及包含水和纖維二糖的第三流；將第二流中的葡萄糖異構(gòu)化從而產(chǎn)生果糖；以及將所述果糖脫水從而產(chǎn)生包含羥甲基糠醛的反應(yīng)產(chǎn)物。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括：在溶劑中調(diào)整所述纖維素漿，從而形成經(jīng)調(diào)整的漿；在包含酸催化劑的水溶液中水解所述經(jīng)調(diào)整的漿，從而產(chǎn)生水解產(chǎn)物流；以及從所述水解產(chǎn)物流中去除至少一些木質(zhì)素，從而產(chǎn)生木質(zhì)素已耗竭的水解產(chǎn)物流和木質(zhì)素富集的組合物，所述去除包括控制所述水溶液的ph并用水稀釋所述水溶液；其中所述調(diào)整、水解和去除在所述分離、異構(gòu)化和脫水之前發(fā)生。在本文公開的工藝中，所述溶劑可包括離子液體。在本文公開的工藝中，所述第二流包含離子液體且所述第三流包含離子液體。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括在所述分離、異構(gòu)化和脫水之前，使所述木質(zhì)素已耗竭的水解產(chǎn)物流從第一容器改至第二容器。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括再循環(huán)所述反應(yīng)產(chǎn)物，所述再循環(huán)包括將所述反應(yīng)產(chǎn)物從所述脫水引入至所述分離。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括從所述反應(yīng)產(chǎn)物中捕獲羥甲基糠醛，所述捕獲包括在非功能聚合物上從所述反應(yīng)產(chǎn)物中吸附羥甲基糠醛；以及回收羥甲基糠醛，所述回收包括溶劑解吸。在本文公開的工藝中，所述反應(yīng)產(chǎn)物可包含有機(jī)酸。在本文公開的工藝中，所述捕獲可進(jìn)一步包括將所述反應(yīng)產(chǎn)物的ph控制在高于所述有機(jī)酸的pka，使得水和有機(jī)陰離子不吸附在所述非功能性聚合物上。在本文公開的工藝中，所述反應(yīng)產(chǎn)物的ph可控制在高于5.8。在本文公開的工藝中，所述離子液體可選自1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物或1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括將所述離子液體轉(zhuǎn)化為呈氫氧化物形式的離子液體，所述轉(zhuǎn)化包括使包含所述離子液體的離子液體水溶液與呈氫氧化物形式的強(qiáng)堿陰離子交換樹脂接觸。在本文公開的工藝中，所述異構(gòu)化可包括控制ph，所述控制包括使用所述呈氫氧化物形式的離子液體作為堿。在本文公開的工藝中，所述異構(gòu)化可被所述呈氫氧化物形式的離子液體催化。在本文公開的工藝中，所述呈氫氧化物形式的離子液體可形成用于所述脫水的呈氯化物形式的離子液體。本文提供了在閉合工藝回路中再循環(huán)離子液體的方法。所述方法可包括：使包含咪唑鎓陽(yáng)離子的稀水性流與樹脂相接觸，所述接觸包括將所述咪唑鎓陽(yáng)離子吸附在所述樹脂上，其中所述樹脂為呈去質(zhì)子化形式的弱酸陽(yáng)離子交換樹脂；解吸所述咪唑鎓陽(yáng)離子，所述解吸包括使所述樹脂與包含鹽酸的溶液相接觸；以及將所述溶液和咪唑鎓陽(yáng)離子再引入所述閉合工藝回路中以供進(jìn)一步利用。在本文公開的方法中，所述閉合工藝回路可用于將異構(gòu)化反應(yīng)與脫水反應(yīng)相耦合。在本文公開的方法中，所述異構(gòu)化反應(yīng)可包括將葡萄糖異構(gòu)化以形成果糖，并且其中所述脫水反應(yīng)包括將果糖脫水以形成羥甲基糠醛。本文提供了用于將葡萄糖轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括：色譜法分離單元，其配置為將包含不大于5％量的鈉離子的流分離為第一流、第二流和第三流；第一流包含水和羥甲基糠醛；第二流包含水和葡萄糖；且第三流包含水和纖維二糖；異構(gòu)化單元，其配置為進(jìn)行葡萄糖到果糖的異構(gòu)化，所述異構(gòu)化包括用堿處理第二流，從而產(chǎn)生堿處理的第二流；以及脫水單元，其配置為使所述果糖脫水為羥甲基糠醛。在本文公開的系統(tǒng)中，第二流可包含離子液體且第三流包含離子液體。在本文公開的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括第二色譜法分離單元，其配置為進(jìn)行第二流的分離，從而產(chǎn)生包含葡萄糖的產(chǎn)物流。在本文公開的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括葡萄糖精制單元，其配置為將包含葡萄糖的產(chǎn)物流精制為葡萄糖產(chǎn)物，所述葡萄糖精制單元包括選自強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂、陰離子交換劑、活性炭樹脂或蒸發(fā)單元的至少一個(gè)單元。在本文公開的系統(tǒng)中，所述產(chǎn)物流可包括包含至少60％葡萄糖(重量/重量)的葡萄糖。本文公開了將纖維素轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛的工藝。所述工藝可包括對(duì)于每100g作為輸入提供的纖維素，產(chǎn)生至少60g羥甲基糠醛作為輸出。在本文公開的工藝中，對(duì)于每100g作為輸入提供的纖維素，可產(chǎn)生至少63g羥甲基糠醛作為輸出。在本文公開的工藝中，對(duì)于每100g作為輸入提供的纖維素，可產(chǎn)生至少65g羥甲基糠醛作為輸出。在本文公開的工藝中，對(duì)于每100g作為輸入提供的纖維素，可產(chǎn)生至少67g羥甲基糠醛作為輸出。在本文公開的工藝中，所述工藝可包括將所述纖維素水解為包含至少80％葡萄糖(重量/干固體)的第一糖流。在本文公開的工藝中，所述水解可在離子液體中發(fā)生。在本文公開的工藝中，所述離子液體可選自1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物或1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物。在本文公開的工藝中，所述第一糖流可包含纖維二糖、羥甲基糠醛和有機(jī)酸。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括色譜法分離包含羥甲基糠醛、纖維二糖、離子液體、葡萄糖和果糖的第二糖流；所述色譜法分離包括使用順序式模擬移動(dòng)床色譜法。在本文公開的工藝中，所述色譜法分離可產(chǎn)生第一輸出流、第二輸出流和第三輸出流；第一輸出流包含羥甲基糠醛；第二輸出流包含離子液體和葡萄糖；且第三輸出流包含離子液體和纖維二糖。在本文公開的工藝中，所述順序式模擬移動(dòng)床色譜法可使用具有至少300微米的珠大小的工業(yè)級(jí)樹脂。在本文公開的工藝中，所述工藝可包括用堿處理第二輸出流，所述處理包括使至少一部分所述葡萄糖異構(gòu)化為果糖，從而產(chǎn)生堿處理的第二流。在本文公開的工藝中，所述堿可包括所述離子液體，其中所述離子液體呈氫氧化物形式。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括處理所述堿處理的第二流，所述處理包括使所述果糖脫水為羥甲基糠醛，從而產(chǎn)生脫水的第二流，所述脫水包括使用脫水劑。在本文公開的工藝中，所述堿處理的第二流中存在的不超過(guò)10％的葡萄糖可與所述脫水劑反應(yīng)。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括分離羥甲基糠醛，所述分離包括下列至少一種：處理所述脫水的第二流，所述處理包括使用疏水樹脂，從而捕獲羥甲基糠醛；從所述疏水樹脂上解吸所捕獲的羥甲基糠醛，所述解吸包括使所裝載的樹脂與溶劑s2接觸；添加有機(jī)溶劑；以及使用共沸蒸餾來(lái)蒸餾溶劑s2。在本文公開的工藝中，溶劑s2可以是乙酸乙酯。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括再循環(huán)所述離子液體，所述再循環(huán)包括：用弱酸陽(yáng)離子交換樹脂處理離子液體流的第一部分，從而形成弱酸陽(yáng)離子交換樹脂處理流；向所述弱酸陽(yáng)離子交換樹脂處理流中添加溶劑；蒸餾所述溶劑和水，從而形成脫水的離子液體流；以及將來(lái)自脫水的離子液體流的離子液體引入所述工藝中。在本文公開的工藝中，可將所述來(lái)自脫水的離子液體流的離子液體引入包含纖維素的反應(yīng)器中，并且其中所述纖維素在所述反應(yīng)器中水解為葡萄糖。在本文公開的工藝中，所述工藝可進(jìn)一步包括再循環(huán)所述離子液體，所述再循環(huán)包括用弱酸陽(yáng)離子交換樹脂處理包含離子液體的流，從而產(chǎn)生包含離子液體的樹脂處理流；以及將來(lái)自樹脂處理流的離子液體再引入所述工藝中。在本文公開的工藝中，可將所述來(lái)自樹脂處理流的離子液體再引入包含至少70％葡聚糖(重量/干固體)的組合物中。在本文公開的工藝中，可再循環(huán)至少99％的所述離子液體，從而產(chǎn)生再循環(huán)的離子液體。在本文公開的工藝中，所述再循環(huán)的離子液體可包含葡萄糖或纖維二糖。本文提供了糠醛產(chǎn)物組合物。所述糠醛產(chǎn)物組合物可包含至少5％的羥甲基糠醛(重量/重量)和量不大于95％的溶劑(重量/重量)，其中所述溶劑選自2-丁醇、2-丙醇、四氫化萘或水，或其組合。在本文所公開的糠醛產(chǎn)物組合物中，所述糠醛產(chǎn)物組合物可進(jìn)一步包含至少50ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、乙酰丙酸、甲酸、葡萄糖、果糖或甘露糖。本文提供了離子液體流組合物。所述離子液體流組合物可包含i)至少95％的離子液體(重量/重量)；ii)0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；iii)量不大于0.1％的果糖(重量/重量)；iv)量不大于0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)；v)量不大于4％的水(重量/重量)；以及vi)量不大于2％的溶劑s3(重量/重量)。在本文公開的所述離子液體流組合物中，所述離子液體流組合物可進(jìn)一步包含下列特征中的至少一個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)量不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iii)量不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；以及iv)量不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在本文公開的所述離子液體流組合物中，所述離子液體流組合物可進(jìn)一步包含下列特征中的至少兩個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)量不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iii)量不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；以及iv)量不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在本文公開的所述離子液體流組合物中，所述離子液體流組合物可進(jìn)一步包含下列特征中的至少三個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)量不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iii)量不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；以及iv)量不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在本文公開的離子液體流組合物中，所述溶劑s3可以是環(huán)己醇。本文提供了葡萄糖產(chǎn)物流組合物。所述葡萄糖產(chǎn)物流組合物包含至少90％的單糖(重量/干固體)；以及至少100ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自離子液體陽(yáng)離子、咪唑、咪唑衍生物、咪唑-糖輔助劑、羥甲基糠醛或溶劑s3。在所述葡萄糖產(chǎn)物流組合物中，所述葡萄糖產(chǎn)物流組合物可進(jìn)一步包含至少95％的c6碳水化合物(重量/干固體)。