TEMPO體系促成的瓜爾膠選擇性氧化反應研究.pdf

1、瓜爾膠是一種天然高分子植物膠，產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆，從其種子的胚乳中提取得到，屬于半乳甘露聚糖。瓜爾膠是目前已知的水溶性最好的天然高分子化合物之一，廣泛應用于石油、造紙、紡織、食品等工業(yè)。但是它也具有溶解速度慢，水不溶物質(zhì)含量高及粘度不易控制等缺點，對其進行化學改性，如酯化、醚化、氧化等，可以改善其理化性能，擴大它的應用范圍。2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)-NaCl0-NaBr是一種新的選擇性氧化體系，可

2、以在不影響仲羥基的情況下，高選擇性地將伯羥基氧化為羧酸。 本論文系統(tǒng)研究了TEMPO-NaCIO-NaBr氧化體系對瓜爾膠及羥丙基瓜爾膠的選擇性氧化反應機理及影響因素，利用此體系選擇性氧化(羥丙基)瓜爾膠上的伯羥基，從而引入-COOH基團，達到改善(羥丙基)瓜爾膠水溶性的目的。 通過連續(xù)滴加Na0H中和反應生成的羧酸以此來監(jiān)測氧化反應的進程。氧化進程主要分為兩個主要階段：線性反應區(qū)和漸近線區(qū)，氧化反應動力學過程表明TEM

3、PO氧化體系對于天然多糖類物質(zhì)的氧化可以在十分溫和的條件下迅速完成。實驗結(jié)果表明，pH值對反應的最大氧化度有很大的影響，在實驗最佳的氧化條件下C<,6>上的伯羥基可以被完全氧化；從IR譜圖中可以看出，氧化后的(羥丙基)瓜爾膠酸化前羧酸基團中的C=O吸收峰主要在1615cm<'-1>，酸化后移至1739cm<'-1>附近，表明氧化產(chǎn)物中的吸收峰是-COOH基團。將氧化前后的瓜爾膠的<'13>C-NMR譜圖進行對比，發(fā)現(xiàn)氧化產(chǎn)物在175pp

4、m處C6位羧基碳峰附近有明顯的強峰出現(xiàn)，表明氧化后瓜爾膠C6上的伯羥基被氧化成-COOH，而在198～210ppm沒有發(fā)現(xiàn)出峰，表明瓜爾膠上C<,2>、C<,3>位的仲羥基沒有被氧化；另外氧化后在64ppm處原有的G<,6>的伯羥基峰基本消失，說明半乳糖C<,6>上伯醇全部被氧化。 TEMPO促成的氧化反應可在相當溫和的條件下選擇性地將瓜爾膠上C<,6>的伯羥基轉(zhuǎn)化為羧基，氧化反應轉(zhuǎn)化率可達到100％，形成的含有一定量羧基的瓜爾