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席夫碱在葡萄糖氧化反应中的催化性能研究

汪胜华  
【摘要】: 葡萄糖酸及其衍生物作为一种重要的精细化工品,在化工、轻工、医药、食品等方面的应用越来越广泛,需求量也越来越大。目前以葡萄糖为原料生产葡萄糖酸最热门的制备方法是多相催化氧化法。该方法现在所用催化剂主要是Pt、Pd、Au等贵金属,由于贵金属的价格较高,使得该法生产成本偏高,工业应用受到限制。为了克服该方法的缺点,本论文在非贵金属和非金属催化剂方面进行了探索研究。 首先将Cu、Co、Fe、Ni等非贵金属离子与邻菲咯啉(phen)的配合物作为催化剂用于葡萄糖催化氧化反应,发现CuCl/phen催化剂的效果最好。对该催化体系的反应条件进行了优化,当底物葡萄糖浓度947mmol/L、催化剂浓度1.5mmol/L、反应温度50℃、溶液pH值10.0,空气鼓泡(3.5L/min)并搅拌(600r/min),反应4小时,葡萄糖的转化率为20%,葡萄糖酸的选择性为57%。 其次将邻菲咯啉、N-甲基咪唑(NMI)、L-脯氨酸等多种非金属含氮有机化合物用于葡萄糖催化氧化反应,结果表明邻菲咯啉的催化效果最好。进一步对该催化体系的反应条件进行了优化,得到最佳反应条件:底物葡萄糖浓度947mmol/L、催化剂浓度1.0mmol/L、助催化剂N-甲基咪唑浓度1.0mmol/L,反应温度50℃、溶液pH值9.5,空气鼓泡(3.5L/min)并搅拌(600r/min),反应时间8小时,在该条件下葡萄糖的转化率为21%,葡萄糖酸的选择性为70%。


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