改性活性炭对没食子酸酯催化合成研究

付 蓉，张新云，冷梦慧，姚元勇

(1 铜仁学院材料与化学工程学院，贵州 铜仁 554300；2 铜仁学院附中，贵州 铜仁 554300)



改性活性炭对没食子酸酯催化合成研究

付 蓉，张新云，冷梦慧，姚元勇

(1 铜仁学院材料与化学工程学院，贵州 铜仁 554300；2 铜仁学院附中，贵州 铜仁 554300)

没食子酸戊酯的制备是以没食子酸与戊醇发生分子间脱水制备而得，且具有潜在抗氧化功能，被称为有效的抗氧化剂。以改性活性碳作为催化剂，对没食子酸戊酯进行催化合成，通过探讨该反应因素，如反应时间、催化剂用量及反应温度。结果表明：反应最优条件为：催化剂用量2 g、甲苯作溶剂、回流6 h。在此条件下，获得的没食子酸戊酯产率可达到最佳，为35.7%。

活性碳；催化；没食子酸戊酯

没食子酸，亦称五倍子酸或棓酸，其化学名称：3,4,5-三羟基苯甲酸，并广泛存在于掌叶大黄、大叶桉、山茱萸等植物中，是一种多酚类化合物[1]。然而，其相关酯类物质，如没食子酸酯，在食品、生物、医药、化工等领域得到广泛地应用。例如，食品在储藏、加工、流通过程中，无法完全地避免与空气接触，因而导致的食品中营养成分被氧化，引起变色或变臭等现象。因而，为对食品质量的保质期延长，通常会采用添加一定的防氧化剂，如没食子酸乙酯、没食子酸戊酯、没食子酸甲酯等[2-5]。

目前，国内外对没食子酸酯类物质的合成方法报道较多，其主要采用强酸为催化剂，如浓硫酸和对甲基苯磺酸[6-7]。对于浓硫酸作为催化合成没食子酸酯类物质，在工业生产中，温控的不适，易引起原料的碳化，从而导致产率下降及产品杂子较多。另外，且对于催化剂的循环回收利用较差，直接排放容易导致污染环境。

本文采用改性的活性炭作为催化剂，在一定的条件下，对没食子酸与戊酯进行酯化反应，从而获得没食子酸戊酯。同时，利用产物的产率作为改性活性炭的催化活性评价指标。

1 实 验

1.1 试剂及仪器

1.1.1 设备

熔点显微仪，上海易测仪器设备有限公司；DF-101B集热式温磁力搅拌器，北京；循环水式真空泵、水银温度计、FB224电子天平，上海；DZF-6020真空干燥箱，上海。

1.1.2 试剂

没食子酸、95%乙醇、正丙醇、活性炭，北京市医药公司分装；浓硫酸、甲苯(分析纯)，阿拉丁；实验中所有用水均为二次蒸馏水。

1.2 改性活性碳催化剂的制备

将一定量的活性碳置于不同浓度的硫酸中浸泡24 h，过滤，真空干燥(120 ℃)5 h。然后，将干燥的固体颗粒置于真空炉中烧结4 h，即获得改性活性炭。

1.3 没食子酸戊酯的催化合成

向装有油水分离器，温度计及回流冷凝管的三井烧瓶中，加入一定量的没食子酸、戊醇、甲苯及一定量的改性活性炭，回流反应6 h，冷却后，过滤，不溶物用90%乙醇分多次洗涤，合并滤液，用8%的碳酸氢钠水溶液中和呈中性，减压蒸馏去除过量的醇和甲苯，冷却至室温，用V(乙醇)：V(水)=1：10的体积比进行重结晶，即得到白色针状物。

