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葡萄糖酸钠(GS)制备均相催化氧化法和次氯酸钠氧化法

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

(4)均相催化氧化法

  

均相催化氧化法主要指H2O2氧化法,即以H2O2为氧化剂在催化条件下将葡萄糖氧化为葡萄糖酸。由于H2O2价廉易得,用其作氧化剂时反应条件温和和无污染等优点,是一种环境友好的氧化剂。一般认为,H2O2将醛氧化成羧酸的能力很弱,但在无任何有机溶剂、卤化物和金属催化剂的条件下,在醛氧化反应中却得到很好的结果。

  

汪祖模等选用以H2O2为氧化剂的催化氧化法制备葡萄糖酸,HBr为催化剂。选用不同的催化剂如HBr和Br2等进行比较,发现用HBr作催化剂时,反应较平稳,产品较纯;用Br2作催化剂时反应较激烈,副产品多,但反应的转化率较高。只要所用H2O2总量一定,H2O2的浓度对反应转化率影响不大。实验还表明,在H2O2滴加完的2h内转化率提高较快,随反应时间的延长转化率虽有提高,但变化幅度不大。该工艺过程简单平稳,原料丰富,反应过程简单,对设备无特殊要求。

  

(5)次氯酸钠氧化法

  

采用次氯酸钠氧化葡萄糖,用溶剂萃取法分离副产物氯化钠制备葡萄糖酸钠,产品收率高,达到90%~96%,一级品纯度达99%。反应机理如下所示。

  

①液碱中通氯气制备次氯酸钠

  

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O

  

②次氯酸钠氧化葡萄糖生成葡萄糖酸钠

  

CH2(OH)[CH(OH)]4CHO+NaClO+NaOH=CH2(OH)[CH(OH)]4COONa+NaCl+H2O

  

③用酸酸化反应液,使葡萄糖酸钠转化为葡萄糖酸内酯

  

  

④减压蒸水,溶剂萃取,用碱中和内酯得葡萄糖酸钠

  

  

(6)电解氧化法

  

电解氧化法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液,再加入适宜的电解质,在一定温度、一定电流密度下恒电流电解。其中各工艺参数的确定因加入电解质的不同而异。例如:以溴化钠为电解质时,葡萄糖浓度为23.5%,温度控制在40℃,电流密度为1A/dm2,电解质浓度为2%,电解过程中碳酸钠可一次性加入。电解结束后电解液经浓缩、结晶,可得葡萄糖酸钠晶体。整个工艺的流程见图6-4。

  

  

图6-4 电解氧化法制取葡萄糖酸钠工艺流程

  

电解氧化法与其他生产方法相比,产品纯度好,可达98%,收率可达90%,设备一次性投资相对较少,但在工业生产中能耗大,不易控制,因此工业化生产中很少采用。

  

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