葡萄糖酸鈉(GS)制備均相催化氧化法和次氯酸鈉氧化法

[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為氧化劑在催化條件下將葡萄糖氧化為葡萄糖酸。由于H2O2價(jià)廉易得，用其作氧化劑時(shí)反應(yīng)條件溫和和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好的氧化劑。一般認(rèn)為，H2O2將醛氧化成羧酸的能力很弱，但在無(wú)任何有機(jī)溶劑、鹵化物和金屬催化劑的條件下，在醛氧化反應(yīng)中卻得到很好的結(jié)果。

汪祖模等選用以H2O2為氧化劑的催化氧化法制備葡萄糖酸，HBr為催化劑。選用不同的催化劑如HBr和Br2等進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)用HBr作催化劑時(shí)，反應(yīng)較平穩(wěn)，產(chǎn)品較純；用Br2作催化劑時(shí)反應(yīng)較激烈，副產(chǎn)品多，但反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較高。只要所用H2O2總量一定，H2O2的濃度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響不大。實(shí)驗(yàn)還表明，在H2O2滴加完的2h內(nèi)轉(zhuǎn)化率提高較快，隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)轉(zhuǎn)化率雖有提高，但變化幅度不大。該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單平穩(wěn)，原料豐富，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求。

(5)次氯酸鈉氧化法

采用次氯酸鈉氧化葡萄糖，用溶劑萃取法分離副產(chǎn)物氯化鈉制備葡萄糖酸鈉，產(chǎn)品收率高，達(dá)到90%～96%，一級(jí)品純度達(dá)99%。反應(yīng)機(jī)理如下所示。

①液堿中通氯氣制備次氯酸鈉

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O

②次氯酸鈉氧化葡萄糖生成葡萄糖酸鈉

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

③用酸酸化反應(yīng)液，使葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸內(nèi)酯

④減壓蒸水，溶劑萃取，用堿中和內(nèi)酯得葡萄糖酸鈉

(6)電解氧化法

電解氧化法是在電解槽中加入一定濃度的葡萄糖溶液，再加入適宜的電解質(zhì)，在一定溫度、一定電流密度下恒電流電解。其中各工藝參數(shù)的確定因加入電解質(zhì)的不同而異。例如：以溴化鈉為電解質(zhì)時(shí)，葡萄糖濃度為23.5%，溫度控制在40℃，電流密度為1A/dm2，電解質(zhì)濃度為2%，電解過(guò)程中碳酸鈉可一次性加入。電解結(jié)束后電解液經(jīng)濃縮、結(jié)晶，可得葡萄糖酸鈉晶體。整個(gè)工藝的流程見(jiàn)圖6-4。

圖6-4 電解氧化法制取葡萄糖酸鈉工藝流程

電解氧化法與其他生產(chǎn)方法相比，產(chǎn)品純度好，可達(dá)98%，收率可達(dá)90%，設(shè)備一次性投資相對(duì)較少，但在工業(yè)生產(chǎn)中能耗大，不易控制，因此工業(yè)化生產(chǎn)中很少采用。

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