2.5.2 碳水化合物制备乳酸(酯)的反应路径

如图2-14所示,葡萄糖水热降解生成乳酸的反应路径及所涉及的基本反应包括[189]:葡萄糖在水热条件下(特别是碱性条件)发生1,2-氢转移和逆羟醛缩合反应生成1,3-二羟基丙酮和甘油醛,其中1,3-二羟基丙酮继续发生1,2-氢转移转化为甘油醛,而甘油醛则经β-消除生成丙酮醛,并进而发生坎尼扎罗反应生成乳酸。这条催化水热转化己糖生成乳酸的路径已经被目前大多数的研究者接受[78,190-197]。不过,Tolborg等[198]认为葡萄糖在水热转化为乳酸的过程中,葡萄糖也可能先发生β-消除反应而生成3-脱氧葡萄糖醛酮,3-脱氧葡萄糖醛酮则发生逆羟醛缩合反应而生成甘油醛和丙酮醛,而这两种C3化合物再继续转化为乳酸。

图2-14 葡萄糖生成乳酸的反应路径

当在水热条件下转化己糖制备乳酸(酯)时,易发生下述副反应:①葡萄糖发生逆羟醛缩合反应生成赤藓糖和乙醇醛[199];②果糖发生脱水反应生成HMF,并进而降解为乙酰丙酸[77];③葡萄糖、果糖及其中间产物发生聚合反应,生成固体残渣,即水热焦炭[200]。这些副反应的发生会降低己糖在生成乳酸(酯)过程中的目标产物的选择性。