[發明專利]一種葡萄糖差向異構制甘露糖的方法

無效

• 申請號: 201310062605.9
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN104004030A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 張濤;趙冠鴻;鄭明遠;張軍營;王愛琴
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07H3/02
• 分類號: C07H3/02;C07H1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及D-甘露糖的制備方法，具體地說是葡萄糖在水熱條件下經過一步催化差向異構制甘露糖的反應過程。

背景技術

D-甘露糖是一種具有重要功能的六碳糖，存在于植物的細胞中，在醫藥工業、食品工業、飼料工業和生命科學等領域具有重要的作用【文獻1：梁智，黃國紅．甘露糖的制備與用途[J]．化工之友，2000，(3)：14】。例如：可以用來合成L-核糖和莽草酸前體化合物等重要的醫藥中間體，合成甘露醇、三氟甘露糖等醫藥化工原料，抑制動物肌體損傷和炎癥，調控植物特定部位的生長，用做家禽飼料添加劑以預防細菌污染等等。

甘露糖的制備主要分為植物提取、酶轉化和化學合成三種方法【文獻2：周文英，范家恒．甘露醇工業化制造方法和評述[J]．甘蔗糖業．2005，(5)：46】：傳統的甘露糖制備方法主要從植物中(如海帶、咖啡渣、象牙棕櫚子)提取；據報道，甘露糖異構酶可以將D-果糖可逆性轉化成D-甘露糖【文獻3：Badal?C.Salla,Peoria.Bio-based?memod?for?making?mannitol[P].US?Patent，US2003/0215931,2003-11-20】；50年代開始，美國就研究采用蔗糖水解工藝來制備甘露醇【文獻4:Leo?Kasehagen,West?Chester,Michael?Morris?Luskin,et?a1.Hexitols?by?hydrogenation?of?sucrose[P].US?Patent,US2759024,1956-08-14】，隨著催化差向異構化技術的發展,目前主要利用均相催化D-葡萄糖差向異構化制備D-甘露糖。差向異構化葡萄糖的催化劑，除鉬酸鹽外，還可以金屬離子如Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Cd²⁺與氮有機物形成的絡合體代替。但研究結果證明，用金屬絡合體作異構催化劑，其異構效果均不如鉬酸鹽好，且反應體系需使用甲醇為溶劑，在工業應用上不適用。目前，在工業應用上，差向異構化法用催化劑主要為六價鉬酸鹽【文獻5:The?kinetics?of?the?molybdate?catalyzed?epimerization?of?D-glucose?and?D-mannose?in?aqueous?solutions[J].Journal?of?Molecular?Catalysis,68(1991)87-103】。

本發明提供的方法以葡萄糖為反應原料，在鎢基催化劑的作用下，差向異構催化轉化為乙二醇。這是鎢基催化劑首次應用在葡萄糖差向異構反應中，不僅反應過程簡單，產物中甘露糖收率高，而且簡單易行，成本低廉。

發明內容

本發明的目的在于提供一種葡萄糖制甘露糖的方法。葡萄糖經過一步差向異構過程，可以較高收率地轉化為甘露糖。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：以葡萄糖作為反應原料，在密閉反應容器內于水中進行差向異構化反應，催化劑為鎢的氧化物、鎢的碳化物，鎢的氮化物、鎢的磷化物、鎢的硫化物、鎢的氯化物、鎢的氫氧化物、鎢青銅、鎢酸、鎢酸鹽、偏鎢酸、偏鎢酸鹽、仲鎢酸、仲鎢酸鹽、過氧鎢酸、過氧鎢酸鹽、鎢雜多酸中的一種或兩種以上，于反應釜攪拌反應；在使用過程中，催化劑的活性成分（以金屬鎢重量計）與葡萄糖重量比在0.0001-0.5倍范圍之間；反應溫度高于80°C，溫度上限以原料和產物不發生熱分解為準。反應時間不少于2分鐘。較優選的反應釜中反應溫度為80-220°C，優選反應時間為2min-5h；更優選的反應溫度為100-200°C，優選反應時間為5min-3h。

催化劑可以是非負載的可溶或非可溶的含鎢化合物。

催化劑也可以為負載型催化劑，活性組分擔載在載體上，所述載體為活性炭、氧化鋁、氧化硅、碳化硅、氧化鋯、氧化鋅、二氧化鈦一種或二種以上的復合載體；活性組分（以金屬鎢重量計）于催化劑上的含量在0.05-50wt%，優選在1-40wt%。

反應原料葡萄糖與水的用量以反應條件下反應物料部分或完全為液態即可，在此條件下進行攪拌，可以使反應物受熱均勻，避免局部溫度過高引起原料燒焦現象發生。

較佳的條件為反應原料葡萄糖與水的質量比為1:400-1:1，催化劑的活性成分（以金屬鎢重量計）與葡萄糖重量比在0.001-0.1倍范圍之間。