李昌志
,
蔡海乐
,
张波
,
李为臻
,
裴广贤
,
代弢
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60927-5
在众多生物基化合物中,2,5-二甲基呋喃(DMF)是一种有实用前景的可再生液体生物质燃料,也是一种具有重要价值的化学品,可作为生产对苯二甲酸的原料.2,5-二甲基四氢呋喃(DMTF)是DMF进一步加氢产物,该化合物比DMF更稳定,适合长期保存；由于具有更高的氢碳比,用作生物燃料燃烧时能够释放更多能量.研究生物质资源制备DMF和DMTF对可再生资源制备液体燃料和化学品具有重要意义.从生物质多糖出发制备这两类化合物,中间经历了水解、脱水、加氢、加氢脱氧等多个反应步骤,每一步反应都十分复杂,包含许多副反应途径.此外,由于每一步反应条件的不兼容性,大多数研究集中在分步反应阶段,鲜有文献能够实现从碳水化合物原料直接转化为DMF和DMTF.发展由生物质一锅法多步耦合转化技术制备化学品和燃料,不仅具有科学意义,而且可大大简化反应过程,避免中间产物分离和损失,节省资源和时间,历来受到化学家和工业界的关注.本文利用离子液体对Ru/C催化剂电子性质的修饰作用以及溶剂效应的影响,设计了离子液体/THF双相体系中果糖直接催化转化制备2,5-二甲基呋喃(DMF)和2,5-二甲基四氢呋喃(DMTF)的新路线.该转化过程耦合了果糖脱水制HMF、HMF加氢及加氢脱氧生成DMF和DMTF等多步反应.通常在HMF加氢转化过程中, Ru/C催化剂的高活性易导致HMF深度加氢生成大量开环产物及气体,我们借助离子液体与有机溶剂的不同溶解性,筛选出[BMIm]Cl/THF双相溶剂体系,使极性HMF在离子液体层反应,生成弱极性的DMF和DMTF能及时被THF萃取出来,有效稳定了目标产物.其次,果糖转化为HMF会产生少量水,通常水的存在易导致HMF发生水合等副反应,对下一步的加氢转化是不利因素；然而在本催化体系中,由于[BMIm]Cl能与水以较强的氢键结合形成水合物,对水分子起到了束缚作用,减少了HMF发生水解、水合等副反应的机会.另一方面,离子液体粘度较大,微量水的存在能降低离子液体层粘度,改善传质,从而提高反应速率.在HMF加氢处理过程中,离子液体对DMF和DMTF的生成起了决定作用.当反应体系中不添加离子液体,以THF为溶剂,反应结束后未检测到DMF生成, DMTF的收率仅为2%,但HMF已经完全转化.取气体样品进行GC分析,发现有部分气相产物生成,包括CO2、CH4和C2H6等.液体混合物进行GC-MS检测,发现产物主要包括DHMTF、5-甲基四氢糠醇(MTFA)、四氢糠醇(TFA)、1,2-戊二醇、DMTF、2-己醇和少量戊醇,产物中所有呋喃环结构的双键都发生加氢反应.以上结果表明,没有离子液体的THF中, Ru/C催化的HMF涉氢反应平衡已发生改变.当反应体系中添加0.2 g离子液体[BMIm]Cl进行HMF的加氢时,此时开始有DMF生成,随着[BMIm]Cl量依次增加, DMF以及DMTF的收率也呈上升趋势.1.0 g离子液体获得两种产物最高收率为68%.然而,如果进一步增加[BMIm]Cl的量到2.0 g,呋喃基液体燃料DMF和DMTF的收率却开始下降.综合以上实验结果,我们认为适量的[BMIm]Cl存在有可能会对催化剂物理化学性质造成影响,从而对产物的选择性起了决定性作用.通过对催化剂进行元素分析、XPS、H2-TPR表征以及一系列对比实验证明,离子液体不仅促进果糖脱水转化为HMF,同时在HMF选择性加氢反应中可修饰活性金属电子性质,改变催化路径,是多步串联反应能够耦合的关键因素.在[BMIm]Cl/THF双相溶剂体系中,离子液体的“溶剂笼效应”促进DMF和DMTF高效生成, THF的萃取功能对目标产物的稳定起了关键作用.以上对催化剂和溶剂的合理设计共同促进高产率呋喃基燃料的获得.该研究实现由六碳糖直接选择转化获取DMF和DMTF,为生物质高效催化转化制备生物基能源化学品提供了新思路.
