[发明专利]一种混合葡萄糖衍生物的新型合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合葡萄糖衍生物的合成方法，属于有机合成领域。 

背景技术

随着全球工业化进程的加快，资源危机、石油危机、环境危机和能源危机日益加深，开发利用可再生资源已成为世界各国的研究热点。葡萄糖是可再生资源淀粉和纤维素的水解产物，因此，利用葡萄糖这一可再生资源的水解产物进行其衍生物的合成，对缓解资源危机和环境危机无疑具有重要意义。 

葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯是一类重要的化工原料和医药中间体。目前，国内、外一般都是采用稀硝酸氧化葡萄糖来合成葡萄糖二酸，再用葡萄糖二酸合成其单内酯和二内酯衍生物。众所周知，稀硝酸是一种挥发性的氧化性强酸，具有极强的腐蚀性，硝酸会因挥发造成环境污染，对生产设备的腐蚀也很严重。另外，稀硝酸氧化葡萄糖后的还原产物为氮氧化物，氮氧化物毒性强，对生产工人的身心健康危害大，对生态环境的污染严重。总之，现有的生产工艺对生产设备要求高，对生产设备腐蚀严重，生产设备使用寿命短，环境污染严重。因此，研究开发葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯的绿色生产工艺势在必行。 

采用绿色生产工艺替代现有落后的生产工艺，有利于降低葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯的生产设备投资，提高生产效率，降低和消除葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯生产过程中的环境污染，保护生态环境，维护国家可持续发展战略，必将产生显著的经济效益、社会效益和生态效益，具有重要的现实意义。目前，国内、外未见本发明所述方法合成葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯混合物的报道。 

发明内容

为从根本上解决葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯混合物生产过程中设备腐蚀严重和环境污染严重的问题，我们以葡萄糖、溶剂、弱酸性硝酸盐氧化剂、催化剂、空气(或氧气)为原料，采用绿色合成工艺取代传统的合成工艺合成混合葡萄糖衍生物，即葡萄糖二酸及其单内酯和二内酯的混合物。 

本发明提供一种混合葡萄糖衍生物的合成方法。该合成方法具有生产设备投资小，反应液因呈弱酸性而对设备的腐蚀小，生产设备的使用寿命高，生产效率高，生产过程中的环境污染小等优点。 

本发明采用如下技术方案： 

按照葡萄糖、溶剂、弱酸性硝酸盐氧化剂与催化剂的重量百分比为(0.1％～98％)∶(0.1％～98％)∶(0.1％～98％)∶(0.001％～60％)的比例，将葡萄糖、溶剂、弱酸性硝酸盐氧化剂与催化剂混合，在搅拌下加热升温到40℃～100℃，每分钟以反应液体积0.001％～100％的速率将空气(或氧气)通入反应体系，反应0.1h～20h得到粗产物；将粗产物过滤得到一次滤饼和一次母液，一次滤饼为催化剂，经洗涤、过滤和烘干处理后循环使用；在一次母液中加入其重量0.001％～20％的活性炭，加热至40℃～100℃脱色反应0.1h～5h，过滤得到二次滤饼(弃去)和二次母液；在频率为20KHZ～1MHZ、功率为30W～15KW的超声波分散下，在二次母液中滴加乙酸钙饱和水溶液至不再有葡萄糖二酸钙沉淀产生，过滤得到三次滤饼和三次母液(弃去)；取三次滤饼重量1～10倍的蒸馏水，加入三次滤饼，在频率为20KHZ～1MHZ、功率为30W～15KW的超声波分散下，滴加浓盐酸至三次滤饼全溶解得到澄清透明溶液，再滴加95％乙醇至不再有结晶析出，过滤得到晶体和母液，母液经分馏回收乙醇，晶体再经95％乙醇洗涤、过滤和烘干即得到混合葡萄糖衍生物，即葡萄糖二酸、葡萄糖二酸-1，4-内酯和葡萄糖二酸-1，4：3，6-二内酯的混合物； 

本发明所述的一种混合葡萄糖衍生物，是由葡萄糖二酸、葡萄糖二酸-1，4-内酯和葡萄糖二酸-1，4：3，6-二内酯组成，构造式分别如下： 

葡萄糖二酸的构造式： 

葡萄糖二酸-1，4-内酯的构造式： 

葡萄糖二酸-1，4：3，6-二内酯的构造式：