Fisher sinteziga asoslangan alkil glikozid ishlab chiqaruvchi zavodning loyiha talablari asosan ishlatiladigan uglevod turiga va ishlatiladigan spirtning zanjir uzunligiga bog'liq.Oktanol/dekanol va dodekanol/tetradekanol asosida suvda eruvchan alkil glikozidlarni ishlab chiqarish birinchi marta joriy qilingan. . Ma'lum bir DP uchun ishlatilgan spirt tufayli suvda erimaydigan alkil poliglikozidlar (alkilchiandagi C atomlari soni≥16) alohida ko'rib chiqiladi.
Kislota bilan katalizlangan alkil poliglyukozid sintezi sharoitida poliglyukoza efiri va rangli aralashmalar kabi ikkilamchi mahsulotlar hosil bo'ladi.Poliglyukoza sintez jarayonida glikosil polimerizatsiyasi natijasida hosil bo'lgan amorf moddadir.Ikkilamchi reaksiyaning turi va konsentratsiyasi jarayon parametrlariga bog'liq. , masalan, harorat, bosim, reaksiya vaqti, katalizator va boshqalar.So'nggi yillarda sanoat alkil poliglikozidlarini ishlab chiqarishni rivojlantirish orqali hal qilingan muammolardan biri sintez bilan bog'liq ikkilamchi mahsulotlarning shakllanishini minimallashtirishdir.
Umuman olganda, qisqa zanjirli alkogolga asoslangan (C8/10-OH) va past DP (katta alkogolning haddan tashqari dozasi) alkil glikozidlari eng kam ishlab chiqarish muammolariga ega. Reaktsiya bosqichida ortiqcha spirtning ko'payishi bilan ikkilamchi mahsulotlar ishlab chiqarish kamayadi. Piroliz mahsulotlarini shakllantirish jarayonida termal stressni kamaytiradi va ortiqcha spirtli ichimliklarni olib tashlaydi.
Fisher glikozidlanishini birinchi bosqichda glyukoza nisbatan tez reaksiyaga kirishadigan va oligomer muvozanatiga erishiladigan jarayon sifatida ta’riflash mumkin. Bu bosqichdan so‘ng alkil glikozidlarning sekin parchalanishi kuzatiladi. Degradatsiya jarayoni dekilkillanish va polimerlanish kabi bosqichlarni o‘z ichiga oladi. kontsentratsiyalar ortib, qaytarilmas tarzda termodinamik jihatdan ancha barqaror poliglyukoza hosil qiladi.Optimal reaksiya vaqtidan oshib ketgan reaksiya aralashmasi haddan tashqari reaktsiya deb ataladi.Agar reaksiya muddatidan oldin tugatilgan bo'lsa, hosil bo'lgan reaksiya aralashmasi ko'p miqdorda qoldiq glyukozani o'z ichiga oladi.
Reaksiya aralashmasida alkil glyukozidning faol moddalarini yo'qotish poliglyukoza hosil bo'lishi bilan yaxshi bog'liqdir. Haddan tashqari reaktsiya bo'lsa, poliglyukozaning cho'kishi orqali reaktsiya aralashmasi asta-sekin yana polifazaga aylanadi.Shuning uchun mahsulot sifati va mahsulot unumiga reaktsiyaning tugash vaqti jiddiy ta'sir qiladi.Qattiq glyukozadan boshlab, ikkilamchi mahsulotlardagi alkil glikozidlar. tarkibida pastroq bo'lib, boshqa qutb komponentlarini (poliglyukoza) va qolgan uglevodlarni hech qachon to'liq reaksiyaga kirishmagan reaktiv aralashmadan filtrlash imkonini beradi.
Optimallashtirilgan jarayonda eterifikatsiya mahsuloti kontsentratsiyasi nisbatan past bo'ladi (reaktsiya harorati, vaqti, katalizator turi va konsentratsiyasi va boshqalarga bog'liq).
