葡萄糖酸钠-19葡萄糖酸钠的制备方法

发布时间：2018-02-25 所属栏目：西王葡萄糖酸钠

一 : 19葡萄糖酸钠的制备方法

第３０卷第１期２００７年０１月Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００７

葡萄糖酸钠的制备方法

梁

洁，王

冲，刘红梅，杨文玲

石家庄

０５００１８）

（河北科技大学化学与制药工程学院，河北

［摘

综述了以葡萄糖为基本原料制备葡萄糖酸钠的４种合成方法──生物发酵法、要］介绍了葡萄糖酸钠的特性和用途，

均相化学氧化法、电解氧化法、多相催化氧化法，同时强调多相催化氧化法在工业化生产中具有较大的应用潜力。

［关键词］葡萄糖酸钠；葡萄糖；制备［中图分类号］ＴＱ２２５．４２

［文献标识码］Ａ

［文章编号］１００３－５０９５（２００７）０１－００１２－０３

葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠，是一种白色或淡

黄色结晶粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚。其分子式为Ｃ６Ｈ１１ＮａＯ７，相对分子质量为２１８．１４［１］。葡萄糖酸钠是一种用途极广的多羟基有机酸盐，由于其无毒，原料来源广泛的特性，在化工、食品、医药、轻工等行业有广泛的用途［２］。１葡萄糖酸钠的性质

（１）用于医药方面，钠对维持细胞外渗透压和容量，调节酸碱平衡，发挥神经肌肉的正常功能具有重要的作用，可有效防止低钠综合症的发生。（２）具有优异的缓蚀阻垢作用，被广泛应用于水质稳定剂。具有明显的协调效应，适用于钼、硅、磷、钨、亚硝酸盐等各种配方；缓蚀率随温度升高而增加；阻垢能力强，对钙、镁、铁盐具有很强的络合能力；作为循环、冷却水缓蚀阻垢剂达到灭公害。（３）用作钢铁表面清洗剂：钢铁表面如需要镀铂、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时，其钢坯表面均需经过严格清洗，使镀层物与钢铁表面牢固结合，清洗药剂中添加葡萄糖酸钠将会达到十分理想的效果。（４）作玻璃瓶专用清洗剂：用葡萄糖酸钠为主要配方的玻璃瓶专业清洗剂可改善去垢力不强、易堵塞洗瓶机的喷嘴及管路；对瓶贴及瓶颈铁锈去染力不理想；洗后微量残留物对食用安全性不理想（如磷酸盐残留）；洗涤水排放成公害（不符合国家规定之标准）。（５）在建筑业中作为减水剂、缓凝剂：水泥中添加一定数量的葡萄糖酸钠后，可增加混凝土的可塑性和强度，且有阻滞作用，即推迟混凝土的最初与最终凝固时间。

［收稿日期］２００６－１１－０６［作者简介］梁

艺。

洁（１９８１－），女，在读本科生，专业为化学工

此外还可用于电镀、胶卷制造等许多工业领域，

应用前景十分广阔。

２葡萄糖酸钠的生产现状

葡萄糖酸钠是葡萄糖深加工产品，也是葡萄糖酸内酯，葡萄糖酸盐（锌、铜、亚铁盐）等的基础原料。随着应用领域的不断拓宽，我国葡萄糖酸钠的需求量逐年有所增加，现在单套装置生产能力已超过３０００ｔ／ａ。目前全世界葡萄糖酸钠的年生产量约为３万ｔ，美国年生产量约为５０００ｔ，日本年生产量约为１．２万ｔ。与国外相比，中国的葡萄糖酸钠在产品质量、生产规模和成本上都有一定距离［３］。

目前我国已有４家使用催化氧化法技术生产葡萄糖酸钠的厂家，生产能力为４００ｔ／ａ左右。产品主要用作水质稳定剂和洗瓶剂，在胶片行业也有应用。但总的来说，国内市场开拓的力度还不够。日本在过去的十几年中，该产品的年产量在６０００ｔ左右，出口量在３０００ｔ以上，主要出口美国、东南亚、欧洲等。而国内，在此市场有待进一步加大力度开发。常州武进县小河化工厂与南京理工大学共同承担的国家科委星火计划项目———多元金属责任公司焦作催化氧化法制造葡萄糖酸钠已建成了一套１５００ｔ／ａ装置。据悉该工艺技术先进成熟，在国内居领先地位［４］。焦作市鑫泉化工集团石油化工二厂采用武汉化工学院技术，建成了一套５００ｔ／ａ葡萄糖酸钠装置［５］，这些装置的建立会使食品级和工业级葡萄糖酸盐的产量增加，且葡萄糖酸钠所占的比重也会有所增加。３葡萄糖酸钠制备方法的比较

目前葡萄糖酸钠的生产方法主要有生物发酵法、均相化学氧化法、电解氧化法、多相催化氧化法。３．１生物发酵法

该方法包括真菌发酵和细菌发酵，另外还有固定

第１期梁洁等：葡萄糖酸钠的制备方法?１３?

