不同催化剂双氧水氧化淀粉的转化及结晶度的比较1)

刘 灿 顾继友 张彦华

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

氧化淀粉是工业上研究和使用较早的淀粉衍生物之一。氧化淀粉通过化学改性的方法使淀粉的物理和化学特性按照人们的需要发生改变［1］。X-射线和核磁共振实验表明，直链淀粉是卷曲盘旋并且呈左螺旋状态，往往是和支链淀粉的团簇结构交织在一起［2］。因此，AGU之间的距离很近，相近的两个AGU通过仲羟基的氢键相连在一起。这就使得淀粉结构中某些分子之间的排列具有一定的规律性，结合成“束网”状的结晶结构。在天然淀粉颗粒中，结晶结构占到了45%左右。由于结晶结构紧密且很难溶于水限制了化学反应进一步的发生［3-4］，所以氧化淀粉的结晶度越低，参与反应的程度也就越高。用于生产氧化淀粉的氧化剂有多种，如双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾、过氧化硫、高碘酸等各有特点。氧化淀粉工业中以双氧水作为氧化剂有以下优点:氧化后的淀粉白度增加，且双氧水作为氧化剂最终被还原生成水，环境污染很小。Blennow［5］、Smigielska［6］认为，双氧水包含大量活性氧，因此有很高的氧化潜力。但是淀粉的有机官能团很难被双氧水的活性氧氧化，需要加入金属离子进行催化。杜建功等［7］讨论了重金属催化作用下双氧水对淀粉的氧化机理，但未指出重金属究竟是哪几种金属。双氧水作为氧化剂氧化淀粉时常用的催化剂有两种，重金属离子 Fe2+和 Cu2+。其中韩立鹏等［8］、冯国涛［9］分别考察了Fe2+离子对淀粉的催化作用。其反应机理分为以下几步［10］。……