本文關(guān)鍵詞：葡萄糖催化轉(zhuǎn)化制備5-羥甲基糠醛的研究

  更多相關(guān)文章： 葡萄糖 氯化鋁 硼酸 SO42-/WO3-γ-Al2O3 5-羥甲基糠醛

【摘要】：石油資源短缺,環(huán)境日益惡化嚴(yán)重影響著經(jīng)濟和社會的發(fā)展。如何合理開發(fā)利用可持續(xù)性資源以緩解環(huán)境和資源問題已成為目前研究的重點。生物質(zhì)是可持續(xù)資源的一種,有極大的應(yīng)用潛力,可作為化石基能源的替代物。其中,5-羥甲基糠醛(5-HMF)的研究備受關(guān)注,它可由糖類脫水制備而成,是化工產(chǎn)業(yè)中眾多高附加值化學(xué)品及液體燃料的中間化合物,性質(zhì)非常的活潑。因此,由己糖出發(fā)高效制備5-HMF具有重要的意義。本文研究了以AlCl3·6H2O和B(OH)3為催化劑,催化葡萄糖制備5-HMF的反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)在以水為反應(yīng)相,四氫呋喃(THF)為有機相的雙相體系中,170℃油浴加熱反應(yīng)40 min,葡萄糖完全轉(zhuǎn)化,5-HMF產(chǎn)率接近60%。其中無機鹽KCl的加入不僅提高了產(chǎn)物在有機相與反應(yīng)相中的分配比,而且也有效的抑制了副產(chǎn)物的生成。金屬鹵化物中,低濃度的ZnCl2,CoCl2·6H2O,MnCl2·4H2O,NiCl2·6H2O,FeCl3·6H2O的催化效果較差,而ZrOCl2·8H2O,InCl3·4H2O在此反應(yīng)則有較高的催化活性。B(OH)3的引入能有效的增強葡萄糖的異構(gòu)反應(yīng)。葡萄糖制備5-HMF的反應(yīng)機理也被提出,即葡萄糖先異構(gòu)為果糖,果糖脫水生成5-HMF。與其他均相催化劑(Cr/離子液體、H2SO4和HCl)比較,AlCl3-B(OH)3-NaCl-H2O/THF雙相催化體系催化效果更為突出。同時,本文對非均相催化劑也進行了研究。采用浸漬法制備SO42-/WO3-γ-Al2O3催化劑,用于葡萄糖脫水合成5-HMF的反應(yīng)。實驗發(fā)現(xiàn)WO3負載量為15 wt%,650℃馬弗爐煅燒4 h的催化劑效果最好。優(yōu)化實驗條件后,5-HMF產(chǎn)率可達30.4%。最適宜的反應(yīng)條件為:底物葡萄糖的量為0.04 g,V(THF):V(H2O)=3.2:1,反應(yīng)溫度為175℃,反應(yīng)時間為40 min,無機鹽KCl的量為2.8 g,催化劑為0.24 g。
【關(guān)鍵詞】：葡萄糖 氯化鋁 硼酸 SO42-/WO3-γ-Al2O3 5-羥甲基糠醛
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ251.11
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-24
• 1.1 生物質(zhì)7-8
• 1.1.1 生物質(zhì)概述7
• 1.1.2 生物質(zhì)開發(fā)與利用7-8
• 1.2 5-羥甲基糠醛(5-HMF)的合成8-13
• 1.2.1 5-HMF的性質(zhì)8-9
• 1.2.2 5-HMF的應(yīng)用9-10
• 1.2.3 5-HMF合成機理10-13
• 1.3 5-HMF的研究狀況13-21
• 1.3.1 傳統(tǒng)酸催化劑13-15
• 1.3.2 Lewis酸催化劑15-17
• 1.3.3 離子液體17-18
• 1.3.4 分子篩、固體雜多酸18-19
• 1.3.5 離子交換樹脂19-20
• 1.3.6 金屬氧化物20
• 1.3.7 其它新型催化劑20-21
• 1.4 5-HMF制備中存在的問題21-22
• 1.5 本課題研究的意義22-24
• 第二章 硼酸與氯化鋁共催化葡萄糖制備 5-羥甲基糠醛24-45
• 2.1 實驗藥品及儀器24-25
• 2.1.1 主要實驗藥品24-25
• 2.1.2 實驗儀器25
• 2.2 葡萄糖脫水反應(yīng)25-26
• 2.2.1 反應(yīng)條件25-26
• 2.2.2 反應(yīng)過程26
• 2.3 產(chǎn)物分析26-29
• 2.3.1 產(chǎn)物分析方法和公式26-27
• 2.3.2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線27-28
• 2.3.3 5-HMF標(biāo)準(zhǔn)曲線28
• 2.3.4 果糖標(biāo)準(zhǔn)曲線28-29
• 2.4 結(jié)果與討論29-44
• 2.4.1 金屬鹵化物對反應(yīng)的影響29-31
• 2.4.2 負載型(M)-γ-Al_2O_3催化劑與金屬鹵化物的對比31-33
• 2.4.3 溶劑對反應(yīng)的影響33-35
• 2.4.4 無機鹽對反應(yīng)的影響35-36
• 2.4.5 B(OH)_3對反應(yīng)的影響36-37
• 2.4.6 AlCl_3·6H_2O對反應(yīng)的影響37-38
• 2.4.7 溫度對反應(yīng)的影響38-39
• 2.4.8 反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響39-40
• 2.4.9 葡萄糖濃度對反應(yīng)的影響40-41
• 2.4.10 不同反應(yīng)底物對反應(yīng)的影響41-42
• 2.4.11 葡萄糖脫水反應(yīng)的機理42-43
• 2.4.12 催化劑的重復(fù)使用43-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 第三章 SO42-/WO_3-γ-Al_2O_3催化劑制備及催化性能研究45-53
• 3.1 實驗試劑及儀器45
• 3.1.1 實驗藥品45
• 3.1.2 實驗儀器45
• 3.2 SO_4~(2-)/WO_3-γ-Al_2O_3催化劑的制備45-46
• 3.3 產(chǎn)物分析46
• 3.4 結(jié)果與討論46-52
• 3.4.1 催化劑負載量對反應(yīng)的影響46-47
• 3.4.2 煅燒溫度對反應(yīng)的影響47-48
• 3.4.3 煅燒時間對反應(yīng)的影響48-49
• 3.4.4 加熱溫度對反應(yīng)的影響49-50
• 3.4.5 葡萄糖濃度對反應(yīng)的影響50
• 3.4.6 反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響50-51
• 3.4.7 催化劑的重復(fù)使用51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 結(jié)論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張明;鞏玉紅;崔洪友;邢兆伍;;葡萄糖在超(近)臨界水/甲醇中的穩(wěn)定性研究[J];可再生能源;2007年02期