关键词:
生物质
,
离子液体
,
2,5-二甲基呋喃
,
2,5-二甲基四氢呋喃
,
5-羟甲基糠醛
,
果糖
,
生物燃料
张欢欢
,
李疆
,
赵珊
,
丁晓静
,
王志
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2015.03042
建立了毛细管区带电泳-间接紫外检测快速测定食品中乳糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的方法。以水或5 mmol／L醋酸为样品提取液，未涂层熔融石英毛细管（30．2 cm（有效长度20 cm）×50μm）为分离柱，4 mmol／L 山梨酸钾+10 mmol／L磷酸钠+30 mmol／L NaOH（pH 12.56）+0.5 mmol／L 十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分离缓冲液，在-8 kV下分离，于254 nm波长下检测，10 min内实现了食品中上述4种糖的同时分离与测定。乳糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的检出限（ S／N=3）分别为50、75、25和25 mg／L，定量限（ S／N=10）分别为150、225、75和75 mg／L，回收率在87.0％~107.0％之间，相对标准偏差在1.2％~4.7％之间。整个实验过程未使用有机溶剂。用该法测定了9种食品样品及1个质控样品，结果表明该法简单、快速、准确，适用于食品中乳糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的日常测定。
关键词:
毛细管区带电泳
,
间接紫外法
,
乳糖
,
蔗糖
,
葡萄糖
,
果糖
,
食品
田玉奎
,
邓晋
,
潘涛
,
郭庆祥
,
傅尧
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2011.01258
在离子液体中采用不同的Lewis酸催化葡萄糖和果糖脱水制备5-羟甲基呋喃甲醛(5-HMF).结果表明,CrCln和SnCln均可高效催化葡萄糖转化为5-HMF.另外,Lewis酸的酸性越强,其催化果糖转化为5-HMF的产率越高.镧系金属氯化物在反应中表现出较好的催化活性和产物选择性.同时还研究了离子液体结构对催化反应的影响.结果表明,咪唑型离子液体在葡萄糖转化为5-HMF的反应中表现出明显的奇偶效应,即离子液体支链碳原予数为偶数时,5-HMF产率较高;而在果糖转化为5-HMF的反应中,离子液体的支链烷基长度越短,5-HMF产率越高.在离子液体[C2MIM]Br(溴化1-乙基-3-甲基咪唑)中,SnCl2催化葡萄糖脱水时5-HMF收率为65%,而ErCl3催化果糖得到的5-HMF收率可达92%.
关键词:
葡萄糖
,
果糖
,
Lewis酸
,
离子液体
,
5-羟甲基呋喃甲醛
刘民
,
贾松岩
,
李常增
,
张安峰
,
宋春山
,
郭新闻
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60071-1
采用二次法快速合成了Sn-β沸石。该方法包含杂原子脱除和与SnCl4的同晶取代两个步骤,合成时间从水热法的约40 d缩短为少于1 d,且Sn含量更高。将该沸石用于水相催化葡萄糖异构化制果糖反应,详细考察了反应温度、时间、催化剂用量、溶剂以及卤盐添加物对反应性能的影响。在优化的反应条件下,果糖收率最高可达约43%。催化剂可以通过焙烧再生。
关键词:
Sn-β
,
同晶取代
,
葡萄糖
,
异构化
,
果糖
唐根源
,
郭士雄
,
吴红京
,
潘东明
色谱
doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2000.05.021
用高效液相色谱外标法测定了木奈果中的可溶性糖和山梨醇,采用μ-Spherogel carbohydrate柱和示差折光检测器,以水为流动相,柱温85 ℃.相关系数在0.970 9以上,加标回收率为75.00%～88.37%.测定结果表明,可溶性糖在果肉中的累积依果肉不同的生长发育阶段有特征性的变化.
