葡萄糖醛酸及其内酯制备方法的研究进展
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一种高纯度葡萄糖醛酸结合物的制备方法高纯度葡萄糖醛酸结合物的制备方法可以通过以下步骤实现。
首先,准备所需的原材料和试剂,包括高纯度的葡萄糖和醛酸。
第二步,将适量的葡萄糖溶解在水中,搅拌使其充分溶解。
确保葡萄糖溶液的浓度适宜。
第三步,将醛酸逐渐滴加到葡萄糖溶液中,同时不断搅拌。
滴加速度需要适当控制,以防产生反应过快或过慢。
第四步,继续搅拌混合物,并保持适当的温度以加速反应。
可以使用恒温搅拌器来保持温度恒定。
第五步,观察反应体系的颜色和反应进程。
当达到期望的反应时间时,停止搅拌。
第六步,将反应混合物进行过滤分离。
可以使用过滤纸或其他合适的方法进行过滤。
第七步,将得到的固体产物进行洗涤,以去除未反应的杂质和副产物。
可以使用适当的溶剂进行洗涤。
最后,将洗涤后的固体产物进行干燥,可以采用自然晾干或使用适当的干燥设备。
通过以上步骤,可以得到高纯度的葡萄糖醛酸结合物。
需要注意的是,在制备过程中要严格控制反应条件和原料质量,以确保产物的质量和纯度。
根据您的要求,我将根据您提供的主题“测定葡萄糖醛酸内酯及其所含葡萄糖醛酸的方法”,撰写一篇深度和广度兼具的中文文章。
一、引言葡萄糖醛酸内酯是一种重要的生物活性成分,在医药和食品工业中有着广泛的应用。
而测定葡萄糖醛酸内酯及其所含葡萄糖醛酸的方法则成为了研究和生产中的重要课题,针对这一课题需要综合考虑不同的因素和方法。
二、测定葡萄糖醛酸内酯的方法1.色谱法:色谱法是一种常用的测定葡萄糖醛酸内酯的方法,通过色谱柱分离和检测样品中的成分。
该方法准确度高,但需要专业设备和操作技能。
2.光谱法:光谱法包括紫外-可见光谱和红外光谱,通过分析样品在不同波长下的吸收特性来测定葡萄糖醛酸内酯的含量。
这种方法适用性广,但需要考虑样品制备和仪器校准的影响。
3.生物传感器法:生物传感器是一种新兴的测定方法,通过生物元件与目标物质的特异性反应来实现检测。
这种方法具有快速、灵敏和实时性好的特点,但需要考虑生物元件的稳定性和再生性。
三、测定葡萄糖醛酸的方法1.酶法:酶法是测定葡萄糖醛酸含量的常用方法,通过酶促反应将葡萄糖醛酸转化为可测定的产物。
该方法操作简单,但需要注意酶的活性和稳定性。
2.高效液相色谱法:高效液相色谱法是一种准确测定葡萄糖醛酸的方法,通过利用不同的固定相和流动相来分离和检测样品中的葡萄糖醛酸。
这种方法具有分离效果好、灵敏度高的特点,但需要考虑流动相的制备和设备的维护。
四、个人观点和理解测定葡萄糖醛酸内酯及其所含葡萄糖醛酸的方法涉及到多种科学原理和技术手段,需要根据具体的实验条件和样品特性来选择合适的方法。
在实际研究和生产中,应该综合考虑方法的准确性、快速性和成本效益,选择最适合的测定方法。
总结测定葡萄糖醛酸内酯及其所含葡萄糖醛酸的方法涉及的技术和方法多种多样,每种方法都有其特点和适用范围。
在实际操作中,需要根据具体情况选择合适的方法,并注意方法的操作规范和质量控制。
希望通过本文的介绍,对测定葡萄糖醛酸内酯及其所含葡萄糖醛酸的方法有更深入的了解。
葡萄糖醛酸内酯葡萄糖酸内酯葡萄糖醛酸内酯和葡萄糖酸内酯是两种有机化合物,它们在生物学和食品工业中具有重要的应用价值。
本文将分别介绍葡萄糖醛酸内酯和葡萄糖酸内酯的性质、制备方法和应用领域。
葡萄糖醛酸内酯是一种有机化合物,化学式为C6H8O6。
它是一种酸性物质,可溶于水和醇类溶剂。
葡萄糖醛酸内酯是葡萄糖酸的酸酐,它可以通过葡萄糖酸的脱水反应得到。
