МЕТАДЫ АТРАМАННЯ АЛКІЛГЛЮКАЗІДАЎ

Гліказідаванне па Фішэру - адзіны метад хімічнага сінтэзу, які дазволіў распрацаваць сучасныя эканамічныя і тэхнічна дасканалыя рашэнні для буйнамаштабнай вытворчасці алкілпаліглюказідаў. Ужо рэалізаваны вытворчыя прадпрыемствы магутнасцю больш за 20 000 т/год, якія пашыраюць асартымент прамысловасці павярхоўна-актыўных рэчываў павярхоўна-актыўнымі рэчывамі на аснове аднаўляльнай сыравіны. D-глюкоза і лінейныя тлустыя спірты C8-C16 апынуліся пераважнай сыравінай. Гэтыя эдукты могуць быць ператвораны ў павярхоўна-актыўныя алкіл-поліглюказіды з дапамогай прамога гліказідавання па Фішэру або двухэтапнага трансгліказідавання праз бутыл-поліглюказід у прысутнасці кіслотных каталізатараў з вадой у якасці пабочнага прадукту. Ваду трэба адганяць з рэакцыйнай сумесі, каб зрушыць раўнавагу рэакцыі ў бок патрэбных прадуктаў. У працэсе гликозидирования варта пазбягаць неаднастайнасці рэакцыйнай сумесі, так як яны прыводзяць да празмернага адукацыі так званых полиглюкозидов, што вельмі непажадана. Таму многія тэхнічныя хітрыкі сканцэнтраваны на гамагенізацыі прадуктаў н-глюкозы і спіртоў, якія дрэнна змешваюцца з-за розніцы ў іх палярнасці. У працэсе рэакцыі ўтвараюцца гліказідныя сувязі як паміж тлустым спіртам і н-глюкозай, так і паміж самімі звеннямі н-глюкозы. Такім чынам, алкілпаліглюказіды ўтвараюцца ў выглядзе сумесі фракцый з рознай колькасцю адзінак глюкозы ў доўгаланцуговым астатку алкіла. Кожная з гэтых фракцый, у сваю чаргу, складаецца з некалькіх ізамерных складнікаў, паколькі адзінкі n-глюкозы прымаюць розныя анамерныя формы і колцавыя формы ў хімічнай раўнавазе падчас гліказідавання па Фішэру, а гліказідныя сувязі паміж адзінкамі D-глюкозы ўзнікаюць у некалькіх магчымых месцах сувязі. . Суадносіны аномераў адзінак D-глюкозы складае прыблізна α/β＝ 2:1, і на яго цяжка паўплываць у апісаных умовах сінтэзу Фішэра. У тэрмадынамічна кантраляваных умовах адзінкі n-глюкозы, якія змяшчаюцца ў сумесі прадукту, існуюць пераважна ў форме піранозідаў. Сярэдняя колькасць адзінак n-глюкозы на алкільны астатак, так званая ступень полімерызацыі, па сутнасці з'яўляецца функцыяй малярнага суадносін эдуктаў падчас вытворчасці. З-за іх выяўленых павярхоўна-актыўных уласцівасцяў [1] асаблівая перавага аддаецца алкилполиглюкозидам са ступенню полімерызацыі ад 1 да 3, для якіх у працэсе неабходна выкарыстоўваць прыкладна 3-10 моль тлустага спірту на моль n-глюкозы.

Ступень полімерызацыі зніжаецца па меры павелічэння лішку тлустага спірту. Лішак тлустых спіртоў аддзяляецца і аднаўляецца з дапамогай шматступеньчатага працэсу вакуумнай дыстыляцыі з выпарнікамі з падаючай плёнкай, каб цеплавое напружанне было зведзена да мінімуму. Тэмпература выпарэння павінна быць дастаткова высокай, а час кантакту ў гарачай зоне дастаткова доўгім, каб забяспечыць дастатковую перагонку лішку тлустага спірту і паток расплаву алкілпаліглюказіду без якой-небудзь значнай рэакцыі раскладання. Шэраг стадый выпарвання можа быць выгадна выкарыстаны для падзелу спачатку нізкакіпячай фракцыі, затым асноўнай колькасці тлустага спірту і, нарэшце, астатняга тлустага спірту, пакуль алкилполигликозид не расплавіцца ў выглядзе вадараспушчальнага астатку.

