一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，属于表面活性剂技术领域。该制备方法包括以下步骤：S1、将高直链淀粉加入到混合脂肪醇中，搅拌使其均匀分散；向混合液中加入混合酸固载催化剂，继续搅拌均匀后，缓慢加热升温并抽真空置氮进行糖苷化反应；S2、反应完全后，降温，调节pH，过滤去除混合酸固载催化剂和副产物，即得烷基糖苷。本发明专利技术的制备方法工艺简单，通过以高直链淀粉和混合脂肪醇为原料并采用混合酸固载催化剂合成烷基糖苷，有效提高糖苷转化率且副反应少，所制得的烷基糖苷色泽浅，催化剂易于分离回收、可循环使用。环使用。环使用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法


[0001]本专利技术涉及表面活性剂
，具体涉及一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法。

技术介绍

[0002]烷基糖苷(APG)是一类性能优异的新型非离子表面活性剂，同时兼具阴离子型表面活性剂的众多优点，如表面活性高、泡沫丰富、细腻且稳定、去污力优良、配伍性能极佳、生物降解性能好、对皮肤无刺激、与人体相容性好等特点，因此被广泛应用于洗涤业、化妆品业、食品加工业以及农药等众多领域。烷基糖苷通常是以天然可再生资源葡萄糖或淀粉和脂肪醇为原料制得的，毒性测试实验表明，APG的毒性远低于LAS和AEO等表面活性剂，属于无毒产品。美国肥皂和洗涤剂协会(Soap and Detergent Association，简称SDA)通过实验证明APG对皮肤具有低刺激性和快速且完全的生物降解性能。因此，烷基糖苷完全称得上是绿色表面活性剂。
[0003]烷基糖苷可采用直接糖苷法一步合成、也可用转糖苷法两步合成，生产工艺成熟。其中，直接糖苷法(一步法)是目前研究最多的方法，具体是在催化剂的作用下葡萄糖和脂肪醇直接反应生成烷基糖苷，与转糖苷法相比，省去了双醇交换和去除低级醇的过程，因此工艺更加简单，产品品质更好。但是由于高碳醇和葡萄糖互溶性差，反应速度慢，因此反应过程中需要严格控制反应条件：例如确保反应过程中水的脱出速率大于水的生成速率，否则容易产生焦糖以及葡萄糖结块等问题。该方法中催化剂的种类对烷基糖苷产品的品质影响较大，常采用对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、柠檬酸、无机酸等酸性物质作为催化剂。但是对于β
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位上带支链的一些脂肪醇，其羟基的空间位阻大，导致其与葡萄糖生成糖苷的反应活性不高，使用以上传统的单一酸性催化剂，反应转化率很低甚至不转化。而有机酸与反应物的接触比较充分，有利于加快反应速度，降低了糖的自聚物的浓度，但同时也给后续的分离提纯带来了不便。
[0004]另外，烷基糖苷需要在高温和酸催化条件下制备，淀粉或葡萄糖在此环境中会很容易发生生成醚、乙酰丙酸、糠醛或者羟甲基糠醛等有色杂质的副反应，使得产物发黑发暗、色泽更深，从而加重了脱色步骤的负担，增加了生产成本。
[0005]长碳链烷基糖苷存在着水溶性不佳等缺陷，目前大多采用低EO加成数的脂肪醇聚氧乙烯醚代替脂肪醇来进行糖苷化制备醇醚糖苷产品，这样既能保持烷基糖苷的优良性能，还能够改良其水溶性。但是同时存在液体酸腐蚀设备、工艺复杂、催化活性低、产品不纯等问题。
[0006]因此，十分有必要研发一种工艺简单、催化活性高、糖苷转化率高且副反应少、色泽浅的烷基糖苷的制备方法。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种新型绿色表面活性剂烷基
糖苷的制备方法，该制备方法工艺简单，通过以高直链淀粉和混合脂肪醇为原料并采用混合酸固载催化剂合成烷基糖苷，有效提高糖苷转化率且副反应少，所制得的烷基糖苷色泽浅。
[0008]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，其包括以下步骤：
[0010]S1、将高直链淀粉加入到混合脂肪醇中，搅拌使其均匀分散；向混合液中加入混合酸固载催化剂，继续搅拌均匀后，缓慢加热升温并抽真空置氮进行糖苷化反应；反应过程中采用斐林试剂检测或观察混合物色泽判定反应终点；
[0011]S2、反应完全后，降温，调节pH，过滤去除混合酸固载催化剂和副产物，即得烷基糖苷粗产品。
[0012]以上制备方法中，高直链淀粉与混合脂肪醇的糖苷化反应式如下：
[0013][0014]式中，R1独立地代表碳数为2
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16的直链或异构的烷基；n为葡萄糖的聚合度，n＝1～10。
[0015]由以上方法制得的混合体系中，葡萄糖的平均聚合度为1.5～2.6，优选为1.5～1.8。
[0016]作为本专利技术优选的实施方式，所述高直链淀粉与混合脂肪醇的质量比为1:3～5。
[0017]作为本专利技术优选的实施方式，所述混合酸固载催化剂是由对甲苯磺酸和柠檬酸负载在活性氧化铝上制得的。进一步优选地，所述对甲苯磺酸与柠檬酸的混合质量比为1:3～1:8，优选为1:6。
[0018]作为本专利技术优选的实施方式，所述混合酸固载催化剂的制备方法如下：将活性氧化铝置于350℃
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450℃下焙烧4