葡萄糖醛酸内酯在食品工业中被广泛应用作为酸味剂和防腐剂,它可以增加食品的口感和延长食品的保鲜期。
葡萄糖酸内酯是一种有机化合物,化学式为C6H8O7。
它是一种无色结晶性固体,可溶于水和醇类溶剂。
葡萄糖酸内酯是葡萄糖酸的内酯形式,即葡萄糖酸分子中的羟基和羧基之间发生环化反应形成的环状结构。
葡萄糖酸内酯是一种重要的有机酸,广泛应用于食品工业、医药工业和化妆品工业等领域。
葡萄糖酸内酯的制备方法有多种途径。
一种常用的方法是将葡萄糖酸与酸催化剂(如硫酸)反应,在适当的温度和压力下进行酯化反应,生成葡萄糖酸内酯。
另一种方法是通过微生物发酵产生葡萄糖酸,然后通过酸水解得到葡萄糖酸内酯。
这些方法都可以高效地制备葡萄糖酸内酯。
葡萄糖酸内酯在食品工业中有多种应用。
首先,它是一种重要的食品酸味剂,可以增加食品的酸味,提高食品的口感。
其次,葡萄糖酸内酯还可以作为食品的防腐剂,延长食品的保鲜期。
此外,葡萄糖酸内酯还可以作为酸性调味品和食品添加剂,广泛应用于饮料、果汁、糖果、罐头等食品中。
除了食品工业,葡萄糖酸内酯还在医药工业和化妆品工业中有重要的应用。
在医药工业中,葡萄糖酸内酯常用作药物的添加剂,可以改善药物的口感和稳定性。
在化妆品工业中,葡萄糖酸内酯常用作化妆品的抗氧化剂和保湿剂,可以增强化妆品的抗氧化性能和保湿效果。
葡萄糖醛酸内酯和葡萄糖酸内酯是两种重要的有机化合物,它们在食品工业、医药工业和化妆品工业中具有广泛的应用。
它们的制备方法简单高效,具有良好的应用前景。
随着人们对食品品质和安全性的要求不断提高,葡萄糖醛酸内酯和葡萄糖酸内酯的应用将会越来越广泛,为人们的生活带来更多的便利和舒适。
葡萄糖醛酸14内酯葡萄糖醛酸14内酯是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用价值。
它是由葡萄糖醛酸经过内酯化反应得到的,具有稳定性好、反应活性高等特点。
以下将从其结构、合成方法、应用领域等方面进行详细介绍。
一、葡萄糖醛酸14内酯的结构葡萄糖醛酸14内酯的分子式为C6H8O7,分子量为192.13 g/mol。
它的结构由一个环状的内酯环与一个羧基、两个羟基以及一个醛基组成。
内酯环的存在使得葡萄糖醛酸14内酯具有一定的稳定性,不易发生反应。
葡萄糖醛酸14内酯的合成方法有多种,其中比较常用的是通过葡萄糖醛酸的内酯化反应得到。
内酯化反应是一种酸催化的过程,常用的催化剂有硫酸、盐酸等。
反应条件一般为室温下进行,反应时间较短。
通过合理控制反应条件和催化剂的用量,可以得到较高产率的葡萄糖醛酸14内酯。
三、葡萄糖醛酸14内酯的应用领域葡萄糖醛酸14内酯具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1. 食品行业:葡萄糖醛酸14内酯是一种重要的食品添加剂,可用于调味品、果酱、果冻等食品的生产中,能够增加食品的酸度和口感,提高食品的品质。
2. 医药领域:葡萄糖醛酸14内酯具有一定的药理活性,可以作为药物的原料或中间体,用于合成抗菌药物、抗肿瘤药物等。
3. 化妆品工业:葡萄糖醛酸14内酯可以作为化妆品中的抗氧化剂、保湿剂等成分,具有保护肌肤、延缓衰老的作用。
4. 农业领域:葡萄糖醛酸14内酯可以作为植物生长调节剂,用于促进作物的生长和增产。
5. 纺织工业:葡萄糖醛酸14内酯可以作为染料的助剂,用于染色过程中的固色和增强染料的亮度。
四、结语葡萄糖醛酸14内酯作为一种重要的有机化合物,在食品、医药、化妆品、农业和纺织等领域具有广泛的应用价值。
它的合成方法简单可行,产率较高。
未来随着科学技术的不断进步,葡萄糖醛酸14内酯的应用领域还将不断扩大,为人们的生活带来更多的便利和创新。
