[發明專利]一種將己糖轉化為戊糖和甲酸的方法

有效

• 申請號: 202011397773.X
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112592375B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 任俊莉;李蕊;林琦璇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07H1/00
• 分類號: C07H1/00;C07H3/02;C07C51/00;C07C53/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種將己糖轉化為戊糖和甲酸的方法，包括以下步驟：將己糖和催化劑分散在溶劑中，140℃～200℃反應，即得木糖、阿拉伯糖和甲酸。本發明的方法操作簡單，可以將己糖一步轉化為戊糖，且同時還可以得到甲酸，具有高選擇性，產品的附加值高，且催化劑易得，溶劑體系較廉價，易實現工業化，有望以簡單的己糖為原料擴展平臺化學品的多樣性。

技術領域

本發明涉及生物質制糖技術領域，具體涉及一種將己糖轉化為戊糖和甲酸的方法。

背景技術

生物質戊糖主要包括木糖和阿拉伯糖，主要來源于半纖維素。木糖，又稱五碳醛糖，是一種重要的多功能糖，主要用于生產木糖醇，也可以轉化為各種平臺化合物，如糠醛、糠醇和γ-戊內酯等，在食品加工、制藥、化工等領域應用廣泛。阿拉伯糖，又稱樹膠醛糖，是一種低熱量的甜味劑，已經被美國食品藥品監督局和日本厚生省批準列為健康食品添加劑，具有抑制蔗糖的代謝與吸收、抑制血糖和脂肪、改變骨骼肌纖維成分的功效，在醫藥和保健食品、生物試驗、生物工程、香精香料等方面有較多用途，同樣也是生產多種平臺化合物的重要原料。

自然界中幾乎沒有游離的木糖和阿拉伯糖，它們一般由木聚糖型半纖維素和果膠水解得到，常用的水解方法包括酸水解法、酶水解法和水熱法等。酸水解法戊糖的得率較高，但由于該方法需要采用酸，對生產設備具有一定程度的腐蝕性，而且還會對環境造成污染。酶水解法戊糖的得率高，且環保，但生產周期較長，生產成本較高，且不利于進行工業化生產。水熱法無化學藥品的加入，具有良好的環境友好性，但戊糖的得率不高，水解液中還含有低聚糖。

因此，亟需開發一種操作簡單、生產成本較低、產品附加值高、易實現工業化的戊糖制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種將己糖轉化為戊糖和甲酸的方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種將己糖轉化為戊糖和甲酸的方法，包括以下步驟：將己糖和催化劑分散在溶劑中，140℃～200℃反應，即得木糖、阿拉伯糖和甲酸。

優選的，所述己糖、催化劑的質量比為0.005～0.1：0.0004～0.01。

優選的，所述己糖、溶劑的質量比為0.005～0.1：1。

優選的，所述己糖為葡萄糖、果糖中的至少一種。

優選的，所述催化劑為離子交換樹脂、無機酸、金屬氯化物、沸石類催化劑中的至少一種。

優選的，所述無機酸為硫酸、鹽酸中的至少一種。

優選的，所述金屬氯化物為FeCl₃、SnCl₄、AlCl₃、MgCl₂中的至少一種。

優選的，所述沸石類催化劑為人造沸石、絲光沸石、HZSM-5沸石、HY沸石、Hβ沸石中的至少一種。

優選的，所述溶劑為水、二甲基亞砜、γ-戊內酯、γ-丁內酯、丙酮、甲醇、異丙醇中的至少一種。

優選的，所述反應的時間為0.5h～3h。

本發明的有益效果是：本發明的方法操作簡單，可以將己糖一步轉化為戊糖(木糖和阿拉伯糖)，且同時還可以得到甲酸，具有高選擇性，產品的附加值高，且催化劑易得，溶劑體系較廉價，易實現工業化，有望以簡單的己糖為原料擴展平臺化學品的多樣性。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的解釋和說明。

實施例1～5得到的反應液中的木糖、阿拉伯糖和甲酸的含量均是通過高效液相色譜儀(HPLC)進行測定。

木糖的得率(％)＝反應液中木糖的摩爾數/加入反應釜中的己糖的摩爾數×100％。