酶催化合成烷基糖苷和糖酯表面活性剂

论文摘要

烷基糖苷和烷基糖酯属于多元醇型的非离子表面活性剂,可作为乳化剂、分散剂、洗涤剂和皮肤营养清洁剂等,广泛应用于食品、化妆品、洗涤剂、医药、纺织、印染、石油等工业领域,是新一代的“绿色”产品。国内外有关专家称其为世界级表面活性剂。当前国内外大多采用化学方法反应合成烷基糖苷和糖酯。但化学方法多采用酸作催化剂,合成反应在高温、高压下进行,条件较苛刻,产物颜色深,而且催化反应选择性差,有很多的副产物生成,且三废多,环境污染大。本课题采用α-淀粉酶作催化剂,在淀粉水解过程中,脂肪醇作为糖配基与水竞争反应合成烷基糖苷。研究了溶剂、反应温度、反应时间、反应物配比等条件对转化率的影响。研究表明:温度在50℃,正己烷与水（v:v=1:1）作溶剂,加入淀粉质量与α-淀粉酶的比例为5:2,1g淀粉中加入5mmol脂肪醇,反应6小时,转化率可达到17.5%。经乙醚与正己烷（v:v=1:1）萃取和减压蒸馏进行提纯。性能测试表明其泡沫细腻,具有稳泡作用。采用Novozyme 435脂肪酶在有机相中催化脂肪酸与葡萄糖反应合成糖酯。通过变化不同的反应条件,对转化率的影响进行了研究。研究表明:温度在40℃,正己烷与水（v:v=2:1）作溶剂,每1ml水中脂肪酶含量为0.04g,酸糖摩尔比为2:1时,反应6小时,糖酯转化率可达到91%以上。性能测试实验表明:本产品泡沫丰富,且乳化性能较好。本课题采用酶作催化剂,减少了废水废气废酸的排放,对环境友好;反应条件温和,节约了能源,并且减少了产品中的无机盐杂质。产物单一,使得产品质量和生产效率得到了很大提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 烷基糖苷
• 1.1.1 烷基糖苷的概述
• 1.1.2 烷基糖苷的结构及性质
• 1.1.3 烷基糖苷的发展现状
• 1.1.4 烷基糖苷的应用
• 1.1.5 烷基糖苷的主要合成方法
• 1.1.6 烷基糖苷的提纯
• 1.2 糖酯
• 1.2.1 糖酯的概述
• 1.2.2 糖酯的应用
• 1.2.3 糖酯的合成方法
• 1.2.4 糖酯的提纯
• 1.3 本课题选题的意义及主要研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 主要材料
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 酶催化合成烷基糖苷
• 2.2.1 合成方法
• 2.2.2 转化率的测试
• 2.2.3 产品分离
• 2.2.4 产品分析
• 2.2.5 产品性能测定
• 2.3 酶催化合成糖酯
• 2.3.1 脂肪酶酶活的测定方法
• 2.3.2 脂肪酸葡萄糖酯的酶法合成
• 2.3.3 转化率的测定
• 2.3.4 产物提取
• 2.3.5 薄层色谱鉴定
• 2.3.6 红外光谱鉴定
• 2.3.7 产品性能测定
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 烷基糖苷试验结果
• 3.1.1 前期研究
• 3.1.2 反应温度的选择
• 3.1.3 酶催化合成糖苷正交试验
• 3.1.4 正交实验分析
• 3.1.5 产品分离
• 3.1.6 产品的分析
• 3.2 糖酯实验结果
• 3.2.1 酶活的测定
• 3.2.2 葡萄糖月桂酸酯实验结果与讨论
• 3.2.3 葡萄糖油酸酯的合成
• 3.2.4 不同脂肪酸与糖反应
• 3.2.5 产品的分离
• 3.2.6 产品的分析
• 3.3 产品性能测试
• 3.3.1 不同糖苷进行泡沫和乳化性的测试结果
• 3.3.2 不同糖酯进行泡沫和乳化性的测试结果
• 第4章 结 论
• 4.1 主要结论
• 4.2 对未来工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1
• 附录2
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果