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6h后，水洗2～3次，在100℃
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120℃下干燥2
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4h；将经过处理的活性氧化铝载体加入到对甲苯磺酸和柠檬酸的混合溶液中，在75℃
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95℃的水浴中不断搅拌直至水分蒸干，在125℃
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145℃的温度下烘干至恒重，计算负载量，即得。
[0019]作为本专利技术优选的实施方式，所述混合酸固载催化剂的加入量为高直链淀粉和混合脂肪醇的总质量的0.2～3％，优选为1.5％。
[0020]作为本专利技术优选的实施方式，所述混合脂肪醇为十二醇和十四醇按2:1
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4:1的质量比混合而成的混合物。
[0021]作为本专利技术优选的实施方式，所述高直链淀粉是指淀粉颗粒中直链淀粉的含量≥50％，优选为直链淀粉含量为50％的淀粉。进一步优选地，所述高直链淀粉的品种为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉或绿豆淀粉的一种；优选为玉米淀粉。
[0022]作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤S1中糖苷化反应的反应温度为90～140℃，抽真空至残压小于60mmHg；反应时间为130～210min，优选为180min。
[0023]作为本专利技术优选的实施方式，所述步骤S2中采用NaOH溶液或KOH溶液调节混合液的pH值大于7，pH值优选为7～8。进一步优选地，NaOH溶液或KOH溶液的质量浓度为30～
50％，优选为35～40％。
[0024]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0025]本专利技术所提供的烷基糖苷制备方法通过以高直链淀粉和混合脂肪醇为原料，采用混合酸固载催化剂并通过直接苷化法(一步法)制得烷基糖苷，本专利技术具有以下优点：
[0026]1、采用高直链淀粉为原料，与传统利用普通淀粉为原料合成的烷基糖苷产品相比，能够避免副反应的发生，因此原料的利用率更高，产品的表面张力低，表面活性更高。
[0027]2、采用负载型固体混合酸催化剂催化反应，在烷基糖苷合成中具有产物色泽浅、催化活性高、环境污染小、对装置无腐蚀和易分离、可重复利用等优点，能够减缓液体酸作为催化剂带来的后续分离麻烦、产品不纯、污染环境、腐蚀设备等不足，具有良好的经济效益和环境效益。
[0028]3、采用直接苷化法(一步法)，在催化剂的作用下淀粉和混合醇直接反应生成烷基糖苷，与转糖苷法相比，省去了双醇交换和去除低级醇的过程，因此工艺更加简单，产品品质更好。
[0029]综上所述，本专利技术的制备方法有效提高了脂肪醇与高直链淀粉糖苷化的反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将高直链淀粉加入到混合脂肪醇中，搅拌使其均匀分散；向混合液中加入混合酸固载催化剂，继续搅拌均匀后，缓慢加热升温并抽真空置氮进行糖苷化反应；S2、反应完全后，降温至70℃
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80℃，调节pH，过滤去除混合酸固载催化剂和副产物，即得烷基糖苷粗产品。2.根据权利要求1所述的新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，其特征在于：所述高直链淀粉与混合脂肪醇的质量比为1:3～5。3.根据权利要求1所述的新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，其特征在于：所述混合酸固载催化剂是由对甲苯磺酸和柠檬酸负载在活性氧化铝上制得的；所述对甲苯磺酸与柠檬酸的混合质量比为1:3～1:8。4.根据权利要求3所述的新型绿色表面活性剂烷基糖苷的制备方法，其特征在于：所述混合酸固载催化剂的制备方法如下：将活性氧化铝置于350℃
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450℃下焙烧4
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6h后，水洗2～3次，在100℃
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120℃下干燥2
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4h；将经过处理的活性氧化铝载体加入到对甲苯磺酸和柠檬酸的混合溶液中，在75℃
‑
95℃的水浴中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李唐，张美军，赵炯烽，裘碧菡，
申请(专利权)人：浙江皇马特种表面活性剂研究院有限公司浙江皇马尚宜新材料有限公司浙江绿科安化学有限公司，
类型：发明
国别省市：