LA METODOJ POR FABRICADO DE ALKIL GLUCOSIDOJ

Fischer-glikozidado estas la sola metodo de kemia sintezo, kiu ebligis la disvolviĝon de la hodiaŭaj ekonomiaj kaj teknike perfektigitaj solvoj por grandskala produktado de alkil-poliglukozidoj. Produktinstalaĵoj kun kapacitoj de pli ol 20,000 t/jare jam estis realigitaj kaj pligrandigas la produktan gamon de la surfaktantindustrio kun surfacaktivaj agentoj bazitaj sur renovigeblaj krudaĵoj. D-glukozo kaj liniaj C8-C16 grasalkoholoj pruvis esti la preferataj krudmaterialoj. Tiuj elduktoj povas esti transformitaj al surfacaktivaj alkilpoliglukozidoj per rekta Fischer-glikozidado aŭ du-ŝtupa transglikozidado per butilpoliglukozido en la ĉeesto de acidaj kataliziloj, kun akvo kiel kromprodukto. La akvo devas esti distilita de la reagmiksaĵo por ŝanĝi la reagekvilibron direkte al la dezirataj produktoj. Dum la glikozida procezo, malhomogenecoj en la reakcia miksaĵo devas esti evititaj, ĉar ili kondukas al troa formado de tiel nomataj poliglukozidoj, kiuj estas tre nedezirindaj. Multaj teknikaj stratagemoj do koncentriĝas pri homogenigo de la elduktoj n-glukozo kaj alkoholoj, kiuj estas nebone mikseblaj pro sia diferenco en poluseco. Dum reago, glikozidaj ligoj formiĝas kaj inter grasalkoholo kaj n-glukozo kaj inter la n-glukozaj unuoj mem. Alkilpoliglukozidoj sekve formiĝas kiel miksaĵoj de frakcioj kun malsamaj nombroj da glukozunuoj ĉe la longĉena alkilrestaĵo. Ĉiu el tiuj frakcioj, siavice, konsistas el pluraj izomeraj eroj, ĉar la n-glukozaj unuoj alprenas malsamajn anomerajn formojn kaj ringformojn en kemia ekvilibro dum Fischer-glikozidado kaj la glikozidaj ligoj inter D-glukozaj unuoj okazas en pluraj eblaj ligaj pozicioj. . La anomerproporcio de la D-glukozaj unuoj estas proksimume α/β＝ 2: 1 kaj ŝajnas malfacile influi sub la priskribitaj kondiĉoj de Fischer-sintezo. Sub termodinamike kontrolitaj kondiĉoj, la n-glukozaj unuoj enhavitaj en la produktomiksaĵo ekzistas ĉefe en la formo de piranozidoj. La averaĝa nombro da n-glukozaj unuoj per alkilrestaĵo, la tielnomita grado da polimerigo, estas esence funkcio de la molara rilatumo de la elduktoj dum fabrikado. Pro iliaj prononcitaj surfaktantpropraĵoj [1] ligoj, speciala prefero ricevas al alkilpoliglukozidoj kun gradoj da polimerigo inter 1 kaj 3, por kiuj proksimume 3-10 mol grasalkoholo devas esti uzitaj per mole da n-glukozo en la procezo.

La grado de polimerigo malpliiĝas kiam la troa grasa alkoholo pliiĝas. Troaj grasalkoholoj estas apartigitaj kaj reakiritaj per plurpaŝa vakua distiladprocezo kun falantaj filmvaporiloj, tiel ke termika streso povas esti konservita al minimumo. La vaporiĝtemperaturo devus esti sufiĉe alta kaj la kontaktotempo en la varma zono nur sufiĉe longa por certigi sufiĉan distiladon de la troa grasalkoholo kaj fluon de la alkilpoliglukozida fandado sen iu signifa putriĝoreago. Serio de vaporiĝaj ŝtupoj povas esti avantaĝe uzata por apartigi unue la malalt-bolantan frakcion, poste la ĉefan kvanton da grasalkoholo, kaj fine la restantan grasalkoholon, ĝis la alkilpoliglikozido fandas kiel akvosolvebla restaĵo.