通过进一步研究和开发,相信葡萄糖醛酸14内酯的应用前景将更加广阔。
葡萄糖醛酸内酯清洁生产葡萄糖醛酸内酯清洁生产近年来,随着环境问题的日益凸显,清洁生产成为各行业追逐的目标。
在化学工业中,葡萄糖醛酸内酯作为一种重要的有机合成原料,其清洁生产也备受关注。
本文将重点介绍葡萄糖醛酸内酯的生产过程,并探讨清洁生产对环境和经济的影响。
葡萄糖醛酸内酯是一种用于生产洗涤剂、增塑剂、催化剂等化学品的关键原料。
在传统的生产过程中,通常采用苯作为溶剂,通过反应生成葡萄糖醛酸内酯,但这种方法存在环境污染、副产物生成和溶剂回收困难等问题。
为了解决这些问题,越来越多的研究集中在开发清洁的葡萄糖醛酸内酯生产方法上。
一种典型的清洁生产方法是采用无溶剂反应体系。
无溶剂反应体系可以避免溶剂的使用和回收问题,减少对环境的污染。
同时,无溶剂反应体系还可以提高反应废物再利用的潜力,实现资源的最大化利用。
以氧化还原酶为催化剂,将葡萄糖氧化为葡萄糖醛酸内酯,是一种常见的无溶剂反应体系。
这种方法具有高效、高选择性和环境友好的特点,已经在实际生产中得到了广泛应用。
此外,还有一种新型的清洁生产方法是采用离子液体作为溶剂。
离子液体是一种无机盐或有机盐在室温下具有液态性质的物质。
与传统有机溶剂相比,离子液体具有高溶解度、可调性和低挥发性等特点。
因此,以离子液体为溶剂的葡萄糖醛酸内酯生产方法能够显著减少有机溶剂的使用量,降低对环境的影响。
值得一提的是,清洁生产不仅对环境有积极的影响,同时也对经济产生了重要的推动作用。
清洁生产旨在通过优化生产过程,降低能耗和原材料使用量,提高资源利用效率。
这些改进措施不仅降低了生产成本,还提高了企业的竞争力。
此外,清洁生产还促进了技术创新和经济发展,为企业带来了更多的发展机遇。
综上所述,葡萄糖醛酸内酯作为化学工业中的重要原料,其清洁生产具有重要的意义。
通过无溶剂反应体系和离子液体作为溶剂,可以实现葡萄糖醛酸内酯的清洁生产,并减少对环境的影响。
清洁生产不仅可以提高生产效率和资源利用效率,同时也促进了经济发展和技术创新。
葡萄糖醛酸及其内酯制备方法的研究进展陈 辉 和娴娴(河北科技大学石家庄 050018)摘 要:对葡萄糖醛酸及其内酯的制备方法进行了简单的介绍,讨论了各方法的局限性,并且对其工艺进行分析。
结合贵金属铂催化剂对葡甲苷的伯羟基进行选择性催化氧化,合成葡萄糖醛酸及其内酯的工艺进行讨论。
指出催化氧化法合成葡萄糖醛酸及其内酯反应工艺条件温和、催化活性好、氧化选择性高,具有较好的工业应用前景。
关键词:葡萄糖醛酸 制备方法 催化氧化 研究进展The research progress of preparation methodson glucuronic acid and its lactoneCHEN hui ,HE xian xian(The hebei university of science and technology, hebei shijiazhuang 050018)Abstract: The preparation methods of glucuronic acid and its lactone is introducted briefly, and the process is analyzed. The catalyst used in this study was a combination of the noble metal palladium which had the advantage of selectively