कच्चा पदार्थको रूपमा डी-ग्लुकोज प्रयोग गरेर ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन प्रक्रियाहरू।

फिशर ग्लाइकोसिडेसन रासायनिक संश्लेषणको एक मात्र विधि हो जसले अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि आजको आर्थिक र प्राविधिक रूपमा सिद्ध समाधानहरूको विकासलाई सक्षम बनाएको छ। २०,००० टन/वर्ष भन्दा बढी क्षमता भएका उत्पादन प्लान्टहरू पहिले नै साकार भइसकेका छन् र नवीकरणीय कच्चा पदार्थहरूमा आधारित सतह-सक्रिय एजेन्टहरू सहित सर्फ्याक्टेन्ट उद्योगको उत्पादन दायरा विस्तार गर्छन्। D-ग्लुकोज र रेखीय C8-C16 फ्याटी अल्कोहलहरू मनपर्ने फिडस्टकहरू साबित भएका छन्। यी उत्पादहरूलाई प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसिलेशनद्वारा वा एसिड उत्प्रेरकको उपस्थितिमा ब्यूटाइल पोलिग्लाइकोसाइडको दुई-चरण ट्रान्सग्लाइकोसाइडहरूद्वारा सतह-सक्रिय अल्काइल पोलिग्लाइकोसाइडहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ, जसमा पानी उप-उत्पादनको रूपमा हुन्छ। प्रतिक्रिया सन्तुलनलाई इच्छित उत्पादनतर्फ सार्न प्रतिक्रिया मिश्रणबाट पानी आसवन गर्नुपर्छ। ग्लाइकोसिलेशन प्रक्रियामा, प्रतिक्रिया मिश्रणमा असंगतताहरूबाट बच्नुपर्छ किनभने तिनीहरूले तथाकथित पोलिडेक्स्ट्रोजको अत्यधिक गठन निम्त्याउन सक्छन्, जुन अत्यधिक अवांछनीय छ। त्यसकारण, धेरै प्राविधिक रणनीतिहरू n-ग्लुकोज र अल्कोहलको समरूपतामा केन्द्रित हुन्छन्, जुन तिनीहरूको फरक ध्रुवीयताको कारणले मिसाउन गाह्रो हुन्छ। प्रतिक्रियाको क्रममा, फ्याटी अल्कोहल र n-ग्लुकोज बीच र n-ग्लुकोज इकाइहरू बीच दुवैमा ग्लाइकोसिडिक बन्धनहरू बन्छन्। फलस्वरूप, अल्काइल पोलिग्लुकोजसाइडहरू लामो-श्रृंखला अल्काइल अवशेषमा विभिन्न संख्यामा ग्लुकोज एकाइहरू भएका अंशहरूको मिश्रणको रूपमा बन्छन्। यी प्रत्येक अंश, बारीमा, धेरै आइसोमेरिक घटकहरू मिलेर बनेको हुन्छ, किनकि n-ग्लुकोज एकाइहरूले फिशर ग्लाइकोसिडेशनको समयमा रासायनिक सन्तुलनमा फरक एनोमेरिक रूपहरू र रिंग रूपहरू ग्रहण गर्छन् र D-ग्लुकोज एकाइहरू बीचको ग्लाइकोसिडिक लिंकेजहरू धेरै सम्भावित बन्धन स्थितिहरूमा हुन्छन्। D-ग्लुकोज एकाइहरूको एनोमर अनुपात लगभग α/β＝ 2: 1 छ र फिशर संश्लेषणको वर्णन गरिएको अवस्थाहरूमा प्रभाव पार्न गाह्रो देखिन्छ। थर्मोडायनामिक रूपमा नियन्त्रित अवस्थाहरूमा, उत्पादन मिश्रणमा समावेश n-ग्लुकोज एकाइहरू मुख्यतया पाइरानोसाइडहरूको रूपमा अवस्थित हुन्छन्। प्रति अल्काइल अवशेष सामान्य ग्लुकोज एकाइहरूको औसत संख्या, पोलिमराइजेसनको तथाकथित डिग्री, मूल रूपमा उत्पादन प्रक्रियाको क्रममा एडक्टहरूको मोलर अनुपातको कार्य हो। तिनीहरूको उल्लेखनीय सर्फ्याक्टेन्ट गुणहरूको कारण, १ र ३ बीचको पोलिमराइजेसनको डिग्री भएका अल्काइल पोलिग्लाइकोसाइडहरूलाई विशेष रूपमा प्राथमिकता दिइन्छ, जसको कारणले गर्दा यस विधिमा सामान्य ग्लुकोजको प्रति मोल लगभग ३-१० मोल फ्याटी अल्कोहलहरू प्रयोग गर्नुपर्छ।