在本文公開的葡萄糖產(chǎn)物流組合物中，所述葡萄糖產(chǎn)物流組合物可進(jìn)一步包含至少90％的葡萄糖(重量/干固體)；以及至少一種非葡萄糖c6碳水化合物，其中至少90％的所述非葡萄糖碳水化合物為甘露糖(重量/重量)。本文提供了纖維素剩余物漿組合物。所述纖維素剩余物漿組合物可包含：(i)至少77％的c6糖與固體之比；(ii)量不大于15％的木質(zhì)素含量；(iii)量不大于6％的灰分含量；以及(iv)量不大于2％的c5糖與固體之比。在本文公開的纖維素剩余物漿組合物中，(i)c6糖與固體之比可以是至少90％；(ii)木質(zhì)素含量可以是不大于6％的量；且(iii)灰分含量可以是不大于3％的量。在本文公開的纖維素剩余物漿組合物中，(i)c6糖與固體之比可以是至少93％；(ii)木質(zhì)素含量可以是不大于5％的量；(iii)灰分含量可以是不大于1％的量；且(iv)c5糖與固體之比可以是不大于1％的量。在本文公開的纖維素剩余物漿組合物中，(i)c6糖與固體之比為至少96％；(ii)木質(zhì)素含量可以是不大于3％的量；(iii)灰分含量可以是不大于0.1％的量；且(iv)c5糖與固體之比可以是不大于0.1％的量。援引并入本說(shuō)明書中提到的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)均通過(guò)引用并入本文，其程度如同特別地且單獨(dú)地指出每一個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)均通過(guò)引用而并入。附圖說(shuō)明圖1圖示了將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛的示例性轉(zhuǎn)化工藝的示意圖，其中任選地伴隨產(chǎn)生精制的葡萄糖。圖2圖示了將羥甲基糠醛轉(zhuǎn)化為多種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的示例性順序轉(zhuǎn)化工藝的示意圖。圖3圖示了將纖維素漿轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛的示例性工藝的示意圖，其中回收離子液體且任選地伴隨產(chǎn)生精制的葡萄糖。該工藝在圖4、圖5、圖6、圖7和圖8中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖4圖示了用于在離子液體介質(zhì)中將纖維素漿水解為單糖以及用于去除并回收殘余木質(zhì)素的示例性工藝的示意圖。圖5圖示了通過(guò)色譜法分離、異構(gòu)化和脫水階段的示例性轉(zhuǎn)化工藝的示意圖。圖6圖示了通過(guò)色譜法分離、異構(gòu)化和脫水階段的示例性轉(zhuǎn)化工藝的示意圖，其中除羥甲基糠醛的分離之外還任選地有葡萄糖的分離。圖7圖示了用于從水溶液中回收羥甲基糠醛作為溶劑(例如，2-丁醇)中的溶液的示例性工藝的示意圖；水相中存在的有機(jī)酸保留在水相中。圖8圖示了用于干燥離子液體并將其再循環(huán)以供進(jìn)一步使用的示例性工藝的示意圖。圖9圖示了脈沖測(cè)試的結(jié)果，其示出通過(guò)色譜法對(duì)1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、糖類和羥甲基糠醛的分離。圖10圖示了脈沖測(cè)試的結(jié)果，其示出1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物、糖類、羥甲基糠醛和有機(jī)酸的洗脫。圖11圖示了脈沖測(cè)試的結(jié)果，其示出通過(guò)色譜法對(duì)葡萄糖和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物的分離。圖12圖示了在包含1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物和1-丁基-3-甲基咪唑鎓氫氧化物的溶液中，葡萄糖至果糖的異構(gòu)化反應(yīng)的時(shí)間曲線。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了有效利用生物質(zhì)用于生產(chǎn)羥甲基糠醛、二取代的呋喃衍生物和糖類的工藝、方法、系統(tǒng)和組合物。羥甲基糠醛和二取代的呋喃衍生物是基于生物質(zhì)的生產(chǎn)鏈中的中間體。該生物質(zhì)可包括木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，特別是纖維素剩余物漿。在本文公開的工藝和方法中使用的生物質(zhì)不限于纖維素剩余物漿。纖維素剩余物漿的替代物包括紙板、廢紙板、造紙廠漿、溶解漿、棉纖維或棉絨纖維或紙?jiān)傺h(huán)物?？稍谶m用于使羥甲基糠醛成為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的溶劑中回收羥甲基糠醛。例如根據(jù)本文所公開的轉(zhuǎn)化工藝和方法(轉(zhuǎn)化)，可由纖維素糖衍生出羥甲基糠醛。根據(jù)本公開產(chǎn)生的羥甲基糠醛可轉(zhuǎn)化為許多其他化學(xué)產(chǎn)物。所公開的轉(zhuǎn)化有利于從生物質(zhì)產(chǎn)生有價(jià)值的化學(xué)品。如本文所公開的，從生物質(zhì)產(chǎn)生糖和糖轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可包括使用離子液體(il)。離子液體和低共熔溶劑(des)可溶解纖維素，包括結(jié)晶纖維素。這些高度帶電的液體可打開結(jié)晶纖維素的晶體結(jié)構(gòu)以暴露糖類聚合物，并可幫助促進(jìn)其通過(guò)用低濃度無(wú)機(jī)酸(例如鹽酸)酸解或通過(guò)酶催化的糖化。離子液體的描述還可見于us8,790,542；us9,157,130；pct/us2013/039194；us6,177,575；和us2010/0196967中。可通過(guò)生物精制工藝，諸如本領(lǐng)域已知的并如pct/us2013/039585和pct/us2013/068824所例證的工藝，來(lái)產(chǎn)生纖維素剩余物漿。如本文所述，期望的是輸入的生物質(zhì)材料(例如纖維素剩余物漿)包含主要是纖維素和殘余量的其他生物質(zhì)組分?？稍谏镔|(zhì)到纖維素漿的工藝中產(chǎn)生的木質(zhì)素、灰分、半纖維素和提取物可阻礙轉(zhuǎn)化，并可有效去除以便防止積累，該積累可由于在工藝中使用的溶劑的再循環(huán)而發(fā)生。pct/us2013/039585和pct/us2013/068824公開了在第一提取工藝中從生物質(zhì)提取半纖維素、灰分和提取物的工藝和方法。剩余的木質(zhì)纖維素材料可在第二提取工藝中提取，以去除木質(zhì)素，留下基本上沒有木質(zhì)素、半纖維素、灰分和提取物的剩余纖維素漿，產(chǎn)生纖維素剩余物漿。通過(guò)本文所述的工藝和方法，纖維素剩余物漿可來(lái)源于軟木、硬木、甘蔗渣、甘蔗葉和莖、一年生作物或其他生物質(zhì)原料，包括森林殘余物、針狀物和細(xì)粒以及農(nóng)業(yè)或工業(yè)殘余物。纖維素剩余物漿可通過(guò)已知的表征方法來(lái)表征。例如，可根據(jù)由國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(nationalrenewableenergylaboratory)在技術(shù)報(bào)告nrel/tp-510-42618中提供的實(shí)驗(yàn)室分析程序來(lái)表征纖維素剩余物漿。簡(jiǎn)言之，nrel/tp-510-42618的實(shí)驗(yàn)室分析程序包括在硫酸中水解纖維素和半纖維素聚合物，并測(cè)定溶解的糖，可由其計(jì)算生物質(zhì)中碳水化合物的量，其中木質(zhì)素被確定為剩余的固體。本文公開了從纖維素剩余物漿獲得數(shù)據(jù)的實(shí)例。例如，實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3描述了來(lái)自桉木和松木的纖維素剩余物漿，并且實(shí)施例4描述了來(lái)自甘蔗渣的纖維素剩余物漿?？赏ㄟ^(guò)一種或多種物理屬性表征如本文所提供的纖維素剩余物漿。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)至少77％(重量/重量)的c6糖與固體之比；(ii)不大于15％(重量/重量)的木質(zhì)素含量；(iii)不大于6％(重量/重量)的灰分含量；以及(iv)不大于2％(重量/重量)的c5糖與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)至少90％(重量/重量)的c6糖與固體之比；(ii)不大于6％(重量/重量)的木質(zhì)素含量；以及(iii)不大于3％(重量/重量)的灰分含量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)至少93％(重量/重量)的c6糖與固體之比；(ii)不大于5％(重量/重量)的木質(zhì)素含量；(iii)不大于1％(重量/重量)的灰分含量；以及(iv)不大于1％(重量/重量)的c5糖與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)至少96％(重量/重量)的c6糖與固體之比；(ii)不大于3％(重量/重量)的木質(zhì)素含量；(iii)不大于0.1％(重量/重量)的灰分含量；以及(iv)不大于0.1％(重量/重量)的c5糖與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)至少70％重量/重量的c6糖與固體之比；(ii)至少70％重量/重量的葡萄糖與固體之比；(iii)不大于5％重量/重量的c5糖與固體之比；以及(iv)至少75％重量/重量的總糖與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)不大于80％、70％、60％、50％或40％的α纖維素(重量/重量)；(ii)至少30％、40％、50％或60％的β纖維素(重量/重量)；(iii)至少0.2％、0.5％、1％或1.5％的γ纖維素(重量/重量)；(iv)不大于0.1％的二氯甲烷提取物(重量/重量)。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于(i)不大于3mm、2mm、1mm或0.5mm的平均纖維長(zhǎng)度；(ii)約20微米的平均纖維寬度；以及(iii)至少10％、20％、30％、40％或50％重量/重量的細(xì)粒含量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)或四個(gè)或更多個(gè)：(i)至少80％(重量/重量)的纖維素與固體之比；(ii)至少50％(重量/重量)的結(jié)晶纖維素與固體之比；(iii)不大于15％(重量/重量)的木質(zhì)素與固體之比；以及(iv)不大于6％(重量/重量)的半纖維素碳水化合物與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于至少85％(重量/重量)的纖維素與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)或四個(gè)或更多個(gè)：(i)至少85％(重量/重量)的纖維素與固體之比；(ii)至少50％(重量/重量)的結(jié)晶纖維素與固體之比；(iii)不大于10％(重量/重量)的木質(zhì)素與固體之比；以及(iv)不大于4％(重量/重量)的半纖維素碳水化合物與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于至少90％(重量/重量)的纖維素。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)或六個(gè)或更多個(gè)：(i)至少70％(重量/重量)的c6糖與固體之比；(ii)至少70％(重量/重量)的葡萄糖與固體之比；(iii)不大于5％(重量/重量)的c5糖與固體之比；(iv)至少75％(重量/重量)的總糖與固體之比；(v)不大于10ppm的痕量mg、mn、na、zn；以及(vi)不大于200ppm的痕量cu、fe、k、al、cr。