Ni/C催化剂上山梨醇氢解反应中碱对乳酸形成的影响

山梨醇是重要的生物基平台化合物,其选择加氢裂解制备乙二醇和1,2-丙二醇等低碳二元醇,是一个具有重要科学意义和应用前景的催化过程.山梨醇氢解反应涉及C-C键和C-O键等化学键的裂解,裂解选择性尤为关键.通常情况下,添加NaOH,KOH,Ca(OH)2,CaO和Ba(OH)2等碱性物质可增加糖醇转化率和二元醇选择性,但也会生成大量乳酸等副产物.研究乳酸的生成途径,探索抑制乳酸生成的方法,对于提高山梨醇加氢裂解制备低碳二元醇的选择性具有重要意义.本文以Ni/C催化剂上山梨醇加氢裂解反应为模型反应,研究了碱性化合物添加剂类型及其用量对乳酸生成的影响.根据加氢裂解机理分析可知,糖醇氢解主要涉及以下关键步骤:在碱的存在下,多元醇在金属催化剂上发生脱氢反应生成相应的羰基中间体;然后,羰基中间体在碱性介质中通过逆羟醛缩合反应,发生C-C键断裂.因此,在糖醇氢解反应和C-C键断裂中,添加碱性化合物将会不可避免地生成乳酸.结果表明,以NaOH和Ca(OH)2为添加剂时,山梨醇加氢裂解生成乳酸的选择性分别为15.1％和8.9％.而以La(OH)3为添加剂时,生成乳酸的选择性仅为0.1％.以Ca(OH)2和La(OH)3为添加剂时反应具有高活性,山梨醇转化率均可达到99％以上.分别以Ca(OH)2和La(OH)3为添加剂,研究了碱性添加剂用量对山梨醇氢解反应的影响.结果表明,以Ca(OH)2为添加剂时,山梨醇转化率和乳酸选择性均随着Ca(OH)2用量增加而增加;当OH-投料量为11.06 mmol时,乳酸选择性可达11.7％.而以La(OH)3为添加剂时,即使La(OH)3用量仅为0.08 mmol时,山梨醇转化率也可高达99％;继续增加La(OH)3用量,对乳酸的选择性影响不大;当OH-投料量为11.06 mmol时,乳酸选择性也只有0.3％.对山梨醇加氢裂解反应分析可知,与Ca(OH)2相比,La(OH)3添加剂可使C2和C4产物的总选择性从20.0％增加到24.5％.上述结果表明La(OH)3可高效促进山梨醇加氢转化.为了探索Ca(OH)2或La(OH)3为添加剂时山梨醇加氢裂解产物分布不同的本质原因,以Ni/C催化剂催化的丙酮醛加氢转化为探针反应,探讨了乳酸形成的可能路径.结果表明,丙酮醛可能是山梨醇氢解反应的关键中间体之一.在仅以Ni/C催化加氢时,丙酮醛容易被转化为1,2-丙二醇;当只存在碱性添加剂时,丙酮醛可发生重排并被转化为乳酸主产物,这可能是乳酸生成的主要原因.进一步研究表明,以Ca(OH)2为添加剂时,乳酸选择性是以La(OH)3为添加剂时的1.9倍.在Ni/C催化剂和碱性添加剂共存时,由于碱性添加剂的区别,则会得到不同选择性的1,2-丙二醇和乳酸.结果表明,通过丙酮醛催化加氢可得到1,2-丙二醇,也可以通过重排反应生成乳酸;这两类反应是竞争性的.在山梨醇氢解反应中,以Ca(OH)2为添加剂时,加氢反应和重排反应均可发生.而以La(OH)3为添加剂时,丙酮醛加氢反应占主导,仅生成微量乳酸.该研究对提高山梨醇催化加氢裂解选择性具有参考意义.     

水热因素对城乡梯度森林土壤碳矿化的影响

城市化过程和水热因素可以影响土壤微生物活性,进而影响土壤碳平衡,然而很少有研究在城乡梯度上探讨水热因素对土壤有机碳矿化的影响。本文以南昌城市-郊区-农村草地土壤为研究对象,在不同温度(15,25,35℃)和水分含量(20%,30%,40%)条件下利用静态碱液吸收法测定土壤有机碳矿化动态。结果表明:各条件下,土壤培养45d后累积碳矿化量在1.25~7.69gC·kg-1范围内。在同一地区,温度可以显著促进土壤碳矿化,而水分对土壤碳矿化量的影响仅在培养后期才表现出来;在相同水热条件下,城区与农村土壤碳矿化量差异显著,郊区与城区及郊区与农村之间的差异在培养后期才逐渐显著。经45d室内培养后,同等水热条件下,城区土壤累积碳矿化量是农村的1.53~2.00倍,这一比值随着温度升高而减小,随水分含量的升高而增加。土壤碳矿化量总体表现为沿城乡梯度递减,表明城市化过程将提高土壤碳矿化速率,降低有机碳的稳定性。建议决策者采取措施降低城市森林土壤碳矿化量,减少土壤中CO2的释放,以应对全球气候变化。更多还原     

3-(吗啉吡啶基)-5-取代异噁唑类化合物的合成及抗菌活性研究

以6-氯-3-吡啶甲醛为原料, 通过多步反应合成了一系列3-(吗啉吡啶基)-5-取代异噁唑类化合物, 并用IR, 1H NMR, 13C NMR和MS进行了结构确证. 这些化合物均以异噁唑为母核, 具有近似的平面结构, 在异噁唑环的3-位引入吗啉吡啶基, 而在5-位引入酯基、取代氨基、三唑环和噁唑烷酮环. 研究了这些化合物对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、粪肠球菌和大肠杆菌的抑制活性, 发现与噁唑烷酮类上市药物利奈唑胺相比, 目标化合物均显示出更低的抗菌活性, 最低抑制浓度(MIC)大于32 mg/L, 这些试验结果表明异噁唑母核的5-位缺乏sp3杂化结构, 可能会导致抗菌活性的显著降低.