论文总字数：13708字

摘 要

Abstract IV

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2山梨醇的性质及其应用 1

1.2.1日用化学品 1

1.2.2医药行业 2

1.2.3食品行业 2

1.2.4化工行业 3

1.2.5其他行业 3

1.3山梨醇的制备方法 3

1.3.1催化加氢法 3

1.3.2电解氧化还原法 3

1.3.3生物发酵法 4

1.3.4我国的山梨醇生产现状 4

1.4纤维素水解加氢制备山梨醇 4

1.5研究的内容 5

第二章 实验材料及方法 6

2.1实验试剂及仪器设备 6

2.1.1实验材料 6

2.1.2实验仪器及设备 6

2.2计算方法 6

第三章 实验部分 7

3.1引言 7

3.2不使用催化剂的纤维素降解过程 7

3.3单加一种催化剂后的纤维素反应 8

3.3.1单加Raney Ni催化剂的纤维素降解反应 8

3.3.2单加Amberlyst-70催化剂的纤维素水解反应 8

3.4同时加入Raney Ni和Amberlyst-70两种催化剂的实验情况 9

3.4.1Raney Ni与Amberlyst-70质量比为4:1 9

3.4.2Raney Ni与Amberlyst-70质量比为1:1 10

3.4.3Raney Ni与Amberlyst-70质量比为1:4 11

3.5水溶性有机碳（WSOC） 11

3.5.1水溶性有机碳概念的引入 11

3.5.2WSOC在不同实验中的变化 12

3.6产物山梨醇的碳产率 13

3.7水溶性有机碳与产物山梨醇选择性的相关性 14

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致 谢 20

摘要

山梨醇在日用化工、医药等方面具有重要作用，采用纤维素直接水解加氢制备山梨醇可以降低成本。本实验采用Amberlyst-70为酸催化剂水解纤维素，同时采用Raney-Ni为加氢催化剂催化加氢纤维素产生的糖类化合物制备山梨醇。以纤维素为原料出发，改变不同实验条件，检测产物山梨醇的产量，对比不同实验条件下的山梨醇产量，得出Raney-Ni催化剂的最佳反应条件的：温度为170℃，压力为68.1948MPa，Raney-Ni与Amberlyst-70比例为1：4，产物山梨醇选择性最高，达到75%。

关键词：纤维素 山梨醇 Raney-Ni 选择性

Abstract

Sorbitol has an important role in daily chemical, pharmaceutical, cellulose hydrolysis by direct hydrogenation of sorbitol can reduce costs. In this study, Amberlyst-70 acid catalyst hydrolysis of cellulose, while using sorbitol saccharide Raney-Ni catalyst hydrogenation catalytic hydrogenation of cellulose produced. Cellulose as the starting material, change to a different experimental conditions, the detection product sorbitol production, compared to sorbitol production under different experimental conditions, the optimum reaction conditions Raney-Ni catalyst: a temperature of 170℃, pressure of 68.1948MPa, Raney-Ni and Amberlyst-70 ratio of 1: 4, the product of the highest selectivity sorbitol, 75%.

Keywords: cellulose ；sorbitol ；Raney-Ni ；selective

绪论

1.1前言

近年来，石油资源日益枯竭，开发可再生资源迫在眉睫。纤维素（Cellulose）在自然界的存量丰富，再生速度快，因此对纤维素的开发利用一直受到各领域的重视。纤维素因其固体中氢键含量巨大，对纤维素开发利用，目前已建立的工艺是通过高温气化或者热解转化，量产燃料燃气，不仅利用率不高，还造成环境问题，选择性地转化纤维素非常困难。在温和条件下通过平台分子，继而生成油品或化学品的过程还有待开发。

以纤维素为原料，制取平台化合物山梨醇，在纤维素的开发利用上跨出了一大步。山梨醇本身在自然界就广泛存在，在蔬菜水果中都有发现。山梨醇^[1]是纤维素转化中有价值的平台分子之一，可以方便地转化为氢气、低碳烷烃、燃油等，转化纤维素为山梨醇的高效催化体系将有利于纤维素的有效利用。工业上生产山梨醇，多以葡萄糖、淀粉和蔗糖为原料加氢制备。多糖类原料（如蔗糖或淀粉）需要先用酶或酸水解成葡萄糖，再进行加氢还原。以纤维素为原料制备山梨醇，环境问题小，成本低廉，具有长远意义。

1.2山梨醇的性质及其应用

山梨醇(Sorbitol)，别名山梨糖醇，英文名Sorbitol、D-Glucitol、Sorbol、D-Sorbitol。因从山梨树果实中发现而得名。分子式是，分子量182.17。呈白色粉末或晶状粉末或颗粒，具有吸湿性，无臭。山梨在水中溶解度约1g/0.45mL，微溶于低级醇^[1]及低级酸。目前山梨醇在化学品、食品、纺织、医药等领域具有不可替代的作用。

1.2.1日用化学品

2000年6月联合国添加剂委员会批准山梨醇为用量不受限制的食品添加剂^[2]在日用化学品中，山梨醇主要以柔化剂、润滑剂和调湿剂等身份出现，参与牙膏、漱口水和防臭剂等配方。

山梨醇具有一定的甜度，制得的口腔产品具有凉爽和清香的味道。它和氟化物无任何冲突可以一起使用，还能防止牙膏启用后微生物发酵，防止变质^[3]。山梨醇有独特的保湿性质，效果相对甘油优势明显，因而15%~20%的山梨醇可用于牙膏保湿。

1.2.2医药行业

山梨醇可作为合成维生素C^[1]的中间体，又因其具有一定甜度可替代蔗糖作为糖尿病患者的甜味剂。山梨醇食用后进入人体血液不转化为葡萄糖，也不受胰岛素影响。在医药上，山梨醇本身可直接作为药物使用，现阶段已知，山梨醇对改善脑水肿及青光眼症状具有明显疗效，可明显缓解脑水肿引起的颅内压增高及青光眼引起的眼内压增高。另外，山梨醇对心肾功能正常的水肿、少尿也有一定作用。

目前的成熟的临床制剂有山梨醇注射剂、复方氨基酸注射液等。山梨醇作用机制：静脉注射进入人体，大部分任然保持原型，经肾脏排出体外，使血液形成较高渗透压，促使水肿部位部分脱水，从而降低压力，同时肾小管内渗透压高，重吸收作用增强，利尿功能得以实现。此外，山梨醇还能用于药物辅助添加剂，例如甜味剂、填充剂、药物分散剂、冷冻保护剂、中药稳定剂、润湿剂等。

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