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、或六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)、十個(gè)或更多個(gè)、十一個(gè)或更多個(gè)或十二個(gè)或更多個(gè)：(i)2.0-5.0％，或1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％或5.0％的干燥損失；(ii)0.29-0.36g/cc，或0.2g/cc、0.25g/cc、0.29g/cc、0.3g/cc、0.35g/cc、0.36g/cc或0.4g/cc的體積密度；(iii)通過(guò)食品化學(xué)藥典(foodchemicalcodex，fcc)(2004年第5版)中的鑒定測(cè)試a和b，其中在測(cè)試a中，在將100ml的45g纖維素在255ml水中的分散體用高速動(dòng)力攪拌器(18,000rpm)混合5分鐘并在100ml量筒中靜置3小時(shí)后，得到?jīng)]有在表面形成上清液的白色不透明的無(wú)泡分散體，并且其中在測(cè)試b中，將20ml的分散體與幾滴碘測(cè)試溶液混合且沒有紫色到藍(lán)色或藍(lán)色產(chǎn)生；(iv)不大于350個(gè)單位的聚合度；(v)5.5-7.0，或5.0、5.5、6.0、6.5、7.0或7.5的ph；(vi)電導(dǎo)率不大于75s/cm；(vii)熾灼殘?jiān)淮笥?.05％(重量/重量)；(viii)水溶性物質(zhì)不大于12.5mg/5g；(viii)醚溶性物質(zhì)不大于5.0mg/10g；(ix)重金屬不大于0.001％(重量/重量)；(x)在氫氧化四氨合銅中可溶；(xi)大小在250微米以下的顆粒為至少10％(重量/重量)；以及(xii)大小在150微米以下的顆粒為至少50％(重量/重量)。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)：(i)至少90％(重量/重量)的纖維素與固體之比；(ii)至少50％(重量/重量)的結(jié)晶纖維素與固體之比；(iii)不大于10％(重量/重量)的木質(zhì)素與固體之比；以及(iv)不大于4％(重量/重量)的半纖維素碳水化合物與固體之比。在一些情況下，c6糖與固體之比不大于100％(重量/重量)。在一些情況下，c6糖與固體之比為77-100％(重量/重量)。在一些情況下，c6糖與固體之比為至少45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、83％、85％、90％、95％、99％或100％(重量/重量)。在一些情況下，木質(zhì)素含量為至少0.001％(重量/重量)。在一些情況下，木質(zhì)素含量為0.001-15％(重量/重量)。在一些情況下，木質(zhì)素含量不大于15％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％或0.05％(重量/重量)。在一些情況下，灰分含量為至少0.001％(重量/重量)。在一些情況下，灰分含量為0.001％至6％(重量/重量)。在一些情況下，灰分含量不大于5％、4％、3％、2％、1％、0.5％或0.05％(重量/重量)。在一些情況下，c5糖與固體之比為至少0.001％(重量/重量)。在一些情況下，c5糖與固體之比為0.001-2％(重量/重量)。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于10％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％或0.05％(重量/重量)的c5糖與固體之比。在一些情況下，葡萄糖與固體之比為至少45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、83％、85％、90％、95％或99％(重量/重量)。在一些情況下，總糖與固體之比為至少45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、83％、85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％(重量/重量)。在一些情況下，殘余木質(zhì)素的特征可在于至少85％、90％或95％的酸不溶性木質(zhì)素(不溶性木質(zhì)素重量/總木質(zhì)素重量)。纖維素剩余物漿樣品中無(wú)機(jī)雜質(zhì)的量可通過(guò)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(icp-aes)來(lái)測(cè)量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、400ppm、300ppm、200ppm或100ppm的痕量硫的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、400ppm、300ppm、200ppm或100ppm的痕量鈣的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、400ppm、300ppm、200ppm或100ppm的痕量鐵的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于1000ppm、900ppm、800ppm、700ppm、600ppm、500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm或50ppm的痕量鉀的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、90ppm、80ppm、70ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm或10ppm的痕量鎂的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、90ppm、80ppm、70ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm或10ppm的痕量鈉的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、90ppm、80ppm、70ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm或10ppm的痕量鉻的量。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于10ppm的mg、mn、na和zn，且痕量cu、fe、k、al和cr的量不大于200ppm。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于至少80％、85％、90％、92％、94％、96％、98％或99％的纖維素。干燥損失可以是當(dāng)纖維素剩余物漿從固體干燥為干固體時(shí)，材料損失的百分比(重量/重量)。可將纖維素剩余物漿加熱一段時(shí)間來(lái)干燥?？蓪⒗w維素剩余物漿加熱到不高于200℃、190℃、180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、40℃或30℃的溫度達(dá)到一段時(shí)間來(lái)干燥。將纖維素剩余物漿加熱干燥的時(shí)間可不長(zhǎng)于100、90、80、70、60、50、48、40、30、24、20、16、12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5小時(shí)。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于高纖維素與固體之比、低木質(zhì)素與固體之比以及低半纖維素碳水化合物與固體之比。在一些情況下，該纖維素組合物的特征在于高結(jié)晶纖維素與固體之比。在一些情況下，該纖維素組合物的特征在于高纖維素與固體之比、低木質(zhì)素與固體之比、高結(jié)晶纖維素與固體之比以及低半纖維素碳水化合物與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于至少90％、92％、94％、96％、98％或99％(重量/重量)的纖維素與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于至少50％、60％、70％、80％、90％(重量/重量)的結(jié)晶纖維素與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％(重量/重量)的木質(zhì)素與固體之比。在一些情況下，纖維素剩余物漿的特征可在于不大于4％、3％、2％或1％(重量/重量)的半纖維素碳水化合物與固體之比。圖1、圖2和圖3中提供了根據(jù)本文公開的實(shí)施方案的示例性纖維素漿順序水解、異構(gòu)化和脫水為羥甲基糠醛的概覽圖。如圖1中所提供的，(1)在生物精制中從生物質(zhì)提取并精制纖維素漿1000；(2)在離子液體中溶解纖維素漿1000并通過(guò)酸解1050使之糖化；(3)產(chǎn)生的包含單糖、寡糖和聚合糖類的離子液體溶液經(jīng)歷轉(zhuǎn)化1100，從而產(chǎn)生羥甲基糠醛1100-p1和可選的葡萄糖1100-p2。如圖2中所提供的，(4)羥甲基糠醛進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，包括：(4)(i)羥甲基糠醛氧化1300為2,5-呋喃二羧酸(fdca)1300-p1；(4)(ii)用作為氫供體的2-丁醇對(duì)羥甲基糠醛進(jìn)行氫化1600以形成2,5-二甲基呋喃(dmf)1600-p1和甲基乙基酮(mek)1600-p2；(5)2,5-二甲基呋喃與乙烯進(jìn)行環(huán)加成1700以形成對(duì)二甲苯1700-p1；或(4)(iii)2,5-二甲基呋喃通過(guò)開環(huán)反應(yīng)1500轉(zhuǎn)化為1,6-己二醇1500-p1。步驟(1)、(2)、(3)和(4)(i)可連續(xù)進(jìn)行，而不分離中間產(chǎn)物。步驟(1)、(2)、(3)和(4)(ii)可連續(xù)進(jìn)行，而不分離中間產(chǎn)物。步驟(1)、(2)、(3)、(4)(ii)和(5)可連續(xù)進(jìn)行，而不分離中間產(chǎn)物。步驟(1)、(2)、(3)和(4)(iii)可連續(xù)進(jìn)行，而不分離中間產(chǎn)物。圖3提供了用于從纖維素漿產(chǎn)生羥甲基糠醛的逐步工藝的圖解描述?？墒紫仍谡{(diào)整單元100中在離子液體中調(diào)整纖維素漿1000以提供增溶的纖維素?？商砑欲}酸和水以促進(jìn)水解，以便提供離子液體中的單糖、二糖和羥甲基糠醛溶液?？商砑訅A和水以中和溶液251，并可分出腐黑物和剩余的木質(zhì)素。該堿可以是離子液體252的氫氧化物形式。離子液體252的氫氧化物形式可在離子液體陰離子交換器250中產(chǎn)生，從而減少在工藝中形成的鹽的量。例如，鈉離子可以不大于0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或5.5％的量存在。包含糖類、羥甲基糠醛、有機(jī)酸、水和離子液體的脫酸溶液的流101可以是用于轉(zhuǎn)化工藝300的進(jìn)料?？赏ㄟ^(guò)色譜法分離流101以產(chǎn)生：(i)包含羥甲基糠醛和有機(jī)酸的水性流301；(ii)包含單糖的離子液體/水性流302；以及(iii)包含二糖的離子液體/水性流303。如下文進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明并在圖5和圖6中提供的，包含單糖的流302可通過(guò)異構(gòu)化330和脫水350階段而再循環(huán)。流301可轉(zhuǎn)移至羥甲基糠醛回收工藝400，在其中可去除水并可從有機(jī)酸和水中分離羥甲基糠醛，并作為在適用于進(jìn)一步下游轉(zhuǎn)化的溶劑中的溶液而分離。流303可轉(zhuǎn)移至離子液體回收500，在其中可通過(guò)擇一地或組合地進(jìn)行蒸發(fā)、共沸蒸發(fā)或吸附而去除水?？捎秒x子液體分級(jí)分離纖維二糖，并可將其返回用于進(jìn)一步水解和順序轉(zhuǎn)化。如在下文進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明和在圖6中呈現(xiàn)的，可在第二色譜法分離315中分離包含單糖的流302以產(chǎn)生：(i)包含葡萄糖的水性流316和(ii)包含葡萄糖的離子液體/水性流317?？赏ㄟ^(guò)異構(gòu)化330和脫水350階段再循環(huán)流317。流316可轉(zhuǎn)移至葡萄糖回收和精制，在其中可通過(guò)包括蒸發(fā)、與強(qiáng)酸陽(yáng)離子(sac)樹脂、陰離子交換劑、混合床(mb)樹脂或活性炭(ac)接觸的方法中的至少一種回收并精制葡萄糖。其中每一種均在本文中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)在本文中列舉數(shù)值范圍時(shí)，除非另有說(shuō)明，否則該范圍意在包括其端點(diǎn)，以及該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。當(dāng)定義范圍時(shí)，并不意圖將本發(fā)明的范圍限制于所列舉的具體值。本文所有指定的值均可以是“約”該值或恰好是該值，其中術(shù)語(yǔ)“約”是指可能發(fā)生的所報(bào)告的數(shù)值量的變化。