फ्याटी अल्कोहलको बढ्दो मात्रामा पोलिमराइजेसनको डिग्री घट्छ। अतिरिक्त फ्याटी अल्कोहललाई फलिंग-फिल्म बाष्पीकरणकर्ताहरू सहित बहु-चरण भ्याकुम आसवन प्रक्रियाहरू मार्फत अलग र पुन: प्राप्त गरिन्छ, जसले थर्मल तनावलाई न्यूनतममा राख्न सम्भव बनाउँछ। वाष्पीकरण तापमान पर्याप्त उच्च हुनुपर्छ र तातो क्षेत्रमा सम्पर्क समय फ्याटी अल्कोहलको अतिरिक्त आसवन र अल्काइल पोलिग्लुकोसाइड पग्लने प्रवाहको पर्याप्त आसवन सुनिश्चित गर्न पर्याप्त लामो हुनुपर्छ, कुनै पनि उल्लेखनीय विघटन प्रतिक्रियाहरू बिना। पहिले कम-उबलने अंशहरू, त्यसपछि फ्याटी अल्कोहलको मुख्य मात्रा, र अन्तमा बाँकी फ्याटी अल्कोहललाई अलग गर्न अनुकूल रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ जबसम्म अल्काइल पोलिग्लुकोसाइड पग्लिँदैन, पानीमा घुलनशील अवशेषहरूको रूपमा प्राप्त हुँदैन।

फ्याटी अल्कोहलको संश्लेषण र वाष्पीकरण सबैभन्दा कोमल अवस्थामा गर्दा पनि, अवांछित खैरो रंगको विकृति देखा पर्दछ, जसले उत्पादनहरूलाई परिष्कृत गर्न ब्लीचिंग प्रक्रियाहरूको आवश्यकता पर्दछ। उपयुक्त साबित भएको एउटा ब्लीचिंग विधि भनेको म्याग्नेसियम आयनहरूको उपस्थितिमा क्षारीय माध्यममा अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको जलीय तयारीमा हाइड्रोजन पेरोक्साइड जस्ता अक्सिडेन्टहरू थप्नु हो।

संश्लेषण, कार्यसम्पादन र परिष्करणको क्रममा प्रयोग गरिएका बहुआयामिक अनुसन्धान र भिन्नताहरूले देखाउँछन् कि आज पनि विशिष्ट उत्पादन ग्रेडहरू प्राप्त गर्नका लागि सामान्यतया लागू हुने "टर्नकी" समाधानहरू छैनन्। यसको विपरीत, सबै प्रक्रिया चरणहरू काम गर्न, पारस्परिक रूपमा समायोजन गर्न र अनुकूलित गर्न आवश्यक छ। यस अध्यायले सुझावहरू प्रदान गरेको छ र प्राविधिक समाधानहरू विकास गर्ने केही व्यावहारिक तरिकाहरू वर्णन गरेको छ, साथै प्रतिक्रियाहरू, पृथकीकरण र परिष्करण प्रक्रियाहरू सञ्चालन गर्न मानक रासायनिक र भौतिक अवस्थाहरू पनि उल्लेख गरेको छ।