Eĉ sub la plej mildaj kondiĉoj por la sintezo kaj vaporiĝo de grasaj alkoholoj, nedezirinda bruna senkoloriĝo okazos, kaj blankigprocezoj estas postulataj por rafini la produkton. Unu metodo de blankigado kiu pruvis taŭga estas aldoni oksigenantan agenton, kiel ekzemple hidrogena peroksido, al akva formuliĝo de alkilpoliglikozido en alkala medio en ĉeesto de magneziojonoj.

La multoblaj studoj kaj variantoj uzataj en la sintezo, post-prilaborado kaj rafina procezo garantias, ke eĉ hodiaŭ ankoraŭ ne ekzistas vaste aplikebla "ŝlosila" solvo por akiri specifan produktan gradon. Male, ĉiuj procezaj paŝoj devas esti formulitaj. Dongfu provizas kelkajn sugestojn por la solvdezajno kaj teknikaj solvoj, kaj klarigas la kemiajn kaj fizikajn kondiĉojn por la reago, apartigo kaj rafina procezo.

Ĉiuj tri ĉefaj procezoj - homogena transglikozidado, suspensioprocezo kaj glukoza manĝtekniko - povas esti uzataj sub industriaj kondiĉoj. Dum transglikozidado, la koncentriĝo de la meza butilpoliglukozido, kiu funkcias kiel solvigilo por la eduktoj D-glukozo kaj butanolo, devas esti konservita pli ol 15% en la reagmiksaĵo por eviti malhomogenecojn. Por la sama celo, la akva koncentriĝo en la reakcia miksaĵo uzata por rekta Fischer-sintezo de alkilpoliglukozidoj devas esti konservita je malpli ol ĉirkaŭ 1%. Ĉe pli altaj akvoenhavoj ekzistas risko turni la suspenditan kristalan D-glukozon en gluecan mason, kiu poste rezultigus malbonan prilaboradon kaj troan polimerigon. Efika movo kaj homogenigo antaŭenigas la fajnan distribuon kaj reagemon de la kristala D-glukozo en la reakcia miksaĵo.

Kaj teknikaj kaj ekonomiaj faktoroj devas esti pripensitaj kiam elektado de la metodo de sintezo kaj ĝiaj pli kompleksaj variantoj. Homogenaj transglikozidaj procezoj bazitaj sur D-glukozaj siropoj aperas precipe favoraj por kontinua produktado grandskale. Ili permesas konstantajn ŝparojn pri kristaliĝo de la krudmaterialo D-glukozo en la aldonvalora ĉeno, kiuj pli ol kompensas la pli altajn unufojajn investojn en la transglikozida paŝo kaj la reakiro de butanolo. La uzo de n-butanolo prezentas neniujn aliajn malavantaĝojn, ĉar ĝi povas esti reciklita preskaŭ tute tiel ke la restaj koncentriĝoj en la reakiritaj finproduktoj estas nur kelkaj partoj per miliono, kiuj povas esti konsideritaj nekritikaj. Rekta glikozidado de Fischer laŭ la suspensiaĵo-procezo aŭ glukoza nutrado-tekniko forigas la transglikozidan paŝon kaj la reakiron de butanolo. Ĝi ankaŭ povas esti farita senĉese kaj postulas iomete pli malaltajn kapitalelspezojn.

En la estonteco, la provizo kaj prezo de fosiliaj kaj renovigeblaj krudaĵoj, same kiel la plua teknologia progreso en la produktado de alkil-polisakaridoj, havos decidan efikon al la merkatkapacito kaj produktadkapablo de disvolviĝo kaj aplikado. Baza polisakarido jam havas siajn proprajn teknikajn solvojn, kiuj povas provizi gravajn konkurencivajn avantaĝojn en la surfaca traktado-merkato por kompanioj kiuj disvolvas aŭ adoptis tiajn procezojn. Ĉi tio estas precipe vera kiam prezoj estas altaj kaj malaltaj. La kosto de fabrikado de la fabrikanto altiĝis al la kutima nivelo, eĉ se la prezo de lokaj krudaĵoj iomete malpliiĝas, ĝi povas ripari la anstataŭaĵojn de surfaktaĵoj kaj povas instigi la instaladon de novaj alkil-polisakaridaj produktadfabrikoj.