细胞发酵工艺，其中较普遍采用的是黑曲霉菌发酵制

葡萄糖酸钠工艺。

该方法是在２４０－３００ｇ／Ｌ的葡萄糖溶液中加入一定量的营养物质，灭菌，冷却至适宜温度，接种体积分数为１０％的黑曲霉种子液，开动搅拌，通气流，调整发酵液ｐＨ值维持在６．０－６．５，温度保持在３２－３４℃。发酵过程中滴加消泡剂，以消除发酵过程中所产生的泡沫。整个发酵过程约需２０ｈ，当残糖降至１ｇ／Ｌ时可以认为发酵结束。菌体与发酵液分离后，发酵液经真空浓缩、结晶可得葡萄糖酸钠晶体，或经喷雾干燥后制得葡萄糖酸钠粉状产品［６］。该方法具有发酵速度快、发酵过程易于控制、产品易提取等特点，但同时也有一定缺陷，如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等［７］。

３．２均相化学氧化法

于分离，作为催化剂的盐难于再生，产率较低，反应时间长等缺点，因此在应用上受到了限制。这些缺点部分由电解氧化法可得到克服。３．３电解氧化法

该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液，再加入适宜的电解质，在一定温度、一定电流密度下恒电流电解［１０］。其工业参数的确定因加入电解质的不同而异。例如，以溴化钠为电解质时，葡萄糖浓度为２３．５％（质量分数）温度控制在４０℃，电流密度为１Ａ?ｄｍ－２，电解质浓度为２％（质量分数），电解过程中碳酸钠可一次性加入。电解结束后电解液经浓缩、结晶，可得葡萄糖酸钠晶体［１１］。

电解氧化法虽然克服了生物发酵法和均相化学氧化法的某些缺点，但在工业生产中能耗大，不易控制，因此工业化生产中很少采用［１２］。３．４多相催化氧化法

图１均相化学氧化法合成工艺

图２

结晶葡萄糖加水溶解后加入催化剂，控制一定的

温度，滴加次氯酸钠溶液，同时滴加离子膜液碱来控制反应体系的ｐＨ值，使平衡向生成葡萄糖酸钠的方向移动。通过测定残糖量来确定反应终点，然后过滤，将反应液浓缩，利用氯化钠溶解度比葡萄糖酸钠溶解度低的特性，浓缩后先析出氯化钠，后析出葡萄糖酸钠来进行提纯，可得葡萄糖酸钠含量在９５％（质量分数）以上的产品［８］。

采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高、工艺过程简单、成本低的优点，但是其中间步骤多，副产物多，产物难于分离，因此在应用上受到了限制。

高树桐等在国外改进的次氯酸钠氧化法的基础上，又进行了改进，提高了物料浓度并在室温进行反应，具备了工业化生产的条件。于１９８９年１０月在石家庄东华化工厂建成了１００ｔ／ａ中试装置［９］，收率在９０％左右。但是副产物氯化钠混在产品中，不易分离。为此必须将氧化后的反应液用酸酸化，使生成的葡萄糖酸钠转化为内酯，蒸出水后再用有机溶剂萃取，使氯化钠与内酯分离，然后再用碱中和，使内酯转化为葡萄糖酸钠。流程繁琐，成本较高。

综上所述，生物发酵法和均相化学氧化法两种方法各有优点，但都存在中间步骤多，副产物多，产物难

多相催化氧化法合成工艺

配制一定量的葡萄糖溶液加入于四口烧瓶中，称

取适量催化剂加入到此烧瓶中，恒温。向溶液中通入空气，并不断滴加一定浓度的ＮａＯＨ溶液来维持一定的ｐＨ值。反应后的溶液经冷却、抽滤（催化剂回收），滤液减压蒸馏浓缩、结晶，风干后得到葡萄糖酸钠晶体［１３］。

该法工艺简单，反应平稳，易于控制，反应条件温和，其葡萄糖转化率在９５％左右。缺点是所用催化剂在循环使用一定次数后，催化效率下降，使葡萄糖转化率降低，反应时间延长甚至基本无催化活性，催化剂必须报废更新，相应提高了单位产品催化剂耗量，也使葡萄糖酸钠产品生产成本较高。由此可见，催化剂性能的好坏是使用此法的关键［１４］。催化氧化法还是目前国内葡萄糖酸钠生产的主要方法，其产量占到８０％以上。４结束语

葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠的４种方法，目前在中国均有广泛研究。在工业化生产上，生物发酵法和多相催化氧化法应用较多。其中多相催化氧化法具有工艺过程简单，反应条件温和（各种气－液－固三相混合的反应器在常压均可采用，反应温度一般控制在６０℃以下），反应时间短，转化率高，

