一种催化氧化吡喃糖苷合成糖醛酸的方法
本发明涉及化学合成技术领域,具体公开一种催化氧化吡喃糖苷合成糖醛酸的方法。所述方法以吡喃糖苷为原料,以TEMPO为催化剂,以Ca(OCl)2为氧化剂,在水中进行催化氧化反应得到糖醛酸,其中吡喃糖苷与TEMPO的物质的量之比为1:0.01‑0.1,吡喃糖苷与Ca(OCl)2的物质的量之比为1:1.1‑2。本发明在反应过程中无需额外添加酸碱调节剂,减少反应体系所需的试剂种类和用量,不仅简化反应过程,避免人为带来的误差和干扰,还能大量减少反应体系产生的无机盐,有利于糖醛酸的纯化和分离,更加符合原子经济化学的理念,更加有利于工业化推广。
糖醛酸结构合成的关键在于选择性氧化糖苷分子中的伯羟基为羧酸,目前 主要采用环境友好型的2,2,6,6‑四甲基哌啶氧化物(TEMPO)与次氯酸盐组成 循环氧化体系,对糖苷分子进行氧化。相较于溶液形式的NaClO,固体 Ca(OCl)2又具备性质稳定、操作简便、可控性好等适用于工业化规模生产的优 势,因此主要采用TEMPO与Ca(OCl)2组成循环氧化体系。但是TEMPO‑ Ca(OCl)2催化氧化组合,不仅必须在碱性环境中进行,而且需要控制反应体系 的pH为10左右,因此其反应过程中须借助酸度计进行监测,并额外添加酸碱 调节剂进行不定时、不定量的手动添加保证反应体系的pH为10,使得反应操 作复杂化,并受仪器和人为误差的干扰严重化。尤其不容忽视的是,酸碱调节 剂的添加大大加重了反应体系中无机盐的生成,导致产物后处理纯化的难度增 大。这与当今绿色清洁工艺与连续化生产的理念相违背,限制了该氧化体系在 工业上的推广和应用。
吡喃糖苷的催化氧化反应为放热反应,若是吡喃糖苷水溶液的浓度过高, 体系中的TEMPO浓度也会过高,使得反应速率过快,导致体系温度飙升,不 仅会破坏TEMPO的选择性氧化,还会破坏糖醛酸的结构,因此本申请选择吡 喃糖苷的浓度为0.05mol/L‑0.2mol/L,使得催化氧化反应高速有效的进行。
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刘文清
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