[发明专利]一种单糖差向异构化反应催化剂

说明书

本发明提供了一种单糖差向异构化反应催化剂及其制备和回收方法，所述催化剂为金属氧化物量子点水溶胶，其中所述金属选自下组：钼、钨、锡，或其组合。所述催化剂利用率高、选择性好、回收方便。

技术领域

本发明属于化工领域，具体地，涉及到一种单糖差向异构化反应催化剂及其制备和回收方法。

背景技术

稀少糖，如甘露糖，来苏糖、核糖等，在食品、制药和临床医学等领域有重要应用，但与自然界大量存在的葡萄糖和果糖相比，非常稀少。单糖差向异构化反应是获取稀少糖的重要手段，常用的催化剂为差向异构酶。差向异构酶使用条件苛刻(碱性条件)，对杂质敏感，反应温度窗口窄(62℃左右)，受限于热力学平衡，产率不高，而且酶的分离回收操作非常繁琐。相比而言，无机盐类催化剂的使用条件相对宽泛，可以在较高温度(80-150℃)进行，获得较高的产率。该类催化剂可分为两类，均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂具有可溶性，可充分与单糖分子接触，如钼酸钠、钼酸铵等。CN102807593A公开了一种D-甘露糖的制备方法，用钼酸铵催化葡萄糖的差向异构反应得到甘露糖。但是该类催化剂难以分离回收，而且需要添加无机酸确保反应处于酸性环境，进一步增加了产物分离的难度。另一类催化剂，即多相催化剂，不溶于水，易从反应体系中分离，如钼基杂多酸。CN104004030A公开了一种葡萄糖差向异构制取甘露糖的催化剂，即含钨化合物，包括氧化钨、碳化钨、氮化钨、磷化钨和硫化钨等。但是，多相催化剂借助搅拌才能充分与单糖分子接触，催化剂使用量大，效率低。

综上所述，本领域尚缺乏一种利用率高、选择性好、回收方便的单糖差向异构化反应催化剂。

发明内容

本发明提供了一种单糖差向异构化反应催化剂及其制备方法，和其使用、回收方法，所述催化剂具有利用率高、选择性好、回收方便的优点。

在本发明的第一方面，提供了一种单糖差向异构化反应催化剂，所述催化剂包括催化有效量的金属氧化物量子点水溶胶，其中所述金属选自下组：钼、钨、锡，或其组合。

在另一优选例中，所述催化剂选自下组：氧化钼量子点水溶胶、氧化钨量子点水溶胶、氧化锡量子点水溶胶，或其组合。

在另一优选例中，所述的催化剂中，所述的金属氧化物量子点的浓度为0.1-1g/L。

在另一优选例中，所述量子点的尺寸为1-50纳米。

在另一优选例中，所述量子点的尺寸为2-40纳米。

在另一优选例中，所述量子点的尺寸为3-30纳米。

在另一优选例中，所述方法包括步骤：

(i)用金属单质与过氧水进行反应，从而得到所述的金属氧化物量子点水溶胶；其中，所述的金属选自下组：钼、钨、锡，或其组合；且所述的金属单质与过氧水的投料质量比为1×10^-4～1×10^-3：1；

和任选的步骤(ii)用所述的金属氧化物量子点水溶胶制备所述的单糖差向异构化反应催化剂。

在另一优选例中，所述的金属单质与过氧水的投料质量比为1×10^-3～1×10^-2：1(以水溶液中的过氧水含量计)。

在另一优选例中，所述金属为金属单质粉末。

在另一优选例中，所述过氧水为质量分数为5-50％的过氧水。

在另一优选例中，所述过氧水为质量分数为10-35％的过氧水。

在另一优选例中，所述加热为在回流温度下加热。

在另一优选例中，所述加热温度为50-150℃。

在另一优选例中，所述加热温度为80-130℃。