一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种以葡萄糖为原料在不同浓度氯化铁（FeCl3）溶液下制备葡萄糖酸的方法。步骤为：将市售葡萄糖与FeCl3溶液混合，通过控制FeCl3溶液浓度和反应时间来获得不同收率的葡萄糖酸溶液，此溶液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可分别得到富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液，实现了在制得高附加值化工品的同时还能对FeCl3溶液进行回用。与传统的生物发酵法制备葡萄糖酸相比，本发明专利技术工艺简单、成本低、生产周期较短，更适合于大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物质高效转化与利用的方法，特别涉及一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法。
技术介绍
葡糖糖酸是由β-D葡萄糖C1位上的醛基氧化所得，因其无毒，来源广泛，是一种用途极广的多羟基有机酸，葡萄糖酸及其衍生物被广泛应用于食品、化工、医药、轻工业等行业中。在食品工业可用作固化剂、营养增补剂、缓冲剂和酸味剂，其衍生物因优良的螯合性能而被广泛用于水处理、电镀、清洗以及水泥生产等多种工业部门，同时葡萄糖酸也是制备葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐等的基础原料。目前常用的生产葡萄糖酸的方法主要是生物发酵法和多相催化氧化法。生物发酵法是指利用微生物的氧化作用将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，主要采用的微生物是黑曲酶菌，但生物发酵法需要培养和筛选菌种，生产周期较长，且易混入菌体等杂质，影响葡萄糖酸的纯度。多相催化氧化法制备葡萄糖酸是指在液相葡萄糖溶液中,加入负载金属的固相催化剂,然后通入O2作为氧化剂,从而把葡萄糖氧化成葡萄糖酸。多相催化氧化法因其产率高，产品易于分离，催化剂可以循环使用，是一种环境友好的合成葡萄糖酸的方法，但是由于其催化剂制备成本较高，且在反应中热稳定性差，易于失活，限制了多相催化氧化制备葡萄糖酸的发展。因此寻求一种高效地由葡萄糖制备葡萄糖酸的方法刻不容缓。
技术实现思路
本专利技术提供了一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法，其可替代发酵生产葡萄糖酸，简化了生产工艺，反应条件温和，降低生产成本的同时提高了生产效率，实现对葡萄糖的资源化利用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法，包括以下步骤：(1)将葡萄糖与不同浓度的FeCl3溶液(10～60％)置于密闭反应器中，在110℃下反应0.5～4h，分离，得到反应液与残渣；(2)步骤(1)所得的反应液经制备色谱进行分离，可分别得到富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液；上述方法中，步骤(1)中所述葡萄糖纯度大于99％。上述方法中，步骤(1)中所述FeCl3纯度为98％。上述方法中，步骤(1)中所述FeCl3溶液中FeCl3与水的质量比为1/9～3/2。上述方法中，步骤(1)所述分离为过滤或离心。上述方法中，步骤(2)所述的制备色谱所用分离柱是硅胶柱。上述方法实现了以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下：1、本专利技术可替代传统的发酵法制备葡萄糖酸，缩短生产周期。2、本专利技术可得较高的葡萄糖酸收率。3、本专利技术在产葡萄糖酸的同时还可以产甲酸和乙酸。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步地具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。所用葡萄糖购自AcrosOrganics公司，其纯度大于99％。反应液中葡萄糖含量用离子色谱法分析，葡萄糖酸、甲酸、乙酸含量用高效液相色谱法分析，葡萄糖转化率的计算方法如下：葡萄糖酸、甲酸、乙酸得率的计算方法如下：实施例1称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(10％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量，用高效液相测定反应液中葡萄糖酸、甲酸和乙酸含量。反应后葡萄糖的转化率和葡萄糖酸、甲酸、乙酸的得率见表1。反应液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可得富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。实施例2称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(20％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量，用高效液相测定反应液中葡萄糖酸、甲酸和乙酸含量。反应后葡萄糖的转化率和葡萄糖酸、甲酸、乙酸的得率见表1。反应液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可得富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。实施例3称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(30％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量，用高效液相测定反应液中葡萄糖酸、甲酸和乙酸含量。反应后葡萄糖的转化率和葡萄糖酸、甲酸、乙酸的得率见表1。反应液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可得富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。实施例4称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(40％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量，用高效液相测定反应液中葡萄糖酸、甲酸和乙酸含量。反应后葡萄糖的转化率和葡萄糖酸、甲酸、乙酸的得率见表1。反应液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可得富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。实施例5称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(50％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量，用高效液相测定反应液中葡萄糖酸、甲酸和乙酸含量。反应后葡萄糖的转化率和葡萄糖酸、甲酸、乙酸的得率见表1。反应液经装有硅胶柱的制备色谱进行分离，可得富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。实施例6称取50克葡萄糖置于装有热电偶的密闭反应器中，加入500mLFeCl3溶液(60％，w/w)，开启搅拌、加热系统，使温度上升至110℃并开始计时，待反应时间达到2小时，停止加热，并立即用冷凝水使反应降至室温，采用过滤的方法分离反应液与反应残渣，用离子色谱测定反应液中葡萄糖含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1) 将葡萄糖与不同浓度的FeCl3溶液（10～60%）置于密闭反应器中，在110℃下反应0.5～4h，分离，得到反应液与残渣；(2) 步骤（1）所得的反应液经制备色谱进行分离，可分别得到富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。

【技术特征摘要】
1.一种以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将葡萄糖与不同浓度的FeCl3溶液（10～60%）置于密闭反应器中，在110℃下反应0.5～4h，分离，得到反应液与残渣；
(2)步骤（1）所得的反应液经制备色谱进行分离，可分别得到富含葡萄糖酸、甲酸、乙酸以及FeCl3的溶液。
2.根据权利要求1所述的以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液下制备葡萄糖酸的方法，其特征在于，步骤（1）中所述葡萄糖纯度大于99%。
3.根据权利要求1所述的以葡萄糖为原料在不同浓度FeCl3溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红丹，谢君，潘学军，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44