基于DMSO体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法与流程

本发明属于绿色表面活性剂烷基糖苷制备，更具体地说，涉及一种基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法。

背景技术：

1、烷基糖苷(alkyl polyglycosides，apg)作为一种绿色生物质基表面活性剂，由天然可再生葡萄糖与脂肪醇在酸催化下脱水缩合而成，原料绿色安全，兼具阴离子型和非离子型表面活性剂的诸多优点，如去污能力强，泡沫丰富细腻，配伍性好，对皮肤刺激性小，较强的广谱抗菌性，在强酸强碱或高浓电解质中仍能保持性能稳定，可完全生物降解等，是国际公认的首选绿色功能性表面活性剂。

2、尽管apg具有诸多优点，但在其合成过程中需要严格控制反应条件，由于葡萄糖在长链脂肪醇中的溶解度较小，需较大的醇糖摩尔比来使反应向正向进行，不仅造成资源浪费且为后处理带来了沉重的脱醇负担；但若减少脂肪醇用量，会造成反应体系粘度大，严重时反应难以进行，且产物聚合度高、色泽较差；两步法采用短链脂肪醇作为反应原料，得到短链烷基糖苷再与长链脂肪醇进行转糖苷化反应得到具有表面活性的长链烷基糖苷，该法合成工艺复杂，流程长，副产物多。合成apg的原料之一为无水葡萄糖，其高昂的价格限制了apg的大规模工业化生产，纤维素以其来源广泛、廉价易得且绿色可再生等优点作为有前景的合成apg的糖源，却由于自身的高结晶度和强氢键作用的超分子聚集态结构，生物阻抗性高，与脂肪醇之间的反应难以进行，通常需要较为严苛的反应条件，如高温高压、强酸性催化剂或昂贵的离子液体等溶剂体系，且对设备要求较高。

3、随着人们对高端日化清洗等用品需求的不断提升，绿色温和且易降解的烷基糖苷表面活性剂越来越受到青睐，占据越来越高的市场份额，因此设计纤维素转化为烷基糖苷的温和新工艺，开发新反应体系，找寻或合成催化效能高的绿色催化剂、探索高效的纤维素前处理手段成为未来烷基糖苷研究的重点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，制备工艺绿色简单，原料廉价易得，采用dmso体系合成apg，不仅提供了良好的均相反应体系，减小固液两相传质阻力，还可减少脂肪醇的使用量，降低反应体系粘度，缩短反应时间。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，采用dmso溶剂体系，以酸辅助球磨预处理后的纤维素为原料，通过两段控制条件，直接与正辛醇反应一步法生成mcc-apg08。

4、作为优选，所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，步骤如下：

5、1)将酸辅助球磨预处理纤维mcc、dmso、正辛醇混合均匀后，控制两段反应条件进行纤维素水解和糖苷化反应；

6、2)反应结束后，过滤得到黄色滤液，用naoh溶液调节滤液的ph，将滤液加热至130℃以上，抽滤、蒸馏除去溶剂dmso和正辛醇，加入30％h2o2溶液进行漂白处理，得到产物mcc-apg08。

7、作为优选，所述步骤1)中，酸辅助球磨预处理纤维mcc、dmso、正辛醇的g/ml/ml为2：10：10。

8、作为优选，所述步骤1)中，两段反应条件的第一段反应条件为：升温至130℃，冷凝回流1.5h，加入微量水进行纤维素水解反应。

9、作为优选，所述步骤1)中，两段反应条件的二段反应条件为：降温至115℃后保温2.0h，减压除水。

10、作为优选，所述步骤2)中，调节滤液的ph至8～9。

11、任一项所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，得到mcc-apg08。

12、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

13、1)本发明采用dmso溶剂体系，选用经酸辅助球磨预处理后mcc为原料，通过两段控制条件，直接与正辛醇反应一步法生成mcc-apg08，制备工艺绿色简单，原料廉价易得；

14、2)本发明在dmso溶剂体系中进行apg的合成可减少醇的用量，节约成本同时减轻后期脱醇负担；dmso为葡萄糖和脂肪醇的反应提供了良好均相的反应体系，利于传质，可提高产物得率，并可降低反应体系粘度，缩短反应耗时；dmso沸点低于正辛醇，在后处理减压蒸馏除醇时更易除去，且可实现溶剂回收再利用；

15、3)本发明的采用的dmso体系协同酸辅助球磨预处理纤维素对apg的合成具有明显的促进作用，产物apg得率可提高至83.12％；

16、4)本发明制备得到的产物apg的cmc和γcmc分别为4000mg/l和27.51mn/m，与市售apg接近，表面性能优异；泡沫性能与市售apg接近，随apg浓度的增加泡沫性能逐渐提升，在临界胶束浓度即4g/l时，泡沫性能最佳，乳化性能良好。

技术特征：

1.基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，采用dmso溶剂体系，以酸辅助球磨预处理后的纤维素为原料，通过两段控制条件，直接与正辛醇反应一步法生成mcc-apg08。

2.根据权利要求1所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，步骤如下：

3.根据权利要求2所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，所述步骤1)中，酸辅助球磨预处理纤维mcc、dmso、正辛醇的g/ml/ml为2：10：10。

4.根据权利要求2所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，所述步骤1)中，两段反应条件的第一段反应条件为：升温至130℃，冷凝回流1.5h，加入微量水进行纤维素水解反应。

5.根据权利要求2所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，所述步骤1)中，两段反应条件的二段反应条件为：降温至115℃后保温2.0h，减压除水。

6.根据权利要求2所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，其特征在于，所述步骤2)中，调节滤液的ph至8～9。

7.权利要求1-6任一项所述的基于dmso体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，得到mcc-apg08。

技术总结
本发明公开了一种基于DMSO体系酸辅助球磨纤维素制备烷基糖苷的方法，属于绿色表面活性剂烷基糖苷制备技术领域。本发明采用DMSO溶剂体系，以酸辅助球磨预处理后的纤维素为原料，通过两段控制条件，直接与正辛醇反应一步法生成MCC‑APG08。本发明的制备工艺绿色简单、原料廉价易得，采用DMSO体系合成APG，不仅提供了良好的均相反应体系，减小固液两相传质阻力，还可减少脂肪醇的使用量，降低反应体系粘度，缩短反应时间。

技术研发人员：刘祝兰,李锦锦,曹云峰,张凤山
受保护的技术使用者：山东华泰纸业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1