木糖母液的综合利用

摘要

木糖母液是利用化学法生产木糖后剩余的废糖液,其主要成分为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等。本论文从木糖母液中各种单糖本身的利用价值出发,利用木糖母液合成了目前化妆品中一种新型的保湿剂——乙二醇混合糖苷,并对其合成工艺条件进行了优化,为木糖母液的综合利用开发出一条崭新的途径。首先用木糖母液中含量最大的木糖与脂肪醇反应合成烷基木糖苷,摸索反应的基本条件。以木糖和正辛醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,采用一步法工艺合成了烷基木糖苷。对反应温度、催化剂用量、醇糖摩尔比等影响因素进行了优化,确立的最佳反应条件为:催化剂用量为木糖质量的2％,醇糖摩尔比为4.5:1,反应温度为120℃左右,抽真空至压力为3～6 kPa,反应时间为2～4h。得到的烷基木糖苷的表面张力为27.9 mN/m,起泡高度为195 mm,优于烷基葡萄糖苷的表面性能。由于木糖母液的高粘性,木糖母液与脂肪醇反应困难,比较正辛醇、正丁醇、甲醇和乙二醇在不同反应方式下与木糖母液的反应情况后,选择乙二醇与木糖母液反应合成乙二醇混合糖苷,并筛选磷酸为本体系的催化剂。通过单因素试验和正交试验对催化剂用量、醇糖摩尔比、反应温度和反应时间等影响因素进行了优化,确立的最佳反应条件为:催化剂用量为木糖母液中糖质量的4%,醇糖摩尔比为4:1,反应温度为115℃,抽真空至压力为3～6 kPa,反应时间为3 h。对该混合物进行了脱醇、脱色漂白等后处理,确立丙酮萃取法除去多余的乙二醇,漂白剂为双氧水,最佳的漂白条件为:温度90℃,H2O2用量0.15 ml/g产品,漂白时间30 min,最终得到浅黄色乙二醇混合糖苷产品,其得率以木糖母液中含糖量为基准计算为118.95%。最后,采用红外光谱和高效液相色谱对合成产品进行了分析和测定,确认生成了乙二醇混合糖苷。按照化妆品保湿剂保湿性能测定方法,测定合成乙二醇混合糖苷产品的保湿性能优于甘油,这表明该产品完全达到了化妆品保湿剂保湿性能的要求。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 木糖母液概况

1.1.1 木糖母液的来源

1.1.2 木糖母液的主要成分

1.1.3 木糖母液的利用现状

1.1.4 木糖母液的利用前景

1.2 烷基糖苷类表面活性剂概述

1.2.1 表面活性剂定义及分类

1.2.2 烷基糖苷的性质及应用

1.2.3 烷基多糖苷的合成工艺路线介绍

1.2.4 国内外烷基糖苷的发展历史及动态

1.3 乙二醇葡糖苷概述

1.3.1 乙二醇葡糖苷的制备

1.3.2 乙二醇葡糖苷的性能

1.3.3 乙二醇葡糖苷的应用

1.4 本文研究的意义与内容

1.4.1 本文研究的意义

1.4.2 本文研究的内容

1.5 本论文采用的合成路线

2 烷基木糖苷的合成

2.1 合成原理

2.2 合成方法的选择

2.2.1 合成路线的选择

2.2.2 催化剂的选择

2.3 实验部分

2.3.1 实验主要药品与试剂

2.3.2 合成及分析用主要仪器设备

2.3.3 合成装置

2.3.4 实验步骤

2.3.5 实验分析方法

2.4 结果与讨论

2.4.1 产品结构鉴定

2.4.2 合成工艺研究

2.5 产品性能

2.6 小结

3 乙二醇混合糖苷的合成

3.1 醇的选择

3.1.1 正辛醇

3.1.2 正丁醇

3.1.3 甲醇

3.1.4 乙二醇

3.2 合成原理

3.3 实验部分

3.3.1 实验主要药品与试剂

3.3.2 合成及分析用主要仪器设备

3.3.3 合成装置

3.3.4 实验步骤

3.3.5 实验分析方法

3.4 结果与讨论

3.4.1 乙二醇混合糖苷的合成工艺研究

3.4.2 乙二醇混合糖苷的脱醇研究

3.4.3 乙二醇混合糖苷的脱色研究

3.5 小结

4 乙二醇混合糖苷的分析鉴定与性能研究

4.1 乙二醇混合糖苷的分析鉴定

4.1.1 红外光谱分析

4.1.2 高效液相色谱分析

4.2 乙二醇混合糖苷的应用性能研究

4.2.1 性能测试方法

4.2.2 性能测试结果

4.2.3 产品吸湿性能的持续性

4.2.4 合成产品配成的化妆品的保湿性能研究

4.3 小结

5 结论

致谢

参考文献

附录