[发明专利]一种己糖糖醛酸的制备方法

说明书

本申请公开了一种己糖糖醛酸的制备方法，所述方法包括：将含有六碳糖、催化剂的溶液，进行氧化反应I，然后加入水，进行氧化反应II，得到所述己糖糖醛酸；其中，所述催化剂包括金属催化剂；所述溶液中溶剂包括有机溶剂；所述氧化反应II的反应温度高于所述氧化反应I的反应温度。本发明选择性高、绿色环保，为高选择性制备糖醛酸提供了一种新方法。

技术领域

本申请涉及一种己糖糖醛酸的制备方法，属于生物质化工技术领域。

背景技术

糖醛酸广泛存在于自然界中，其中最常见的糖醛酸有葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、古罗糖醛酸等，是树胶质、果胶、半纤维素、藻酸、细菌多糖等细胞壁或粘液物质的主要成分。以葡萄糖醛酸为例的糖醛酸，具有重要的生物学功能，可和羟基、氨基、巯基等有毒物质结合，将毒性物质排出体外，达到解毒的效果。葡萄糖醛酸可作为中间物质合成具有防癌抗癌作用的D-葡糖二酸钙、D-葡萄糖二酸1,4-内酯和L-抗坏血酸等，也可作为食品添加剂加入到功能性饮料和保健食品中。随着人们健康观念的日益增强和对生活质量要求的提高，对于葡萄糖醛酸的需求会越来越大，具有巨大潜在经济效益。

由于在激烈的水处理过程中，糖醛酸易发生脱羧，因此，糖醛酸的制备主要是通过生物法和化学法制得。生物法主要是通过发酵获得糖醛酸，但是其中存在底物浓度低和纯化较为复杂的问题，因此产率受到限制。化学法目前主要是通过硝酸氧化淀粉获得氧化淀粉，然后经水解获得葡萄糖醛酸，CN 105198940 B首先使用硫酸铁做催化剂，利用双氧水作为氧源氧化淀粉，水解获得葡萄糖醛酸，但是此过程较为复杂，反应时间长，且会有大量废水产生，不适合于工业化生产。因此为了满足人类对糖醛酸需求的增长，需要开发一种高选择性、绿色环保的糖醛酸制备工艺。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种己糖糖醛酸的制备方法，该方法是在有机酸体系中，使用两步氧化法制备己糖糖醛酸，首先使用金属离子的卤化物和/或硝化物催化氮氧化物产生氮氧自由基，形成的氮氧自由基在中低温条件下可高选择性地将六碳醛糖中的羟甲基氧化为醛基；然后加入一定量的水防止底物和溶剂的燃烧，同时水也会参与到醛基氧化为羧基的反应中，在中高温条件下，氮氧自由基进一步氧化其中一个醛基为羧基，生成的己糖糖醛酸从有机酸溶液中析出，防止了其过度氧化和脱羧的发生。

本申请中所述己糖糖醛酸的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将含有六碳糖、催化剂的溶液，进行氧化反应I，然后加入水，进行氧化反应II，得到所述己糖糖醛酸；

其中，所述催化剂包括金属催化剂；

所述溶液中溶剂包括有机溶剂；

所述氧化反应II的反应温度高于所述氧化反应I的反应温度。

可选地，所述氧化反应I为低温反应，所述氧化反应II为中温反应。

可选地，所述氧化反应I为将六碳糖醛中的羟甲基氧化为醛基。

可选地，所述氧化反应II是在第一步氧化基础上，在中高温条件下氧化其中一个醛基为羧基，获得己糖糖醛酸。

可选地，所述有机溶剂包括有机酸溶剂。

可选地，所述有机酸溶剂为一元羧酸。

可选地，所述有机酸溶剂为C1～C8的一元羧酸。

可选地，所述一元羧酸包括乙酸、丙酸、丁酸中的至少一种。

可选地，所述有机酸溶剂为乙酸。

可选地，所述溶剂为有机酸溶剂或有机酸溶剂与水的混合物；

有机溶剂中水的加入量为整个体系质量0～5％。

可选地，所述溶剂为有机酸溶剂与水的混合物；所述原料中水的加入量为整个体系质量的0％～5％。