电解氧化葡萄糖生成葡萄糖酸.pdfVIP

一、实验目的

1、掌握用电解氧化法将葡萄糖氧化成葡萄糖酸

2、探讨不同因素对葡萄糖酸产率的影响

3、培养团队协作精神

二、实验原理

葡萄糖酸及其系列衍生物是一类多用途的重要有机产品，在食品

工业中被广泛用作酸味剂、发酵剂、防腐剂、营养增补剂、色调保持

剂、蛋白质凝固剂等。本实验采用电解氧化葡萄糖制取葡萄糖酸，在

工艺条件合适时，具有选择性好、产品纯度及收率高且无三废排放等

特点。葡萄糖属于多羟基化合物，根据IR和NMR的测定结果，在

水溶液中，葡萄糖存在着α—异构体、β—异构体及醛式（直链式）

三种构体的平衡体系，其中β—异构体约占64%，α—异构体约占

36%，醛式构体只有少量。葡萄糖的α—异构体和β—异构体都能被

氧化剂所氧化，但被氧化的速度不同，β—异构体的氧化速度约为α

—异构体的39倍。所以说氧化剂的选用至关重要，如果选用氧化能

力太弱的氧化剂如游离碘等，势必延长反应时间或氧化不完全，但若

采用太强的氧化剂如高锰酸钾、次氯酸盐等，会造成伯醇和仲醇羟基

被氧化，使单糖的碳—碳链断裂，单糖降解。据理论分析和实验探索，

本实验采用NaBr作为氧化剂。游离溴的氧化能力适中，它在水溶液

-3

中存在以下平衡Br+HO=HOBr+HBr平衡常数为2.4×10

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在碱性条件下，溴是以次氯酸和次氯酸盐形式存在，它们的氧化

-

能力过强；在酸性溶液中，具有强氧化性OBr的浓度微小，溴主要

以游离溴（Br）形式存在，游离溴是具有中等氧化能力的氧化剂，

2

本实验由于溶液中存在有糖酸，所有能保证氧化剂是以游离溴的形式

来氧化葡萄糖。氧化的过程是首先使β—D葡萄糖脱去两个氢原子，

生成D—葡萄糖酸1,5—内酯，经水解转变成D—葡萄糖酸。β—异

构体被氧化，引起α—异构体向β—异构体的转化，使葡萄糖能较为

完全地氧化成葡萄糖酸。游离溴能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸后，本身

被还原成溴离子，在电场的作用下，溴离子向阳极移动，失去电子成

为Br重新氧化成葡萄糖，这使得NaBr能够被重复使用。

2

-

电极反应：阳极：2Br－2e→Br

2

+

阴极：2H+2e→H↑

2

氧化还原反应：RCHO+Br+HO=ROOH+HBr

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三、实验材料

1、药品：

药品名称规格数量备注

葡萄糖AR500g白色结晶粉末

溴化钠AR500g白色结晶粉末

邻苯二甲酸氢

工作基准试剂

钠

浓硫酸分析纯浓硫酸500ml

白色均匀粒状

NAOHAR500g

或片状固体

乙醇AR100ml

酚酞指示剂25