不同溶剂下葡萄糖制取5-羟甲基糠醛的动力学研究

摘要

为了研究溶剂效应对单糖转化制取5-羟甲基糠醛(HMF)的影响,考察了葡萄糖在3种不同溶剂(水、二甲亚砜(DMSO)、水-DMSO)下较宽温度范围内(100 ～ 200℃)无催化条件下的降解行为,实验结果显示,在175℃水-DMSO混合溶剂下,HMF的产率可达到20.7％,远高于水溶剂下的11.86％和DMSO溶剂下的10.0％.采用涉及5-羟甲基糠醛(HMF)、乙酰丙酸(LA)和腐殖质(humin)生成的反应模型分析了葡萄糖降解动力学,该模型较好地吻合了实验结果.动力学分析表明,DMSO的存在改变了葡萄糖的异构化途径并生成了果糖和半乳糖,同时抑制了HMF进一步发生再水合反应生成LA和发生聚合反应生成humin.此外,针对humin的结构表征进一步揭示了水和DMSO对humin生成的不同作用机制.