CN110839899A - 一种光催化硒转移合成硒代糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光催化硒转移合成硒代糖的方法，其步骤为：将过量硒粉投入到质量浓度0.00001%～饱和的糖类水溶液中，用可见光照射1～72小时，滤去未反应的硒粉沉淀后，得到含有硒代糖的水溶液。该溶液中的硒代糖，属于有机硒化合物，低毒安全，可以广泛应用于饲料、食品添加剂及保健品等领域，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化硒转移合成硒代糖的方法，属于含硒新材料合成技术领域。
背景技术
硒代糖是一种有用的含硒化合物。糖类由于一般易溶于水且易被生物体吸收。因此，它们是用于向生物体内运载硒的良好分子。作为有机硒化合物，硒代糖与无机硒相比更加安全，可广泛应用于饲料、食品添加剂及保健品等领域。硒代糖还可通过煅烧来制备硒碳催化剂(Catalysis Science&Technology,2018,8,5017-5023)。因此，这类化合物具有很好的应用前景。
目前，硒代糖主要通过糖类硒化来制备，而常见的硒化试剂是硒氢化钠(Catalysis Science&Technology,2018,8,5017-5023)。硒氢化钠具有较强碱性，并且易水解产生恶臭的硒化氢。这一硒化过程有很大的局限性，限制了硒代糖的工业化生产应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种光催化硒转移合成硒代糖的方法，以廉价的硒粉和糖类为原料，在水中通过光催化硒转移合成硒糖，方法简单，原料易得，具有较高的实际应用价值。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：
一种光催化硒转移合成硒代糖的方法，其步骤为：将过量硒粉投入到质量浓度0.00001％～饱和的糖类水溶液中，用可见光照射1～72小时，滤去未反应的硒粉沉淀后，得到含有硒代糖的水溶液。
本发明中，硒粉用量为过量，即硒粉使用量超过反应后转移到水溶液中的硒含量。这样可以充分提高获得的硒糖溶液中硒的含量。
本发明中，使用糖类水溶液做反应原料，其中糖类包括葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、壳聚糖、环糊精、卡拉胶等中的一种或多种。糖类中的羟基是优良的还原剂，有利于将光致硒自由基还原为低价的亲核性硒负物种，而进一步与糖上的羰基反应。其中优选葡萄糖，葡萄糖是一种最简单的糖，作为硒的载体具有生物兼容性强、易吸收等优点。
本发明中，使用的糖类水溶液质量浓度为0.00001％～饱和。在这个广泛的范围内都可以实现硒化。其中优选5％，这种浓度的糖水，硒化后硒含量较高，并且糖的浓度不算高，应用范围较广。但如果浓度低于0.00001％，则反应后溶液中硒含量太低，应用价值不大。
本发明中，反应需要用可见光照射，其中可见光源可以是自然日光、钨灯光、LED白光、LED蓝光、LED红光、LED黄光等，其中LED蓝光最佳，这种光线能量较高，有利于解离硒粉中的化学键。
本发明中，光照时间为1～72小时，其中优选48小时，这个反应时间下，产物硒含量较高。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种光催化硒转移合成硒代糖的方法。其反应原料便宜，溶剂环保，反应过程环保温和，不产生废弃物。并且由于不使用有毒有害反应物和溶剂，产物更加安全可靠。
具体实施方式
在本发明中，我们发现，通常被认为非常稳定并且在绝大多数溶剂中不溶的硒粉，可在光照下发生硒转移反应，将糖类水溶液硒化，从而实现了硒代糖的绿色合成，有很好的应用前景。因此，本发明通过光照硒粉与糖类水溶液的混合物，可以将硒转移到溶液中，得到硒糖溶液。本发明公开的合成硒糖的方法成本低廉、制作简单，能够显著降低生产成本，有很好的应用价值。
下面的实施例对本发明进行更详细的阐述，而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
将5mL质量浓度为5％的葡萄糖溶液加入到玻璃密封反应管内，加入50mg硒粉和一粒磁力搅拌子，充氮气后密封，室温下，用8W蓝色LED光照48小时(边光照边搅拌,搅拌速度为每分钟300转)。滤去过量的硒粉后，滤液通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测得其中的硒含量为201μg/L。根据世界卫生组织标准，人类每天摄入硒至少要在50μg以上，而我国居民平均每日摄入26-32μg硒，因此，服用120mL上述溶液，即可补充每日所缺硒。未来还可将上述溶液浓缩，以制备相关饲料、食品添加剂。
实施例2
其他条件同实施例1,检验使用不同糖的效果(质量浓度都是5％，如果糖类溶解度低于这个数值，也按照这个量配置悬浮液)，实验结果见表1。
表1使用不同糖的效果检验
由上述结果可知，使用葡萄糖制备的糖水硒含量最高(实施例1)。
实施例3
其他条件同实施例1，检验不同质量浓度糖溶液的效果(使用葡萄糖)，实验结果如表2所示。
表2不同质量浓度糖溶液的效果的检验
由上述结果可知，随着糖浓度增加，制备的硒含量也会增加。但在超过5％(实施例1)后，硒增加不明显。因此，充分考虑性价比，使用5％浓度糖溶液最佳。
实施例4
其它条件同实施例1，检验不同光源，检验其效果。实验结果如表3所示。
表3不同光源效果检验
由上述结果可知，使用LED蓝光，效果最佳(实施例1)。
实施例5
其他条件同实施例1，检验不同光照时间的效果，实验结果如表4所示。
表4不同光照时间效果检验
由上述结果可知，光照时间增加有利于提高硒含量，但超过48小时(实施例1)后，提高速度不明显。因此，综合考虑，光照48小时最佳。
Claims (8)
1.一种光催化硒转移合成硒代糖的方法，其特征在于：将过量硒粉投入到糖类水溶液中，以可见光源照射，滤去未反应的硒粉后，得到含有硒代糖的水溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：糖类水溶液的质量浓度为0.00001％～饱和。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：糖类水溶液质量浓度为5％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：糖类为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、壳聚糖、环糊精、卡拉胶中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：可见光源包括自然日光、钨灯光、LED白光、LED蓝光、LED红光、LED黄光中的一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：可见光源为LED蓝光。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：以可见光源照射1～72小时。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：以可见光源照射48小时。
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