2 亓偉;張素平;任錚偉;李庭琛;顏涌捷;;酸濃度對水解液中葡萄糖分解反應(yīng)的影響研究[J];太陽能學(xué)報;2008年11期

3 徐克璋;;葡萄糖、果糖還原能力的探討[J];四川師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1988年04期

4 王倩文;徐坤;袁玉清;;超高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定啤酒中果糖、葡萄糖的含量[J];食品科學(xué);2014年12期

5 孫曉旭;林葉;高學(xué)軍;李慶章;;乳腺泌乳過程中葡萄糖對乳糖合成調(diào)控的研究進展[J];中國乳品工業(yè);2013年05期

6 ;鏈霉菌(Streptomyces roseofulvus)葡萄糖異構(gòu)酶生產(chǎn)和應(yīng)用的研究[J];江蘇發(fā)酵;1976年02期

7 梁蔚陽;馮煒菁;;高效液相色譜—示差折光檢測法測定注射用轉(zhuǎn)化糖中果糖與葡萄糖的含量[J];中國生化藥物雜志;2007年02期

8 ;果糖的制造法[J];江蘇食品與發(fā)酵;1979年04期

9 席永清;邱海鷗;楊明;莊惠生;;血紅蛋白模擬酶催化熒光法測定葡萄糖[J];分析化學(xué);2008年10期

10 章偉偉;林鹿;;水解纖維素體系中離子液體和葡萄糖產(chǎn)物混合物的分離研究[J];食品科技;2011年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 范世彥;蔡永耀;歐陽植勛;C Crochram;;血液及果汁中葡萄糖含量的~1H-NMR測定[A];第七屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];1992年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者楊雨亭;吉林市場蜂蜜果糖和葡萄糖含量達標(biāo)率低[N];中國食品報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王艷;再生植物纖維超臨界水解特性及其障礙機理研究[D];華南理工大學(xué);2012年

2 劉琳;哈茨木霉生物轉(zhuǎn)化盾葉薯蕷中的皂苷及其產(chǎn)物提取分離[D];大連理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 徐志磊;葡萄糖催化轉(zhuǎn)化制備5-羥甲基糠醛的研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

2 黃河;葡萄糖芯片的合成研究[D];天津大學(xué);2009年

3 張曉玲;黃檗果皮水溶性化感物質(zhì)的初步研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

4 宋嬌;葡萄糖和氨基酸通過mTORC1信號通路影響小鼠皮膚成纖維細胞生長[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2013年

5 孔祥莉;斯達氏油脂酵母2～#利用葡萄糖和木糖混合發(fā)酵產(chǎn)油脂的研究[D];遼寧師范大學(xué);2007年

6 王龍;葡萄糖溶液濃度檢測的預(yù)測模型研究[D];華中科技大學(xué);2006年

7 張學(xué)超;成對電解葡萄糖合成山梨醇、甘露醇和葡萄糖酸的研究[D];青島科技大學(xué);2006年

8 王丹;牡丹不同生育期莖與根系中碳氮代謝的動態(tài)變化及光合作用的研究[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

，

本文編號：1024383