Нават у самых мяккіх умовах для сінтэзу і выпарэння тлустых спіртоў будзе адбывацца непажаданая карычневая афарбоўка, і для ачысткі прадукту неабходныя працэсы адбельвання. Адным з метадаў адбельвання, які апынуўся прыдатным, з'яўляецца даданне акісляльніка, напрыклад перакісу вадароду, у водны склад алкилполигликозида ў шчолачным асяроддзі ў прысутнасці іёнаў магнію.

Шматлікія даследаванні і варыянты, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе сінтэзу, пост-апрацоўкі і рафінавання, гарантуюць, што нават сёння не існуе шырока прымяняльнага рашэння «пад ключ» для атрымання пэўнай маркі прадукту. Наадварот, трэба сфармуляваць усе этапы працэсу. Dongfu дае некаторыя прапановы па распрацоўцы раствора і тэхнічных рашэннях, а таксама тлумачыць хімічныя і фізічныя ўмовы для працэсу рэакцыі, падзелу і рафінавання.

Усе тры асноўныя працэсы - гамагеннае трансгліказідаванне, суспензійны працэс і метад падачы глюкозы - можна выкарыстоўваць у прамысловых умовах. Падчас трансгліказідавання канцэнтрацыя прамежкавага бутылавага паліглюказіду, які дзейнічае як солюбілізатар для эдуктаў D-глюкозы і бутанолу, павінна падтрымлівацца ў рэакцыйнай сумесі каля 15 %, каб пазбегнуць неаднароднасці. З той жа мэтай канцэнтрацыя вады ў рэакцыйнай сумесі, якая выкарыстоўваецца для прамога сінтэзу алкилполиглюкозидов па Фішэру, павінна падтрымлівацца на ўзроўні менш за каля 1%. Пры большым утрыманні вады існуе рызыка ператварэння ўзважанай крышталічнай D-глюкозы ў клейкую масу, што прывядзе да дрэннай апрацоўкі і празмернай полімерызацыі. Эфектыўнае перамешванне і гамагенізацыя спрыяюць тонкаму размеркаванню і рэакцыйнай здольнасці крышталічнай D-глюкозы ў рэакцыйнай сумесі.

Пры выбары метаду сінтэзу і яго больш дасканалых варыянтаў неабходна ўлічваць як тэхнічныя, так і эканамічныя фактары. Гамагенныя працэсы трансгліказідавання на аснове сіропаў D-глюкозы аказваюцца асабліва спрыяльнымі для бесперапыннай вытворчасці ў вялікіх маштабах. Яны дазваляюць пастаянна зэканоміць на крышталізацыі сыравіны D-глюкозы ў ланцужку дабаўленай вартасці, што больш чым кампенсуе больш высокія аднаразовыя інвестыцыі ў этап трансгліказідавання і аднаўленне бутанолу. Выкарыстанне н-бутанолу не мае іншых недахопаў, паколькі яго можна амаль цалкам перапрацаваць, так што рэшткавыя канцэнтрацыі ў атрыманых канчатковых прадуктах складаюць усяго некалькі частак на мільён, што можна лічыць некрытычным. Прамое гліказідаванне па Фішэру ў адпаведнасці з працэсам суспензіі або метадам падачы глюкозы абыходзіцца без этапу трансгліказідавання і аднаўлення бутанолу. Гэта таксама можа выконвацца пастаянна і патрабуе крыху меншых капітальных выдаткаў.

У будучыні пастаўкі і цэны на выкапнёвую і аднаўляльную сыравіну, а таксама далейшы тэхналагічны прагрэс у вытворчасці алкільных поліцукрыдаў будуць мець вырашальны ўплыў на ёмістасць рынку і вытворчыя магутнасці распрацоўкі і прымянення. Базавы поліцукрыд ужо мае свае ўласныя тэхнічныя рашэнні, якія могуць забяспечыць важныя канкурэнтныя перавагі на рынку апрацоўкі паверхні для кампаній, якія распрацоўваюць або прынялі такія працэсы. Гэта асабліва дакладна, калі цэны высокія і нізкія. Вытворчы кошт вытворчага агента падняўся да звычайнага ўзроўню, нават калі цана на мясцовую сыравіну нязначна знізіцца, гэта можа выправіць заменнікі павярхоўна-актыўных рэчываў і можа стымуляваць устаноўку новых заводаў па вытворчасці алкільных поліцукрыдаў.