专利名称：具有低苷化度的烷基糖苷的制备方法
技术领域：
本发明涉及通过苷化和转糖苷作用制备烷基糖苷的新方法，其中烷基糖苷具有C8-C20烷基、1.05-1.4的平均苷化度和最多可达10％的多糖含量。
具有C8-C20烷基的烷基糖苷可以完全或部分地由再生原料来制备。因此并也因为其极好的生物降解性，该烷基糖苷正日益变得重要。该产品除了其引人注意的表面活性剂性质之外还有一个优点，即通过烷基链的长度和通过苷化度可以精确地调节其极性。以这种方式可以使烷基糖苷调节得符合其应用领域。
在二步法制备烷基糖苷时，首先进行苷化，由糖化物和C2-C5醇制备具有短链烷基的烷基糖苷，然后，在第二步骤中用C8-C20醇通过转糖苷作用，使上述产物转变成所需要的具有表面活性剂性质的烷基糖苷。
这种制备工艺路线早已为人们所熟知。在该领域中的新的专利申请常常致力于制备颜色改进的产物。对此部分地添加还原剂或使用特殊设备。
在EP-A-0501032中提出在蒸发器中进行苷化。其中优先选择使用的葡萄糖浆通常是一种具有低聚糖成分的淀粉水解产物。这种糖浆的葡萄糖当量大多是90-95。所制备的具有长链烷基的烷基多聚糖苷优选地具有1.3-5范围的平均苷化度，其中在实施例中规定1.65的数值。
按照EP-A-0514628，转糖苷作用也可以在蒸发器中进行。在EP-A-0514627中转糖苷作用是在反应塔中进行。其中，将具有短烷基的烷基糖苷与长链醇的摩尔比控制在1∶2至1∶15，并得到具有尤其1.2至3苷化度的烷基多聚糖苷。
为了从具有C10-C18烷基和平均苷化度为1.05至1.4的烷基多聚糖苷中蒸馏分离脂肪族醇，按照DE-A-4129587，使用了一种膜式蒸发器。在该文献中没有进一步探讨烷基多聚糖苷的制备。
WO93/10133描述一种用于制备烷基低聚糖苷的二步制备法，这种方法可以连续地或不连续地进行，在该方法中使用了一种具有90-100％的单体葡萄糖含量的葡萄糖浆。该文所描述的方法总的来说生产成本很高，不仅在苷化中而且在转糖苷作用中都需要次级反应(Nachreaction)。此外，在两个反应阶段中必须保持狭窄的温度范围。此时WO93/10133提供具有至少4.7％(重量)的多聚葡糖含量的烷基低聚糖苷。没有说明平均苷化度。
上述文件没有提示可以以简单的方法制备如具有1.05-1.4的平均苷化度并同时具有低的多糖含量的烷基糖苷。
因此本发明的任务在于，提供制备烷基糖苷的简单二步制备法，所述烷基糖苷具有C8-C20的烷基和1.05-1.4的平均苷化度及低的多糖含量。此外，该产品还应当具有良好的色调。
按照本发明，该任务是这样解决的，即使用具有96-99.5葡萄糖当量的单糖，此外在苷化中将单糖与C2-C5醇的摩尔比控制在1∶5至1∶20，在转糖苷作用中将具有C2-C5烷基的烷基糖苷与C8-C20脂肪族醇的摩尔比控制在1∶2至1∶10。
通过这些措施达到了出人意外的效果，即不需要过滤步骤，例如以简单的搅拌压煮锅级联即可制备颜色引人注目的、具有低的苷化度和低的多糖含量的产物。
可以用于该方法的单糖例如有葡萄糖、甘露糖、半乳糖、古洛糖、阿洛糖或塔罗糖，其中优先选用葡萄糖。单糖也可以以含水的糖浆形式使用，该含水糖浆可以含有最多达50％的水。
为了描述单糖的特性，还原糖的含量是以干燥物质为依据作为葡萄糖计算的，并作为葡萄糖当量表示。因此，纯的己吡喃糖(Hexopyranose)，例如葡萄糖，具有100的葡萄糖当量，而低于100的葡萄糖当量表示低聚糖含量。按照本发明，葡萄糖当量优选的是在96-99。
作为可以用于苷化的醇，例如乙醇，正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、戊醇或己醇是合适的。
单糖和C2-C5醇最好是以1∶5至1∶10的摩尔比进行反应。
在苷化中制备成的具有C2-C5烷基的烷基糖苷在第二步骤，即在转糖苷作用中与C8-C20脂肪族醇进行反应。脂肪族醇可以是直链的或支链的。脂肪族醇也可以包含烯烃双键。可以使用天然的或合成的脂肪族醇或脂肪族醇混合物、作为例子可举出辛醇、癸醇、10-十一碳烯-1-醇、月桂醇、十四烷醇和十八烷醇。优先选用具有10-14个碳原子的脂肪族醇。大多数情况下，具有C2-C5烷基的烷基糖苷与脂肪族醇按1∶4至1∶10的摩尔比进行反应。
