楊銀萍，李子靜，周 琳, 王紅波*

(1 臨沂大學(xué)，山東 臨沂 276000；2 山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校)

葡萄糖酸鈣既是一種藥物，又是一種精細(xì)化學(xué)品。作為藥物，可以促進(jìn)骨骼及牙齒鈣化，維持神經(jīng)和肌肉正常興奮，可用于由于血鈣降低引起的手足抽搐癥及蕁麻疹等疾病的治療[1]；作為精細(xì)化學(xué)品，可以用作食品添加劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑和水泥助劑。葡萄糖酸鈣的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有金屬催化法和發(fā)酵法等[2]。實(shí)驗(yàn)室常用的制備方法是用過氧化氫或溴水將葡萄糖氧化為葡萄糖酸，然后再與碳酸鈣反應(yīng)生成葡萄糖酸鈣。通常溴水氧化葡萄糖會引入雜質(zhì)Br-，金屬催化過氧化氫氧化葡萄糖酸鈣容易引入金屬離子，引入的雜質(zhì)離子難以除去，導(dǎo)致葡萄糖酸鈣純度和含量下降。單獨(dú)使用過氧化氫氧化葡萄糖的方法可以避免雜質(zhì)離子的引入，但收率偏低，產(chǎn)品顏色較深，急需實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。

1 材料與方法

1.1主要試劑 葡萄糖(AR)、30%過氧化氫(AR)、碳酸鈣(AR)、無水乙醇(AR)、去離子水。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1葡萄糖酸的制備 稱取9.0 g (0.05 mol)葡萄糖，置于100 ml圓底燒瓶中，加入去離子水10 ml，加入磁子攪拌，油浴加熱，保溫反應(yīng)，緩慢滴加30%的過氧化氫15.5 ml(0.15 mol)，控制滴加時(shí)間為20 min，繼續(xù)保溫反應(yīng)，得到無色透明葡萄糖酸溶液，停止加熱，自然冷卻至50℃待用。

1.2.2葡萄糖酸鈣的制備 稱取5.0 g(0.05 mol)碳酸鈣粉末，分批加入葡萄糖酸溶液中，劇烈攪拌，開始有大量氣泡生成，油浴保溫60℃反應(yīng)，直至葡萄糖酸完全反應(yīng)，無CO2氣體生成為止，減壓過濾，得到無色澄清透明的葡萄糖酸鈣溶液。另取250 ml圓底燒瓶，加入無水乙醇150 ml，加入磁子，劇烈攪拌，將葡萄糖酸鈣溶液緩慢滴入乙醇中，溶液中析出葡萄糖酸鈣絮狀沉淀，待葡萄糖酸鈣溶液滴加完畢后，靜置10 min，減壓過濾，固體用少許乙醇洗滌，抽干，真空60℃干燥4 h，稱重，計(jì)算收率。

2 結(jié)果與討論

2.1過氧化氫的加入方法對葡萄糖酸鈣合成的影響 有研究發(fā)現(xiàn)[3]，即使過氧化氫過量很多，葡萄糖仍不能被完全氧化為葡萄糖酸，這是造成葡萄糖酸鈣制備收率較低的主要原因之一。本實(shí)驗(yàn)采用此法，通過測定反應(yīng)過程中過氧化氫濃度的變化，發(fā)現(xiàn)過氧化氫在50℃開始分解，溫度升高到60℃以上時(shí)，分解加速，當(dāng)溫度升高到100℃時(shí)，可以觀察到過氧化氫分解迅速。因此，為避免過氧化氫高溫分解，將過氧化氫在指定的溫度下由滴液漏斗緩慢滴入，縮短過氧化氫的受熱時(shí)間，減少過氧化氫的高溫分解。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在其他條件完全相同的情況下，過氧化氫緩慢滴入的方法能夠使葡萄糖酸鈣的制備收率提高7.5%。

