अल्काइल ग्लुकोसाइडहरू निर्माण गर्ने विधिहरू

फिशर ग्लाइकोसिडेशन रासायनिक संश्लेषणको एक मात्र विधि हो जसले आजको आर्थिक र प्राविधिक रूपमा सिद्ध समाधानहरूको विकासलाई ठूलो मात्रामा अल्काइल पोलिग्लुकोसाइड उत्पादन गर्न सक्षम गरेको छ। 20,000 टन/वर्ष भन्दा बढी क्षमताको उत्पादन प्लान्टहरू पहिले नै साकार भइसकेका छन् र नवीकरणीय कच्चा मालमा आधारित सतह-सक्रिय एजेन्टहरूको साथ सर्फ्याक्ट्यान्ट उद्योगको उत्पादन दायरा विस्तार गर्दछ। D-ग्लुकोज र रैखिक C8-C16 फ्याटी अल्कोहलहरू मनपर्ने फिडस्टकहरू साबित भएका छन्। यी एडक्टहरू प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसाइडेशन वा दुई-चरण ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन मार्फत एसिड उत्प्रेरकहरूको उपस्थितिमा, पानीलाई उप-उत्पादनको रूपमा प्रयोग गरी सतह-सक्रिय अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। प्रतिक्रियाको सन्तुलनलाई वांछित उत्पादनहरूमा सार्नको लागि प्रतिक्रिया मिश्रणबाट पानी डिस्टिल गर्नुपर्छ। ग्लाइकोसाइडेशन प्रक्रियाको क्रममा, प्रतिक्रिया मिश्रणमा असंगतताहरू बेवास्ता गर्नुपर्छ, किनकि यसले तथाकथित पोलिग्लुकोसाइडहरूको अत्यधिक गठन निम्त्याउँछ, जुन अत्यधिक अवांछनीय हुन्छ। त्यसैले धेरै प्राविधिक रणनीतिहरू n-ग्लुकोज र अल्कोहलहरू एकरूपतामा केन्द्रित हुन्छन्, जुन तिनीहरूको ध्रुवतामा भिन्नताको कारणले गर्दा नराम्रो तरिकाले मिलाउन सकिँदैन। प्रतिक्रियाको समयमा, ग्लाइकोसिडिक बन्धनहरू फ्याटी अल्कोहल र एन-ग्लुकोज र एन-ग्लुकोज एकाइहरू बीचमा बनाइन्छ। फलस्वरूप अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरू लामो-चेन अल्काइल अवशेषहरूमा ग्लुकोज एकाइहरूको विभिन्न संख्याहरूसँग भिन्नहरूको मिश्रणको रूपमा बन्छन्। यी प्रत्येक अंशहरू, बारीमा, धेरै आइसोमेरिक घटकहरू मिलेर बनेको हुन्छ, किनकि n-ग्लुकोज एकाइहरूले फिशर ग्लाइकोसाइडेशनको समयमा रासायनिक सन्तुलनमा विभिन्न एनोमेरिक रूपहरू र औंठी रूपहरू ग्रहण गर्छन् र D-ग्लुकोज एकाइहरू बीचको ग्लाइकोसिडिक सम्बन्धहरू धेरै सम्भावित बन्धन स्थितिहरूमा हुन्छन्। । D-ग्लुकोज एकाइहरूको एनोमर अनुपात लगभग α/β＝ 2: 1 हो र फिशर संश्लेषणको वर्णित अवस्थाहरूमा प्रभाव पार्न गाह्रो देखिन्छ। थर्मोडायनामिकली नियन्त्रित अवस्थाहरूमा, उत्पादन मिश्रणमा निहित एन-ग्लुकोज एकाइहरू मुख्य रूपमा पाइरानोसाइडको रूपमा अवस्थित हुन्छन्। प्रति अल्काइल अवशेष एन-ग्लुकोज एकाइहरूको औसत संख्या, पोलिमराइजेशनको तथाकथित डिग्री, अनिवार्य रूपमा निर्माणको क्रममा एडक्ट्सको मोलर अनुपातको कार्य हो। तिनीहरूको स्पष्ट सर्फैक्टेन्ट उचित [1] सम्बन्धको कारण, 1 र 3 बीचको पोलिमराइजेशन डिग्री भएका अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूलाई विशेष प्राथमिकता दिइन्छ, जसको लागि प्रक्रियामा एन-ग्लुकोजको प्रति मोल लगभग 3-10 मोल फ्याटी अल्कोहल प्रयोग गर्नुपर्छ।

