Transglikozidaj procezoj uzante D-glukozon kiel krudaĵojn.

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 konvertitaj en surfacaktivajn alkilpoliglikozidojn per rekta Fischer-glikozilado aŭ per du-ŝtupaj transglikozidoj de butilpoliglikozido en la ĉeesto de acida katalizilo, kun akvo kiel kromprodukto. Akvo devas esti distilita de la reagmiksaĵo por ŝanĝi la reagekvilibron direkte al la dezirata produkto. En la glikosilatprocezo, malhomogenecoj en la reagmiksaĵo devus esti evititaj ĉar ili povas konduki al troa formado de tielnomita polidekstrozo, kiu estas tre nedezirinda. Tial, multaj teknikaj strategioj temigas la homogenajn eduktojn n-glukozon kaj alkoholon, kiuj estas malfacile mikseblaj pro siaj malsamaj polusoj. 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 normalaj glukozaj unuoj per alkilrestaĵo, la tielnomita grado de polimerigo, estas esence funkcio de la molara proporcio de eduktoj dum la produktada procezo. Pro iliaj rimarkindaj surfaktantpropraĵoj, alkilpoliglikozidoj kun grado de polimerigo inter 1 kaj 3 estas precipe preferataj, tial proksimume 3-10 moloj da grasalkoholoj devas esti uzitaj per mole da normala glukozo en ĉi tiu metodo.

La grado de polimerigo malpliiĝas ĉe kreskanta troo de grasalkoholo. La troa grasalkoholo estas apartigita kaj reakirita per plurpaŝaj vakuaj distiladprocezoj kun fal-filmaj vaporigiloj, kiuj ebligas minimumigi la termikan streson. La vaporiĝtemperaturo devus esti sufiĉe alta kaj la kontaktotempo en la varma zono nur sufiĉe longa por certigi adekvatan distiladon de la troo de grasalkoholo kaj fluon de la alkilpoliglukozida fandado, sen la okazo de iuj konsiderindaj putriĝoreagoj. Serio de vaporiĝŝtupoj povas esti favore utiligitaj por apartigi unue malalt-bolantajn frakciojn, tiam la ĉefkvanton de grasalkoholo, kaj finfine la restantan grasalkoholon ĝis la alkilpoliglukozido degeliĝas estas akiritaj kiel akvosolveblaj restaĵoj.

Eĉ kiam sintezo kaj vaporiĝo de la grasa alkoholo estas faritaj sub la plej mildaj kondiĉoj, nedezirata bruna malkoloro okazas, postulante blankigadon por rafini la produktojn. Unu blankiga metodo kiu pruvis taŭga estas la aldono de oksidantoj kiel ekzemple hidrogena peroksido al akvaj preparoj de alkilpoliglukozidoj en alkala medio en ĉeesto de magneziojonoj.

La multnombraj esploroj kaj variaĵoj uzataj dum sintezo, prilaborado kaj rafinado montras, ke eĉ hodiaŭ ankoraŭ ne ekzistas ĝenerale uzeblaj "ŝlosilaj" solvoj por akiri specifajn produktokvalitojn. Male, ĉiuj procezaj paŝoj devas esti ellaboritaj, reciproke ĝustigitaj kaj optimumigitaj. Ĉi tiu ĉapitro disponigis sugestojn kaj priskribis kelkajn praktikeblajn manierojn elpensi teknikajn solvojn, same kiel deklarante normajn kemiajn kaj fizikajn kondiĉojn por konduki reagojn, apartigon kaj rafinajn procezojn.

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.

La estonta havebleco kaj prezoj de fosiliaj kaj renovigeblaj krudaĵoj, same kiel pliaj teknikaj progresoj en produktado kaj aplikado de alkil-poliglukozidoj, povas esti atenditaj havi decidan influon sur la evoluo de la merkata volumo kaj produktadkapabloj de ĉi-lasta. La realigeblaj teknikaj solvoj kiuj jam ekzistas por la produktado kaj uzo de alkilpoliglukozidoj povas doni esencan konkurencivan avantaĝon en la surfaktantmerkato al firmaoj kiuj evoluigis aŭ jam utiligas tiajn procezojn. Ĉi tio estas precipe vera en la okazo de altaj naftoprezoj kaj malaltaj cerealaj prezoj. Ĉar la fiksaj produktadkostoj certe estas sur kutima nivelo por grocaj industriaj surfaktaĵoj, eĉ eta reduktoj en la prezo de indiĝenaj krudmaterialoj povas instigi la anstataŭigon de surfaktantvaroj kaj povas klare instigi la instaladon de novaj produktadfabrikoj por alkilpoliglukozidoj.