術(shù)語(yǔ)“約”的意思是在所提出數(shù)值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％以內(nèi)。如本文所述的，術(shù)語(yǔ)“糖”和“糖類”可互換使用。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“含有”、“含”、“具有”、“有”或其任何其他變形意在涵蓋非排他性的包含。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“由……組成”意在涵蓋排他性包含。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“基本上由……組成”意在涵蓋局限于未實(shí)質(zhì)上影響所要求的物質(zhì)的新穎特征的材料、步驟或組分的排除。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“包含”包括術(shù)語(yǔ)“包含”、“基本上由……組成”和“由……組成”。例如，包含一系列組分的組合物、混合物、工藝、方法、制品或裝置不一定僅限于那些組分，而是可以包括未明確列出的或這類組合物、混合物、工藝、方法、制品或裝置所固有的其他組分。此外，除非明確有相反的說(shuō)明，否則“或”是指包含性的或而不是排他性的“或”。ⅰ.纖維素漿增溶與水解a)纖維素漿增溶圖4中提供了用于使纖維素漿增溶并水解為葡萄糖的示例性過(guò)程的示意圖。纖維素漿1000可在合適的液體中進(jìn)行調(diào)整110以使其增溶并打開纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，從而使該纖維素可用于水解。可通過(guò)在受控的時(shí)間和溫度下攪拌漿和液體進(jìn)行調(diào)整?？蓮碾x子液體或低共熔溶劑選擇合適的液體。合適的液體可包括再循環(huán)的包含纖維二糖的離子液體?？商幚碓傺h(huán)的離子液體流以去除過(guò)量的水和如本文進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的雜質(zhì)。這樣的再循環(huán)可允許來(lái)自早先反應(yīng)循環(huán)的未反應(yīng)纖維二糖的進(jìn)一步水解，從而使來(lái)自纖維素的總羥甲基糠醛產(chǎn)率最大化。任選地，流111可轉(zhuǎn)移至另一個(gè)反應(yīng)容器以進(jìn)行水解120。擇一地或組合地，可在與水解步驟100相同的容器中進(jìn)行水解120(參見圖3)?？赏ㄟ^(guò)向流111添加酸和水來(lái)引發(fā)水解120。在水解完成后，可用例如呈氫氧化物形式的離子液體升高ph，并可向流121添加水以當(dāng)纖維素可增溶時(shí)引起共同溶解的木質(zhì)素殘余物的沉淀，可在130中過(guò)濾木質(zhì)素，并可在140中回收和精制木質(zhì)素過(guò)濾流131，以便控制高純度木質(zhì)素1200?？赏ㄟ^(guò)添加用作溶劑的離子液體的堿性形式來(lái)實(shí)現(xiàn)ph升高?？稍诟淖僷h之前進(jìn)行額外的過(guò)濾以去除腐黑物。可在離子液體中或在低共熔溶劑中通過(guò)在高于該離子液體或低共熔溶劑的熔點(diǎn)的溫度下將漿摻和在熔融鹽溶液中來(lái)使纖維素漿增溶。至少5、10、15、20或25重量/重量的纖維素漿可添加至熔融的離子溶液或低共熔溶劑，并在100-150℃的溫度下混合至少30、45、60、90、120、180、240、300或360分鐘。在離子液體中增溶之前，可預(yù)處理纖維素漿以去除殘余量的木質(zhì)素或灰分。殘余的木質(zhì)素可包含至少85％、90％、95％或99％酸不溶性木質(zhì)素重量/總木質(zhì)素重量?？蓱?yīng)用適合進(jìn)一步去除這類雜質(zhì)的任何工藝，包括但不限于用水或堿性溶液或酸性溶液洗滌、通過(guò)任何氧化劑漂白或用溶劑溶液洗滌。離子液體是在室溫下是液體而不是晶體的鹽。在本發(fā)明的預(yù)處理工藝中可使用多種離子液體。離子液體可適用于預(yù)處理生物質(zhì)以及用于通過(guò)熱穩(wěn)定纖維素酶水解纖維素。合適的離子液體的非限制性實(shí)例披露于chemfiles(2006)6(9)中(可從sigma-aldrich；milwaukee，wi商購(gòu)獲得)。合適的離子液體包括但不限于1-烷基-3-烷基咪唑鎓鏈烷酸鹽、1-烷基-3-烷基咪唑鎓烷基硫酸鹽、1-烷基-3-烷基咪唑鎓甲基磺酸鹽、1-烷基-3-烷基咪唑鎓硫酸氫鹽、1-烷基-3-烷基咪唑鎓硫氰酸鹽以及1-烷基-3-烷基咪唑鎓鹵化物，其中“烷基”為包含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，且“鏈烷酸鹽”為包含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10個(gè)碳原子的鏈烷酸鹽?！巴榛笨梢允前?、2、3或4個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)?！巴榛笨梢允羌谆鶊F(tuán)、乙基基團(tuán)或丁基基團(tuán)。“鏈烷酸鹽”可以是包含1、2、3或4個(gè)碳原子的鏈烷酸鹽?！版溚樗猁}”可以是乙酸鹽。鹵化物可以是氯化物。離子液體可包括1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸鹽(emim乙酸鹽)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物(emimcl)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫酸氫鹽(emimhoso3)、1-乙基-r-甲基咪唑鎓甲基硫酸鹽(emimmeoso3)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸鹽(emimetoso3)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基磺酸鹽(emimmeso3)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氯鋁酸鹽(emimalcl4)、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸鹽(emimscn)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物(bmimcl)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫酸氫鹽(bmimhoso3)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓乙酸鹽(bmimmeso3)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸鹽(bmimmeoso3)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯鋁酸鹽(bmimalcl4)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸鹽(bmimscn)、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸鹽(edimetoso3)、三(2-羥乙基)甲基銨甲基硫酸鹽(mteoameoso3)、1-甲基咪唑鎓氯化物(mimcl)、1-甲基咪唑鎓硫酸氫鹽(mimhoso3)、1,2,4-三甲基吡唑鎓甲基硫酸鹽、三丁基甲基銨甲基硫酸鹽、乙酸膽堿、水楊酸膽堿等。離子液體可包括氯化物離子液體。離子液體可以是咪唑鎓鹽。離子液體可以是1-烷基-3-咪唑鎓氯化物，諸如1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物或1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物。離子液體可包括吡啶鎓鹽、噠嗪鎓鹽、嘧啶鎓鹽、吡嗪鎓鹽、咪唑鎓鹽、吡唑鎓鹽、噁唑鎓鹽、1,2,3-三唑鎓鹽、1,2,4-三唑鎓鹽、噻唑鎓鹽、異喹啉鎓(isoquinolium)鹽、喹啉鎓鹽、異喹啉鎓(isoquinolinium)鹽、哌啶鎓鹽和吡咯烷鎓鹽。離子液體的示例性陰離子包括但不限于鹵素離子(例如，氯離子、氟離子、溴離子和碘離子)、擬鹵素離子(例如，疊氮離子和異氰酸根離子)、烷基羧酸根離子、磺酸根離子、乙酸根離子和烷基磷酸根離子?？蛇x擇離子液體以使得當(dāng)其呈氯化物形式時(shí)為弱路易斯酸，而呈氫氧化物形式為弱路易斯堿。離子液體可包括一種化合物或化合物的混合物?？稍?00-160℃的溫度下進(jìn)行纖維素漿材料與離子液體的接觸。例如，在100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃或160℃的溫度下。與離子液體接觸的步驟可進(jìn)行0.5小時(shí)至16小時(shí)的時(shí)間，或1小時(shí)至12小時(shí)的時(shí)間，或1小時(shí)至6小時(shí)的時(shí)間。纖維素漿可溶解在低共熔溶劑中，包括氯化膽堿-檸檬酸-一水合檸檬酸體系?？赏ㄟ^(guò)在85-95℃下以4:1:1(重量)的比例混合氯化膽堿、檸檬酸和一水合檸檬酸來(lái)制備可用于溶解的氯化膽堿-檸檬酸-一水合檸檬酸體系。b)酸水解可通過(guò)添加酸作為用于水解增溶的纖維素的催化劑來(lái)進(jìn)行水解。在添加酸催化劑之前，可調(diào)節(jié)包含增溶纖維素的離子液體溶液的溫度。該調(diào)節(jié)可包括將溶液降溫到100℃、105℃、110℃或115℃。酸催化劑可包括酸性水溶液。酸性水溶液包括但不限于鹽酸溶液、硫酸溶液及其混合物。酸性水溶液可以是鹽酸溶液。酸性水溶液可具有2.0m至12m的濃度。酸性水溶液可具有不大于12m、11m、10m、9m、8m、7m、6m、5m、4m、3m或2m的酸濃度。酸性水溶液可具有不大于2m的酸濃度?？蓪⒕哂?.0m至12m濃度的酸性水溶液添加至纖維素漿材料在離子液體中的溶液中?？赏ㄟ^(guò)向纖維素漿材料在離子液體中的溶液中獨(dú)立地添加具有至少2.0m至12m濃度的酸性水溶液和水以獲得具有2.0m至12m濃度的水溶液來(lái)形成具有2.0m至12m濃度的酸性水溶液?？赏ㄟ^(guò)等分試樣向纖維素漿材料在離子液體中的溶液中添加具有至少2.0m至12m濃度的酸性水溶液和水。可將具有至少2.0m至12m濃度的酸性水溶液和水經(jīng)由泵或其他連續(xù)添加手段連續(xù)添加至纖維素漿在離子液體中的溶液?？稍?0-100℃溫度下進(jìn)行將酸性水溶液添加至在離子液體中包含纖維素漿材料的溶液。該添加步驟可進(jìn)行0.5-6小時(shí)的時(shí)間?？赏ㄟ^(guò)在反應(yīng)過(guò)程中逐步添加適量的酸和水來(lái)維持離子液體溶液中的酸濃度?？蓪⒕哂?.0m至12m濃度的酸性水溶液添加至纖維素漿材料在離子液體中的溶液?？梢砸淮蝿┝炕蛑鸩教砑铀嵝运芤?。可將酸性水溶液經(jīng)由泵或其他連續(xù)添加手段連續(xù)添加至纖維素漿在離子液體中的溶液?？稍?0-140℃溫度下進(jìn)行將酸性水溶液添加至纖維素漿材料在離子液體中的溶液。水解結(jié)束時(shí)的離子液體溶液可包含至少50％初始纖維素的葡萄糖重量產(chǎn)率、至少5％初始纖維素的纖維二糖重量產(chǎn)率以及至少1％初始纖維素的羥甲基糠醛重量產(chǎn)率。這樣的溶液描述于us8,722,878或wo2013/166237中。應(yīng)當(dāng)注意，將纖維素水解為葡萄糖的100％摩爾產(chǎn)率等同于110％重量產(chǎn)率。該離子液體溶液可包含來(lái)自起始纖維素的至少50％、60％、70％、80％、90％或95％重量產(chǎn)率的葡萄糖。在水解反應(yīng)結(jié)束時(shí)，離子液體相中溶解的固體可包含至少94％的葡萄糖、至少5-10％的纖維二糖、至少7-12％的羥甲基糠醛、不大于1.5％的乙酰丙酸和不大于1.5％的甲酸(均為％重量/重量干固體)。產(chǎn)物纖維素、纖維二糖、羥甲基糠醛、乙酰丙酸和甲酸的質(zhì)量平衡通過(guò)對(duì)反應(yīng)混合物取樣、用水稀釋十倍、過(guò)濾并注射至hplc的aminexhpx-87h柱上來(lái)定量。當(dāng)理論重量產(chǎn)率為110％時(shí)，測(cè)得的重量產(chǎn)率可以是至少105％、107％、109％或110％重量產(chǎn)率。分析物的高質(zhì)量平衡說(shuō)明可表明，除了檢測(cè)到的乙酰丙酸和甲酸的量之外，纖維素沒有明顯的副產(chǎn)物損失。該溶液可包含少量的腐黑物。可通過(guò)任何類型的合適的過(guò)濾器過(guò)濾該溶液以捕獲并去除呈固體顆粒的腐黑物。纖維素漿可包含木質(zhì)素殘余物，因此該木質(zhì)素可以溶解或半溶解的方式存在于離子液體溶液中?？