Proċessi ta 'transglycosidation bl-użu ta' D-glucose bħala materja prima.

Il-glikosidazzjoni Fischer hija l-uniku metodu ta 'sintesi kimika li ppermetta l-iżvilupp tas-soluzzjonijiet ekonomiċi u teknikament pperfezzjonati tal-lum għall-produzzjoni fuq skala kbira ta' alkyl polyglucosides. Impjanti ta 'produzzjoni b'kapaċitajiet ta' aktar minn 20,000 t/sena diġà ġew realizzati u jkabbru l-firxa tal-prodotti tal-industrija tas-surfactants b'aġenti attivi tal-wiċċ ibbażati fuq materja prima rinnovabbli. D-Glucose u alkoħol xaħmi lineari C8-C16 wrew li huma l-materja prima preferuta. Dawn l-educts jistgħu jiġu kkonvertiti f'alkyl polyglycosides attivi fil-wiċċ permezz ta 'glikosilazzjoni diretta ta' Fischer jew permezz ta 'transglycosides f'żewġ stadji ta' butyl polyglycoside fil-preżenza ta 'katalizzatur aċiduż, bl-ilma bħala prodott sekondarju. L-ilma għandu jiġi distillat mit-taħlita tar-reazzjoni biex jaqleb l-ekwilibriju tar-reazzjoni lejn il-prodott mixtieq. Fil-proċess ta 'glycosylation, inomoġeneitajiet fit-taħlita ta' reazzjoni għandhom jiġu evitati minħabba li jistgħu jwasslu għal formazzjoni eċċessiva ta 'hekk imsejħa polydextrose, li hija mhux mixtieqa ħafna. Għalhekk, ħafna strateġiji tekniċi jiffokaw fuq l-educts omoġenji n-glukosju u alkoħol, li huma diffiċli biex jitħalltu minħabba l-polaritajiet differenti tagħhom. Matul ir-reazzjoni, ir-rabtiet glikosidiċi huma ffurmati kemm bejn l-alkoħol xaħmi u n-glukożju kif ukoll bejn l-unitajiet n-glukożju nfushom. L-alkyl polyglucosides konsegwentement jiffurmaw bħala taħlitiet ta' frazzjonijiet b'numri differenti ta' unitajiet ta' glukożju fir-residwu ta' alkyl ta' katina twila. Kull waħda minn dawn il-frazzjonijiet, min-naħa tagħha, hija magħmula minn bosta kostitwenti isomeriċi, peress li l-unitajiet n-glukosju jassumu forom anomeriċi differenti u forom ta 'ċirku f'ekwilibriju kimiku matul il-glikosidazzjoni ta' Fischer u r-rabtiet glikosidiċi bejn l-unitajiet D-glukożju jseħħu f'diversi pożizzjonijiet ta 'twaħħil possibbli. . Il-proporzjon tal-anomer tal-unitajiet D-glucose huwa bejn wieħed u ieħor α/β＝ 2: 1 u jidher diffiċli biex jinfluwenza taħt il-kundizzjonijiet deskritti tas-sinteżi Fischer. Taħt kundizzjonijiet ikkontrollati termodinamikament, l-unitajiet n-glukożju li jinsabu fit-taħlita tal-prodott jeżistu prinċipalment fil-forma ta’ piranosidi. In-numru medju ta 'unitajiet ta' glukożju normali għal kull residwu alkil, l-hekk imsejjaħ grad ta 'polimerizzazzjoni, huwa bażikament funzjoni tal-proporzjon molari ta' educts matul il-proċess tal-manifattura. Minħabba l-proprjetajiet ta 'surfactant notevoli tagħhom, alkyl polyglycosides bi grad ta' polimerizzazzjoni bejn 1 u 3 huma partikolarment preferuti, għal liema raġuni għandhom jintużaw madwar 3-10 moli ta 'alkoħol xaħmi għal kull mole ta' glukożju normali f'dan il-metodu.

Il-grad ta 'polimerizzazzjoni jonqos b'eċċess dejjem jiżdied ta' alkoħol xaħmi. L-alkoħol xaħmi żejjed jiġi sseparat u rkuprat permezz ta' proċessi ta' distillazzjoni bil-vakwu f'diversi stadji b'evaporaturi ta' film li jaqa', li jagħmluha possibbli li l-istress termali jinżamm fil-minimu. It-temperatura ta 'evaporazzjoni għandha tkun biss għolja biżżejjed u l-ħin ta' kuntatt fiż-żona sħuna biss twil biżżejjed biex tiżgura distillazzjoni adegwata ta 'l-eċċess ta' alkoħol xaħmi u fluss tat-tidwib tal-polyglucoside alkyl, mingħajr l-okkorrenza ta 'xi reazzjonijiet ta' dekompożizzjoni konsiderevoli. Serje ta 'passi ta' evaporazzjoni jistgħu jiġu impjegati b'mod favorevoli biex jisseparaw l-ewwel frazzjonijiet ta 'togħlija baxxa, imbagħad il-kwantità ewlenija ta' alkoħol xaħmi, u finalment l-alkoħol xaħmi li jifdal sakemm idub l-alkyl polyglucoside jinkisbu bħala residwi solubbli fl-ilma.

