[发明专利]异构酶/稀盐酸耦合催化由葡萄糖制备5-羟甲基糠醛的方法

摘要

本发明公开了一种异构酶/稀盐酸耦合催化由葡萄糖制备5-羟甲基糠醛的方法。该方法过程包括：在葡萄糖溶液中加入四硼酸钠和固定化葡萄糖异构酶进行反应，得到葡萄糖和果糖的混合溶液。经抽滤回收固定化葡萄糖异构酶后，向所得滤液中加入盐酸、氯化钠及丁醇进行酸催化合成5-羟甲基糠醛，所得的水相和丁醇相溶液冷却至室温后进行相分离，其中水相通过减压蒸发，或离子交换或膜分离回收包括四硼酸钠和氯化钠的无机盐。该方法在常规体系中转化葡萄糖高效合成了5-羟甲基糠醛，并可回收利用葡萄糖异构酶和无机盐。与现有工艺相比，本方法操作简单，更具经济可行性和实用性。

主权项

一种异构酶/稀盐酸耦合催化由葡萄糖制备5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于包括以下步骤：1).葡萄糖异构将葡萄糖溶解在去离子水中配制成浓度为50～750mg/mL的溶液，按照四硼酸钠与葡萄糖的摩尔比为(0.1～1.0)∶1向溶液中加入四硼酸钠，并加入硫酸镁使溶液中含硫酸镁浓度为5～100mmol/L，然后用质量浓度0.05～1.0％盐酸调节溶液pH值为7.0～8.0，在50～80℃下再向溶液中加入质量为葡萄糖质量0.1～0.5倍的固定化葡萄糖异构酶并反应4～24h，得到葡萄糖和果糖混合溶液；2).异构酶回收将步骤1)得到的葡萄糖和果糖混合溶液通过抽滤或膜分离回收固定化葡萄糖异构酶，得到的葡萄糖和果糖滤液；3).酸催化脱水向步骤2)得到的葡萄糖和果糖滤液中加入质量浓度为36％盐酸和氯化钠，使溶液中含盐酸和氯化钠浓度分别为0.1～1mol/L和0.05～0.3g/mL，然后按丁醇与滤液体积比为(1～3)∶1向葡萄糖和果糖滤液中加入丁醇，在温度160～200℃油浴中进行酸催化脱水反应，反应时间为10～90min，得到含有5-羟甲基糠醛的溶液；4).相分离与盐回收将步骤3)得到的含有5-羟甲基糠醛的溶液在-20℃条件下冷却至室温沉降分层，分离开丁醇相和水相，丁醇相和水相分别含有质量浓度分别为0.5％～15％和0.5％～10％的5-羟甲基糠醛，其中丁醇相为5-羟甲基糠醛产品；所得的水相通过减压蒸发回收包括四硼酸钠和氯化钠的无机盐以及5-羟甲基糠醛，所得固体组分溶于丁醇后经过抽滤得到5-羟甲基糠醛丁醇溶液产品；或所得的水相通过离子交换或膜分离回收包括四硼酸钠和氯化钠的无机盐，得到5-羟甲基糠醛溶液产品。