论文部分内容阅读
本文用酸催化水解斯替夫苷(St)制备甜菊醇(steviol)或异甜菊醇(isosteviol)。通过筛选无机酸、有机酸、酸性离子液体、固体超强酸和酸性树脂等几类酸催化剂,分别得到适合于制备甜菊醇或异甜菊醇的催化剂;然后通过单因素实验,优化了酸催化水解斯替夫苷制备甜菊醇或异甜菊醇的制备工艺;发现酸催化水解斯替夫苷,在酸性环境较弱条件下,水解主要产物为甜菊醇,在酸性环境较强条件下,甜菊醇易发生重排,此时主要产物是异甜菊醇;并实验测定了斯替夫苷系列化合物及水解产物的抗氧化性。得到的主要结论如下:1.采用盐酸或氨基磺酸催化水解斯替夫苷(St)制备甜菊醇,实验优化了反应温度、底物浓度、催化剂用量和反应时间对水解反应的影响,着重考察了斯替夫苷的转化率、甜菊醇的产率和异甜菊醇的产率。其中,在盐酸催化水解斯替夫苷的较优工艺条件下,根据所建立的高效液相色谱方法计算得到,斯替夫苷转化率为99.8%,甜菊醇产率达83.6%,异甜菊醇产率达12.4%。同时实验得到盐酸催化水解斯替夫苷反应的活化能为68.84kJ/mol。在氨基磺酸催化水解斯替夫苷制备甜菊醇的较优工艺条件下,计算得到斯替夫苷转化率为99.6%,甜菊醇产率达81.5%,异甜菊醇产率达11.7%。2.筛选了几种有机-无机杂多固体酸用以催化水解斯替夫苷。发现[MIMPS]3PW12O40酸性离子液体催化活性较高,通过单因素实验,得到[MIMPS]3PW12O40催化水解斯替夫苷的较优工艺条件为:反应温度95oC,底物浓度300g/L,酸性离子液体浓度0.0075mol/L,反应时间20h。在此条件下,斯替夫苷的转化率为99.7%,异甜菊醇产率达69.3%,甜菊醇产率达26.7%。3.以732酸性树脂或小颗粒001×7.5(Ca/Na)酸性树脂为催化剂,研究了不同粒径的树脂对斯替夫苷水解反应的催化作用。在优化的反应条件下,计算得到以732酸性树脂催化水解斯替夫苷的转化率为99.8%,异甜菊醇产率达89.8%,甜菊醇产率为5.1%;催化剂重复使用5次后,斯替夫苷的转化率仍保持95.1%,异甜菊醇产率为70.6%。在001×7.5(Ca/Na)酸性树脂催化水解斯替夫苷的较优工艺条件下,计算得到斯替夫苷的转化率为99.7%,异甜菊醇的产率达91.9%,甜菊醇的产率4.8%;催化剂重复使用10次后,斯替夫苷的转化率仍保持97.6%,异甜菊醇产率为75.3%。4.研究了不同粒径的树脂在填充床反应器中催化水解斯替夫苷的反应,得到732酸性树脂较适合用于填充床反应器中。填充床反应器中732酸性树脂催化水解斯替夫苷的较优工艺条件为:反应温度95oC,底物浓度20g/L,进料速度5.0mL/h,树脂床层为6g(湿基),填充床中树脂床层高径比为25。在该条件下,斯替夫苷转化率为97.0%,异甜菊醇生产强度达1.54g/L/h。连续反应120h,斯替夫苷的转化率仍保持93.0%,异甜菊醇生产强度达0.48g/L/h。5.在抗氧化实验中,相同条件下,斯替夫苷清除DPPH自由基能力、抗羟基自由基能力和还原能力最强;其浓度为0.0057mmol/mL时,DPPH自由基和抗羟基自由基清除率分别为63.6%、13.6%。在清除超氧阴离子和抗脂质氧化实验中,莱鲍迪苷A的效果最好,在浓度为0.0057mmol/mL时,超氧阴离子清除率为43.2%,脂质氧化抑制率为8.6%,而甜菊醇和异甜菊醇无抗脂质能力。