[发明专利]一种甲基硒代葡萄糖及硒碳的制备方法

说明书

一种甲基硒代葡萄糖及硒碳的制备方法，属于材料的生产技术领域。将葡萄糖与甲基硒镁在溶剂中混合反应，蒸干溶剂，得甲基硒代葡萄糖；将甲基硒代葡萄糖与溴化钾混合研磨后，置于氮气氛围中煅烧，待冷却至室温后再研磨后用去离子水水洗涤，经离心后沉淀、烘干，得硒碳。本发明以廉价易得的葡萄糖为主料，通过与甲基硒化镁反应后蒸干溶剂制备稳定性较好的甲基硒代葡萄糖。在甲基硒代葡萄糖中，甲基的引入使得硒官能团更加稳定，较难被氧化分解，作为叶面硒肥更加实用。并在此基础上制备取得催化活性更高的硒碳，其用于催化分子氧氧化β‑紫罗兰酮，合成有用的环氧化物。

技术领域

本发明属于材料的生产技术领域。

背景技术

以糖为载体开发含硒材料有着原料廉价易得、生物兼容等优点。发明人课题组对此进行了长期的研究，发展出硒代葡萄糖，通过进一步煅烧可以制备硒碳催化剂材料（Catal. Sci. Technol., 2018, 8, 5017），相关技术已获得授权发明专利保护（如ZL201610899676.8公开的一种合成纳米硒材料的方法），且硒代葡萄糖已实现公斤级生产（Ind. Eng. Chem. Res. 2020, 59, 10763），并作为富硒叶面肥被广泛使用。

然而，已有技术存在一些问题。其中最大的问题在于，制备出的硒代葡萄糖并不稳定，在水溶液中极易被空气氧化变色，并迅速分解，从而影响了其效果（见Ind. Eng. Chem. Res. 2020, 59, 10763文章中图1）。在这一技术上发展出的富硒叶面肥在配置水溶液后，要迅速使用，且难以与很多农药同时播撒，需要单独施肥，增加了人工成本。此外，以这种硒代葡萄糖烧制而成的硒碳材料，催化活性较差，在催化氧化反应时，需要使用强氧化剂如过氧化氢（Catal. Sci. Technol., 2018, 8, 5017），从而增加了反应成本，并且不够安全。因此，开发一种稳定的硒代葡萄糖以及较高反应活性的硒碳材料，能够解决上述问题，有很好的实际应用价值。

发明内容

针对以上现有技术缺陷，本发明的目的是提供一种甲基硒代葡萄糖及硒碳的制备方法，以使甲基硒代葡萄糖更加稳定而硒碳催化活性更高。

本发明技术方案是：将葡萄糖与甲基硒镁在溶剂中混合反应，然后蒸干溶剂，得甲基硒代葡萄糖；将甲基硒代葡萄糖与溴化钾混合研磨后，置于氮气氛围中煅烧，待冷却至室温后再研磨后用去离子水水洗涤，经离心，取得沉淀，在烘箱中烘干，得硒碳。

本发明以廉价易得的葡萄糖为主料，通过与甲基硒化镁反应后蒸干溶剂制备稳定性较好的甲基硒代葡萄糖。在甲基硒代葡萄糖中，甲基的引入使得硒官能团更加稳定，从而较难被氧化分解，作为叶面硒肥更加实用。并在此基础上制备取得催化活性更高的硒碳，其用于催化分子氧氧化β-紫罗兰酮，合成有用的环氧化物。

本发明中，甲基硒化镁可由硒粉与甲基溴化镁（即格氏试剂，可以直接购买试剂，也可以通过已知方法制备）反应制备。其中，硒粉与甲基溴化镁的摩尔比为0.9∶1（格氏试剂稍微过量，确保硒粉充分利用）。

本发明中，往获得的甲基硒化镁溶液中加入溶剂稀释后，加入葡萄糖反应，蒸干溶剂后即可得甲基硒化葡萄糖干粉。该粉末煅烧后可制备硒碳。

本发明中，葡萄糖与甲基硒镁的投料摩尔比为2～8∶1，优选5∶1。在这一比例下，可以促使甲基硒被葡萄糖充分吸收，进一步煅烧制备的硒碳催化活性更高。

本发明中，葡萄糖与甲基硒镁反应温度条件为20～80℃，优选50℃。在这一温度下，甲基硒镁与葡萄糖反应最充分，但又不至于因为温度过高而导致副反应，从而进一步烧制的硒碳催化活性最高。