芬頓試劑和微反應(yīng)器在糖類制備5-羥甲基糠醛中的應(yīng)用.pdf

1、本論文以重要的化工平臺(tái)化合物5-羥甲基糠醛（5-HMF）為目標(biāo)，探索了制備5-HMF的兩種新方式：芬頓試劑催化糖類制備5-HMF和用負(fù)載三氧化二鉻（Cr2O3）納米顆粒的微反應(yīng)器催化葡萄糖制備5-HMF，在催化劑和反應(yīng)裝置上進(jìn)行了新的嘗試。
　?。?）在芬頓試劑催化淀粉、葡萄糖、果糖制備5-HMF的研究中，考察了反應(yīng)溫度、時(shí)間、水-正丁醇比例以及芬頓試劑Fe2+和H2O2比例對(duì)反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)5-HMF收率隨著時(shí)間延長(zhǎng)先升高后降低

2、；升高溫度同時(shí)促進(jìn)了5-HMF的生成和分解，反應(yīng)時(shí)間較短時(shí)升高溫度有助于提高5-HMF收率，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)溫度越高5-HMF收率越低。隨著提高雙相體系中水的比重或芬頓試劑中Fe2+的比例，5-HMF收率都呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。最終得到芬頓試劑催化淀粉、葡萄糖制備5-HMF反應(yīng)的最佳條件為150℃，90 min，水和正丁醇比例為1:1，F(xiàn)e2+和H2O2比例1:50，最大收率分別為46.5％和47.4%；以果糖為底物制備5-HMF的最佳

3、條件為150℃，180 min，水和正丁醇比例1:3，F(xiàn)e2+和H2O2比例1:50，此時(shí)最大收率為61.7%。另外發(fā)現(xiàn)芬頓試劑也可以催化蔗糖和纖維素轉(zhuǎn)化為5-HMF，在相同條件下檢測(cè)到5-HMF收率為21.9%和10.2%，收率雖然不高，但為大分子多糖和生物質(zhì)原材料制備5-HMF提供了新的思路。文中還探討了芬頓試劑催化糖類制備5-HMF的作用機(jī)理：降解淀粉為葡萄糖，催化葡萄糖異構(gòu)化為果糖，催化果糖生成5-HMF。
　?。?）在研

4、究負(fù)載Cr2O3納米顆粒的微反應(yīng)器催化葡萄糖制備5-HMF時(shí)，首先詳細(xì)介紹了微反應(yīng)器的制作安裝過(guò)程，重點(diǎn)討論了進(jìn)樣速度和底物濃度對(duì)反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、收率和選擇性隨著進(jìn)樣速度的加快而降低，在進(jìn)樣速度為16.67μL·min-1時(shí)得到最高轉(zhuǎn)化率、收率和選擇性分別為91.1%、68.7%和75.4%，收率和選擇性均高于釜式攪拌反應(yīng)器。一般條件下，葡萄糖濃度越低，選擇性和收率就越高。當(dāng)以果糖為底物時(shí)發(fā)現(xiàn)，該微反應(yīng)器對(duì)果糖也有很好的反