[发明专利]一种葡萄糖制备异山梨醇的方法

说明书

一种葡萄糖制备异山梨醇的方法，该方法以葡萄糖为原料，在具有加氢、脱水双功能金属负载型催化剂作用下，100‑280℃，进行加氢、脱水反应，反应0.5‑48h，经过减压蒸馏纯化分离，得到异山梨醇。异山梨醇在食品、医药、高分子化合物等领域有广泛的应用。该方法制备的产物收率高，产物易于分离，环境友好，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学化工领域，具体地，涉及葡萄糖在金属负载型双功能催化剂作用下进行加氢、脱水反应生成异山梨醇，经由减压蒸馏纯化分离，得到异山梨醇的方法。

背景技术

从可再生的生物质资源制备高附加值的化学品，对减少化学品对化石资源的依赖具有重要意义。异山梨醇，被广泛应用于食品、化妆品、医药、塑料及聚合物等领域(M.Rose,R.Palkovits,ChemSusChem 2012,5,167)。目前，工业上制备异山梨醇的方法是用液体硫酸催化山梨醇脱水得到异山梨醇。液体硫酸不仅腐蚀性强，严重影响设备使用寿命，而且还会产生酸性废水，污染环境。山梨醇是葡萄糖的加氢产物，分离提纯山梨醇过程也会增加能耗、物耗。因此，开发具有加氢、脱水性能的金属负载型双功能催化剂，直接从葡萄糖制备异山梨醇，具有现实意义的经济效益和社会效益。

本发明的研究思路是，将葡萄糖在具有加氢、脱水双功能金属负载型催化剂作用下进行加氢、脱水反应制备异山梨醇，经由减压蒸馏提纯，得到异山梨醇产品，具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是，开发一种具有加氢、脱水双功能金属负载型催化剂，为葡萄糖高效制备异山梨醇，提供可持续发展的、环境友好的新技术和新方法。

具体地说，就是葡萄糖在具有加氢、脱水双功能金属负载型催化剂作用下，使葡萄糖加氢得到的山梨醇原位脱水制备异山梨醇，并通过减压蒸馏技术分离提纯异山梨醇，为应用提供参考和依据。

按照本发明提供的方法，本发明采用的金属负载型双功能催化剂中双功能是指催化剂具有加氢活性和脱水活性，加氢活性由金属来提供，脱水活性由载体来提供；

所述金属负载型双功能催化剂中金属是指：Au、Ru、Pt、Pd、Rh、Ir、Ni、Cu中的一种或两种以上复合组分；以金属单质计，其含量为催化剂量的0.1-30wt％；

所述金属负载型双功能催化剂中载体是指：HY、NaY、NaX、NaA、HMOR、NaMOR、HZSM-5、NaZSM-5、HUSY、NaUSY、Hβ、介孔NbOPO₄、介孔Nb₂O₅中的一种或两种以上复合组分。

所述葡萄糖加氢、脱水反应的反应温度为100-280℃，反应时间为0.5-48h，H₂压力为1.0-8.0MPa。

所述葡萄糖加氢、脱水反应的反应温度优选为100-220℃，反应时间优选为1-18h，H₂压力优选为1.0-6.0MPa。

所述葡萄糖加氢、脱水反应的反应温度更优选为110-180℃，反应时间更优选为2-10h，H₂压力更优选为2.0-6.0MPa。

所述金属负载型双功能催化剂的加入量，为底物葡萄糖量的0.1-30wt％，优选为1-15wt％，更优选为2-10wt％。

所述葡萄糖加氢、脱水反应于水溶液中进行，葡萄糖的浓度为1-70wt％，优选为1-50wt％，更优选为5-30wt％。

具体操作时，将金属负载型双功能催化剂与葡萄糖投入反应釜中，加入10ml葡萄糖水溶液，关釜，用N₂置换釜内空气10次以上，冲入氢气压力为1.0-8.0MPa，搅拌下升温至100-280℃，反应时间为0.5-48h，葡萄糖被转化为异山梨醇。