关键词:
高效液相色谱法
,
木奈果
,
蔗糖
,
葡萄糖
,
果糖
,
山梨醇
王荔
,
陈巧珍
,
宋国新
,
沈轶
,
刘百战
色谱
doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2006.02.023
用高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法(HPAEC-PAD)测定了烤烟中的水溶性葡萄糖、果糖和蔗糖.采用水浸取及膜过滤法处理烤烟样品,以Dionex CarboPac PA-1阴离子交换柱为色谱柱,0.2 mol/L NaOH水溶液为淋洗液进行分离测定.葡萄糖、果糖和蔗糖的含量与其峰面积的线性关系良好,回收率均在97%以上.方法简便易行,灵敏度高,重现性良好,可以实现对烟草中单糖的快速分离和测定.
关键词:
高效阴离子交换色谱
,
脉冲安培检测法
,
葡萄糖
,
果糖
,
蔗糖
,
烤烟
单玉华
,
邓俊辉
,
林富荣
,
鲁墨弘
,
李明时
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2009.12.011
通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷将磺基功能化离子液体-N-磺丙基咪唑盐化学键合到微球硅胶上,制得微球硅胶固定化离子液体(IL3). 用FTIR、TG、~(13)C NMR、SEM、BET及酸度测定等测试技术对IL3进行了表征,并考察其在果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)过程中的催化性能. 研究结果表明,氯丙基三甲氧基硅烷可以将磺基功能化咪唑型离子液体化学键合到微球硅胶上. 微球硅胶固定化磺基咪唑离子液体能有效催化果糖脱水生成HMF. 果糖在固载率45.4%的IL3催化下、乙二醇甲醚(EGME)溶剂中、115 ℃反应5 h,HMF收率可达82.1%. 催化剂循环使用4次后,HMF的收率下降为53.0%.
关键词:
羟甲基糠醛
,
功能化离子液体
,
固定化
,
硅胶
,
果糖
王福余
,
刘艳丽
,
王崇
,
赵振波
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30316
制备了多种离子液体,并将其作为催化剂和溶剂催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(HMF).制备的酸性离子液体包括磺酸基功能化酸性离子液体、咪唑类酸性离子液体和吡啶类酸性离子液体.利用核磁共振仪和红外光谱仪对离子液体的结构进行表征.利用紫外可见光分光光度计结合Hammett指示剂计算Hammett酸度函数,比较了酸强度的大小对反应的影响.结果表明,离子液体的酸强度对反应有较大影响,在无其它催化剂和溶剂的情况下,离子液体具有较高的催化活性,通过使用1-丁基-3..甲基咪唑氯盐(BmimCl)作为催化剂,当反应温度为120℃,反应进行到4h时,HMF收率可以达到74.97％.
关键词:
酸性离子液体
,
果糖
,
羟甲基糠醛
,
Hammett酸函数
Asep Bayu
,
Surachai Karnjanakom
,
Katsuki Kusakabe
,
Abuliti Abudula
,
Guoqing Guan
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62754-2
在水溶液中锡盐与β分子筛金属化过程中很容易水解为氢氧化物,因此,制备高度分散的、以孤立形式存在的锡物种非常具有挑战性.我们先采用SnCl2/氯化胆硷(ChCl)络合物将锡物种固定在高硅的商品化的β分子筛上,然后焙烧就可很方便地在水溶液条件下制得了高度分散于β分子筛上的锡物种.电镜照片、紫外-可见光光谱和X射线衍射结果证实了这一点.ChCl的存在促进了锡物种与分子筛的结合.担载(1-2)wt%Sn的β分子筛在葡萄糖-果糖异构化反应中表现出较高的催化活性和选择性.
关键词:
锡-β分子筛
,
固定化
,
氯化胆硷
,
葡萄糖
,
异构化
,
果糖
