糖类催化水解制备乙酰丙酸的研究

生物质衍生的糖类是资源量大,是人类可资利用的可再生资源。乙酰丙酸是一种重要的糖类深度水解产物,其作为平台化合物,经过一系列化学的合成或转化可生产一些高附加值的精细化工品或合成优质液态燃料。 本文主要以四种生物质模型化合物为研究对象,采用油浴加热装置进行水解实验,通过进行单因素实验,分别研究反应时间、H2SO4浓度、糖浓度、反应温度四种影响因素对每一种模型化合物的转化率及乙酰丙酸产率的影响。最后,对葡萄糖和蔗糖的水解过程进行了动力学分析。 本文选用的四种模型化合物的实验结果表明：较高的H2SO4浓度、糖浓度、反应温度及较长的反应时间都有助于提高模型化合物的转化率。在适宜条件下,果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖的转化率分别为：88.54%、86.72%、85.31%、88.06%。同时,四种因素对乙酰丙酸产率也有较大的影响,具体表现为：影响因素的数值较低或较高均不利于乙酰丙酸产率的提高,每个因素都存在一个最佳的数值。本文通过对实验结果的分析确定了提高每一种糖转化率的最佳实验条件以及提高乙酰丙酸产率的最佳实验条件。在最佳实验条件下果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖制备乙酰丙酸的产率如下：69.11%、64.31%、60.48%、68.92%。对葡萄糖和蔗糖催化水解制备乙酰丙酸进行了动力学分析,并最终确定了其各自的动力学方程。通过对糖类酸催化水解制备乙酰丙酸动力学计算表明,动力学方程为：(1)葡萄糖蔗糖