oxidizing primary hydroxide radical which was a unique assistant oxidant.It was conclued that the catalytic oxiding technology had some industrial feasibilitywith the moderate condition and the high oxidative selectivity.Key Words: glucuronic acid; preparation methods;catalytic oxidation; research progress引言葡萄糖醛酸的分子结构为葡萄糖6位上的醇基被羧基置换。
在人和动物体内,葡萄糖醛酸是以尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)为葡萄糖醛酸的活性供体的形式存在的。
在微生物中,葡萄糖醛酸常以细菌分泌的多糖形式出现,个别细菌也有从6-磷酸葡萄糖经过肌醇形成游离的葡萄糖醛酸的途径。
以葡萄糖醛酸为基础, 制备了与铂的络合物具有抗肿瘤活性作用的药物[1]。
在肝脏中以葡萄糖醛酸盐或配合物的形式存在葡萄糖醛酸能与含有羟基、羧基、巯基等有毒物质结合,形成无毒或低毒的配合物而由尿排出[2]。
葡萄糖醛酸内酯,其化学成分为:D-(+)-呋喃葡萄糖醛酸γ-内酯[3],分子式为C6H8O6。
在植物体内内酯通常以与其它碳水化合物形成聚合物形式存在;在人体器官中,形成无毒或低毒的葡糖醛酸结合物而由尿排出,起到保护肝脏及解毒作用,因此可作为一种肝脏解毒剂和免疫功能调节剂,是常规的保肝护肝良药。
除在医药领域的应用外,葡醛内酯及其后续产品还是功能性饮料和食品、减肥药、化妆品等的主要添加剂,具有补充体能、改善缺氧、滋养肌肤、延缓衰老的功效,其市场需求量已经远远超过在医药领域的需求[4]。
1 葡萄糖醛酸及内酯制备方法概述现行生产工艺中一般以多糖( 如淀粉)为原料,通过不同的氧化剂来氧化其结构单元中的伯羟基得到糖类氧化物(如氧化淀粉) ,糖类氧化物经水解酯化得到葡萄糖醛酸内酯。
1.1 甘草酸铵制备法在1990年,俄国科学家曾尝试用甘草酸铵制备醛酸[5]。
甘草酸铵是甘草根的三萜皂甙,它含有两个葡萄糖醛酸基,占分子量的48%。
该方法采用酶水解法,去掉甘草酸的两个葡萄糖醛酸基,沉淀生成甘草次酸,将剩余水解液经过4次重结晶,得到葡萄糖醛酸。
β-葡萄糖醛酸苷酶是一种糖苷类水解酶,能催化各种类型的β-葡萄糖醛酸苷水解,并且不同生物来源的β-葡萄糖醛酸苷酶具有催化不同底物和反应的特性[6-8]。
Muraver IA[9]用β-葡萄糖醛酸苷酶通过发酵氨基甘草酸盐制备糖醛酸。
在2009年,筛选得到菌种penlcillium purpurogenum Li-3可定向催化甘草酸合成GAMG。
β-葡萄糖醛酸苷酶经层柱黏土固定后,其热稳定性得到显著提高[9]。
该法重结晶葡醛酸损失较多,产率不高。
后人们发现去掉甘草酸的一个葡醛酸,生成单葡醛酸甘草酸,是一种高甜度、低热量的新型甜味剂,后人现已将研究重点放在单葡萄糖醛酸甘草酸生产上。
1.2 多糖水解法通过水解自然界存在的多糖醛酸或从含糖醛酸的多糖中提取得到醛酸是多糖水解制备方法。
例如,用热水萃取全纤维素、用碱碱解棉花和纤维素、氯水溶液氧化纤维素来制备醛酸的相关报道[4],大量醛酸的生成说明纤维素链上的C6的氧化是明显的。
该方法中,连接糖醛酸的苷键一般稳定性高,水解困难,需要很强的酸碱水解条件,此条件下产物糖醛酸往往被分解,产品收率低,不能满足生产需要。