तीनवटै मुख्य प्रक्रियाहरू - समरूप ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन, स्लरी प्रक्रिया, र ग्लुकोज फिड प्रविधि - औद्योगिक अवस्थाहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। ट्रान्सग्लाइकोसिडेशनको समयमा, इन्डक्ट्स डी-ग्लुकोज र ब्युटानोलको लागि घुलनशीलको रूपमा काम गर्ने मध्यवर्ती ब्यूटाइल पोलिग्लुकोसाइडको सांद्रता प्रतिक्रिया मिश्रणमा लगभग १५% भन्दा बढी राख्नुपर्छ ताकि असंगतताहरूबाट बच्न सकियोस्। सोही उद्देश्यका लागि, अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको प्रत्यक्ष फिशर संश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको प्रतिक्रिया मिश्रणमा पानीको सांद्रता लगभग १% भन्दा कम राख्नुपर्छ। उच्च पानीको मात्रामा निलम्बित क्रिस्टलीय डी-ग्लुकोजलाई टाँसिने द्रव्यमानमा परिणत गर्ने जोखिम हुन्छ, जसले पछि खराब प्रशोधन र अत्यधिक पोलिमराइजेशनको परिणाम दिन्छ। प्रभावकारी हलचल र समरूपीकरणले प्रतिक्रिया मिश्रणमा क्रिस्टलीय डी-ग्लुकोजको राम्रो वितरण र प्रतिक्रियाशीलतालाई बढावा दिन्छ।

संश्लेषण विधि र यसको थप परिष्कृत रूपहरू छनौट गर्दा प्राविधिक र आर्थिक दुवै कारकहरू विचार गर्नुपर्छ। D-ग्लुकोज सिरपमा आधारित एकरूप ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन प्रक्रियाहरू ठूलो मात्रामा निरन्तर उत्पादनको लागि विशेष रूपमा अनुकूल देखिन्छन्। तिनीहरूले मूल्य-वर्धित श्रृंखलामा कच्चा पदार्थ D-ग्लुकोजको क्रिस्टलाइजेसनमा स्थायी बचत गर्न अनुमति दिन्छन्, जसले ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन चरण र ब्युटानोलको पुन: प्राप्तिमा उच्च एक-पटक लगानीको लागि क्षतिपूर्ति भन्दा बढी गर्दछ। n-बुटानोलको प्रयोगले अन्य कुनै बेफाइदाहरू प्रस्तुत गर्दैन, किनकि यसलाई लगभग पूर्ण रूपमा पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ ताकि पुन: प्राप्त अन्तिम उत्पादनहरूमा अवशिष्ट सांद्रता प्रति मिलियन केही भाग मात्र होस्, जुन गैर-महत्वपूर्ण मान्न सकिन्छ। स्लरी प्रक्रिया वा ग्लुकोज फिड प्रविधि अनुसार प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसिडेशनले ट्रान्सग्लाइकोसिडेशन चरण र ब्युटानोलको पुन: प्राप्तिलाई विच्छेद गर्दछ। यो निरन्तर पनि गर्न सकिन्छ र थोरै कम पूँजीगत खर्चको लागि आह्वान गर्दछ।

जीवाश्म र नवीकरणीय कच्चा पदार्थहरूको भविष्यको उपलब्धता र मूल्यहरू, साथै अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको उत्पादन र प्रयोगमा थप प्राविधिक प्रगतिहरूले पछिल्लोको बजार मात्रा र उत्पादन क्षमताको विकासमा निर्णायक प्रभाव पार्ने अपेक्षा गर्न सकिन्छ। अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको उत्पादन र प्रयोगको लागि पहिले नै अवस्थित व्यवहार्य प्राविधिक समाधानहरूले त्यस्ता प्रक्रियाहरू विकास गरेका वा पहिले नै प्रयोग गरेका कम्पनीहरूलाई सर्फ्याक्टेन्ट बजारमा महत्त्वपूर्ण प्रतिस्पर्धात्मक किनारा दिन सक्छन्। यो विशेष गरी उच्च कच्चा तेलको मूल्य र कम अनाजको मूल्यको अवस्थामा सत्य हो। निश्चित उत्पादन लागत निश्चित रूपमा थोक औद्योगिक सर्फ्याक्टेन्टहरूको लागि परम्परागत स्तरमा भएकोले, स्वदेशी कच्चा पदार्थहरूको मूल्यमा थोरै कटौतीले पनि सर्फ्याक्टेन्ट वस्तुहरूको प्रतिस्थापनलाई प्रोत्साहित गर्न सक्छ र स्पष्ट रूपमा अल्काइल पोलिग्लुकोसाइडहरूको लागि नयाँ उत्पादन प्लान्टहरूको स्थापनालाई प्रोत्साहित गर्न सक्छ।