山梨醇催化脱水制备异山梨醇的反应动力学.pdf

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1、石油化工2010年第39卷第3期PETR0CHEMICALTECHN0L0GY-285-山梨醇催化脱水制备异山梨醇的反应动力学谢毓胜，余定华，孙鹏，李恒，李致贤(1．南京工业大学化学化工学院，江苏南京210009；2．南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京210009；3．南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009)[摘要]以浓硫酸为催化剂，对山梨醇催化脱水制备异山梨醇进行了研究。考察了催化剂用量(m(浓硫酸)：m(山梨醇))、反应温度、反应压力对山梨醇催化脱水制备异山梨醇反应性能的影响。实验结果表明，较佳的反应条件

2、为：m(浓硫酸)：m(山梨醇)=1：100、反应压力3kPa(绝压)、反应温度403K，在此条件下反应90min后，异山梨醇的收率达到80％。提出了山梨醇催化脱水制备异山梨醇的均相动力学模型，根据实验数据拟合得到动力学参数，山梨醇两步脱水反应的活化能分别为47．92，51．00kJ／mol，指数前因子分别为21655．0，3487．9min～。对均相动力学模型的统计检验结果表明，该模型能很好地描述山梨醇催化脱水制备异山梨醇的反应过程。[关键词]山梨醇；异山梨醇；1，4一失水山梨醇；浓硫酸；催化脱水；动力学模型[文章编号]1000—81

3、44(2010)03—0285—06[中图分类号]TQ0132[文献标识码]AReactionKineticsofSorbitolCatalyticDehydrationtoIsosorbideXieYusheng，YuDinghua，SunPeng，LiHeng，LiZhixian(1．CollegeofChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NamingJiangsu210009，China；2．CollegeofLifeScienceandPha

4、rmacy，NanjingUniversityofTechnology，NaingJiangsu210009，China；3．StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu210009，China)lAbstractJWithconcentratedsulfuricacidascatalyst，dehydrationofsorbitoltoisosorbideanditskine

5、ticswerestudied．Effectsofcatalystdosage，reactiontemperatureandreactionpressureonthedehydrationwereinvestigated．Underoptimumreactionconditions：m(concentratedsulfuricacid)：m(sorbito1)1：100，3kPa(absolutepressure)，403K，90min，yieldofisosorbidecouldreach80％．Ahomogeneousreacti

6、onkineticsmodelforsorbitolcatalyticdehydrationtoisosorbidewasestablished．Inthetwo—stepreactionforsorbitoldehydration，activationenergyandpre—exponentialfactorforsorbitolto1，4一sorbitanare47．92kJ／moland21655．0min～，andthosefor1，4-sorbitantoisosorbideare51．00kJ／moland3487．9m

7、in～．respectively．Statisticaltestshowedthattheproposedmodelcouldwellfitthereactionprocess．[Keywords]sorbitol；isosorbide；1，4一sorbitan；concentratedsulfuricacid；catalyticdehydration；kineticsmode】葡萄糖的加氢产物山梨醇是重要的生物质转梨醇在多种聚合物中的广泛应用推动了以山梨醇化平台化合物之一，其二次脱水产物异山梨醇具有为原料生产异山梨醇的研究。特殊的分

8、子结构——两个反位连接的四氢呋喃环异山梨醇的制备方法主要是通过山梨醇两步脱和分别处于面内(C)和面外(C)的两个羟基，因此水：经一步脱水得到1，4一失水山梨醇后再进一步异山梨醇作为新型生物基材料广泛应用于食品、化脱水得到