用铋-钯炭金属催化剂制备葡糖酸盐
葡萄糖被氧化成葡糖酸及其盐的工业化生产方法，目前在国内外均还采用生物发酵法，其流程复杂，原料、能耗较高，三废难以处理，微生物难分离，副产物难控制，因而成本高并对产品质量有影响。五十年代以来，国内外许多科学工作者为了克服生物发酵法的缺点，提出了用催化氧化法制备葡糖酸盐的方法，并发表了许多专利，例如，EP47984；日本59-225140(C07C51/23)；日本专利昭59-205343；日本专利昭59-205340；日本专利昭60-92240；日本公开昭58-72538；日本公开昭228093(1987)；EP48794和西德专利823301(C07C59/105)；在上述专利文献中，许多研究者在选择催化剂金属元素时，采用单金属钯载于活性炭上，其氧化活性很低，反应速率很慢，反应时间长，若实施工业化生产，成本比发酵法还高，无工业化应用价值。许多研究者在催化剂配方中了了Pt-Pd，Pd-Pb，Pd-Se诸金属元素，其共同的缺点是活性与选择性不高，耐久性较差，由于对载体的造孔、载体的物理性能、金属元素在载体上的吸附顺序等原因，造成催化剂在应用时脱落，并且分离困难。
本文的一个目的是提供一种在铋-钯/炭金属催化剂存在下，在催化氧化条件下，由葡萄糖、含氧气体和碱制备葡糖酸盐的方法。其包括铋-钯/炭金属催化剂存在下，在催化氧化条件下，使葡萄糖和含氧气体在碱性条件下反应制备葡糖酸盐，其中以载体活性炭计，所述铋钯炭金属催化剂含有3-6％(重量)的铋(以金属计)，4-10％(重量)的钯(以金属计)，并且，铋与钯的原子比为0.3-1.5∶1，并且以干葡萄糖计，催化剂的用量为1.2-1.5％(重量)。将原料葡萄糖(1)与水(2)在单元(3)中溶解，制备成糖水溶液，在其中加入本发明的铋-钯/炭金属催化剂(4)(有关本发明的催化剂的组成和制备方法将在下文中作具体说明)，随后将混有催化剂的糖水溶液用高压泵(5)输入喷射氧化器(6)(有关本发明的喷射氧化器将在下文中作具体说明)中进行喷射氧化，含氧气体(7)(优选空气)通过喷射吸入，进行连续循环喷射氧化，同时添加碱(8)，严格控制氧化反应的PH值为8.5-11，反应温度为30-80℃，碱与葡萄糖等当反应，计量的碱加完后，反应中止，PH值下降至7.8以下，氧化反应即告完成，反应时间为4-8小时。转化率通常在95-98％，选择性为97-99％。将得到的氧化反应液在分离器(9)中分离出催化剂(10)，催化剂经纯水洗涤后，可循环重复使用。将分离了催化剂的氧化反应液在单元(11)中用活性炭进行脱色，随后在单元(12)中蒸发浓缩，再在结晶器(13)静止结晶18小时以上。经离心器(14)离心分离洗涤，得到结晶体。结晶体经沸腾干燥(15)，得到葡糖酸盐(16)产品。对于贵金属催化剂来说，当在催化剂中加入铋元素后，钯在活性炭上的分散得更为均匀，活性与选择性大大提高，经电镜分析，Bi与Pd是以合金形态存在，分布达到um级。