[發明專利]一種由磁性固體酸催化葡萄糖生產甲基葡萄糖苷的方法

無效

• 申請號: 201310593692.0
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103626810A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李煒;范樂明;劉凱鴻;夏詠梅;方云
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C07H15/04
• 分類號: C07H15/04;C07H1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物質的化學轉化技術領域，涉及到一種以納米金屬型磁性固體酸在亞臨界甲醇中催化葡萄糖合成甲基葡萄糖苷的方法。?

技術背景

由于固體酸具有良好的化學及熱穩定性、活性中心分散布均勻和易接近、超強酸性、無毒、易回收、較低溫度下具有較高的催化活性等優點，因此得到了較為廣泛的關注。許多的固體酸材料，如金屬氧化物及其改性產物，表現了超強的酸性，尤其是酸中心在其表面上的金屬氧化物ZrO₂，被認為是綠色萬能的催化劑及催化劑載體，廣泛用于工業上許多的有機合成反應中。甲基葡萄糖苷由于特定結構賦予了其產品的特殊性能，因而被廣泛的應用于食品添加劑、鉆井液、聚醚聚酯等多元醇合成中的起始劑、樹脂調節劑等。?

目前許多的研究者采用固體酸作為催化劑來合成甲基葡萄糖苷，不僅操作簡便，同時甲基葡萄糖苷的選擇性較好。Deng等人在超臨界的甲醇和乙醇中以雜多酸作為催化劑醇解纖維素，其中雜多酸(H₃PW₁₂O₄₀及H₄SiW₁₂O₄₀)作為催化劑醇解纖維素得到了甲基葡萄糖苷和乙基葡萄糖苷的收率分別為57％和63％[Weiping?Deng，Mi?Liu，Qinghong?Zhang，et?al.Catalysis?Today，2011，164，461～466]。此方法的不足在于使用對設備距有腐蝕性的雜多酸，催化劑較難回收，不利于大規模生產。?

Sambha等人在超臨界甲醇中使用C-SO₃H催化劑醇解纖維素，得到了甲基葡萄糖的收率90％以上[Sambha?Dora，Thallada?Bhaskar，Rawel?Singh.Bioresource?Technology，2012，120，318～321]。此方法的不足在于催化劑回收較為困難，反應需要高溫高壓，對反應的設備要求較高，限制了其在工業上大規模的應用。?

Peng等人研究了在亞臨界甲醇中采用SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂固體酸催化葡萄糖的甲苷化反應，其甲基葡萄糖的收率達到了80.8％[Lincai?Peng，Junping?Zhuang.Journal?of?Natural?Gas?Chemistry，2012，21，138～147]。此方法的不足在于催化劑通過較復雜的離心、過濾等操作分離回收，限制了其在工業上的潛在應用。?

目前還未有一種經濟的、低污染的工業化方法從葡萄糖直接合成甲基葡萄糖苷。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種由簡單、低污染、經濟的磁性固體超強酸來催化葡萄糖制備甲基葡萄糖苷的方法，以克服已有方法的強腐蝕、高污染、價格昂貴等缺點。?

發明要點：以葡萄糖為原料，磁性固體酸為催化劑，于溫度為130～170℃的亞臨界甲醇條件下反應1.5～7小時，以高收率得到甲基葡萄糖苷。反應結束后用磁性技術分離回收催化劑。?

本發明具有如下優點：?

1.反應原料葡萄糖來源豐富，隨處可得；?

2.制備的磁性固體酸的原料為大宗的商品化試劑，磁性固體酸對設備腐蝕小，對環境污染小；?

3.反應條件較為溫和，工藝簡單，能耗低，產物甲基葡萄糖苷的收率高；?

4.所使用的磁性固體酸能夠實現快速回收、循環使用；?

5.本方法具有良好的工業化應用前景。?

具體實施方式

納米磁性固體酸SZT的制備：參照文獻Jun?Wang，Piaoping?Yang，Meiqing?Fan，et?al.Materials?Letters，2007，61，2235-2238.制備了磁性固體超強酸用于本發明所涉及的葡萄糖的甲苷化反應。?

由葡萄糖生產甲基葡萄糖苷的實施過程：以葡萄糖為原料，磁性固體酸為催化劑，于溫度為130～170℃的亞臨界甲醇條件下反應1.5～7小時，以高收率得到甲基葡萄糖苷。反應結束后磁性技術分離出納米磁性固體酸，旋蒸除去甲醇得到甲基葡萄糖苷。本發明得到的甲基葡萄糖苷產率最高達84.6％。?

實施例1：?