梢云谕麖娜芤褐腥コ@樣的木質(zhì)素?？捎盟?:1至4:1的比例來(lái)稀釋離子液體溶液，并且可通過(guò)添加氫氧化物形式的離子液體將ph調(diào)節(jié)為3.3-4，或3.5。例如，如果用作溶劑的離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物，那么添加1-乙基-3-甲基咪唑鎓氫氧化物；如果用作溶劑的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物，那么添加1-丁基-3-甲基咪唑鎓氫氧化物，等等。在ph調(diào)節(jié)和用水稀釋后，木質(zhì)素可沉淀并通過(guò)任何合適的過(guò)濾單元濾出?？捎眉谆一退?0:20溶液洗滌該濾液，導(dǎo)致沉淀物溶解在甲基乙基酮相中。該溶液可與強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換劑接觸，以在樹脂上捕獲所有殘余的離子液體陽(yáng)離子。然后可回收溶解的木質(zhì)素，如pct/us2013/039585和pct/us2013/068824中所公開的。可通過(guò)使離子液體的水溶液與呈氫氧化物形式的強(qiáng)堿樹脂接觸，將離子液體轉(zhuǎn)化為其堿性形式。合適的商業(yè)sba樹脂可從finex購(gòu)得(as510gc類型i，強(qiáng)堿陰離子，凝膠形式)?？蓮陌╨anxessag、purolite、dowchemicalsltd.(或rohm&haas，一家dowchemicals公司)在內(nèi)的其他生產(chǎn)商購(gòu)買類似等級(jí)的產(chǎn)品。大孔sba樹脂可擇一地或組合地使用?？赏ㄟ^(guò)與氫氧化鈉溶液周期性接觸將樹脂再生為氫氧化物形式。離子液體到其堿性形式的這種轉(zhuǎn)化可提供用于不同工藝步驟的ph控制的所有需要的堿，從而不需要引入在離子液體循環(huán)中將形成鹽的氫氧化鈉或其他堿。這可以是有利的，因?yàn)樵陔x子液體循環(huán)中形成的鹽將積累，并可構(gòu)成從該循環(huán)中去除的極大挑戰(zhàn)。ⅱ.水解產(chǎn)物向羥甲基糠醛的轉(zhuǎn)化如本文所述的纖維素水解產(chǎn)物向羥甲基糠醛的轉(zhuǎn)化工藝可以高產(chǎn)率生產(chǎn)羥甲基糠醛。水解產(chǎn)物可包含呈氯化物形式的離子液體、呈氫氧化物形式的離子液體、葡萄糖、纖維二糖、羥甲基糠醛、有機(jī)酸和水。該轉(zhuǎn)化工藝可包括協(xié)同進(jìn)行的至少三個(gè)工藝步驟，以達(dá)到羥甲基糠醛的目標(biāo)高產(chǎn)率。理論上，羥甲基糠醛的最大重量產(chǎn)率為77.7％重量/重量纖維素，等價(jià)于100％摩爾產(chǎn)率(碳產(chǎn)率)。本文公開的轉(zhuǎn)化工藝可提供至少55％、60％、62％、64％、66％或68％重量/重量的來(lái)自纖維素的羥甲基糠醛總產(chǎn)率?？傮w轉(zhuǎn)化工藝的實(shí)例圖示呈現(xiàn)于圖5中。水解產(chǎn)物到羥甲基糠醛的轉(zhuǎn)化工藝可包括至少下列步驟：(1)色譜分離310；(2)異構(gòu)化330；以及(3)脫水350。該轉(zhuǎn)化工藝可包括額外的步驟，包括但不限于過(guò)濾、ph調(diào)節(jié)、溫度控制、加熱或冷卻、蒸發(fā)或稀釋。a)色譜分離如圖6中所提供的，包含纖維二糖、葡萄糖、羥甲基糠醛和有機(jī)酸以及水和離子液體的脫酸流251(參見圖3)可以是向色譜分離310的進(jìn)料。葡萄糖的濃度可以是至少6％、7％、8％、9％或10％，纖維二糖的濃度可以是不大于1％，羥甲基糠醛的濃度可以是不大于3％，乙酰丙酸和甲酸的濃度可以各自不大于1.5％、1％、0.1％、0.05％，且水的濃度可以是20-30％(均為重量/重量)。葡萄糖的濃度可以是2-5％，纖維二糖的濃度可以是不大于1％，羥甲基糠醛的濃度可以是不大于2％，乙酰丙酸的濃度可以是不大于0.1％，甲酸的濃度可以是不大0.1％，水的濃度可以是不大于70％(均為重量/重量)。色譜法步驟可將進(jìn)料混合物流251分離為三個(gè)流：包含羥甲基糠醛、有機(jī)酸和水的流301；包含葡萄糖、其他糖類和離子液體的流302；以及包含纖維二糖和離子液體的流303?？赏ㄟ^(guò)選擇對(duì)進(jìn)料混合物中的不同化合物具有不同親和力的合適樹脂并在模擬移動(dòng)床設(shè)備中應(yīng)用合適的步驟順序來(lái)完成該分離。對(duì)包含1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物和1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙酸鹽的模擬移動(dòng)床(smb)色譜法的說(shuō)明由caes描述(catalyticsystemsforcarbohydrateconversion中的第6章,b.r.caes，r.t.raines指導(dǎo)，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校博士學(xué)位論文，以及n.l.mai等人,journalofchromatographya,1227(2012)67–72)。本文描述了通過(guò)模擬移動(dòng)床從離子液體中分離羥甲基糠醛的非限制性實(shí)例。用于大規(guī)模色譜分離的兩種方法是順序式模擬移動(dòng)床色譜法(ssmb)和模擬移動(dòng)床色譜法(smb)。這兩種方法都可使用填充有合適的吸附劑并串聯(lián)連接的多個(gè)柱?？删哂杏糜谶M(jìn)料和溶劑(其可包括再循環(huán)的溶劑)的入口端口，以及用于兩種或更多種產(chǎn)物(或其他分離的級(jí)分)的出口端口。可使待分離的混合物溶液的注入沿液體流動(dòng)的方向在柱之間周期性地切換，從而模擬吸附劑相對(duì)于所述端口和液體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。模擬移動(dòng)床可以是連續(xù)逆流式操作。順序式模擬移動(dòng)床色譜法可被認(rèn)為是更先進(jìn)的方法，它是順序型操作。其相對(duì)于模擬移動(dòng)床色譜法以及其他較老方法的優(yōu)勢(shì)可包括，與模擬移動(dòng)床方法相比，在順序式模擬移動(dòng)床方法中需要更少數(shù)目的柱。這可需要更少的樹脂，從而可降低對(duì)于大型系統(tǒng)相關(guān)的安裝成本。此外，順序式模擬移動(dòng)床色譜法的壓力分布可比其他分離技術(shù)的壓力分布更好控制，這可有利于使用更敏感的樹脂。此外，當(dāng)使用順序式模擬移動(dòng)床系統(tǒng)時(shí)，可達(dá)到的回收率和/或純度可比用模擬移動(dòng)床系統(tǒng)所獲得的更高?？墒褂脧?qiáng)酸陽(yáng)離子交換劑來(lái)實(shí)現(xiàn)將羥甲基糠醛和糖從混合物中的分級(jí)分離。合適的商用強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可從purolite(purolitepcr642h，purolitepcr450na，purolitesstpcr541ca，purolitepcr145na)或從dowchemicalsltd(50wx4，質(zhì)子形式，或dowex99ca/320，ca2+形式)購(gòu)買，類似等級(jí)可從包括lanxessag或finex在內(nèi)的其他生產(chǎn)商購(gòu)買。強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂在大小上可以是300+/-75微米。強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可以是分級(jí)色譜樹脂?？赏ㄟ^(guò)首先使用至少6、7、8、9或10倍床體積的水中的相應(yīng)離子液體調(diào)整樹脂，將樹脂的形式交換為離子液體陽(yáng)離子，例如1-乙基-3-甲基咪唑鎓陽(yáng)離子或1-丁基-3-甲基咪唑鎓陽(yáng)離子形式。可通過(guò)添加呈氫氧化物形式的離子液體將進(jìn)料流251的ph調(diào)節(jié)為ph3-6。b)異構(gòu)化相比葡萄糖轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛，果糖可以較高的選擇性和轉(zhuǎn)化在給定溫度下轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛。因此，為了達(dá)到來(lái)自纖維素的羥甲基糠醛的高總產(chǎn)率，加速葡萄糖至果糖的異構(gòu)化可能是有利的?？赏ㄟ^(guò)溶解的堿或非均質(zhì)的堿來(lái)催化葡萄糖至果糖的異構(gòu)化(用于通過(guò)引用并入本文的異構(gòu)化反應(yīng)，參見：a.j.seusabaughjr.,p.l.carey,cim.,1967,24；us3,684,574)。令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)可通過(guò)添加受控量的呈氫氧化物形式的離子液體以提高水/離子液體溶液的ph來(lái)催化葡萄糖至果糖的異構(gòu)化。如圖5中所提供的，出自色譜分離310且包含葡萄糖、水和離子液體且ph不高于7的流302可在混合器320中與包含呈氫氧化物形式的離子液體和水的流相混合，以便將溶液的ph提高到至少8、9、10、11、12或13。在ph調(diào)節(jié)之前，可通過(guò)水的蒸發(fā)將流302濃縮至指定濃度。產(chǎn)生的流321可轉(zhuǎn)移至異構(gòu)化反應(yīng)器330，在其中該流可在45-80℃，或50-60℃，或40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃的溫度下攪拌0.5-10小時(shí)，或5-7小時(shí)，或0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5或10.0小時(shí)。流321可包含1-10％，或1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％(重量/重量)的葡萄糖；17-25％，或17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％(重量/重量)的呈氯化物形式的離子液體；以及0.1-15％，或0.1％、0.5％、1％、3％、5％、7％、10％或15％(重量/重量)的呈氫氧化物形式的離子液體。在這樣的條件下葡萄糖至果糖的轉(zhuǎn)化率可大于20-30％，或20％、25％、27％、29％或30％(重量/重量)，選擇性大于70-85％，或70％、75％、80％或85％。異構(gòu)化的主要副產(chǎn)物是甘露糖，以相對(duì)于葡萄糖8-13％，或8％、9％、10％、11％、12％或13％的選擇性形成?？墒褂萌魏纹咸烟莵?lái)源作為用于在相同條件下異構(gòu)化的替代來(lái)源。葡萄糖來(lái)源可以是源自諸如谷物、玉米、馬鈴薯、小麥、大麥、水稻和木薯等生物質(zhì)的商用右旋糖糖漿，以及替代的木質(zhì)纖維素來(lái)源。替代的木質(zhì)纖維素來(lái)源可以通過(guò)其他水解方法水解并精制為與本文所公開的水解方法產(chǎn)生的葡萄糖流相似的純度水平，即充分去除除葡萄糖之外的半纖維素糖類、木質(zhì)素、灰分、有機(jī)酸、提取物和其他生物質(zhì)相關(guān)的化合物。c)脫水可在強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂的存在下在水/離子液體溶液中進(jìn)行果糖至羥甲基糠醛的脫水。包含果糖和葡萄糖的混合物可經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，其中至少一部分果糖轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛，而至少一部分葡萄糖未轉(zhuǎn)化。至少50-99％，或50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、89％、90％、95％、97％或99％的果糖可轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛，且至少60-99％，或60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％或99％的葡萄糖未轉(zhuǎn)化?？墒褂么罂讖?qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂。