γ-戊内酯在生物质转化过程中的应用

γ-戊内酯（GVL）是一种绿色有机溶剂，由于其具备较高的沸点、闪点和化学稳定性，被广泛应用于有机合成和生物炼制领域。Strappaveccia等以GVL为溶剂所进行的Mizoroki-heck反应结果证实，GVL作溶剂效果明显优于传统有机溶剂。其他诸如Hiyama反应、Catellani反应、Sonogashira-Hagihara反应等经典有机反应在GVL溶剂中也显示出了高效的反应活性。

木质纤维素的分级

γ-戊内酯作为一种溶解解聚木质素的极性非质子溶剂，可在温和的条件下增加裂解木质素的醚键活性，加快木质素的解聚速率。而GVL/H2O溶剂体系中反应活化能的降低，导致纤维素酶水解和木糖脱水的速率增加。Fang等发现在木质纤维生物质的分级分离中，GVL/H2O有助于木质素中β-O-4芳醚键的断裂，而其中水含量影响木素脱除。当GVL/H2O溶剂体系中含水量在35％～50％时最利于木素脱除，制得的纤维素浆料纯度可达90.3％。此外，结合Luterbacher等的研究， 将经γ-戊内酯处理后分离所得的纯纤维素固体做X射线衍射显示，活性高的非晶纤维素部分得到增加，说明γ-戊内酯的存在可能在破坏纤维素的结晶性中发挥作用。

制备纤维生物质衍生化学品

γ-戊内酯作为一种反应介质不仅为化学反应的发生提供了场所，而且可作为反应过程中电子传递的媒介，改变质子化过渡态稳定性进而影响反应动力学。另一方面，GVL通过溶解木质素和增加酸性质子活性，提高糖化速率，通过对催化剂的作用增加酸催化反应的速率。γ-戊内酯作为溶剂应用于糖类的制备：γ-戊内酯/水体系在酸催化糖化过程中，葡萄糖产量提高了近80％，是相同体系用水的两倍。而纤维二糖在GVL/水体系中水解生成葡萄糖的速率常数是纯水中的30倍，表观活化能也降低约1/3。Luterbacher等报道了以生物质衍生的γ-戊内酯、水和稀酸为混合溶剂，中试规模生产可溶性碳水化合物。