一种d-葡萄糖异构化制备d-果糖的方法
【专利摘要】本发明提出的是一种D?葡萄糖异构化制备D?果糖的方法，包括如下工艺步骤：（1）将D?葡萄糖、溶剂、催化剂加入高压反应釜中，形成反应体系，所述D?葡萄糖的质量浓度为0.1?99%，催化剂与D?葡萄糖质量比为0.01?10；（2）在温度20?400℃，惰性气体保护下，进行反应0.01?100小时，反应结束后再经过分离纯化，即可制得D?果糖。本发明的优点：本发明使用的催化剂，廉价易得，无毒性、绿色环保，产物收率高。
【专利说明】
一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种由多相催化剂异构化D-葡萄糖制备D-果糖的方法，属于D-葡萄糖异构化反应的技术领域。
【背景技术】
[0002]果糖是一种常见的己酮糖，是甜度最高的糖，可替代葡萄糖为甜味剂，且果糖在体内代谢时不会因摄入过量导致糖尿病，有望成为人类用糖的新趋势。果糖也是合成5-羟甲基糠醛和甘露醇的重要原料，因此其在化工产业和人类生活中日益受到重视。
[0003]目前，生成D-果糖的工业化方法为:以淀粉或者D-葡萄糖为原料，以D-木糖异构酶等生物酶催化转化为D-果糖。酶法生产D-果糖具有选择性高等优点，但是由于D-木糖异构酶需要在低温、特定PH等条件下应用，此外，这些酶容易被金属离子中毒。因此酶法生产对反应体系要求比较高，并且D-葡萄糖异构化反应受到热力学平衡限制，收率不高。
[0004]人们对用化学催化的方法从D-葡萄糖异构化成D-果糖进行了研究。在这些方法中，如使用液体碱催化剂，存在产物、催化剂和原料难于分离、具有腐蚀性等缺点。发明专利201410424287.0报道了用水滑石为催化剂，催化转化D-葡萄糖制备果糖，其最高收率为29.7%左右。最有效的Sn-beta型分子筛其收率大约在32%，并且反应温度高。此外，Sn/Beta中Sn具有毒性，这对D-果糖的工业生产十分不利。
【发明内容】
[0005]本发明是一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其目的是针对现有技术中存在的生物酶法对反应条件要求苛刻，而化学方法催化剂一般难于分离、金属流失等问题，提供了一种D-葡萄糖异构化原料制备D-果糖的方法，反应条件温和，催化剂容易回收利用。
[0006]本发明的技术解决方案:一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其特征包括如下步骤:
(1)将D-葡萄糖、溶剂、催化剂加入高压反应釜中，形成反应体系，所述D-葡萄糖的质量浓度为0.1_99%，催化剂与D-葡萄糖质量比为0.01-10；
(2)在温度20-400°C，惰性气体保护下，进行反应0.01-100小时，反应结束后再经过分离纯化，即可制得D-果糖。
[0007]所述的溶剂为水或醇类溶剂，醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、2-丁醇中的一种。
[0008]所述的催化剂为含Fe的多孔催化剂，具体为Fe/Y、Fe/beta、Fe/丝光沸石、Fe/MCM-41、Fe/SBA_15中的一种，优选的催化剂为Fe/Y或Fe/beta。
[0009]所述的含Fe的多孔催化剂为铁元素的质量百分含量为0.01-10%，优选为1%;Si/Al比等于0.1-500，优选的Si/Al比为33。
[0010]本发明的优点:本发明使用的催化剂，廉价易得，无毒性、绿色环保，产物收率高。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明做进一步描述，但本
【发明内容】
不局限于此。
[0012]实施例1
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.05)、50 mL去离子水加入高压反应Il中，在转速500 r/min下，在温度130 °C下反应90 min，用高效液相色谱测得D-葡萄糖和D-果糖的含量，D-葡萄糖的转化率为33%、D-果糖收率为17%。
[0013]实施例2
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.05)、50 mL去离子水加入高压反应Il中，在转速500 r/min下，在温度150 °C下反应90 min，用高效液相色谱测得D-葡萄糖和D-果糖的含量，D-葡萄糖的转化率为55%、D-果糖收率为22%。
[0014]实施例3
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.05)、50 mL去离子水加入高压反应Il中，在转速500 r/min下，在温度110 °C下反应90 min，用高效液相色谱测得D-葡萄糖和D-果糖的含量，D-葡萄糖的转化率为18%、D-果糖收率为7%。
[0015]实施例4
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.05)、50 mL去离子水加入高压反应釜中，在转速500 r/min下，在温度130 °C下反应120 min，用高效液相色谱测得D-葡萄糖和D-果糖的含量，D-葡萄糖的转化率为30%、D-果糖收率为12%。
[0016]实施例5
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.01)、50 mL去离子水加入高压反应Il中，在转速500 r/min下，在温度130 °C下反应90 min，用高效液相色谱测得D-葡萄糖和D-果糖的含量，D-葡萄糖的转化率为25%、D-果糖收率为9%。
[0017]实施例6
将I g D-葡萄糖、0.1 gFe/beta分子筛(Si/Al=33, Fe/Al=0.01)、50 mL甲醇加入高压反应釜中，在转速500 r/min下，在温度130 °C下反应90 min。反应完后，加水水解，D-葡萄糖的转化率为50%、D-果糖收率为45%。
【主权项】
1.一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其特征包括如下步骤: (1)将D-葡萄糖、溶剂、催化剂加入高压反应釜中，形成反应体系，所述D-葡萄糖的质量浓度为0.1_99%，催化剂与D-葡萄糖质量比为0.01-10； (2)在温度20-400°C，惰性气体保护下，进行反应0.01-100小时，反应结束后再经过分离纯化，即可制得D-果糖。2.根据权利要求1所述的一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其特征在于所述的溶剂为水或醇类溶剂，醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、2-丁醇中的一种。3.根据权利要求1所述的一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其特征在于所述的催化剂为含Fe的多孔催化剂，具体为Fe/Y、Fe/beta、Fe/丝光沸石、Fe/MCM-41、Fe/SBA_15中的一种，优选的催化剂为Fe/Y或Fe/beta。4.根据权利要求3所述的一种D-葡萄糖异构化制备D-果糖的方法，其特征在于所述的含Fe的多孔催化剂为铁元素的质量百分含量为0.01-10%，优选为l%;Si/Al比等于0.1-500，优选的Si/Al比为33。
【文档编号】C07H3/02GK105837643SQ201610285364
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】夏海岸, 肖克浩, 徐思泉, 左宋林
【申请人】南京林业大学