大孔強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可從多家供貨商(例如purolitepcr145ksacmacroporous-c145型、specialgrading、purolitenrw1600、rohmandhaasamberlite200、amberlite252和amberlitefpc23)以及其他供貨商商購(gòu)獲得。至少一些強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可呈離子液體陽(yáng)離子形式。可將樹脂周期性再生為至少一些離子液體陽(yáng)離子形式，以允許連續(xù)操作。果糖可脫水為羥甲基糠醛，而葡萄糖則不反應(yīng)為不期望的副產(chǎn)物。在脫水之前，可通過(guò)使溶液與呈質(zhì)子形式的弱酸陽(yáng)離子(wac)樹脂接觸，通過(guò)ph調(diào)節(jié)340將溶液的ph調(diào)節(jié)為酸性。因?yàn)殡x子液體陽(yáng)離子與樹脂釋放的質(zhì)子交換，該接觸還可導(dǎo)致樹脂至少局部變?yōu)殡x子液體陽(yáng)離子形式。還可通過(guò)直接添加酸來(lái)降低流341的ph?？蛇x擇與離子液體的陰離子部分相同的酸，例如，當(dāng)使用的離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物或1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物時(shí)，該酸可以是鹽酸。通過(guò)ph調(diào)節(jié)340的ph調(diào)節(jié)允許離子液體的再循環(huán)并使該工藝的總酸耗降低至少30-60％，或30％、40％、50％或60％，原因在于在ph調(diào)節(jié)340中使用的樹脂可在隨后的工藝流中重新生成為質(zhì)子形式，該工藝流在下文進(jìn)一步描述?？赏ㄟ^(guò)水的蒸發(fā)或水的添加控制流341中水的量。經(jīng)調(diào)節(jié)的流341可轉(zhuǎn)移至脫水350以進(jìn)行脫水。流341可包含4-10％葡萄糖、1-4％果糖、15-45％水(均為重量/重量)。在脫水反應(yīng)開始時(shí)，脫水350可包含5-15％(重量/重量)大孔強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂。該溶液可在50-100℃、70-90℃、75-85℃或50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃下攪拌30-180分鐘、70-120分鐘或80-100分鐘，以達(dá)到至少85-98％，或85％、90％、95％、96％、97％或98％的果糖轉(zhuǎn)化，至少75-99％，或75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％的對(duì)羥甲基糠醛的選擇性?？上蛎撍磻?yīng)器中添加額外量的酸。相同條件下果糖的轉(zhuǎn)化率可不大于5％、4％、3％、2％或1％，且總糖在質(zhì)量平衡中所占的比例可以是至少90％、92％、94％、96％、98％或99％。在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，可從溶液中分離微孔強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂。該強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可與離子液體陽(yáng)離子逐步交換至少一些質(zhì)子。經(jīng)交換的強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂可通過(guò)與鹽酸溶解接觸從而向溶液釋放離子液體陽(yáng)離子而得以再生。包含釋放的離子液體陽(yáng)離子的這種廢酸溶液可再循環(huán)回調(diào)整和水解100。該再循環(huán)可防止總體工藝中離子液體的損失并減少酸輸入。產(chǎn)生的流351可包含3-10％葡萄糖、不大于0.2％的果糖、15-45％水和1-3％羥甲基糠醛，且特征可在于ph不大于1的酸性?？捎弥辽俨糠诸A(yù)先裝載有離子液體陽(yáng)離子的弱酸陽(yáng)離子樹脂通過(guò)ph調(diào)節(jié)340將流351的ph調(diào)節(jié)到2-3，從而將弱酸陽(yáng)離子樹脂再生為其質(zhì)子形式。該弱酸陽(yáng)離子樹脂在脫水前降低溶液的ph并在脫水后提高溶液的ph的這種秋千狀(swing-like)用途可允許將該工藝的總體酸輸入削減至少30％、40％、50％或60％?？捎盟嶂芷谛缘卦偕撊跛彡?yáng)離子樹脂以允許連續(xù)操作。包含酸和離子液體陽(yáng)離子的再生溶液可再循環(huán)至調(diào)整和水解100。ⅲ.葡萄糖的分離和精制可期望收獲一些水解的纖維素漿作為將會(huì)用于除轉(zhuǎn)化為羥甲基糠醛之外的目的的精制葡萄糖產(chǎn)物。葡萄糖在工藝中具有許多應(yīng)用，作為用于發(fā)酵和用于化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝的進(jìn)料，以及用于食物和飼料。圖6中呈現(xiàn)了生產(chǎn)葡萄糖作為纖維素漿向羥甲基糠醛的總體轉(zhuǎn)化的額外產(chǎn)物流的工藝，該工藝是對(duì)圖5中提供的工藝的替代工藝。這兩個(gè)工藝可通過(guò)將流302的一部分轉(zhuǎn)向至流311而并排運(yùn)行。流311可包含1-8％葡萄糖，并且15-40％離子液體可進(jìn)料至第二色譜法分離以便產(chǎn)生流316和流317。流316可主要是葡萄糖水溶液，具有不大于5％、4％、3％、2％、1％或0.5％的離子液體濃度。流317可轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)化工藝300。每種色譜法分離可根據(jù)進(jìn)料的總濃度和待分離的化合物的具體濃度而優(yōu)化。用于第二色譜法分離的樹脂可與第一色譜法分離中使用的樹脂相同?；蛘?，可使用不同的樹脂。此外，可對(duì)每次色譜法分離改變或優(yōu)化流動(dòng)參數(shù)，以提高如本領(lǐng)域已知的葡萄糖產(chǎn)物的總產(chǎn)率或純度。流316可轉(zhuǎn)移至葡萄糖精制?？赏ㄟ^(guò)使該流與強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂、wba樹脂、混合床樹脂或活性炭接觸至少一次，或通過(guò)蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)精制。該流可首先與強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂接觸以捕獲剩余的離子液體陽(yáng)離子，這些剩余量可再循環(huán)入工藝中；流316可與陰離子交換劑接觸以中和酸度并去除剩余的有機(jī)酸。陰離子交換劑可選自wba樹脂或液體陰離子交換劑，例如胺萃取有機(jī)相。離子交換劑的選擇可基于該工藝步驟的效率和經(jīng)濟(jì)性，例如，如果溶液中有機(jī)酸的量大于0.1％重量/糖重量，則可優(yōu)選液體陰離子交換劑?；钚蕴靠捎糜谌コ袡C(jī)雜質(zhì)。強(qiáng)酸陽(yáng)離子可用于去除剩余的陽(yáng)離子。第二wba可用于中和。蒸發(fā)可用于產(chǎn)生30-50％的溶解的固體。混合床樹脂可用于拋光。最后的蒸發(fā)可用于產(chǎn)生70％葡萄糖水溶液。本文提供了組合物，包括但不限于，例如，如圖5和圖6中所提供的葡萄糖產(chǎn)物組合物。本文提供的組合物可包含i)至少95％的c6碳水化合物(重量/干固體)；ii)至少90％的單糖(重量/干固體)；iii)至少90％的葡萄糖(重量/干固體)；iv)至少一種非葡萄糖c6碳水化合物，其中至少90％的非葡萄糖c6碳水化合物為甘露糖(重量/重量)；以及v)至少100ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自離子液體陽(yáng)離子、咪唑、咪唑衍生物、咪唑-糖輔助劑、羥甲基糠醛或溶劑s3。在一些情況下，所述組合物可包含不大于99％的c6碳水化合物(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含95-99％，或90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的c6碳水化合物(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含不大于99％的單糖(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含90-99％，或90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的單糖(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含不大于99％的葡萄糖(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含90-99％，或90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的葡萄糖(重量/干固體)。在一些情況下，該組合物可包含不大于99％的甘露糖與非葡萄糖c6碳水化合物之比(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含90-99％，或90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的甘露糖與非葡萄糖c6碳水化合物之比(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含5000ppm(5,000,000ppb)的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自離子液體陽(yáng)離子、咪唑、咪唑衍生物、咪唑-糖輔助劑、羥甲基糠醛或溶劑s3。在一些情況下，該組合物可包含100ppb至5000ppm(5,000,000ppb)的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自離子液體陽(yáng)離子、咪唑、咪唑衍生物、咪唑-糖輔助劑、羥甲基糠醛或溶劑s3。在一些情況下，所述組合物可包含70％葡萄糖水溶液。在一些情況下，該組合物可包含至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％或97％的c6糖。至少60％、70％、80％或90％重量/總糖重量的糖可以是葡萄糖，且至少90％、95％或98％的剩余糖可以是甘露糖。至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％的糖可以為單體形式。在一些情況下，該組合物可包含至少100ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自離子液體陽(yáng)離子、咪唑、咪唑衍生物、咪唑-糖輔助劑、羥甲基糠醛或溶劑s3。ⅳ.羥甲基糠醛的回收?qǐng)D3、圖5和圖6中的流301可以是產(chǎn)物流，其中該產(chǎn)物流可包含羥甲基糠醛。該產(chǎn)物流中羥甲基糠醛的濃度可以較低，通常不大于5％、4％、3％、2％或1％(重量/重量)。流301可包含殘余量的通過(guò)羥甲基糠醛或糠醛降解形成的有機(jī)酸，例如甲酸和乙酰丙酸。可期望實(shí)施成本有效的方法以回收羥甲基糠醛并從該高度稀釋的溶液中精制羥甲基糠醛。圖7呈現(xiàn)了用于高效節(jié)能地從稀流中回收羥甲基糠醛的系統(tǒng)和工藝?？稍谖綕饪s410中使用據(jù)報(bào)道對(duì)羥甲基糠醛具有高親和力的非功能性聚合(nf)樹脂，以從稀水溶液中吸附羥甲基糠醛產(chǎn)物，從而該樹脂作為捕集器。合適的非功能性聚合樹脂可以是purolitehypersol-mn200，或本領(lǐng)域使用的任何其他相似的非功能性聚合樹脂。當(dāng)去質(zhì)子化時(shí)，這種非功能性聚合樹脂不捕獲有機(jī)酸，因此通過(guò)將ph控制在高于這些酸的去質(zhì)子化ph在用沖洗液洗脫有機(jī)酸時(shí)捕獲羥甲基糠醛。在與非功能性聚合樹脂接觸之前，可通過(guò)混合呈氫氧化物形式的離子液體將溶液的ph調(diào)節(jié)到6.5-7.5。一旦樹脂接近滿負(fù)荷或達(dá)到滿負(fù)荷，可以用體積小很多的80:20至99:1比例的溶劑s2:水溶液從該樹脂上解吸所捕集的羥甲基糠醛。溶劑s2的特征可在于具有增溶羥甲基糠醛的能力。溶劑s2的特征可在于與水形成非均相共沸物，其中該共沸物的沸點(diǎn)高達(dá)90℃，且低于溶劑s2的沸點(diǎn)。優(yōu)選地，溶劑中的水溶解度較低，且水相中的溶劑溶解度較低。