Новые каталитические системы в прямом окислении L - сорбозы

• Автор: Лакина, Наталия Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОКИСЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ГИДРОКСИЛЬНОЙ

ГРУППЫ.

1.1. Реакции окисления Ьсорбозы и Бглюксзы.

1.2. Катализаторы окисления алифатических спиртов

1.3. Катализаторы окисления Оглюкозы, Ьсорбозы

и ее производных

1.4. Некаталитические методы окисления моносахаридов.

1.4.1. Химическое окисление .

1.4.2. Электрокаталитическое окисление Бглюкозы, Ьсорбозы и ее производных

1.4.3. Биотехнологический способ окисления Бглюкозы
и Ьсорбозы
1.5. Создание новых каталитических систем
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Оборудование и методика проведения эксперимента.
2.2. Методы анализа катализата.
2.2.1. Газохроматографическое определение Ьсорбозы.
2.2.2. Определение 2кетоЬгулоновой кислоты методом йодометрического титрования.
2.3. Методики приготовления катализаторов
2.3.1. Метод приготовления платинового катализатора, нанесенного на А
2.3.2. Восстановление катализатора РЬА
2.3.3. Метод приготовления полимерного платинасодержащего катализатора СПСР1ТГФ
2.3.4. Метод приготовления полимерного платинасодержащего катализатора СПСРЬМеЬ
2.3.5. Метод приготовления полимерного платинасодержащего катализатора РБУРРиА
2.4. Методы исследования субстратов и катализаторов
2.5. Использованные реактивы.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Выбор оптимального катализатора для процесса окисления Ьсорбозы.
3.2. Влияние перемешивания на окисление Ьсорбозы
3.3. Влияние параметров процесса на окисление Ьсорбозы.
3.3.1. Влияние количества катализатора и начальной
концентрации Ьсорбозы.
3.3.2. Влияние температуры.
3.3.3. Влияние реакционной среды
3.3.4. Влияние скорости подачи газареагента
ГЛАВА 4. КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ.
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Кинетическая модель
4.2. Физикохимических исследования каталитических систем и Ьсорбозы.
4.3. Гипотеза о механизме окисления Ьсорбозы на катализаторах СПСРТГФ, СПСЧЧМе1 и РгА.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На основе установленных закономерностей протекания процессов впервые предложены кинетические модели окисления Ьсорбозы, удовлетворительно описывающие эксперимент. Разработаны лабораторные технологические регламенты по окислению Ьсорбозы на предложенных контактах. Результаты переданы в
ОАО Белгородвитамины, где проведены опытнопромышленные испытания. Подана заявка на патент Способ получения 2кетоБгулоновой кислоты окислением сорбозы. Апробация работы. Наукоемкие химические технологии Ярославль г. XVI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Москва, г, XII Международной конференции по химическим технологиям Москва г, III Международной технической конференции Пища. Экология. ЧеловекМосква, г,П Международной конференции Производство, технология, экология, образование в технических университетах Москва, г, VI Международной конференции Наукоемкие химические технологии Москва, г. Процессы окисления моносахаридов имеют как теоретическое, так и практическое значение. Прргмером тому может служить реакция получения Брибозы промежуточного продукта в синтезе витамина В2. Ее можно получать из производных Вксилозы, при этом первым этапом является процесс окисления вышеупомянутых производных. Бглюконата кальция до Варабинозы. Окисление Ьсорбозы или ее производных до 2кетоЬгулоновой кислоты или ее производных является одной из стадий производства аскорбиновой кислоты витамина С и потому находится в центре внимания многих исследователей. В подобного рода реакциях могут участвовать как моносахариды с незащищенными гидроксильными группами, так и их производные за исключением биотехнологического способа, с помощью которого окисляют только сахара с незащищенными ОН группами. Защита функциональных групп углеводов например, ацетонированием проводится с целые повышения селективности процесса, но после окисления производного моносахарида возникает необходимость
ее снятия. Суммарные потери при проведении реакции по этому пути весьма велики 1. На примере Ьсорбозы и Эглюкозы нами будут рассмотрены перечисленные способы окисления альдо и кетогексоз. Большее внимание будет уделено рассмотрению катализаторов, используемых в каталитическом окислении. Реакция прямого окисления Ьсорбозы в 2кетоЬгулоновую кислоту основана на высокой реакционной способности водородных атомов при углеродном атоме вследствие активирования карбонильной группой. Возможно и другое направление реакции, обусловленное большой активностью вторичной гидроксильной группы при углеродном атоме С3. Таким образом, в результате реакции могут образовываться продукты альдегидного и кислотного типа С2, С4 строения 3. При прямом окислении Ьсорбозы возможно образование 2кетоЬгулосахаркой кислоты 1. Бглюкоза вследствие своей полифункциональности окисляется поразному при действии различных окислителей. Используемые в химии углеводов окислители по характеру действия, можно разделить на три основных типа окислители, применяемые для избирательного окисления полуацетальной группы окислители, используемые для избирательного окисления гидроксильных групп окислители, расщепляющие агликольную группировку. Легче всего действию окислителей подвергается полуацетальная группа. Бглюконовая кислота
Свободные альдоновые кислоты достаточно трудно выделить, так как для них характерна способность к лактонизации, с установлением в водном растворе равновесия между самой кислотой и двумя ее лактонами пятичленным лактоном и шестичленным блактоном. Поэтому для исключения лактонизации их зачастую получают либо в виде Иа , либо Са соли. В 0глюкозе происходит только окисление альдегидной до карбоксильной с получением Отлюконовой кислоты. Поэтому при анализе литературы целесообразно рассмотреть каталитическое окисление алифатических спиртов и альдегидов до карбоновых кислот. Наиболее эффективными металлическими катализаторами окислительного дегидрирования спиртов являются металлы 1Б подгруппы , Си. Аи 5. При окислении метанола в формальдегид в промышленности раньше применяли медные катализаторы, а в настоящее время используют оеребро в виде сетки или нанесенного металла.