[发明专利]一种葡萄糖化学异构制备果糖的方法

说明书

本发明涉及一种葡萄糖化学异构制备果糖的方法，是将葡萄糖加入醇溶剂中，加入催化剂在60‑150℃进行反应，所述催化剂为负载Sn的二氧化硅微球，Sn负载量以金属氧化物计为0.01wt%‑10wt%；反应完成后冷却，加水继续反应，反应结束后过滤出催化剂，得到含果糖产物。本发明采用醇水两步反应，并结合使用负载Sn的二氧化硅微球作为催化剂制备果糖，具有果糖收率高，催化剂易分离回收，可重复利用等特点。

技术领域

本发明属于果糖合成领域，具体涉及一种葡萄糖异构化生产果糖的方法。

背景技术

果糖作为一种重要的生物质资源，被广泛应用于食品饮料和精细化学品制造行业，但是果糖在自然界中的含量较低，导致其价格较为昂贵。目前工业上果糖的制备主要通过生物酶异构化葡萄糖，虽然这种方式的制备过程比较温和，但生物酶价格昂贵、易失活、生产周期长等缺点限制了其应用，所以葡萄糖化学催化异构生产果糖成为新的研究热点。Lewis酸作为葡萄糖化学异构催化剂之一，它的催化过程是一个氢转移过程：首先，Lewis酸中心与葡萄糖分子的羰基和α-羟基发生强相互作用形成五元环螯合物，随后氢由C-2向C-1转移，生成果糖。常用的Lewis酸催化剂包括AlCl₃、CrCl₃、SnCl₄等，这类催化剂的特点在于其较高的转化率，但存在着腐蚀性较强、与反应体系难分离等不足。

CN106563495A公开了一种葡萄糖异构化分子筛催化剂及其制备方法，具体如下：（1）将制备好的Al-Beta沸石用酸进行脱铝处理，得到高硅沸石；（2）将高硅沸石、锡源溶解于有机碱中，形成无定形溶胶，经过第一次水热晶化形成Sn-Beta初晶；（3）Sn-Beta初晶在介孔模板剂的辅助下，经过第二次水热晶化，冷却，洗涤干燥，焙烧，得到所述葡萄糖异构化分子筛催化剂。制得的葡萄糖异构化分子筛催化剂用于葡萄糖的异构化反应，葡萄糖的转化率为43.4%～62.4%，果糖得率为22.3%～47.6%。但是，该方法需要对Al-Beta沸石用酸进行脱铝处理，得到高硅沸石，制备过程较为复杂，且果糖得率有待于进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种葡萄糖异构化生产果糖的方法。本发明采用醇水两步反应，并结合使用负载Sn的二氧化硅微球作为催化剂制备果糖，具有果糖收率高，催化剂易分离回收，可重复利用等特点。

本发明提供的葡萄糖异构化生产果糖的方法，包括如下步骤：

（1）将葡萄糖加入醇溶剂中，加入催化剂，在60-150℃进行反应，所述催化剂为负载Sn的二氧化硅微球，Sn负载量以金属氧化物计为0.01wt%-10wt%；

（2）反应完成后冷却，加入水，在60-150℃继续反应，反应结束后，过滤出催化剂，得到含果糖产物。

本发明中，步骤（1）所述的醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇等中的至少一种，优选甲醇。葡萄糖与醇溶剂的质量体积比为1:5-100（g:mL），优选1:10-30（g:mL）。

本发明中，步骤（1）所述的催化剂与葡萄糖的质量比为1:1-10，优选1:2-6。反应温度优选为90-120℃，搅拌速度为100-800r/min，反应时间为20min-60min。