Ｃ*-Ｃ**烷基糖苷表面活性剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种烷基糖苷表面活性剂的制备方法。采用单糖或可水解为单糖的化合物、脂肪醇为原料，经酸催化脱水醚化、醇交换反应，可制得基本性能和功能均佳的表面活性剂新品种－－烷基糖苷。粗产品的精制可采用两种方法，包括通入过热蒸汽、减压蒸馏和加入稀释剂减压蒸馏分离末反应醇，这样，含醇可降低到适宜水平，并且产品颜色好。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于糖衍生物的制备，具体涉及一种烷基糖苷的制备方法。烷基糖苷类化合物是一类新型的非离子表面活性剂，它不仅降低表面张力的能力大、泡沫丰富、细腻而稳定，去污力强，而且配伍性能极佳，在电解质浓度很高的条件下，其溶解度仍很高。产品无毒、对皮肤无刺激，生物降解性好。因此非常适于作为洗涤剂的主活性物，各种清洗剂、化妆品用表面活性剂，药品的添加剂、工业乳化剂等。制造烷基糖苷的主要原料为脂肪醇和单糖或可水解为单糖的化合物。这两种原料完全能从可再生的天然资源中获得。烷基糖苷的制造一般都是采用醇交换法，如USP3，219，656报道一种在酸性催化剂存在下采用两级醇交换法合成烷基糖苷的方法，即首先合成甲基葡萄糖苷，而后将其转化为丁基葡萄糖苷，最后用高碳脂肪醇进行醇交换获得所希望的烷基糖苷，这种多级醇交换方法复杂，而且使用了有毒的低沸点溶剂甲醇，使其实现工业化受到一定局限。USP3，839，318提供的则是一种仔细控制反应条件，以使反应生成水的速度小于从反应体系中除去水的速度，从单糖和高碳脂肪醇一步直接合成高碳烷基糖苷。虽然此法的合成步骤较之前者减少了，但反应时间相对太长，而且产物中不希望存在的多糖和烷基多苷（糖单元≥6）副产物含量过高，不适于作洗涤剂的活性物。1989年西德亨克尔公司在中国的专利申请CN891030763A公开了一种制备烷基糖苷的两步法，在第1步丁醇与葡萄糖的反应中需采用专门设计的“管线混合器”，将部分丁醇和葡萄糖均化成悬浮液后再加至反应器中，此外还需用甲醇镁或沸石中和催化剂，再经氢氧化钙混合、过滤等多步才能获得颜色并不佳的产物，显然，这样的工艺不仅步骤多，而且还有增加污染产品的可能，最后产生的三废也不好处理。本专利技术的目的是克服上述缺陷，提供一种较为简单的烷基糖苷的制备方法，该方法操作简便、易于控制和工业化、没有三废排放，无环境污染。本专利技术的C8-C18烷基糖苷表面活性剂的制备方法，采用丁醇与单糖脱水醚化、高碳醇醇交换两步进行，包括如下步骤：（1）.将原料按单糖∶丁醇∶催化剂（摩尔比）＝1∶1-30∶0.001-0.1的投料比依-->次直接投入反应器，加热至90-120℃，常压下搅拌、进行脱水醚化，（2）.反应物变透明后再维持反应10分钟-3小时，（3）.抽真空至残压20-50mmHg，以1-15mol/mol糖的量加入高碳脂肪醇，控制反应温度80-120℃，同时蒸出丁醇，（4）.反应液冷却至80-100℃，加入中和剂，调节pH＝5-8，得粗产品，（5）.加入羟基化合物，其量为粗产品的1-10%，在残压1-3mmHg的真空下加热至160-190℃，蒸出过剩高碳脂肪醇，至不出料为止，（6）.降温至80-100℃，破除真空，加入以反应产物为基础的1-10%的漂白剂，搅拌0.5-10小时，（7）.加水调制成所需浓度的产品。在上述方法中第（5）步也可以采用真空蒸馏和过热蒸汽相结合的方法，即在10-15mmHg的残压下通入100-160℃的过热蒸汽，通入的蒸汽量为汽∶粗产品＝20-120∶100（重量比）。