α-生育酚非均相催化剂及制备反应工艺研究

摘要

生育酚是人和动物体内必需的高效抗氧化物质,能够有效阻断自由基链式反应,具有促进繁殖、抗衰老、抗肿瘤、防止心血管疾病等功效。α-生育酚具有最高的生物活性,但其在天然生育酚中含量低,工业上多采用非α-生育酚羟甲基化的方法实现非α-生育酚向α-生育酚的转化。
　　传统羟甲基化方法采用对甲苯磺酸等均相液体酸为催化剂,存在设备腐蚀,酸催化剂用量大,催化剂回收困难,污染环境等问题,不符合当今绿色化学和清洁生产的发展趋势。高活性低环境负荷的非均相固体酸催化剂在替代传统均相液体酸催化剂方面得到了越来越多的应用。
　　本文首次采用磺酸型MCM-41介孔固体酸作为非均相催化剂,实现了非α-生育酚羟甲基化-加氢还原转型反应过程,制备出高活性的α-生育酚产品。
　　采用后合成磺化法制备磺酸型MCM-41催化剂,通过TEM、BET、XRD、FT-IR、TG-DTG等手段对催化剂进行表征,结果表明:磺酸型MCM-41保持着较好的介孔结构,孔道排列均匀有序,酸密度较MCM-41明显增大,达到8.3mmol/g,BET比表面积为253m2/g,平均孔径2.6nm,孔径分布较窄,孔具有较好的规整性,并且磺酸基团已成功接枝在MCM-41介孔分子筛表面,形成了具有较强酸性的固体酸催化剂。
　　以磺酸型MCM-41为非均相催化剂,通过考察催化剂用量、反应时间、反应温度等条件对非α-生育酚羟甲基化-加氢还原转型反应的影响,得到了制备α-生育酚产品较适宜的反应条件:混合生育酚原料5.0g,多聚甲醛用量2.5g,磺酸型催化剂用量为原料量的12％,反应时间4h,反应温度180℃,Pd/C催化剂用量1.49g,α-生育酚产品收率47%,产品中α-生育酚含量94%。通过核磁共振方法对α-生育酚产品手性构型进行分析,确认生育酚分子侧链结构三个手性碳原子化学位移值没有发生变化,表明生育酚手性构型在甲基化过程中未受到破坏,制备的α-生育酚为活性最高的右旋结构。

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第一章 文献综述

1.1α-生育酚

1.2非均相催化反应

1.3磺酸型MCM-41固体酸催化剂

1.4研究内容及意义

第二章 生育酚分析方法

2.1实验材料、试剂及仪器

2.2定性分析方法

2.3定量分析方法

第三章 磺酸型MCM-41催化剂制备

3.1前言

3.2催化剂制备与表征

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 α-生育酚转型反应实验

4.1实验方法

4.2结果与讨论

4.3α-生育酚产物手性结构分析

4.4本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