1、催化氧化法以葡萄糖制取葡萄糖酸镁的研究第 25 卷第 2 期2003 年 6 月武汉化工学院J.WuhanInst.Chem.Tech.V01.25No.2Jun.2003文章编号:10044736(2003)02 0018 一 O2催化氧化法以葡萄糖制取葡萄糖酸镁的研究陈建初(武汉化工学院机械工程学院,湖北武汉 430073)摘要:用钯/炭作催化剂,用空气氧化葡萄糖,制取了葡萄糖酸镁,葡萄糖氧化转化率达 95.研究了葡萄糖浓度,搅拌速度,空气流量,反应温度对葡萄糖催化氧化转化的影响.关键词:葡萄糖;催化氧化;葡萄糖酸镁;工艺技术中图分类号:0623.65 文献标识码:A0 引言葡萄糖酸镁是近
2、几年来被开发的葡萄糖酸盐类产品中的一种新型的补镁剂1.镁是人体必需的常量元素,具有重要的生理功能,如镁与磷构成骨盐;镁是体内磷酸化和一些酶系统不可缺少的激活剂.醛缩酶中含镁,它对能量和物质代谢十分重要,镁离子浓度的降低,可阻止脱氧核糖核酸的合成和细胞生长,蛋白质的合成与利用减少,血浆蛋白和免疫球蛋白的含量降低;镁是细胞内液的主要阳离子,与钙,钾,钠一起和相应的负离子协同,维持体内的酸碱平衡和神经肌肉的应激性.镁与钙相互制约以保持神经肌肉的兴奋与抑制的平衡,如血清中镁浓度下降,镁,钙失去平衡,则出现易激动,心律不齐,神经肌肉兴奋性极度增强,幼儿可发生癫痫,惊厥,严重缺镁还可出现震颤性谵妄等症状;
3、镁又是心血管系统的保护因子,为维护心脏正常功能所必需,镁可以预防高胆固醇饮食所引起的冠状动脉硬化,缺镁易发生血管硬化,心肌损害.临床上长期用硫酸镁作补镁剂.葡萄糖酸镁作为新型的补镁剂(其标准见美国 F.C.C收录),具有副作用小,生物利用度高,吸收率好等优点,是一种较好的补镁剂.作者在研究其合成方法时,用催化氧化法制取了葡萄糖酸镁.1 合成工艺1.1 工艺流程净化水葡萄糖氧化镁催化剂氧气活性炭jj一催化,氧化,成盐一脱色一分离一浓缩一结晶一分离一干燥一产品1.2 合成反应式HO圭二:HH 一量 O 二.HrHOC-一 OOHCOH 二-lIfIfCHC 一 0HI+IIlIlHC 一0HHCI
4、H 一一 I-HIH-HlMg“2H_,OIIfIIH 一一0HH 一一 0HlH 一一 0HIlllIlH 一一0HH 一一 0HlH 一一 0HllllIlCH20HCH2OHLCH2OH21.3 工艺操作在 5000mL 催化氧化器中分次加入一定量的葡萄糖,适量净化水,钯/炭催化剂,氧化镁,启动搅拌器,输入空气,水浴加热物料液 40C 左右,保持反应体系呈碱性状态 6h 左右,停止反应,将催化剂滤出后进行物料加炭脱色净化处理,将净化过的料液经真空浓缩至结晶浓度时,输入结晶罐进行冷却结晶 36h,然后用离心机分离物料,干燥后得产品,收率 85.2 结果与讨论2.1 产品质量产品质量经检测其
5、数据如表 1.用表 1 中的数据与参考标准(美国 F.C.C)对照,结果表明本产品质量已达到此标准.项目名称单位数值收稿日期:2003 一 O224作者简介:陈建初(1957 一),男,湖北黄冈人,高级工程师.主要从事精细化工产品项目开发与管理工作.;募器管琵孽辩 0 鹾llfj第 2 期陈建初:催化氧化法以葡萄糖制取葡萄糖酸镁的研究 192.2 合成方法本产品的合成方法还可参照葡萄糖酸盐类产品的其它一些合成方法2,比如用发酵法制取葡萄糖酸后,成盐得其产品.还可用葡萄糖酸钙为原料,用离子交换法去钙,去除硫酸根离子,后用中和法得到镁盐.这些方法虽然在合成葡萄糖酸盐产品中被采用,但其合成工艺中存在
6、很多缺点:在发酵法中,黑霉菌的培养,分离以及副产物的控制都有较大的难度,且“三废“污染严重;在交换法去钙的方法中,葡萄糖酸钙经硫酸处理转换为葡萄糖酸,生成的硫酸钙分别用氢氧化钡和草酸除去,残留的钙离子和硫酸根离子,用交换法去掉,得到高纯度的葡萄糖酸后,用中和法得到镁盐.此方法为除去硫酸根离子而引入了钡离子,残留在产品中的钡离子对人有致命危害,必须采用除钡措施.2.3 工艺条件对葡萄糖氧化转化率的影响2.3.1 葡萄糖质量浓度的影响在催化氧化过程中,保持反应物温度,催化剂用量,搅拌速度不变的状态下,改变物料浓度时,发现随着其浓度增高,催化氧化的转化率降低明显,结果见表 2.衰 2 葡萄糖浓度对氧
7、化转化率的影响Table2Effectofconcentrationofglucoseontheconversion从表 2 数据看,物料浓度在 0.40kg/m.左右是适宜的,若浓度过稀,则增大生产成本.2.3.2 搅拌速度的影响本反应为气,液,固三相反应,需要克服传质阻力,提高搅拌速度是一个重要途径.在物料浓度,反应温度,催化剂用量等工艺条件不变的情况下,改变反应体系的搅拌速度,其氧化转化率变化显着,结果见表 3.表 3 搅拌速度对氧化转化率的影响Table3Effectofstirredspeedontheconversion从表 3 看,搅拌速度需达到 8 档(1600r/min)以上