在苷化和转糖苷作用中，可以使用无机酸例如硫酸或盐酸作为酸催化剂。有机酸，例如芳基磺酸、烷基磺酸或芳烷基磺酸也是十分合适的。反应温度通常在100-140℃的范围内。最好是在100-125℃进行苷化。在转糖苷作用中，反应温度大多在105-135℃，为了加速反应，也即为了分离短链醇，大多施加真空。
烷基糖苷的二步制备方法可以连续地或不连续地进行。连续合成烷基糖苷一般是在搅拌压煮锅级联中进行，其中搅拌压煮锅可以部分地或完全地由反应塔或管式反应器代替。
转糖苷作用的产物按已知的方式和方法用合适的碱进行中和。然后可在膜式蒸发器或短程蒸发器中蒸馏分离过剩的脂肪族醇。所得到的烷基糖苷优选具有1.1至1.3的平均苷化度，将其与水混合，并用过氧化物漂白。最终产物具有20以下的碘色值(IFZ)和优选地低于1％的残留脂肪族醇含量。
此外，该产物的突出特点是最多达10％的低多糖含量。这一含量与固态物质以及烷基糖苷和多糖的总量有关。多糖含量最好是1-10％。
本发明的方法在添加上述品质的单糖并保持对反应混合物所需要的摩尔比下进行，该反应混合物由于低的多糖含量而具有很低的不溶解成分的含量。因此，管道和反应器不容易堵塞。这就提高了操作稳定性。同时直接得到具有低苷化度的烷基糖苷，这种烷基糖苷可有益地在洗涤剂和洗碗剂中使用。
下述实例是用来说明本发明。
比较例A以每小时1.5升正丁醇、100毫升对甲苯磺酸的丁醇溶液(173克/升对甲苯磺酸)和540毫升70％的葡萄糖溶液的速度，向由两个4升搅拌反应器构成的级联装置供料。所使用的葡萄糖具有95的葡萄糖当量。经过附加的塔，在120℃内部温度下共沸蒸馏去除水。同时蒸馏出的正丁醇，在分离水相后重新被送回塔内。每小时从第二个搅拌反应器排出大约1850毫升由约65％丁醇和35％丁基葡糖苷组成的溶液。
将该产物与4升脂肪族醇(68％月桂醇、26％十四烷醇和6％十六烷醇组成的混合物)的物料流混合，然后通过由两个4升的搅拌反应器组成的级联装置。在120℃的反应温度和45毫巴(第一个反应器)或5毫巴(第二个反应器)条件下经过一个附加的塔馏除丁醇。
所得产物是约25％烷基葡糖苷的脂肪族醇溶液，用25％的NaOH将pH值调节到10(在产物溶液、异丙醇和水的1∶1∶1的混合物中测定)。接着，在真空下，在膜式蒸发器的级联装置中将脂肪族醇馏除直至约1％的残留含量。所得到的烷基葡糖苷具有1.44的平均苷化度和13.5％的多葡萄糖含量。
实施例1方法与比较例A相同。但是使用具有99葡萄糖当量的葡萄糖。在此情况下，得到一种具有1.16平均苷化度和6.9％多葡萄糖含量的烷基葡糖苷。
权利要求
1.通过苷化和转糖苷作用制备烷基糖苷的方法，所述烷基糖苷具有C8-C20烷基、1.05-1.4的平均苷化度和最多达10％的多糖含量，其特征在于；-使用具有96-99.5葡萄糖当量的单糖；-苷化时单糖与C2-C5醇以1∶5至1∶20的摩尔比进行反应；和-由此所得到的具有C2-C5烷基的烷基糖苷，为了转糖苷作用的目的以1∶2至1∶10的摩尔比与C8-C20脂肪族醇进行反应。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，平均苷化度为1.1至1.3。
3.权利要求1所述的方法，其特征在于，多糖含量为1-10％。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于，使用具有96-99葡萄糖当量的葡萄糖。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于，苷化的摩尔比是1∶5至1∶10，转糖苷作用的摩尔比是1∶4至1∶10。
6.权利要求1所述的方法，其特征在于，使用C10-C14脂肪族醇。
全文摘要
按照本发明方法，具有C
文档编号C11D1/68GK1128266SQ9511621
公开日1996年8月7日 申请日期1995年9月6日 优先权日1994年9月7日
发明者J·格吕茨克, S·施密特 申请人:希尔斯股份公司