在本文中，我们将探讨制备糠酸的方法，通过这项研究，我们希望为糠酸的高效制备提供一个可行的解决方案。
背景：糠酸作为糠醛的重要下游产品,在食品制造、材料制备、光学技术、药物合成中具有重要的应用,可用于合成防腐剂、增塑剂、热固性树脂、香料以及多种药物。
制备：
1. 氧化剂氧化法制备糠酸
2020年Thuriot-Roukos等人将水滑石(HT)负载在金纳米颗粒作为催化剂，以H2O2为氧化剂用于糠醛氧化生成糠酸反应中，当催化剂中 Au/HT=4:1时，糠醛:H2O2(3.15 mM)=4（摩尔比），反应温度90℃搅拌速度600 r/min，反应2 h，糠酸的选择性达到100%。作者简述了该反应机理为MgO从HT载体中部分浸出，在水溶液中水化形成Mg(OH)2，Mg(OH) 2在水中水解提供OH-，OH-与糠醛结合形成阴离子并被吸附到Au催化剂表面进行进一步氧化生成糠酸后从催化剂表面解吸，而H2O2通过催化分解产生OH-参与该反应过程。具体反应机理如图所示。
2. 催化氧化法制备糠酸
催化氧化法是以分子氧（O2）为氧化剂将糠醛氧化生成糠酸。O2被用作氧化剂时，副产物同样只有水，绿色环保，并且氧气来源广泛，也可以选用空气代替氧气参与反应，经济性高。目前，糠醛催化氧化制备糠酸常用的催化剂可分为金属催化剂和非金属催化剂两大类。常用的金属催化剂以Au、Ag、Pt、Pd、Cu等及其氧化物为主。其中氧化铜类催化剂是早期研制至今仍使用的催化剂体系，以空气中的氧气为氧化剂，适用于大规模工业化生产。
非金属催化剂在糠醛催化氧化生成糠酸也开始引起研究者们的关注。Nakajima制备出高活性和高选择性的非金属催化剂N-杂环卡宾，并将其用于催化氧化制备糠酸的反应过程中。在40℃的DMSO溶液里反应4 h，糠酸收率为99%。但是该过程所用反应体系制备过程复杂、催化剂本身价格昂贵，不易生物降解，限制了应用于工业化生产的进程。
3. 康尼查罗法制备糠酸
糠醛分子中的醛基所连的α-C上没有活泼氢，因此在强碱的作用下易发生康尼扎罗反应生成等摩尔量的糠醇以及糠酸，反应方程式如图所示，糠醛与糠酸的理论收率均为50%。
康尼扎罗法制备糠酸也是工业上常用的一个制备方法，但是糠酸最高收率为50%，并且生成的糠醇回收难、成本高且污染环境，经济性低。同时近年来鲜有研究者对康尼扎罗法制备糠酸进行研究。糠醛的康尼扎罗反应常作为糠醛催化氧化反应过程中的副反应发生，例如Douthwith等研究表明，催化氧化生成糠酸反应过程，伴随着反应以及糠醛自聚反应的发生，三者反应呈现竞争反应的关系。除此之外，OH- 的存在是三种反应能够发生的原因。
4. 生物催化法制备糠酸
Wang等在30℃反应条件下，利用Recombinant Escherichia coli HMFOMUT whole-cells在温和反应条件下有效的实现了催化氧化糠醛生成糠酸。Amorphotheca resinae ZN1 生物催化剂在温和条件下也具有将糠醛或五羟基甲醛催化转化生成相应的醇和酸的能力。醋杆菌IF0329被Nagasawa等人证明具有将糠醛转化成糠酸的能力，其中反应体系为10 mMKH2PO4-H3PO4的甲醇缓冲溶液，反应持续近30 h。除此之外，作者将反应规模放大至至百克级别，糠酸收率仍高达95%。
参考文献：
[1]闫静. CuO催化氧化糠醛生成糠酸反应研究[D]. 北京化工大学, 2023. DOI:10.26939/d.cnki.gbhgu.2023.001732
[2]李兴龙,傅尧. 糠醛氧化合成糠酸 [J]. 化学进展, 2022, 34 (06): 1263-1274.
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