二甲亚砜中氢型分子筛催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

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摘要：由于不可再生资源的逐渐枯竭，以生物质为原料制备高附加值化工产品成为了当前研究的焦点领域。5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种生物基平台化合物具有广阔的市场前景，可由葡萄糖、果糖、纤维素等碳水化合物脱水制得，目前引起了国内外科学界的广泛关注。果糖的五元环呋喃型结构使之较葡萄糖、纤维素等相比更容易发生脱水反应，是制备HMF较为理想的原料。本文研究了以果糖为原料在二甲亚砜中经氢型分子筛的催化制备HMF的脱水效果，并考察各种反应条件对HMF得率的影响，研究结果表明，在二甲亚砜用量为1 g，HXZ-47用量为40 mg，果糖用量为100 mg，反应温度为160 °C，反应时间为60 min条件下，HMF的最高得率可达75%。67957

毕业论文关键词：5-羟甲基糠醛，果糖，二甲亚砜，氢型分子筛

Abstract: Due to the gradual depletion of non-renewable resources, the preparation of high value-added chemical products based on biomass becomes the focus field of current research. As a biobased platform chemical, 5-hydroxymethylfurfural (HMF) that can be obtained by the dehydration of glucose, fructose, cellulose and other carbohydrates has a broad market prospect. At present, HMF has aroused wide concern in the domestic and international scientific community. Fructose is relatively the ideal raw material for the preparation of HMF, because its five-member ring furan type structure is more prone to dehydrate than glucose, cellulose, etc. This paper studied the dehydration of fructose into HMF by using H-type molecular sieve in the presence of dimethyl sulfoxide and investigated the influence of various reaction conditions on the yield of HMF. The results indicated that the highest yield of HMF with 75% was obtained under the following reaction conditions: 1 g of dimethyl sulfoxide, 40 mg of HXZ-47, 100 mg of fructose, 160 °C of reaction temperature and 60 min of reaction time。

Keywords: 5-hydroxymethylfurfural, fructose, dimethyl sulfoxide, H-type molecular sieve

1 前言 4

1.1 5-羟甲基糠醛 4

1.2 果糖脱水制备HMF的研究进展 4

1.3 选题背景及意义 5

2 实验材料与方法 6

2.1 实验试剂与仪器 6

2.2 果糖的脱水反应 6

2.3 HMF的测定 7

2.3.1 HMF标准溶液的配制 7

2.3.2 最大吸收波长的确定 7

2.3.3 标准曲线的绘制 8

2.3.4 HMF得率的计算 8

3 结果与讨论 9

3.1 不同催化剂对HMF得率的影响 9

3.2 不同反应温度对HMF得率的影响 9

3.3 不同反应时间HMF得率的影响 10

3.4 不同催化剂用量对HMF得率的影响 11

3.5 不同底物浓度HMF得率的影响 12

3.6 果糖脱水制备HMF的响应面分析 13

结论 18

参考文献 19

致谢 20

1 前言

1.1 5-羟甲基糠醛

5-羟甲基糠醛（HMF），别名5-羟甲基-2-糠醛、5-羟甲基-2-呋喃甲醛，分子式为C6H6O3。HMF作为一种生物基平台化合物，其分子中含有一个醛基和一个羟甲基，可以通过其水合反应转换为工业上有用的化学物质如乙酰丙酸等[1]。HMF还可作为食品的新鲜度和质量的重要参数，被应用于不同类样本的分析比如谷物，婴儿食品，咖啡，软饮料和醋等[2]。