Anke meta s-sintesi u l-evaporazzjoni tal-alkoħol xaħmi jsiru taħt l-aktar kundizzjonijiet ġentili, isseħħ kulur kannella mhux mixtieq, li jitlob proċessi ta 'ibbliċjar biex jirfinaw il-prodotti. Metodu wieħed ta 'ibbliċjar li wera li huwa adattat huwa ż-żieda ta' ossidanti bħal perossidu ta 'l-idroġenu għal preparazzjonijiet milwiema ta' alkyl polyglucosides f'medju alkalin fil-preżenza ta 'jonji tal-manjeżju.

L-investigazzjonijiet u l-varjanti varji użati matul is-sinteżi, ix-xogħol u r-raffinar juru li anke llum għad m'hemmx soluzzjonijiet "turnkey" ġeneralment applikabbli għall-kisba ta 'gradi ta' prodotti speċifiċi. Għall-kuntrarju, il-passi kollha tal-proċess jeħtieġ li jiġu maħduma, aġġustati b'mod reċiproku, u ottimizzati. Dan il-kapitlu pprovda suġġerimenti u ddeskriva xi modi prattikabbli biex jitfasslu soluzzjonijiet tekniċi, kif ukoll iddikjara kundizzjonijiet kimiċi u fiżiċi standard għat-twettiq ta 'reazzjonijiet, separazzjoni, u proċessi ta' raffinar.

It-tliet proċessi ewlenin kollha - transglycosidation omoġenja, proċess ta 'demel likwidu, u teknika ta' għalf tal-glukosju - jistgħu jintużaw taħt kundizzjonijiet industrijali. Matul transglycosidation, il-konċentrazzjoni tal-butyl polyglucoside intermedju, li jaġixxi bħala solubilizer għall-educts D-glucose u butanol, għandha tinżamm fuq madwar 15% fit-taħlita ta 'reazzjoni sabiex jiġu evitati inomoġeneitajiet. Għall-istess għan, il-konċentrazzjoni ta' l-ilma fit-taħlita ta' reazzjoni użata għas-sintesi diretta ta' Fischer ta' alkyl polyglucosides għandha tinżamm f'inqas minn madwar 1 %. F'kontenut ta 'ilma ogħla hemm riskju li d-D-glukożju kristallin sospiż jinbidel f'massa tacky, li sussegwentement tirriżulta fi proċessar ħażin u polimerizzazzjoni eċċessiva. It-taħwid u l-omoġenizzazzjoni effettivi jippromwovu d-distribuzzjoni fina u r-reattività tad-D-glukożju kristallin fit-taħlita ta 'reazzjoni.

Kemm il-fatturi tekniċi kif ukoll dawk ekonomiċi għandhom jiġu kkunsidrati meta jintgħażlu l-metodu ta 'sintesi u l-varjanti aktar sofistikati tiegħu. Proċessi ta 'transglycosidation omoġenji bbażati fuq ġuleppi D-glucose jidhru partikolarment favorevoli għal produzzjoni kontinwa fuq skala kbira. Huma jippermettu tfaddil permanenti fuq il-kristallizzazzjoni tal-materja prima D-glukożju fil-katina tal-valur miżjud, li aktar milli jikkumpensa għall-investimenti ogħla ta 'darba fil-pass tat-transglycosidation u l-irkupru tal-butanol. L-użu ta 'n-butanol ma jippreżenta l-ebda żvantaġġ ieħor, peress li jista' jiġi riċiklat kważi kompletament sabiex il-konċentrazzjonijiet residwi fil-prodotti finali rkuprati huma biss ftit partijiet għal kull miljun, li jistgħu jitqiesu mhux kritiċi. Il-glikosidazzjoni diretta ta 'Fischer skond il-proċess tad-demel likwidu jew it-teknika ta' l-għalf tal-glukożju tiddispensa mill-pass ta 'transglycosidation u l-irkupru ta' butanol. Tista' ssir ukoll kontinwament u titlob nefqa kapitali kemxejn aktar baxxa.

Id-disponibbiltà futura u l-prezzijiet tal-materja prima fossili u rinnovabbli, kif ukoll avvanzi tekniċi ulterjuri fil-produzzjoni u l-applikazzjoni tal-alkyl polyglucosides, jistgħu jkunu mistennija li jkollhom influwenza deċiżiva fuq l-iżvilupp tal-volum tas-suq u l-kapaċitajiet ta’ produzzjoni ta’ dawn tal-aħħar. Is-soluzzjonijiet tekniċi vijabbli li diġà jeżistu għall-produzzjoni u l-użu tal-alkyl polyglucosides jistgħu jagħtu vantaġġ kompetittiv vitali fis-suq tas-surfactants lill-kumpaniji li żviluppaw jew diġà jimpjegaw tali proċessi. Dan huwa partikolarment minnu fil-każ ta' prezzijiet għoljin taż-żejt mhux raffinat u prezzijiet baxxi taċ-ċereali. Peress li l-ispejjeż fissi tal-manifattura huma ċertament fuq livell konswetudinarju għal surfactants industrijali bl-ingrossa, anke tnaqqis żgħir fil-prezz tal-materja prima indiġena jista 'jħeġġeġ is-sostituzzjoni ta' komoditajiet surfactants u jista 'jħeġġeġ b'mod ċar l-installazzjoni ta' impjanti ta 'produzzjoni ġodda għall-alkyl polyglucosides.