本专利技术的烷基糖苷制备方法只需将单糖、丁醇、催化剂按给定摩尔比一次投入反应器，即可进行脱水醚化（糖苷化），摩尔比范围是单糖∶丁醇∶催化剂＝1∶1-30∶0.001-0.1，优选范围是1∶3-8∶0.001-0.005，上述原料在90-120℃的常压下搅拌进行反应，以保证反应的均匀性。反应初期体系呈悬浮状，随着反应不断加深，原料糖转化成丁基糖苷，物料逐渐变透明，当完全透明时，说明糖的转化基本完成，此时仍要维持一段时间，以保证糖的转化率达99%以上。本专利技术中用于制备烷基糖苷的糖类可以是还原性单糖如葡萄糖、果糖、木糖以及其它单糖，也可以是可水解为单糖的多糖，如淀粉、纤维素等。一般说来，由于葡萄糖易得而被广泛应用。作为第一步反应的低碳醇选自C1-C4醇，本专利技术优选使用丁醇。丁醇对葡萄糖的摩比为1-30。催化剂可以选自各种无机酸和有机酸，如硫酸、盐酸、各种磷酸、对甲苯磺酸、烷基苯磺酸、本专利技术优选使用硫酸。第二步的醇交换反应在残压20-50mmHg的真空状态下进行，此时的反应温度为80-120℃，高碳醇的加入量为1-15mol/mol糖，优选量为1-3mol/-->mol糖，高碳醇经预热后直接投入反应器中，并不断搅拌，此后，交换出的丁醇和未反应的游离丁醇被不断蒸出，直至蒸出丁醇投料量的90-100%，即投入反应器的丁醇绝大部分被回收。用于醇交换的高碳醇可以是天然醇也可以是合成醇，其中包括伯醇、仲醇、直链醇或支链醇、饱和醇或不饱和醇、醚醇等。醇交换反应后用于酸性催化剂的中和剂可以是任一种碱性物质，但从价格和易得性考虑，本专利技术选用碳酸钠或氢氧化钠。漂白产物用的漂白剂可以是任何一种氧化性漂白剂，如过氧化氢、过氧酸、过氧酸盐等，从操作方便和对后续步骤的影响看，选用过氧化氢为宜。第二步的醇交换完成后，将反应物冷却至80-100℃，搅拌下加入中和剂，终止醇交换反应并控制pH至5-8，一般6-7。反应混合物中未反应高碳醇的分离有溶剂法和真空蒸馏法，前者需要花费大量溶剂、成本高，后者工艺虽简单但分离不易彻底。本专利技术采用两种方法。首先，最为经济的是使用刮板薄膜蒸发器同时通入过热水蒸汽，通汽量为蒸汽/粗产品＝20-120/100（重量比），或者釜式减压蒸馏同时通入过热蒸汽，也能达到一定的分醇目的。本专利技术的第二种精制方法是加入一种不损害最终产品性能的羟基化合物而后真空蒸馏的工艺，这类化合物对蒸馏液可起稀释作用，有利于高碳醇的释放，使之易于被蒸出。所说的羟基化合物可以是甘油、聚乙二醇类。此项工艺在160-190℃，残压1-3mmHg的真空条件下用釜式减压蒸馏法完成，羟基化合物的加入量控制在粗产品的1-10%，优选为1-5%。在过剩高碳醇的分离过程中，高碳醇不断馏出，被收集，直至不出料为止，此时产物中醇含量一般在5%以下。上述两种方法既可避免溶剂萃取法引起的溶剂损失、环境污染以及高额的操作费用、增加生产成本等弊病，又可使产品中的残余醇含量降至5%以下的水平，由于较高含醇量会给产品带来不愉快的气味，还会降低水溶性产品的透明度，使产品的应用受到限制，而本专利技术产品可得到广泛应用。蒸醇后的反应混合物为棕色粘稠液，将其降温至80-100℃，搅拌下加入漂白剂，如过氧化氢，加入量为反应产物的1-10%，优选为1-5%，搅拌0.5-10-->小时，使漂白剂充分作用。漂白处理后的产物加水调制成所需浓度产品，产品为浅黄色粘稠透明液体。本专利技术制备烷基糖苷的方法较之以往的两步法或一步法工艺过程更为简单，使用设备少，反应过程无三废排放，没有环境污染，反应能确保糖的转化率＞99%，残醇量＜2%，本法工艺简单、操作方便，易于控制和实现工业化，制成的产品色泽浅，呈透明状，可广泛用于洗涤剂、化妆品等各个精细化工领域。