2 结果与讨论

对没食子酸与戊醇的酯化反应进行反应因素探讨，如催化剂用量、反应温度及反应时间。

2.1 催化剂用量

图1 改性活性炭的用量对产率的的影响

由图1可知，增加改性活性炭催化剂的用量，对没食子酸戊酯的收率有直接的影响。当改性活性炭用量为0.5 g时，在一定的条件下，产物的产率为24.5%；随着改性活性炭的用量逐渐增加，其产物产率也有所增加，最高可达到35.7%。当用量增至2.5 g时，产品产率有稍微下降。由此可知，最优的催化剂用量为2.0 g。

2.2 反应温度

图2 反应温度对产率的影响

由图2所示，反应温度在酯化反应的收率上，影响较大。在反应条件为：改性活性碳用量为2.0 g、甲苯作溶剂、反应6 h。

反应体系温度随着升高，产品产率也有所提升。当反应温度达到回流(110 ℃)状态时，产品的产率达到最大值，为35.7%。其原因可能为，没食子酸戊酯的制备，其反应过程为酯化反应，反应过程中有水分的产生，而在甲苯回流时，可带走反应中产生水分，促使反应向正方向进行，从而提升反应速率。

2.3 反应时间

图3 反应时间对产率的影响

由图3可知，本实验分别讨论了反应时间为2、3、4、5和6 h与产品收率的影响。其结果表明：对于没食子酸戊酯的酯化反应而言，随着反应时间的增加，其产物收率也得到提高。当反应时间从2 h升至4 h时，产品的产率提升幅度较大；当反应时间从4 h延长至6 h时，产品产率虽有提高，但其提升幅度较小。由此可知，反应时间6 h为最佳的反应时间。

3 结 论

在反应条件为：改性活性碳用量为2 g、甲苯作溶剂、回流6 h。获得的产物没食子酸戊酯的产率最佳，可达到35.7%。该改性活性碳作为没食子酸酯类化合物的催化剂，代替传统的浓硫酸催化剂，表现出良好的催化活性。对没食子酸酯的工业化提供了一定参考价值。

[1] 王霞,高丽娟,林炳昌.表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的分离与制备[J].食品科学,2005,26(9):242-246.

[2] 仉燕崃,李楠,韩国柱,等.表没食子儿茶素没食子酸酯的研究进展[J].中草药,2006,37(2):303-306.

[3] 戚向阳,谢笔钧.高纯度表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的分离与制备[J].精细化工,1994(4):40-46.

[4] 葛建,林芳,李明揆,等.表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)生物活性研究进展[J].安徽农业大学学报,2011,38(2):156-163.

[5] 张瑜,彭少君.表没食子儿茶素没食子酸酯研究进展[J].氨基酸和生物资源, 1998(4):51-54.

[6] 陈志鸿,罗招阳.表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)抗肿瘤研究进展[J]. 中国肿瘤,2006,15(7):453-456.

[7] 朱发伟.茶叶中表没食子儿茶素没食子酸酯的研究进展[J].中草药,2005, 36(8):1271-1272.

Study on Synthesis of N-amyl Gallate Promoted by Modified-active Carbon

FURong1,ZHANGXin-yun2,LENGMeng-hui1,YAOYuan-yong1

(1 School of Material and Chemical Engineering, Tongren University, Guizhou Tongren 554300; 2 Affiliated Middle School of Tongren University, Guizhou Tongren 554300, China)

The preparation of n-Amyl Gallate was made generally by taking off water in intermolecular of between gallic acid and n-amyl alcohol. The compound having potential anti-oxidation was considered as valid anti-oxidative agent. The synthesis of n-amyl gallate catalyzed by modified-active carbon, which was regarded as valid catalyst, was made successfully. Simultaneously, reacting factors such as reaction time, amount of catalyst and reaction temperature were also been investigated. The results demonstrated that the product of n-amyl gallate was obtained with 35.7% in yield, under optimal conditions of loading of catalyst 2 g, stirring for 6 h, toluene as solvent.

active carbon; catalysis; n-amyl gallate

付蓉(1964-)，女，高级实验师，主要研究方向为有机化学。

O621.3

A

1001-9677(2016)022-0057-02