由自然物制备的较好方法是利用酶水解,酶水解条件温和,糖醛酸不被分解且产率高。
1.3 化学氧化法化学氧化法在制备醛酸中是常用的制备方法,应用也比较广泛,综合来看工业制备中常见有无机氧化法和催化氧化法。
在Bi或Pb调制的Pt 电极上氧化葡萄糖得到了醛酸,但氧化的主要产物是葡萄糖酸[5]。
1.3.1 无机氧化法利用无机试剂氧化醛酸及其内酯的前体或中间体来制备就是无机氧化法的基本原理,从起始原料来看主要的制备途径有两种,分别为还原适当的糖二酸单内酯和氧化醛糖的伯羟基。
氧化醛糖的伯羟基制备葡醛酸的途径主要包括H202氧化法[11]、高锰酸盐氧化法、Cr03氧化法、淀粉硝酸氧化法、海藻糖氧化法、N02氧化法等。
Salam和Isbell[12]报道甲苷和碱性H202在铁盐存在下室温反应生成相应的酸,脱水则转化为γ-内酯,在氧化及环的转变过程中,甲苷键仍然保留,并且微潮的甲苷酸内酯在室温下放置5~6天后自然转化为晶态的葡醛内酯。
现行的工业生产方法是以淀粉为原料的硝酸氧化法,该方法沿用了1951年由G.Serchi等用硝酸氧化淀粉制备葡醛酸及其内酯的生产工艺[13,14],其生产流程为淀粉经硝酸氧化、加压水解,在酸性条件下将葡醛酸水溶液内酯化。
酯化液经结晶脱水即得粗品,然后再经溶解、脱色、过滤、结晶,烘干后得到葡醛内酯成品。
该工艺反应体系比较复杂,氧化选择性差,副反应多、氧化程度无法有效控制,产物分离困难,产品收率仅为10%左右,且能耗高,环境污染严重。
1.3.2 催化氧化法近几年来,以葡萄糖及其衍生物为原料,采用分子氧氧化的催化氧化工艺是目前合成葡醛酸较有工业应用价值的崭新研究方向。
可克服传统硝酸氧化法不足,反应选择性高且污染少。
在糖类化合物的催化氧化技术中,通过负载贵金属铂催化剂对其伯羟基进行催化氧化具有较高的活性和选择性,但使用铂成本昂贵[15]。
Schuurman等[16]研究了甲苷在Pt/C催化剂上的氧化,在转化率为0.02到0.10的范围内,甲苷氧化为甲苷酸钠的选择性为100%,甲苷-α-D-葡萄糖二醛作为反应中间体出现,还发现石墨载体上的铂的活性比活性炭上的低。
钙钛矿型复合金属氧化物的特殊结构,作为催化剂助剂具有良好的助氧化还原能力,以钙钛矿型复合金属氧化物为载体的载钯催化剂在氧化羰基化反应中显示了较好的催化活性和反应选择性[17]。
甲基葡萄糖苷全称甲基-α-D-吡喃葡萄糖苷,现在国内生产,广泛用于日化、石化等行业。
多相催化氧化反应具有反应条件温和、选择性高、反应易于控制、反应装置简单等优点。
通过对催化剂的选择可以改变反应活性和提高反应选择性, 从而提高反应效率、降低成本、减少环境污染、增加企业效益, 因而催化氧化法具有很好的工业应用前景[3]。
2.葡萄糖醛酸及内酯生产工艺现状分析在工业生产方法中,首先, 氧化虽然有一定的选择性,但葡糖单元上的所谓次位羟基也会有一部分同时被氧化;其次, 淀粉在氧化期间会有一部分发生水解, 且水解产物是葡萄糖以外的物质如双醛等;再次是水解是在强碱性(或高温高压、强酸性) 条件下进行的, 水解的同时会有一些已生成的葡醛酸分解。
氧化淀粉的水解是葡醛内酯生产中非常关键的步骤。
传统的做法是加温加压下的酸法水解, 该法水解条件的选择和水解终点的确定都比较困难。
林培喜等[14]通过理论分析和试验研究了碱法水解。
碱法水解可以在常压下完成, 水解终点易于确定, 且最终产率比现有的酸法水解的产率高。
在糖类化合物及其衍生物的催化氧化技术中,通过负载贵金属铂催化剂对其伯羟基进行催化氧化具有较高的活性和选择性,但使用铂成本高昂。
那么选择合适的助剂可有效提高贵金属的催化活性。