实施例1.C12烷基苷的制备30份（重量）无水葡萄糖，56份正丁醇投入带有搅拌、温度计及回流冷凝分水装置的四口瓶中，在搅拌下加入0.03份浓硫酸，0.02份磷酸，加热反应混合物，在液温113-114℃下回流40分钟，反应混合物由悬浮状变至澄清后继续回流1小时，之后，从四口瓶加料口加入预热至50℃的月桂醇77.5份，并开始抽真空，收集馏出物，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｃ↓［８］－Ｃ↓［１８］烷基糖苷表面活性剂的制备方法，采用丁醇与单糖脱水醚化、高碳醇醇交换两步法进行，其特征在于包括如下步骤：（１）．将原料按单糖∶丁醇∶催化剂（摩尔比）＝１∶１－３０∶０．００１－０．１的投料比依次直接投入反应器，加热至９０－１２０℃，常压下搅拌进行脱水醚化反应，（２）．反应物变透明后再在上述温度下继续维持反应１０分钟－３小时，（３）．抽真空至残压２０－５０ｍｍＨｇ，以１－１５ｍｏｌ／ｍｏｌ糖的量加入高碳脂肪醇，控制反应温度８０－１２０℃，同时蒸出丁醇，（４）．反应液冷却至８０－１００℃，加入中和剂调节ＰＨ＝５－８，得粗产品，（５）．加入羟基化合物，其量为粗产品的１－１０％，在残压１－３ｍｍＨｇ的真空下，加热至１６０－１９０℃，蒸出过剩高碳脂肪醇，至不出料为止，（６）．降温至８０－１００℃，破除真空，加以反应产物为基础的１－１０％的漂白剂，搅拌０．５－１０小时，（７）．加水调制成所需浓度的产品。

【技术特征摘要】
1、一种C8-C18烷基糖苷表面活性剂的制备方法，采用丁醇与单糖脱水醚化、高碳醇醇交换两步法进行，其特征在于包括如下步骤：(1).将原料按单糖∶丁醇∶催化剂(摩尔比)=1∶1-30∶0.001-0.1的投料比依次直接投入反应器，加热至90-120℃，常压下搅拌进行脱水醚化反应，(2).反应物变透明后再在上述温度下继续维持反应10分钟-3小时，(3).抽真空至残压20-50mmHg，以1-15mol/mol糖的量加入高碳脂肪醇，控制反应温度80-120℃，同时蒸出丁醇，(4).反应液冷却至80-100℃，加入中和剂调节PH=5-8，得粗产品，(5).加入羟基化合物，其量为粗产品的1-10%，在残压1-3mmHg的真空下，加热至160-190℃，蒸出过剩高碳脂肪醇，至不出料为止，(6).降温至80-100℃，破除真空，加以反应产物为基础的1-10%的漂白剂，搅拌0.5-10小时，(7).加水调制成所需浓度的产品。2、一种C8-C18烷基糖苷表面活性剂的制备方法，采用丁醇与单糖脱水醚化、高碳醇醇交换两步法进行，其特征在于包括如下步骤：（1）.将原料按单糖∶丁醇∶催化剂（摩尔比）＝1∶1-30∶0.001-0.1的投料比依次直接投入反应器，加热至90-120℃，常压下搅拌进行脱水醚化反应，（2）.反应物变透明后再在上述温度下继续维持反应10分钟-3小时，（3）.抽真空至残压20-50mmHg，以1-15mol/mol糖的量加入高碳脂肪醇，控制反应温度80-120℃，同时蒸出丁醇，（4）.反应液冷却至80-100℃，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：于珍祥，马菊瑛，曹玉英，冯瑜，周卯星，
申请(专利权)人：轻工业部日用化学工业科学研究所，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]