24158.生物質(zhì)糖催化轉(zhuǎn)化制備乳酸酯研究

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyontheCatalyticConversionofBiomassDerivedCarbohydratestoAlkylLactateByLinWuSuF“LipengZhouSupervis：LiDengOHXiaomeiYangIndustrialCatalysisCollegeofChemistryandMo

2、lecularEngineeringApril，2014摘要隨著化石資源的逐漸消耗，及人們對使用化石資源帶來的環(huán)境問題的日益關(guān)注，人們越來越重視利用可再生資源制備燃料和化學(xué)品。生物質(zhì)是世界上最豐富的可再生資源，而糖類是生物質(zhì)資源的主要組成部分。從糖類制備燃料和化學(xué)品是生物質(zhì)資源利用的重要途徑。乳酸及乳酸酯是從生物質(zhì)糖制備的重要平臺化合物，在食品、化妝品、化學(xué)品和制藥工業(yè)具有廣泛用途，還可以作為綠色溶劑和合成生物可降解的聚合物聚乳酸的原料

3、。目前，乳酸及乳酸酯主要由微生物發(fā)酵制備，該法存在目標(biāo)產(chǎn)品濃度和時空收率低等缺點。近年來，人們越來越關(guān)注采用催化轉(zhuǎn)化的方法從糖類化合物制備乳酸及乳酸酯。各種酸催化劑被用來催化糖轉(zhuǎn)化為乳酸及其酯，其中含SnLewis(L)酸催化劑對糖轉(zhuǎn)化為乳酸／乳酸酯表現(xiàn)出獨特的選擇性。本文以生物質(zhì)糖催化轉(zhuǎn)化制備乳酸酯為目標(biāo)反應(yīng)，考察了簡單糖1，3二羥基丙酮(DHA)和復(fù)雜糖葡萄糖的催化轉(zhuǎn)化制備乳酸甲酯(MLA)。首先，通過脫鋁補雜的方法制備了SnUSY

4、分子篩，用XRD、FTIR、N2物理吸附、UVvisDRS、TEM、吡啶吸附紅外等表征了催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)，考察了其在DHA轉(zhuǎn)化為MLA反應(yīng)中的催化性能。結(jié)果表明硝酸處理能有效地脫除HUSY分子篩中的骨架鋁，產(chǎn)生T空位。通過固態(tài)離子交換法將Sn4gI入后，處于骨架位的SIl4提供了大量L酸位，能夠高效地催化DHA轉(zhuǎn)化為MLA。在40oC反應(yīng)5h，DHA的轉(zhuǎn)化率接近100％，MLA的收率達到97％。而且，SnUSY分子篩能夠循環(huán)使用，重

5、復(fù)使用5次后，DHA轉(zhuǎn)化率保持不變，M1A的收率仍能達到85％。隨后，采用均相金屬鹽SnCl，，為催化劑，考察了葡萄糖轉(zhuǎn)化制備MLA的反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)體系中引入堿中和SnCI。水解／醇解產(chǎn)生的Bronsted酸位，能有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生，提高MLA的選擇性；在NaOH／SnCl4摩爾比為1：1時，MLA的收率最高。以SnCl4NaOH(1：1)為催化劑，優(yōu)化了催化劑用量和葡萄糖濃度以及反應(yīng)溫度和時間等。在160oC反應(yīng)25h，從葡萄糖、