由于钙钛矿型复合金属氧化物的特殊结构,作为催化剂助剂具有良好的自身氧化还原能力,以钙钛矿型复合金属氧化物为载体的负载钯催化剂在氧化羰基化反应中显示了较好的催化活性和反应选择性。
因此,袁华等[18]人通过探索以钙钛矿型复合金属氧化物为载体的载钯催化剂对糖类化合物伯羟基的选择催化氧化。
研究表明Pd/La0.5Pb0.5Mn03负载型催化剂用于催化氧化甲苷合成葡萄糖醛酸具有较好的催化活性。
虽然现在越来越多的专业人士参与到了葡萄糖醛酸生产工艺的研究当中,但都是从化学方法的角度进行研究的,并且也取得了不少的成果。
这些项目的改进都不仅提高了产品收率,并且简化了分离过程,缩短了生产所需要的时间,大幅度降低了能耗,从而降低了生产成本,提高了企业效益。
然而,这些改进后的工艺或是采取的一些优化措施都无法从根本上解决葡酸制备中存在的不足,也无法真正解决生产过程中由于重金属作为催化剂的使用而造成对环境的严重污染。
因此,研究出一种全新的生产工艺具有极其重要的意义。
参考文献[1] 张哲绒. 由甘草酸铵制备葡萄糖醛酸[J].国外医药-植物药分册, 1991,(02).[2] Ruud ter Haar,JohanW. Timmermans, Ted M. Slaghek.TEMPO o x i d a t i o n o f g e l a t i n i z e d p o t a t o s t a r c h r e s u l t s i n a c i d r e s i s t a n t b l o c k s of glucuronic acid moieties[J]. Carbohydrate Polymers 81 (2010): 830 838.[3] 郭耀基,王晓峰,唐黎华. 采用二次内酯化方法从葡醛内酯生产废液中回收产品. 无锡轻工大学学报,2004,23(2):67~70.[4] 袁华,孙炎彬,吴元欣等.葡醛内酯的研究与开发.化学与生物工程,2006,23(2):53~54.[5] 袁华,孙炎彬,吴元欣,等.葡萄糖醛酸内酯酯化及结晶工艺改进的研究[J].应用化工,2007,36(4):334.336.[6] Callanan M J, RussellW M, Klaenhammer T R. Modificati on of Lactobacillus β- glucuronidase activity by random mutagenesis[J].Gene , 2007, 389 (2) : 122-127.[7] Beaud D, Tailliez P,Anba- Mondoloni J . Genetic characterization of theβ- glucuronidase enzyme from a human intestinal bacterium, Rum inococcus gnavus[J]. Microbiology, 2005, 151 (7) : 2323-2330.[8] Zhen L,Baumann H,Novak E K, et al . The signal for retenti on of the egasyn- glucuronidase comp lex within the endop lasmic reticulum[J]. Arch Bi ochem Bi ophys, 1993 , 304 (2) : 402- 414.[9] Method for producing D—glucuronic acid.2002,Russian Patent,W0 2003/082886.(略)。