磺酸树脂NKC-9催化离子液体中纤维素的降解
小组成员：应化0901：周凯、白晓鹏日期：2012/9/6 应化0903：王成武、康靖
一丶实验原理：
1固体酸水解原理
固体酸水解原理不同于传统的酸水解原理，固体酸与纤维素的作用发生在固体酸表面，而不是酸溶液中。

固体酸水解可分为三步骤：
第一步：纤维素水解为可溶性葡聚糖；
第二步：可溶性葡聚糖的糖苷键吸附在固体酸的活性位上;
第三步：葡聚糖进一步水解得到葡萄糖并且释放于液相中。

2还原糖测定原理
还原糖的含量采用3，5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)测定。

还原糖的测定是糖定量分析的基本方法。

还原糖一般是指含有自由醛基或酮基的糖类，单糖都是还原糖，多糖和双糖不一定是还原糖，其中麦芽糖和乳糖是还原糖，淀粉和蔗糖是非还原糖。

利用溶解度不同可将单糖、双糖与多糖区分开来。

对于没有还原性的双糖和多糖，可以用酸水解的方法使其降解成有还原性的单糖，然后进行测定。

还原糖在碱性条件下加热能将3，5-二硝基水杨酸中的硝基还原成氨基，生成棕红色的3-氨基-5-硝基水杨酸。

在一定范围内，还原糖的量与棕红色物质颜色的深浅成正比关系，利用紫外分光光度计，在540nm波长下测定吸光度值，再根据标准曲线计算，便可求出样品中还原糖的含量（吸光度控制在0.2到0.8之间）。

二丶实验器材：
水浴锅，电子天平，圆底烧瓶，20ml试管，移液枪，具塞刻度试管，紫外分光光度计
蒸馏水，微晶纤维素，咪唑氯离子液体，DNS试剂，葡萄糖标样
三丶实验步骤：
1葡萄糖标准曲线的制作
（1）溶液的制备
葡萄糖标准溶液的制备：取约0.1g葡萄糖标样，80ºC真空干燥3-4h，然后准确称量0.05g 左右的干燥样品，加少量的蒸馏水溶解，转移到50ml的棕色容量瓶中，摇匀，定容，计算溶液的准确浓度，备用。

咪唑氯离子液体的合成：6mlN-甲基咪唑和9.5ml1-氯丁烷混合，加热干燥，80-85ºC，反应10-20分钟，然后升温至100-105ºC反应24小时，再升温至115ºC反应8小时，直至最终体系无明显分层。

用10ml乙酸乙酯洗涤萃取三次。

剧烈混合乙酸乙酯和离子液体产物，分液，蒸馏除去残留乙酸乙酯，产物在90ºC真空干燥6-8小时，称重，计算产率。

DNS试剂的制备：取3.15克DNS样品和131ml 2mol/L NaOH 溶液，加入250ml含有92.5克酒石酸钠的热水溶液中，加2.5克亚硫酸钠和2.5克苯酚，搅拌溶解，冷却，定容至500ml,储存于棕色试剂瓶中备用。

（配制显色剂过程中加入苯酚可增加试剂的显色作用,亚硫酸钠可进一步增强试剂的稳定性。

样品测试液的制备过程中,水解时间要严格控制,时间短则多糖水解不完全,时间长则单糖和盐酸发生化学反应生成糖醛,不能和3,5-二硝基水杨酸发
生缩合反应。

）
（2）制作标准曲线
取6支20ml具塞刻度试管，按下表分别加入下面表格中对应量体积的备用溶液试剂，再分别加入3ml DNS显色剂，另取一支试管加入6ml DNS显色剂作为空白样品。

摇匀，然后将7支试管于沸水浴加热5min，取出，冷却至室温，用蒸馏水将7支试管定容至20ml，加塞摇匀，取适量溶液于比色皿中，用0号DNS空白样品调零，最大吸收波长为540nm，分别测得其他各溶液的吸光度，记录数据，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，制作标准曲
2纤维素的水解
（1）纤维素的溶解
向单口圆底烧瓶中依次加入2.05g [Bmin]Cl,约0.1g左右准确质量微晶纤维素，120ºC油浴条件下加热磁力搅拌约2min，呈透明溶液后，将透明溶液加入5ml水中，由于纤维素不溶于离子液体的水溶液，纤维素从溶液中析出，然后对悬浊液抽滤得到再生纤维素，再加入15ml蒸馏水搅拌15-20min彻底清洗3次。

（2）催化水解
于上述烧瓶中加入10mol%催化剂，，再加入11.1ul 的蒸馏水，将其放入50℃恒温水浴摇床中水解。

保持恒温，每间隔半小时于反应体系中取出约0.2g 溶液，加入具塞刻度试管，准确称重，加3ml H2O淬灭，小心过滤，滤液编号备TRS检测用。

用移液枪移取上述滤液200ul 加入到20 ml 具塞刻度试管中，准确称量，再加入1.8 mlH2O和1.5ml DNS试剂，并且用另一试管中加DNS作为空白试样，一起沸水浴中5min，取出冷却至室温，定容到20ml，再用UV检测确定TRS的物质的量，计算产率。

四、数据处理与结果计算
1、绘制葡萄糖标准曲线
2、TRS产率=（还原糖的质量×0.9）/原始纤维素的质量×100%
纤维素的转化率=反应前后纤维素质量的变化量/反应前投入的纤维素质量×100%;
3、根据各个组之间的实验条件绘制TRS产率随水解时间变化的曲线。

五、分析讨论
水的用量和催化剂用量对还原糖的产率有什么影响？。