溶劑s2可選自乙酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇或其組合。溶劑s2可以是乙酸乙酯。非功能聚合樹脂可用于回收羥甲基糠醛并去除有機(jī)酸，其中乙酸乙酯可充當(dāng)再生媒介。410的吸附-解吸活動(dòng)可將用于回收羥甲基糠醛的能量成本降低至少5、7、10、15或20個(gè)因數(shù)，因?yàn)榱?11的溶劑重量與流301相比可降低為1/2、1/4、1/6、1/8、1/10、1/20、1/50或1/100，并且還因?yàn)樗鄬?duì)于乙酸乙酯的相對(duì)比例可從100％重量/重量降低至3-4％重量/重量。流411可轉(zhuǎn)移至蒸餾420，在其中乙酸乙酯可在70.4℃，或70℃、70.4℃、70.5℃或71℃下蒸除。蒸氣流421可轉(zhuǎn)移至潷析430以將水與溶劑分離。產(chǎn)生的流432可包含97:3乙酸乙酯：水，然后可再循環(huán)以供進(jìn)一步使用。水相431可轉(zhuǎn)移至汽提塔415以通過(guò)流417蒸發(fā)去除剩余量的溶劑。流416可與呈質(zhì)子形式的弱酸陽(yáng)離子樹脂接觸以在陽(yáng)離子交換440中捕獲剩余的離子液體陽(yáng)離子，其可通過(guò)使弱酸陽(yáng)離子樹脂與酸接觸并將離子液體陽(yáng)離子再循環(huán)至水解而再生。汽提脫去(strippedof)離子液體陽(yáng)離子的水性流可轉(zhuǎn)移至廢水處理廠，在其中有機(jī)酸可發(fā)酵以產(chǎn)生甲烷。在蒸餾之前、期間或之后，根據(jù)羥甲基糠醛應(yīng)用的下一階段的需要，可添加較高沸點(diǎn)的溶劑作為用于羥甲基糠醛的合適的共溶劑。較高沸點(diǎn)的溶劑可選自2-丁醇、2-丙醇、四氫化萘或水，或其組合。較高沸點(diǎn)的溶劑可以是2-丁醇。產(chǎn)物1100可包含至少5％、10％、15％、20％、25％或30％的羥甲基糠醛。產(chǎn)物1100可包含至少50ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、水、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、葡萄糖、果糖、甘露糖，或糖與離子液體陽(yáng)離子的加合物。產(chǎn)物1100還可包含至少50ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、葡萄糖、果糖或甘露糖。本文提供了組合物，包括但不限于，例如，如圖7中所提供的產(chǎn)物1100。本文提供的組合物可包含至少5％的羥甲基糠醛(重量/重量)和不大于95％的溶劑(重量/重量)，其中該溶劑選自2-丁醇、2-丙醇、四氫化萘或水，或其組合。在一些情況下，該組合物可包含至少50ppb的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、乙酰丙酸、甲酸、葡萄糖、果糖或甘露糖。在一些情況下，該組合物可包含不大于50％的羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含5-50％，或5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含不大于10％的羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含5-10％羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含5000ppm(5,000,000ppb)的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、乙酰丙酸、甲酸、葡萄糖、果糖或甘露糖。在一些情況下，該組合物可包含50ppb至5000ppm(5,000,000ppb)的標(biāo)記物分子，其中該標(biāo)記物分子選自乙酸乙酯、離子液體陽(yáng)離子、糠醛、乙酰丙酸根陰離子、甲酸根陰離子、乙酰丙酸、甲酸、葡萄糖、果糖或甘露糖。ⅴ.離子液體的再循環(huán)離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)相對(duì)于傳統(tǒng)溶劑具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兺ǔ２灰讚]發(fā)或不易燃，還因?yàn)橐恍╇x子液體由于其低生態(tài)毒性而是對(duì)環(huán)境安全的。某些離子液體在溶解結(jié)晶纖維素方面可以是高度有效的。離子液體潛在的劣勢(shì)可能是高成本。在本文所公開的工藝中設(shè)計(jì)非常有效的離子液體再循環(huán)可以是有益的，以便避免離子液體的浪費(fèi)和相關(guān)的成本提高。本文提供了捕集和/或再循環(huán)離子液體的方法和工藝。a)在稀水性流中捕集離子液體陽(yáng)離子捕集和/或再循環(huán)離子液體可包括用弱酸陽(yáng)離子樹脂處理每種稀水性流(例如，涉及廢物處理的稀水性流)以便引起離子液體陽(yáng)離子例如1-乙基-3甲基咪唑鎓陽(yáng)離子或1-丁基-3-甲基咪唑鎓陽(yáng)離子形式的吸附?？赏ㄟ^(guò)使樹脂與酸流接觸而再生離子液體陽(yáng)離子，或這樣的流可以是具有過(guò)量質(zhì)子的強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂流出物流，以減少工藝中水和酸的總用量。b)離子液體再循環(huán)用于纖維素增溶本文所公開的工藝可包括使用水，并且可期望在再循環(huán)期間從離子液體中去除水用于纖維素增溶，因?yàn)樵诶w維素水解之前水使纖維素沉淀。可通過(guò)添加與離子液體和水混合的溶劑s3來(lái)實(shí)現(xiàn)水的去除，并形成與水的非均相共沸物，其中該共沸物的沸點(diǎn)可以是在100mmhg下不大于100℃，并且其中溶劑與水的溶混性可以不大于1％。溶劑s3可以是用至少一個(gè)選自羥基、氧代、腈或鹵化物的取代基取代的直鏈或支鏈c8、c9、c10、c11或c12烷基。溶劑s3可以是用至少一個(gè)選自羥基、氧代、腈或鹵化物的取代基取代的直鏈或支鏈c5、c6或c7芳基。溶劑s3可選自環(huán)己醇、2-乙基-1-己醇、己基氯、丁腈、環(huán)己酮、環(huán)戊酮、二異丁基酮、二丙基酮、異亞丙基丙酮、甲基戊基酮、2,4-戊二酮、2,3-二氯丙醇、二氯戊二烯、乙苯、苯乙烯或二甲苯?？稍诮档偷膲毫ο略诓桓哂?00℃、80℃或60℃下進(jìn)行共沸物蒸餾。蒸發(fā)1kg水的能量需求可降低至對(duì)于直接從離子液體相中蒸發(fā)水所需的能量的不大于80％、70％、60％、50％或40％。本文提供了組合物，包括但不限于，例如，如圖8中所提供的流501。本文提供的組合物可包含i)至少95％的離子液體(重量/重量)；ii)0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；iii)不大于0.1％的果糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)；v)不大于4％的水(重量/重量)；以及vi)不大于2％的溶劑s3(重量/重量)。在一些情況下，該組合物可包含i)至少95％的離子液體(重量/重量)；ii)0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；iii)不大于0.1％的果糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)；v)不大于4％的水(重量/重量)；vi)不大于2％的溶劑s3(重量/重量)；以及下列特征中的至少一個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；以及v)不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在一些情況下，所述組合物可包含i)至少95％的離子液體(重量/重量)；ii)0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；iii)不大于0.1％的果糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)；v)不大于4％的水(重量/重量)；vi)不大于2％的溶劑s3(重量/重量)；以及下列特征中的至少兩個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；及v)不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在一些情況下，所述組合物可包含i)至少95％的離子液體(重量/重量)；ii)0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；iii)不大于0.1％的果糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)；v)不大于4％的水(重量/重量)；vi)不大于2％溶劑s3(重量/重量)；以及下列特征中的至少三個(gè)：i)0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；ii)不大于0.1％的甘露糖(重量/重量)；iv)不大于0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)；及v)不大于0.1％的甲酸(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少94％、95％、96％、97％、98％或99％的離子液體(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含不大于99.7％的離子液體(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含95-99.7％的離子液體(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.001％的果糖(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001-0.1％，或0.001％、0.005％、0.01％、0.05％或0.1％的果糖(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.001％的羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001-0.1％，或0.001％、0.005％、0.01％、0.05％或0.1％的羥甲基糠醛(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.4％的水(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.4-4％，或0.4％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％或4％的水(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.2％的溶劑s3(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.2-2％，或0.2％、0.5％、1％、1.5％或2％的溶劑s3(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.001％的甘露糖(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001-0.1％，或0.001％、0.005％、0.01％、0.05％或0.1％的甘露糖(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含至少0.001％的乙酰丙酸(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001-0.1％，或0.001％、0.005％、0.01％、0.05％或0.1％的乙酰丙酸(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001％的甲酸(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.001-0.1％，或0.001％、0.005％、0.01％、0.05％或0.1％的甲酸(重量/重量)。在一些情況下，本文提供的組合物可包含選自纖維二糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、羥甲基糠醛、乙酰丙酸、甲酸、水或溶劑s3的至少一種化合物。