4-rasmda dekstroz va yog'li spirtning (C12/14-OH) to'g'ridan-to'g'ri reaktsiyasining odatiy kursi ko'rsatilgan.
Reaksiya parametrlarining harorati va bosimi fisher glikatsiyasi reaktsiyasida bir-biri bilan chambarchas bog'liqdir.Past ikkilamchi mahsulotlarga ega alkil poliglikozidlarni ishlab chiqarish uchun bosim va haroratni bir-biriga moslashtirish va qat'iy nazorat qilish kerak.
Alkil poliglikozidlar ikkilamchi mahsulotlarda past bo'lib, asetalizatsiyadagi past reaktsiya harorati (~100 ℃) tufayli yuzaga keladi. Biroq, past haroratlar nisbatan uzoq reaktsiya vaqtlariga (spirtli ichimliklar zanjirining uzunligiga qarab) va past o'ziga xos reaktor samaradorligiga olib keladi. Nisbatan yuqori reaksiya harorati (>100℃, odatda 110-120℃) uglevodlar rangining o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Reaksiya aralashmasidan pastroq qaynaydigan reaktsiya mahsulotlarini (to'g'ridan-to'g'ri sintezdagi suv, transatsetalizatsiya jarayonida qisqa zanjirli spirtlar) olib tashlash orqali asetalizatsiya muvozanati mahsulot tomoniga o'tadi. Agar vaqt birligida nisbatan katta miqdorda suv hosil bo'lsa, masalan, yuqori reaktsiya haroratida, bu suvni reaktsiya aralashmasidan samarali ravishda olib tashlashni ta'minlash kerak. Bu suv ishtirokida sodir bo'ladigan ikkilamchi reaktsiyalarni (ayniqsa, polidekstrozning shakllanishi) kamaytiradi. Reaktsiya bosqichining bug'lanish samaradorligi nafaqat bosimga, balki bug'lanish maydoniga va boshqalarga ham bog'liq. Transatsetalizatsiya va to'g'ridan-to'g'ri sintez variantlarida odatiy reaktsiya bosimi 20 va 100 mbar orasida.
Yana bir muhim optimallashtirish omili - glikozidlanish jarayonida selektiv katalizatorlarni ishlab chiqish, bu bilan, masalan, poliglyukoza hosil bo'lishi va eterifikatsiyani inhibe qiladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, Fisher sintezidagi atsetal yoki teskari asetal kislotalar tomonidan katalizlanadi.Asosiy jihatdan, etarli kuchga ega bo'lgan har qanday kislota sulfat kislota, p-toluol va alkil benzolsulfonik kislota va sulfonik süksin kislotasi kabi bu maqsad uchun javob beradi. Reaksiya tezligi kislotalilik va spirtdagi kislota konsentratsiyasiga bog'liq. Kislotalar bilan ham katalizlanishi mumkin bo'lgan ikkilamchi reaktsiyalar ( masalan, poliglyukoza hosil bo'lishi) birinchi navbatda reaksiya aralashmasining qutbli fazasida (iz suvi) sodir bo'ladi va gidrofob kislotalar (masalan, alkil benzolsulfonik kislota) yordamida kamaytirilishi mumkin bo'lgan alkil zanjirlari birinchi navbatda kamroq qutbli fazada eriydi. reaksiya aralashmasi.
Reaksiyadan so'ng kislota katalizatori natriy gidroksidi va magniy oksidi kabi tegishli asos bilan neytrallanadi. Neytrallangan reaksiya aralashmasi 50 dan 80 foizgacha yog'li spirtlarni o'z ichiga olgan och sariq rangli eritmadir. Yog'li spirtning yuqori miqdori uglevodlarning yog'li spirtlarga molar nisbati bilan bog'liq. Bu nisbat sanoat alkil poliglikozidlari uchun maxsus DP olish uchun o'rnatiladi va odatda 1:2 va 1:6 orasida bo'ladi.
