糖類催化水解制備乙酰丙酸的研究.pdf

1、生物質(zhì)衍生的糖類是資源量大，是人類可資利用的可再生資源。乙酰丙酸是一種重要的糖類深度水解產(chǎn)物，其作為平臺(tái)化合物，經(jīng)過一系列化學(xué)的合成或轉(zhuǎn)化可生產(chǎn)一些高附加值的精細(xì)化工品或合成優(yōu)質(zhì)液態(tài)燃料。
　　本文主要以四種生物質(zhì)模型化合物為研究對(duì)象，采用油浴加熱裝置進(jìn)行水解實(shí)驗(yàn)，通過進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，分別研究反應(yīng)時(shí)間、H2SO4濃度、糖濃度、反應(yīng)溫度四種影響因素對(duì)每一種模型化合物的轉(zhuǎn)化率及乙酰丙酸產(chǎn)率的影響。最后，對(duì)葡萄糖和蔗糖的水解過程進(jìn)行了動(dòng)

2、力學(xué)分析。
　　本文選用的四種模型化合物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:較高的H2SO4濃度、糖濃度、反應(yīng)溫度及較長的反應(yīng)時(shí)間都有助于提高模型化合物的轉(zhuǎn)化率。在適宜條件下，果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖的轉(zhuǎn)化率分別為:88.54％、86.72％、85.31％、88.06％。同時(shí)，四種因素對(duì)乙酰丙酸產(chǎn)率也有較大的影響，具體表現(xiàn)為:影響因素的數(shù)值較低或較高均不利于乙酰丙酸產(chǎn)率的提高，每個(gè)因素都存在一個(gè)最佳的數(shù)值。本文通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析確定了提高每一種糖

3、轉(zhuǎn)化率的最佳實(shí)驗(yàn)條件以及提高乙酰丙酸產(chǎn)率的最佳實(shí)驗(yàn)條件。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖制備乙酰丙酸的產(chǎn)率如下:69.11％、64.31％、60.48％、68.92％。對(duì)葡萄糖和蔗糖催化水解制備乙酰丙酸進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，并最終確定了其各自的動(dòng)力學(xué)方程。通過對(duì)糖類酸催化水解制備乙酰丙酸動(dòng)力學(xué)計(jì)算表明，動(dòng)力學(xué)方程為:(1)葡萄糖V=-dCA/dt=kACA=0.0561CA;(2)蔗糖V=-dCA/dt=kACA=0.0852CA