धेरै फ्याटी अल्कोहल बढ्दै जाँदा पोलिमराइजेशनको डिग्री घट्छ। धेरै फ्याटी अल्कोहलहरू झर्ने फिल्म वाष्पीकरणकर्ताहरूसँग बहु-चरण भ्याकुम आसवन प्रक्रियाद्वारा छुट्याइन्छ र पुन: प्राप्ति गरिन्छ, ताकि थर्मल तनावलाई न्यूनतम राख्न सकिन्छ। वाष्पीकरणको तापक्रम पर्याप्त मात्रामा हुनुपर्दछ र तातो क्षेत्रमा सम्पर्क समय पर्याप्त मात्रामा फ्याटी अल्कोहलको पर्याप्त आसवन सुनिश्चित गर्न र अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडको प्रवाह कुनै पनि महत्त्वपूर्ण विघटन प्रतिक्रिया बिना नै पग्लिएको हुनुपर्छ। वाष्पीकरण चरणहरूको एक श्रृंखला लाभदायक रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ पहिले कम उमालेको अंश, त्यसपछि फ्याटी अल्कोहलको मुख्य मात्रा, र अन्तमा बाँकी रहेको फ्याटी अल्कोहल, जबसम्म अल्काइल पोलिग्लाइकोसाइड पानीमा घुलनशील अवशेषको रूपमा पग्लिन्छ।

फ्याटी अल्कोहलको संश्लेषण र वाष्पीकरणको लागि हल्का अवस्थाहरूमा पनि, अवांछनीय खैरो विकृति देखा पर्नेछ, र उत्पादनलाई परिष्कृत गर्न ब्लीचिंग प्रक्रियाहरू आवश्यक पर्दछ। उपयुक्त साबित भएको ब्लीचिङको एउटा विधि भनेको हाइड्रोजन पेरोक्साइड जस्ता अक्सिडाइजिङ एजेन्टलाई म्याग्नेसियम आयनहरूको उपस्थितिमा क्षारीय माध्यममा अल्काइल पोलिग्लाइकोसाइडको जलीय सूत्रीकरणमा थप्नु हो।

संश्लेषण, पोस्ट-प्रोसेसिङ र रिफाइनिङ प्रक्रियामा प्रयोग गरिएका बहुविध अध्ययनहरू र भेरियन्टहरूले ग्यारेन्टी दिन्छ कि आज पनि, विशेष उत्पादन ग्रेड प्राप्त गर्न व्यापक रूपमा लागू हुने "टर्नकी" समाधान छैन। यसको विपरित, सबै प्रक्रिया चरणहरू सूत्रबद्ध गर्न आवश्यक छ। Dongfu समाधान डिजाइन र प्राविधिक समाधान को लागी केहि सुझावहरु प्रदान गर्दछ, र प्रतिक्रिया, विभाजन र परिष्कृत प्रक्रिया को लागी रासायनिक र भौतिक अवस्थाहरु को व्याख्या गर्दछ।