Ortiqcha yog'li spirt vakuum distillash orqali chiqariladi. Muhim chegara shartlariga quyidagilar kiradi:
– Mahsulotda yog‘li spirtning qoldiq miqdori bo‘lishi kerak<1%, chunki boshqa
dono eruvchanligi va hidiga salbiy ta'sir qiladi.
- Keraksiz piroliz mahsulotlari yoki rangini o'zgartiruvchi komponentlar hosil bo'lishini minimallashtirish uchun spirtning zanjir uzunligiga bog'liq holda, maqsadli mahsulotning termal kuchlanishi va yashash vaqti imkon qadar past bo'lishi kerak.
- Distillatga monoglikozid kirmasligi kerak, chunki distillat reaksiyada sof yog'li spirt sifatida qayta ishlanadi.
Dodekanol/tetradekanol bo'lsa, bu talablar ko'p bosqichli distillash orqali katta darajada qoniqarli bo'lgan ortiqcha yog'li spirtlarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, yog'li spirtlarning tarkibi kamayganligi sababli, yopishqoqlik sezilarli darajada oshadi. Bu aniq distillashning yakuniy bosqichida issiqlik va massa almashinuvini buzadi.
Shuning uchun nozik yoki qisqa masofali evaporatatorlarga afzallik beriladi. Ushbu evaporatatorlarda mexanik harakatlanuvchi plyonka bug'lanish samaradorligidan yuqori va mahsulotning qisqaroq turish muddatini, shuningdek, yaxshi vakuumni ta'minlaydi. Distillashdan keyingi yakuniy mahsulot deyarli sof alkil poliglikozid bo'lib, erish nuqtasi 70 ℃ dan 150 ℃ gacha bo'lgan qattiq holatda to'planadi. Alkil sintezining asosiy jarayon bosqichlari 5-rasmda jamlangan.
Amaldagi ishlab chiqarish jarayoniga qarab, alkil poliglikozid ishlab chiqarishda bir yoki ikkita alkogol tsikli oqimi to'planadi; ortiqcha yog'li spirtlar, qisqa zanjirli spirtlar esa deyarli to'liq tiklanishi mumkin. Bu spirtlar keyingi reaksiyalarda qayta ishlatilishi mumkin. Tozalash zarurati yoki tozalash bosqichlarini bajarish chastotasi spirtda to'plangan aralashmalarga bog'liq. Bu ko'p jihatdan oldingi jarayon bosqichlarining sifatiga bog'liq (masalan, reaktsiya, spirtli ichimliklarni olib tashlash).
Yog'li spirtni olib tashlangandan so'ng, alkil poliglikozid faol moddasi to'g'ridan-to'g'ri suvda eritiladi, shunda yuqori viskoz 50-70% alkil poliglikozid pastasi hosil bo'ladi. Keyingi tozalash bosqichlarida bu pasta ishlashga oid talablarga muvofiq qoniqarli sifatli mahsulotga aylantiriladi. Ushbu tozalash bosqichlari mahsulotni oqartirish, Ph qiymati va faol moddaning tarkibi kabi mahsulot xususiyatlarini sozlash va mikroblarni barqarorlashtirishni o'z ichiga olishi mumkin. Patent adabiyotida qaytaruvchi va oksidlovchi oqartirish va oksidlovchi sayqallashning ikki bosqichli jarayonlari va qaytaruvchi stabilizatsiyaning ko'plab misollari mavjud. Rang kabi ma'lum sifat xususiyatlarini olish uchun ushbu jarayon bosqichlarida sarflangan kuch va shuning uchun xarajatlar ishlash talablariga, boshlang'ich materiallarga, talab qilinadigan DPga va jarayon bosqichlarining sifatiga bog'liq.
6-rasmda to'g'ridan-to'g'ri sintez orqali uzoq zanjirli alkil poliglikozidlar (C12/14 APG) uchun sanoat ishlab chiqarish jarayoni ko'rsatilgan)
Yuborilgan vaqt: 2020-yil 13-oktabr