8、时,才能取得较好的转化率.2.3.3 空气输入量的影响改变空气输入量对反应转化率影响不明显.在保持反应体系其它工艺条件不变的情况下,改变空气输入量,其氧化转化率结果见表 4.衰 4 空气输入量对氧化转化率的影响Table4Effectofinputamountofairontheconversion气体量/L?h2550801206h 反应转化率/92.095.094.595.02.3.4 反应温度的影响保持反应体系其它工艺条件不变.改变反应温度并保持恒定,6h 后测其反应转化率,结果见表 5.衰 5 反应温度对氧化转化率的影响Table5Effectofreactiontemperature
9、ontheconversion反应/C303540455060反应转化翠/60.087.095.095.097.099.2从表 5 看,温度升高,反应转化率升高.但是温度在 5O以上时,检测发现:葡萄糖发生异构化作用,有醛糖酸物,二糖酸物等副产物生成.因此,在反应体系中,温度控制在 4O右左为宜.3 结语本工艺技术以葡萄糖催化氧化制取葡萄糖酸镁的适宜条件为葡萄糖浓度为 0.40kg/m.,搅拌速度 1600r/min,反应温度 4O.采用本工艺技术生产葡萄糖酸镁,生产中无三废污染,且生产规模设计可大可小,便于推广应用.参考文献:1陈建初.葡萄糖酸衍生物的开发研究 i-J.淀粉与淀粉糖,1989
10、,(3):14 19.z-I 陈建初.一步法合成葡萄酸钙j-I.武汉化工学院学报,1998,20(1):2932.(下转第 43 页)第 2 期熊丽君等:PVC/ABS/弹性体合金性能研究 43图 6 共混合金的扫描电镜照片Fig.6SEMphotographoftheblend3 结语弹性体高丁二烯 ABS 的加入能有效提高PvC/ABS 合金的断裂伸长率,在基本不加增塑剂DOP 的情况下,本实验选用 PVC(S-lOOO)并使高丁二烯 ABS 与 ABS 用量比在一个合适的范围,能使合金的断裂伸长率达到 150,拉伸强度等力学性能也能满足使用要求.参考文献:1234Is刘晓明.硬聚氯乙烯改
11、性与加工M.北京:中国轻工出版社,1998.138177.程为庄,赵岳轩.PVC/ABS 合金的研制J.新型建筑材料,1997,12;4446.王国英,廖建辉.ABS/PVC 共混体系的相容性,力学性能和形态J.应用化学,1998,15(1):7173.赵磊,梁国正.我国聚氯乙烯增韧改性研究的最新进展J.中国塑料,2000,14(1);817.林润雄.PVC 抗冲击改性剂和加工改性荆的发展状况J. 化工科技,1999,7(4):1 一 S.Astudyonthemechanicalpropertiesofelastomer/ABS/PVCblendsXIONGLiiun.WB/一 yao(Sc
12、hoolofMaterialsScienceandEngineering,WuhanInstituteofChemicalTechnology,Wuhan430073,China)Abstract:Elastomer/ABS/PVCblendswerepreparedbymechanicalblending.Theeffectsoftheblendformularonthemechanicalpropertiesespeciallyontheelongationatbreakofblendswereinvestigated.Itisnotedthattheelongationatbreakof
13、blendsareimprovedconsiderablybyblendingelastomer.Keywords:PVC/ABS/Elastomer;blending;elongationatbreak.本文鳊辑:龚晓宁(上接第 19 页)AstudyonthepreparationofmagnesiumgluconatebythecatalyticoxidationofglucosecHENJianclm(SchoololMechanicalEngineering.WuhanInstituteotChemicalTechnology,Wuhan430073,China)Abstract:U
14、singPd/Casflcatalyst,magnesiumgluconatewaspreparedthroughthecatalyticoxidationofglucosewithair.Theconversionofglucosewas95.Theinfluencingfactorsontheconversionofglucose,suchasconcentrationofglucose,speedofstir,inputamountofairandreactiontemperature,wereinvestigated.Keywords:glucose;catalyticoxidation;magnesiumgluconate;technology本文鳊辑:付中林