三废少且易处理

?１４?河北化工第１期

的特点。此法关键是催化剂的性能及循环使用的次数。只要选择合适的催化剂体系，通过催化剂多次套用，克服贵金属价格昂贵和催化剂失活的缺点，它将具有较大的优越性和应用潜力。

［参考文献］

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［１０］ＰＡＲＫＫ，ＰＩＮＴＡＵＲＯＰＮ，ＢＡＩＺＥＲＭＭ，ｅｔａｌ．Ｆｌｏｗｒｅａｃｔｏｒ

ｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｆ

ｔｈｅ

ｐａｉｒｅｄ

ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｘｉｄａｔｉｏｎ

ａｎｄ

ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｌｕｃｏｓｅ［Ｊ］．ＪＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ，１９８５，１３２（８）：１８５０－１８５５．

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ｃａｒｂｏｎａｓｃａｔａｌｙｓｔ［Ｊ］．Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，１９８１，（１）：１－１４．

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＳｏｄｉｕｍＧｌｕｃｏｎａｔｅ

ＬＩＡＮＧＪｉｅ，ＷＡＮＧＣｈｏｎｇ，ＬＩＵＨｏｎｇ－ｍｅｉ，ＹＡＮＧＷｅｎ－ｌｉｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌａｎｄＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００１８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅｗｅｒｅｓｕｍｍｅｄｕｐ．Ｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｇｌｕｃｏｓｅ．Ｆｏｕｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｒｏｕｔｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｅｌｅｔｒｏｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｐａｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｃａｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗａｓｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅ；ｇｌｕｃｏｓｅ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ

（上接第２页）

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弱，以至于创新能力弱，生产技术水平低，营销手段落后，缺乏国际市场运作经验等问题随之而来。加上某些经济欠发达地区农药企业是当地财政收入的主要来源，地方政府对其在环保、市场方面给予过度袒护，造成企业竞争不公平，许多小企业很难在竞争中被淘汰。特别是小农思想在国内农药行业表现尤为突出，企业大多抱着“宁当鸡头，不做凤尾”的心态而缺乏合作精神；小企业宁愿微利也不愿被大企业兼并；大中型企业之间，不同省份的企业也难以实现联合重组。在经济全球化的今天如果长期这样下去，很可能会产“生鹬蚌相争，渔翁得利”的局面。我们要学习和借鉴发达国家成功的做法和经验，采取联合重组，专业优化的思想，使农药企业的专业化分工更清晰，在单一产品或单一系列品种上无论是规模还是技术做大做强，打造中国农药“航母”，在国际农药市场的汪洋大海中参与抗衡和竞争。

油农药企业的核准，而申请其他剂型如可分散性粒剂、可溶性粉剂、微乳剂、水乳剂、微胶囊剂等剂型的农药企业均可受理。这说明国家鼓励农药企业要积极开发新剂型，即凡是能用水基化剂型的就尽量不用乳油。

２．４我国将加速农药创制工程

“十一五”国家科技支撑计划重大项目“农药创制工程”已通过科技部组织的专家论证。该项目主攻方向是新农药创制及产业化，共性技术及工程化技术开发，并通过产、学、研联合攻关及以企业为主体，承担攻关任务等措施，提升农药的研究开发能力，提高我国农药行业整体的技术创新能力和国际市场上的竞争能力。

２．５联合重组，做大做强

联合重组，做大做强是农药产业迎接挑战，参与国际竞争的基础。由于我国农药企业“多、小、散、乱”的局面没有多大改善，造成数量过多和单个势力太

二 : 含葡萄糖食物宜与富钠食物搭配食用

葡萄糖属于单糖类,不需要经过消化,而是由肠胃直接吸收到血液内,为人体提供热能,还可以在体内贮存形成糖元，维持一定的血糖浓度。

葡萄糖广泛存在于生物体中,水果中含量较多。许多碳水化合物如淀粉、蔗糖、麦芽糖、乳糖等在人体内分解后都可转化成葡萄糖而被吸收,供给人体能量。葡萄糖的吸收必须有钠离子的存在和协同,而其他离子不能代替。因为葡萄糖在运转过程中与钠共用一个载体系统：葡萄糖须先在运载系统的一个结和点上与一个钠离子结合,然后才能在另一个结合点与运载系统结合而被运转。如果运转吸收系统上未结合钠离子,葡萄糖就不会被运转和吸收。所以,含葡萄糖食物与富钠食物搭配同吃，有利于食物中葡萄糖的吸收。

三 : 葡萄糖酸钠溶解度曲线

温度℃

15203050607080

书

溶解度

52.9157.9865.2484.8499.6101.21132.02饱和浓度

34.636.739.645.649.950.356.9

硫酸钠溶解度葡萄糖酸钠溶解度曲线