在一些情況下，本文提供的組合物可包含0.1-2％的纖維二糖(重量/重量)；0.1-3％的葡萄糖(重量/重量)；不大于0.1％、0.05％或0.01％的果糖(重量/重量)；不大于0.1％、0.05％或0.01％的甘露糖(重量/重量)；不大于0.1％、0.05％或0.01％的羥甲基糠醛(重量/重量)；不大于0.1％、0.05％、0.01％、0.005％或0.001％的乙酰丙酸(重量/重量)；不大于0.1％、0.05％、0.01％、0.005％或0.001％的甲酸(重量/重量)；0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％或4％的水(重量/重量)；以及不大于2％、1％、0.5％、0.1％或0.05％的溶劑s3(重量/重量)。在一些情況下，溶劑s3為環(huán)己醇。實(shí)施例盡管本文中已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這些實(shí)施方案僅以示例的方式提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的情況下現(xiàn)將想到多種變化、改變和替代。應(yīng)當(dāng)理解，本文中所述的本發(fā)明實(shí)施方案的各種替代方案可用于實(shí)施本發(fā)明。以下權(quán)利要求旨在限定本發(fā)明的范圍，且由此涵蓋這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)及其等效項(xiàng)。實(shí)施例1-來(lái)源于松木和桉木的纖維素剩余物漿的組成將新鮮的木屑進(jìn)料至高壓反應(yīng)器中，并在包含0.3-0.5％h2so4和0.2％so2的溶液中加熱至135-145℃達(dá)1-3小時(shí)。從包含半纖維素糖、灰分、有機(jī)酸、酸溶性木質(zhì)素和提取物的液體中分離剩余固體。用新鮮的酸溶液洗滌該固體并干燥。然后在包含1:1甲基乙基酮:水和0.5-1.5％(重量/重量)乙酸的溶液中將剩余的木質(zhì)纖維素物質(zhì)加熱至160-210℃達(dá)1-3小時(shí)。收集剩余的漿，用水飽和的甲基乙基酮洗滌，并干燥。根據(jù)nrel法tp-510-42618表征所獲得的纖維素漿的組成。根據(jù)nrel法tp-510-42622測(cè)定灰分。表1a：纖維素剩余物漿的組成表1b：通過(guò)icp分析通過(guò)該工藝獲得的剩余的纖維素漿樣品參考編號(hào)種類scafekmgna16995桉木40015016040203016998桉木4301101003061018104松木53040130150801018116松木4004020070202實(shí)施例2-來(lái)源于桉木的纖維素剩余物漿的組成如實(shí)施例1所述處理桉木原料以提取半纖維素糖、灰分和酸溶性木質(zhì)素。碾磨木質(zhì)纖維素剩余物以產(chǎn)生約1400微米的粉末。將碾磨的粉末(約20g和5％水分)裝載至壓力反應(yīng)器中。向該反應(yīng)器中加入100g水和80g甲基乙基酮，并向總液體中加入0.5％至2.5％wt/wt的乙酸。將該反應(yīng)器加熱至160-190℃1-3小時(shí)。冷卻該反應(yīng)器，并分離固體和液體。用額外量的水飽和的mek溶液洗滌該固體，并將該固體在真空下干燥。根據(jù)nrel/tp-510-42618測(cè)量剩余物固體中纖維素和木質(zhì)素的量。結(jié)果表明了反應(yīng)條件在提取木質(zhì)素中的高效率，在最佳條件下留下低至小于5％木質(zhì)素(重量/重量)固體，并可達(dá)到低至2％。表2：纖維素剩余物漿的組成實(shí)施例3-來(lái)源于桉木的纖維素剩余物漿的組成將實(shí)施例2的程序按比例放大十五倍至七升壓力反應(yīng)器。研磨半耗盡的桉木，測(cè)試多種反應(yīng)條件，并表征產(chǎn)生的漿的組成。結(jié)果總結(jié)于表3中。表3：纖維素剩余物漿的組成實(shí)施例4-來(lái)源于甘蔗渣的纖維素剩余物漿的組成通過(guò)應(yīng)用數(shù)個(gè)循環(huán)的剪切處理并用高壓洗滌導(dǎo)致去除石子、沙子和灰塵來(lái)對(duì)甘蔗渣去灰。通過(guò)與0.5％h2so4(16:1重量/重量)一起在135-145℃下加熱0.5-3小時(shí)處理產(chǎn)生的去灰生物質(zhì)，以提取半纖維素、asl、有機(jī)酸和剩余的灰分。然后在包含1:1甲基乙基酮:水和0.5-1.5％(重量/重量)乙酸的溶液中將剩余的木質(zhì)纖維素物質(zhì)加熱至160-210℃達(dá)1-3小時(shí)。收集剩余的漿，用水飽和的甲基乙基酮洗滌，并干燥。根據(jù)nrel法tp-510-42618表征所獲得的纖維素漿的組成。根據(jù)nrel方法tp-510-42622測(cè)定灰分。表4：纖維素剩余物漿的組成組成wt.％葡聚糖84.40±0.40木聚糖1.95±0.03木質(zhì)素7.49±0.59灰分5.08±0.12其他1.08±0.72實(shí)施例5-纖維素剩余物漿的溶解度性質(zhì)與avicelph-200相比，以所述漿在水和醚中的溶解度來(lái)表征這些漿。結(jié)果總結(jié)于表5中。表5：多種纖維素漿的溶解度性質(zhì)*在線發(fā)表：http://www.signetchem.com/downloads/datasheets/fmc-biopolymer/avicel-ph-200-specifications.pdf實(shí)施例6-來(lái)源于甘蔗渣和桉木的纖維素剩余物漿的組成如實(shí)施例1中所述處理甘蔗渣和桉木原料，以便首先提取半纖維素，然后提取木質(zhì)素。表征纖維素剩余物漿。結(jié)果總結(jié)于表6中。表6：甘蔗渣和桉木的纖維素漿的表征化學(xué)性質(zhì)(方法)甘蔗渣桉木木質(zhì)素，wt％(t249：nrel/tp-510-42618)10.145.84酸不溶性，wt％9.675.43酸溶性，wt％0.470.41糖(t249：nrel/tp-510-42618)90.5992.90阿拉伯聚糖，wt％<0.01<0.01半乳聚糖，wt％<0.01<0.01葡聚糖，wt％87.8892.39木聚糖，wt％2.630.51甘露聚糖，wt％<0.01<0.01α纖維素，wt％(t203)63.635.0β纖維素，wt％(t203)35.263.5γ纖維素，wt％(t203)1.21.4dcm提取物(t204)0.0970.097灰分含量，wt％(t211)1.540.196實(shí)施例7：羥甲基糠醛/葡萄糖/纖維二糖/離子液體的色譜法分離使葡萄糖、羥甲基糠醛、纖維二糖和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物的混合物通過(guò)呈1-乙基-3-甲基咪唑鎓形式的樹脂pcr-642。使用2.5cm直徑的240ml體積，并在60℃下進(jìn)行運(yùn)行。用去離子水以8ml/min的速率洗脫柱。收集10ml的級(jí)分，總計(jì)600ml，并通過(guò)hplc在aminexhpx-87h柱上分析。產(chǎn)生的曲線參見于圖9中。實(shí)施例8：葡萄糖至果糖的異構(gòu)化用10％1-丁基-3-甲基咪唑鎓氫氧化物儲(chǔ)備溶液將22％1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物和3％葡萄糖水溶液滴定至所需的ph。稱重3.0g的儲(chǔ)備溶液裝入配備有攪拌棒和氣密帽的五個(gè)玻璃容器中。加熱反應(yīng)，每次取一個(gè)容器并降溫。用0.1m鹽酸溶液(水溶液)將每個(gè)水性樣品稀釋十倍以中和堿，并將樣品過(guò)濾以供注射至aminexhpx-87h柱和/或dionexcarbopacsa-10柱hpae上，通過(guò)脈沖電流滴定法檢測(cè)器(pad)檢測(cè)。結(jié)果總結(jié)于表6中。aminexhpx-87h柱不解析果糖、甘露糖和木糖(糖中的c5雜質(zhì))。具有高非葡萄糖的糖選擇性的樣品在dionex上運(yùn)行以區(qū)分果糖、甘露糖和木糖。表8：葡萄糖至果糖的異構(gòu)化實(shí)施例9：果糖脫水為羥甲基糠醛使用強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂作為催化劑進(jìn)行包含果糖、葡萄糖、1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物和水的溶液的脫水反應(yīng)。反應(yīng)條件和產(chǎn)物總結(jié)于表9中，數(shù)據(jù)表明了果糖至羥甲基糠醛的高特異性轉(zhuǎn)化，而葡萄糖幾乎無(wú)變化。測(cè)試的強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂為purolitect275drsac樹脂或rohm&haasamberlyst-15。表9：果糖脫水為羥甲基糠醛實(shí)施例10：羥甲基糠醛的回收和精制在燒杯中用去離子水洗滌約30ml的purolitehypersol-mn200，535±85μm非功能性樹脂30分鐘。將15ml洗滌后的樹脂填充在25ml柱中。用2倍床體積(bv)的水以0.8ml/min沖洗該樹脂。根據(jù)表10組成進(jìn)料溶液，并將進(jìn)料溶液調(diào)節(jié)至ph7。以0.8ml/min將進(jìn)料裝載至柱上。使總計(jì)20bv通過(guò)該柱，并分級(jí)分離為1bv樣品。過(guò)濾所述樣品并通過(guò)配備有aminexhpx-87h柱的hplc進(jìn)行分析。有機(jī)酸通過(guò)柱而不被該樹脂吸附。在bv3后，有機(jī)酸的濃度與在進(jìn)料中的濃度一致。因?yàn)樵撚袡C(jī)酸被柱中留下的沖洗物稀釋，所以前兩個(gè)床體積中的有機(jī)酸濃度低于進(jìn)料。流出物中未檢測(cè)到羥甲基糠醛直至bv17和進(jìn)一步的更高bv，表明該樹脂容量已經(jīng)滿載。表10：進(jìn)料組成質(zhì)量(g)％w/wpka羥甲基糠醛1.20650.30212.8水398.530499.633乙酰丙酸0.12850.0324.8甲酸0.13460.0343.8總計(jì)400實(shí)施例11：羥甲基糠醛/葡萄糖/纖維二糖/離子液體/有機(jī)酸的色譜法分離使具有如表11中提供的組成的葡萄糖、羥甲基糠醛、纖維二糖和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物的8ml混合物通過(guò)呈1-乙基-3-甲基咪唑鎓形式的樹脂purolitepcr642h。使用2.5cm直徑的250ml體積，在60℃下進(jìn)行運(yùn)行。用去離子水以8ml/min的速率洗脫該柱。收集10ml的級(jí)分，總計(jì)600ml，并通過(guò)hplc在aminexhpx-87h柱上分析。產(chǎn)生的曲線參見于圖10中。表11：進(jìn)料組成實(shí)施例12：葡萄糖和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物的色譜法分離使葡萄糖和1-乙基-3-甲基咪唑鎓氯化物的混合物通過(guò)呈1-乙基-3-甲基咪唑鎓形式的樹脂pcr-642h。使用2.5cm直徑的240ml體積，在60℃下進(jìn)行運(yùn)行。用去離子水以8ml/min的速率洗脫該柱。收集10ml的級(jí)分，總計(jì)600ml，并通過(guò)hplc在aminexhpx-87h柱上分析。產(chǎn)生的曲線參見于圖11中。實(shí)施例13：葡萄糖的回收和精制將1-8％葡萄糖、15-40％1-乙基-3-甲基咪唑鎓、約1％乙酰丙酸和約1％甲酸的混合物進(jìn)料至強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂色譜法單元。產(chǎn)生具有0.5-5％的低1-乙基-3-甲基咪唑鎓濃度的溶液，并隨后與第二強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂色譜法單元接觸，以捕獲殘余的1-乙基-3-甲基咪唑鎓陽(yáng)離子。將產(chǎn)生的混合物的ph中和至6-7，并使用胺萃取有機(jī)相去除剩余的乙酰丙酸和甲酸。使用活性炭去除剩余的有機(jī)雜質(zhì)。在蒸發(fā)單元中蒸發(fā)該混合物，以產(chǎn)生40％的溶解的固體和90％葡萄糖水溶液。實(shí)施例14：離子液體再循環(huán)用于纖維素增溶將2-乙基-1-己醇添加至1-丁基-3-甲基咪唑鎓、水和糖的流。將該流進(jìn)料至蒸餾單元，使用真空泵將壓力調(diào)節(jié)為125托，在蒸餾單元中進(jìn)行共沸蒸餾以去除1-丁基-3-甲基咪唑鎓。2-乙基-1-己醇的沸點(diǎn)為185℃，而水和2-乙基-1-己醇的共沸沸點(diǎn)為99.1℃。2-乙基-1-己醇在共沸物中的組成為20％(重量/重量)，而水為剩余的80％。將1-丁基-3-甲基咪唑鎓再循環(huán)至纖維素剩余物漿預(yù)處理。表14中提供了再循環(huán)的1-丁基-3-甲基咪唑鎓組合物。表1：再循環(huán)的1-丁基-3-甲基咪唑鎓組合物％(重量/重量)bmim96.5纖維二糖0.9果糖0.05羥甲基糠醛0.05水1.52-乙基-1-己醇1當(dāng)前第1頁(yè)12