सबै तीन मुख्य प्रक्रियाहरू - एकरूप ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन, स्लरी प्रक्रिया, र ग्लुकोज फिड प्रविधि - औद्योगिक अवस्थाहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। ट्रान्सग्लाइकोसाइडेशनको समयमा, डि-ग्लुकोज र बुटानोललाई घुलनशील बनाउने मध्यवर्ती ब्यूटाइल पोलिग्लुकोसाइडको सांद्रतालाई प्रतिक्रिया मिश्रणमा लगभग 15% भन्दा बढी राख्नु पर्छ ताकि inhomogeneitiesबाट बच्न सकिन्छ। एउटै उद्देश्यका लागि, अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडको प्रत्यक्ष फिशर संश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको प्रतिक्रिया मिश्रणमा पानीको एकाग्रता लगभग 1% भन्दा कम राख्नुपर्छ। उच्च पानी सामग्रीहरूमा निलम्बित क्रिस्टलीय D-ग्लुकोजलाई टाँसिएको मासमा परिणत गर्ने जोखिम हुन्छ, जसले पछि खराब प्रशोधन र अत्यधिक पोलिमराइजेशनको परिणाम दिन्छ। प्रभावकारी हलचल र एकरूपताले प्रतिक्रिया मिश्रणमा क्रिस्टलीय डी-ग्लुकोजको राम्रो वितरण र प्रतिक्रियालाई बढावा दिन्छ।

संश्लेषणको विधि र यसको थप परिष्कृत भेरियन्टहरू छनौट गर्दा प्राविधिक र आर्थिक कारक दुवैलाई विचार गर्नुपर्दछ। डी-ग्लुकोज सिरपमा आधारित एकसमान ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन प्रक्रियाहरू विशेष गरी ठूलो मात्रामा निरन्तर उत्पादनको लागि अनुकूल देखिन्छन्। तिनीहरूले मूल्य-वर्धित चेनमा कच्चा माल D-ग्लुकोजको क्रिस्टलाइजेशनमा स्थायी बचत गर्न अनुमति दिन्छ, जसले ट्रान्सग्लाइकोसाइडेशन चरण र ब्यूटानोलको रिकभरीमा उच्च एक-पटक लगानीको लागि क्षतिपूर्ति भन्दा बढी। n-butanol को प्रयोगले कुनै अन्य हानिहरू प्रस्तुत गर्दैन, किनकि यसलाई लगभग पूर्ण रूपमा पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ ताकि बरामद अन्तिम उत्पादनहरूमा अवशिष्ट एकाग्रता प्रति मिलियन मात्र केही भागहरू हुन्छन्, जसलाई गैर-क्रिटिकल मान्न सकिन्छ। स्लरी प्रक्रिया वा ग्लुकोज फिड प्रविधि अनुसार प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसाइडेशन ट्रान्सग्लाइकोसाइडेशन चरण र ब्यूटानोलको रिकभरीको साथ वितरण गर्दछ। यो निरन्तर रूपमा प्रदर्शन गर्न सकिन्छ र थोरै कम पूँजीगत खर्चको लागि कल गर्न सकिन्छ।

भविष्यमा, जीवाश्म र नवीकरणीय कच्चा मालको आपूर्ति र मूल्य, साथै अल्काइल पोलिसाकराइड्सको उत्पादनमा थप प्राविधिक प्रगतिले बजार क्षमता र विकास र अनुप्रयोगको उत्पादन क्षमतामा निर्णायक प्रभाव पार्नेछ। बेस पोलिसेकराइडसँग पहिले नै आफ्नै प्राविधिक समाधानहरू छन् जसले त्यस्ता प्रक्रियाहरू विकास गर्ने वा अपनाएका कम्पनीहरूको लागि सतह उपचार बजारमा महत्त्वपूर्ण प्रतिस्पर्धात्मक फाइदाहरू प्रदान गर्न सक्छ। यो विशेष गरी सत्य हो जब मूल्यहरू उच्च र कम हुन्छन्। निर्माण एजेन्टको उत्पादन लागत सामान्य स्तरमा बढेको छ, स्थानीय कच्चा मालको मूल्य अलिकति घटे पनि, यसले सर्फ्याक्टेन्टको विकल्पहरू ठीक गर्न सक्छ र नयाँ अल्काइल पोलिसेकराइड उत्पादन प्लान्टहरू स्थापना गर्न प्रोत्साहित गर्न सक्छ।