有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (10): 3873-3884.DOI: 10.6023/cjoc202502009 上一篇 下一篇
研究论文
收稿日期:2025-02-10
修回日期:2025-04-14
发布日期:2025-05-06
Ying Lia, Shuozhen Hua, Wei Fangb, Xing Xiaob, Xinsheng Zhanga,*(
)
Received:2025-02-10
Revised:2025-04-14
Published:2025-05-06
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本研究旨在通过电化学方法氧化乙醇胺(MEA)合成甘氨酸(Gly). 对电解槽结构对反应效果的影响进行了研究, 发现无隔膜电解槽在提高Gly收率、Gly选择性、MEA转化率和电流效率等方面的效果优于隔膜电解槽. 通过一系列实验设计, 发现无隔膜电解槽电解效果高于隔膜电解槽的主要原因为阴极Pb发生了部分Pb(Ⅱ)溶出现象. 溶出的Pb(Ⅱ)迁移至阳极, 在阳极表面氧化生成PbO2并附着于阳极表面, PbO2与Pt协同催化氧化乙醇胺提高了甘氨酸的收率. 借助电化学原位红外光谱研究揭示了C—OH在Pt-PbO2电极表面具有较强吸附, 且Pt-PbO2可促进乙醇胺中的C—OH电氧化为C=O和COOH. 最后通过优化电解质种类和浓度、乙醇胺浓度等条件, 以90.54%的高收率获得甘氨酸, 甘氨酸选择性和乙醇胺转化率均超过90%. 重复性实验证明该电解法具有较好的重复性. 通过调节溶液pH、过滤、减压蒸馏、洗涤、干燥一系列操作得到Gly固体, Gly分离效率为88%.
李颖, 胡硕真, 方卫, 肖星, 张新胜. 乙醇胺电氧化合成甘氨酸的研究[J]. 有机化学, 2025, 45(10): 3873-3884.
Ying Li, Shuozhen Hu, Wei Fang, Xing Xiao, Xinsheng Zhang. Study on Synthesis of Glycine by Electrooxidation of Ethanolamine[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(10): 3873-3884.
| Anode | Gly yield/% | Gly selectivity/% | MEA conversion/% | Faraday efficiency/% |
|---|---|---|---|---|
| Pt | 27.02 | 45.40 | 59.52 | 21.62 |
| PbO2 | 70.28 | 78.50 | 89.54 | 56.25 |
| Pt-PbO2 | 80.99 | 81.45 | 99.43 | 64.81 |
| Anode | Gly yield/% | Gly selectivity/% | MEA conversion/% | Faraday efficiency/% |
|---|---|---|---|---|
| Pt | 27.02 | 45.40 | 59.52 | 21.62 |
| PbO2 | 70.28 | 78.50 | 89.54 | 56.25 |
| Pt-PbO2 | 80.99 | 81.45 | 99.43 | 64.81 |
| Acid-base environment | Gly yield/% | Gly selecti- vity/% | MEA con- version/% |
|---|---|---|---|
| Acidic media | 79.22 | 88.61 | 89.40 |
| Alkaline media | 3.09 | 5.25 | 58.99 |
| Acid-base environment | Gly yield/% | Gly selecti- vity/% | MEA con- version/% |
|---|---|---|---|
| Acidic media | 79.22 | 88.61 | 89.40 |
| Alkaline media | 3.09 | 5.25 | 58.99 |
| Serial number | Gly yield/% | Gly selecti- vity/% | MEA con- version/% | Faraday efficiency/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 84.23 | 88.03 | 95.69 | 67.28 |
| 2 | 86.30 | 90.16 | 95.73 | 69.53 |
| 3 | 85.57 | 88.43 | 96.77 | 68.50 |
| Serial number | Gly yield/% | Gly selecti- vity/% | MEA con- version/% | Faraday efficiency/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 84.23 | 88.03 | 95.69 | 67.28 |
| 2 | 86.30 | 90.16 | 95.73 | 69.53 |
| 3 | 85.57 | 88.43 | 96.77 | 68.50 |
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