[发明专利]葡萄糖脱水反应液中5‑羟甲基糠醛含量的快速测定方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质化学催化和化学成分定量分析领域，涉及一种测定方法，具体涉及一种葡萄糖脱水反应液中5-羟甲基糠醛含量的快速测定方法。

背景技术

5-羟甲基糠醛（HMF）是一种非常重要的平台化合物，具有多种用途，它既可以制备各种高品质的生物燃料如5-乙氧基甲基糠醛、乙酰丙酸乙酯、γ-戊内酯、2,5-二甲基呋喃和长链烷烃等，也可以制备各种高附加值的化学品如乙酰丙酸、2,5-二羟甲基呋喃、2,5-呋喃二甲醛和2,5-呋喃二甲酸等。葡萄糖是自然界中分布最广泛且含量最丰富的六碳糖，也是制备HMF最常用和最理想的原料之一。但是，由于葡萄糖具有特殊稳定的吡喃型结构，所以它在水和有机溶剂中的转化率很低，进而使得HMF的得率也比较低。近年来，相对较为便宜的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）由于具有优良的理化性质，因此，它作为反应溶剂在转化葡萄糖脱水制备HMF的过程中得到了越来越广泛的使用。目前，HMF在葡萄糖脱水反应液中的含量大多采用气相色谱法和高效液相色谱法进行测定，但是这两种方法的测定过程需要精密昂贵的仪器、良好的实验环境和训练有素的操作人员，而且它们的操作步骤比较繁琐，检测时间也比较长，费时费力。另外， [BMIM]Cl对于气相色谱仪和高效液相色谱仪本身还具有一定的损伤作用，因而这两种方法在实际操作过程中都具有一定的应用局限性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种葡萄糖脱水反应液中5-羟甲基糠醛含量的快速测定方法，该测定方法所用仪器价格便宜，检测成本低廉，操作过程简单，检测时间较短，测定结果准确可靠。

本发明的技术解决方案是该方法包括以下步骤：

（1）5-羟甲基糠醛、葡萄糖和离子液体标准溶液的配制；

（2）5-羟甲基糠醛最大吸收波长的确定；

（3）5-羟甲基糠醛标准曲线的建立；

（4）葡萄糖脱水反应液的制备；

（5）在最大吸收波长处对葡萄糖脱水反应液中的5-羟甲基糠醛进行吸光度检测并计算其含量。

在步骤（1）中，所述的5-羟甲基糠醛标准溶液的浓度为0.001~1 mg/mL；葡萄糖标准溶液的浓度为0.005~0.1 mg/mL，优选浓度为0.01 mg/mL；离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl），其标准溶液的浓度为0.05~0.2 mg/mL，优选浓度为0.1 mg/mL。

在步骤（2）中，所述的5-羟甲基糠醛的最大吸收波长为260~300 nm，优选为284 nm。

在步骤（4）中，所述的葡萄糖脱水反应液的制备过程为：将一定量的葡萄糖和催化剂加入到[BMIM]Cl中，密封后将其置于油浴锅中加热反应一定时间；反应结束后在冰水浴中迅速降至室温，加入一定量的去离子水，混合均匀后离心，上层即为葡萄糖脱水反应液，稀释一定倍数后即可进行测定。

在葡萄糖脱水反应液的制备过程中，所述的[BMIM]Cl的用量为0.5~2 g；所述的葡萄糖的用量为50~150 mg；所述的催化剂为AlCl₃·6H₂O、CrCl₂、CrCl₃·6H₂O、CCC-SO₃H、Hβ-zeolite (Si/Al=25)或SO₄²-/TiO₂-ZrO₂中的一种，其用量为13.4~90 mg；所述的反应温度为110~160 °C，反应时间为15~60 min；所述的去离子水用量为2~8 mL，离心转速为5000~10000 rpm，离心时间为5~10 min；所述的稀释倍数为5~2000倍。

本发明具有以下优点：

1）所用仪器价格便宜，检测成本较低；

2）操作过程简单，易于掌握；

3）检测时间较短，检测通量大；

4）测定结果准确可靠，可与气相和高效液相色谱法相比拟。

附图说明

图1不同浓度HMF的紫外吸收光谱图。

图2 葡萄糖和[BMIM]Cl的紫外吸收光谱图。

图3 HMF的标准曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：依以下步骤测定葡萄糖脱水反应液中5-羟甲基糠醛含量