2.2葡萄糖氧化的溫度對葡萄糖酸鈣合成的影響 過氧化氫氧化葡萄糖的反應(yīng)受溫度影響非常大，溫度過高會導(dǎo)致過氧化氫分解和葡萄糖酸的變質(zhì)；溫度太低，反應(yīng)速度緩慢且葡萄糖的轉(zhuǎn)化率較低。為獲得最佳的反應(yīng)溫度，本實(shí)驗(yàn)選定反應(yīng)時(shí)間為60 min，分別在40℃～100℃范圍內(nèi)，每隔10℃制備一批葡萄糖酸，然后將得到的葡萄糖酸與碳酸鈣反應(yīng)，根據(jù)得到的葡萄糖酸鈣的收率，確定最佳的氧化反應(yīng)溫度。結(jié)果顯示：反應(yīng)溫度從40℃升高至80℃，葡萄糖酸鈣的收率逐漸提高，主要原因是溫度升高葡萄糖氧化的速度加快，葡萄糖的轉(zhuǎn)化率增大；當(dāng)反應(yīng)溫度超過80℃時(shí)，葡萄糖酸鈣的收率開始下降，可能的原因是過氧化氫高溫容易分解，使參與氧化葡萄糖的量減少，并且葡萄糖酸在高溫下不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致葡萄糖酸鈣的產(chǎn)率下降。

2.3葡萄糖氧化時(shí)間對葡萄糖酸鈣合成的影響 為了獲得最佳的葡萄糖氧化反應(yīng)的時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)采用油浴80℃反應(yīng)，葡萄糖與過氧化氫反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1∶3，過氧化氫的滴加時(shí)間控制在20 min，過氧化氫滴加完畢開始計(jì)時(shí)，反應(yīng)時(shí)間選取10 、30、50、70、90 min，然后將反應(yīng)得到的葡萄糖酸與碳酸鈣反應(yīng)，計(jì)算得到葡萄糖酸鈣的收率，確定最佳反應(yīng)時(shí)間。結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間從10 min延長至50 min，葡萄糖酸鈣的收率顯著提高，說明該反應(yīng)在50 min以前過氧化氫對葡萄糖的氧化反應(yīng)占主導(dǎo)地位，過氧化氫和葡萄糖酸的分解相對較少；反應(yīng)在50 min后，由于剩余的葡萄糖減少，葡萄糖酸分解的速度加快，分解的葡萄糖酸多于新生成的，所以葡萄糖酸鈣的收率下降。

2.4葡萄糖酸鈣析晶方法對葡萄糖酸鈣合成的影響 有報(bào)道葡萄糖酸鈣的析晶方法是將乙醇加入到葡萄糖酸鈣的水溶液中，攪拌析晶[3-4]。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此法很難得到松散的葡萄糖酸鈣粉末，容易結(jié)塊，其內(nèi)部常包夾溶劑，難以干燥，產(chǎn)品顏色較深。本實(shí)驗(yàn)將葡萄糖酸鈣水溶液滴加到乙醇中，劇烈攪拌，得到松散的白色葡萄糖酸鈣粉末，容易干燥。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用滴加氧化劑過氧化氫的方法，不使用任何金屬催化劑，將葡萄糖氧化為葡萄糖酸，然后再與碳酸鈣反應(yīng)生成葡萄糖酸鈣，最后將葡萄糖酸鈣的水溶液滴加到乙醇中析晶。通過實(shí)驗(yàn)確定：最佳反應(yīng)溫度為80℃，最佳反應(yīng)時(shí)間為50 min，過氧化氫要緩慢滴加，葡萄糖酸鈣水溶液滴入到乙醇中進(jìn)行析晶。此法可以得到白色松散的葡萄糖酸鈣粉末，總收率可達(dá)48.4%，產(chǎn)品中乙醇?xì)埩舻陀?0 ppm，產(chǎn)品質(zhì)量較高。