一种烷基糖苷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有机合成领域，具体为一种烷基糖苷的制备方法。
【背景技术】
[0002]烷基糖苷(简称APG)，是由脂肪醇和淀粉或其水解的产物葡萄糖在酸性催化剂的作用下，脱去一分子水而得到的产物。APG具有表面活性高、无刺激、无毒无害、易生物降解等特征，被公认为绿色表面活性剂。一步法合成工艺是在酸性催化剂催化下利用葡萄糖与高碳脂肪醇直接进行反应，脱去一分子水生成烷基糖苷，也称直接苷化法。但由于葡萄糖与长链脂肪醇的极性相差较大，反应速度较慢。因此在生产过程中加入过量的高碳醇不仅可使反应顺利进行，还可以减少低聚糖的生成。但是反应结束后过量的醇留在产品中而不被除去，会影响产品的气味、浓度和应用效果。目前APG脱醇主要有两种方法:萃取法和蒸馏法，工业生产中主要采用蒸馏法，由于葡萄糖及其衍生物都是热敏物质，在高温时不稳定会分解且会使产品颜色加深，所以必须采用减压蒸馏的方式脱醇。但采用此种方法会使一部分牢固吸附在糖苷表面的高碳醇难以脱除，以至产品有异味使其无法应用于食品和日用品工业中。另一个问题就是产物颜色较深，要想得到无色透明的烷基糖苷除了过程控制外，漂白也是一大难点。过程控制中提高反应速度，减少反应时间其实是对催化剂选择的考验，目前专利大多是单一的十二烷基苯磺酸、磺基丁二酸等，而二元催化剂选用较少。而常规脱色时有时部分为分解的双氧水会残留在烷基糖苷中，双氧水的气味很大，导致烷基糖苷在放置过程中产生异味，因此其漂白工艺也是关键。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种烷基糖苷的制备方法。该方法在除醇过程加入携带剂，使得反应的温度较低，减少葡萄糖的热分解。在漂白过程中加入脱色助剂，从而减少过氧化氢的使用量，并使用还原剂除去剩余过氧化氢，降低了烷基糖苷在放置过程中产生的异味。该方法工艺简单，成本低，可得到无色无味性能优良的烷基糖苷。
[0004]本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种烷基糖苷的制备方法，包括以葡萄糖、CS_C2。脂肪醇为原料，在二元催化剂的作用下，经过苷化反应、除醇、脱色漂白步骤制成烷基糖苷；该方法具体包括以下步骤:
[0005](1)苷化反应:将CS_C2。的脂肪醇与葡萄糖按摩尔比4-8:1投料，加入对甲苯磺酸/次亚磷酸的二元催化剂，二元催化剂与葡糖糖的质量比为0.005?0.015:1，反应压力为5-6KPa，反应温度为100°C -140°C，反应时间2_2.5h ;而后降温至60°C -70°C，调节反应体系pH值至8-10，得到黄色微浑浊的苷醇混合物；所述二元催化剂中对甲苯磺酸和次亚磷酸的质量比为2-4:1 ；
[0006](2)除醇:将步骤1得到的苷醇混合物升温至100°C _120°C，加入携带剂，摩尔比为携带剂:葡萄糖=0.4-0.6:1，在4-5即3的压力下反应，直至再无残留醇蒸出，得到淡黄色的烧基糖昔；
[0007](3)脱色漂白:将步骤2得到的烷基糖苷溶解成水溶液，在70-80°C常压下加入脱色助剂和双氧水，反应30min-70min ;然后加入还原剂，搅拌除去剩余过氧化氢，得到无色透明的烷基糖苷水溶液；
[0008]所述脱色助剂和双氧水的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的0.6-1 % ;所述还原剂的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的0.08-0.1% ;所述携带剂为乙二醇或丙三醇；所述脱色助剂为氧化镁或四乙酰乙二胺；所述还原剂为NaBH4S NaHSO 3。
[0009]与现有技术相比，本发明有益效果在于:本发明采用二元催化剂，反应速度快，过程平稳，转化率高。采用携带剂，使得除醇过程的反应温度较低，脱醇后残醇含量低，产品无味。优化了 APG的固含量使漂白工艺达到最佳，使用脱色助剂，使双氧水使用量大幅度减少，并使用还原剂除去残存过氧化氢，漂白效果好同时双氧水不会产生异味。
【具体实施方式】
[0010]下面将通过实施例来对本发明作进一步的描述。
[0011]本发明提供了一种烷基糖苷的制备方法，包括以葡萄糖、cs-c2。脂肪醇为原料，在二元催化剂的作用下，经过苷化反应、除醇、脱色漂白步骤制成烷基糖苷；该方法具体包括以下步骤:
[0012](1)苷化反应:将cs-c2。的脂肪醇与葡萄糖按摩尔比4-8:1投料，加入对甲苯磺酸/次亚磷酸的二元催化剂，二元催化剂与葡糖糖的质量比为0.005?0.015:1，反应压力为
5-6KPa，反应温度为100°C -140°C，反应时间2_2.5h ;而后降温至60°C -70°C，调节反应体系pH值至8-10，得到黄色微浑浊的苷醇混合物；所述二元催化剂中对甲苯磺酸和次亚磷酸的质量比为2-4:1 ；
[0013](2)除醇:将步骤1得到的苷醇混合物升温至100°C _120°C，加入携带剂，摩尔比为携带剂:葡萄糖=0.4-0.6:1，在4-5即3的压力下反应，直至再无残留醇蒸出，得到淡黄色的烧基糖昔；
[0014](3)脱色漂白:将步骤2得到的烷基糖苷溶解成水溶液，在70-80°C常压下加入脱色助剂和双氧水，反应30min-70min ;然后加入还原剂，搅拌除去剩余过氧化氢，得到无色透明的烷基糖苷水溶液。
[0015]所述脱色助剂和双氧水的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的0.6-1%，脱色助剂和双氧水可以为任意质量比，优选为1:1 ;所述还原剂的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的 0.08-0.1% ；
[0016]所述携带剂为乙二醇或丙三醇；所述脱色助剂为氧化镁(MgO)或四乙酰乙二胺(TAED);所述还原剂为 NaBH4S NaHSO 3。
[0017]所述步骤3中的烷基糖苷水溶液的质量分数为45-55 %。
[0018]实施例1
[0019]在合成爸中加入正辛醇1290kg，开启搅拌，加入葡萄糖310kg，二元催化剂4kg，二元催化剂为对甲苯磺酸和次亚磷酸按重量比4:1制得；控制反应压力为4.8KPa，将反应温度升至120°C，保持反应2h，开冷凝水，降温至70°C，加入氢氧化钾480g，搅拌15分钟，中和至pH为8.5，得到黄色微浑浊的苷醇混合物1529kg ;将温度重新升至120°C，加入丙三醇80kg，在4KPa压力下，蒸馏过量的正辛醇，得到淡黄色的烷基糖苷；再溶解成质量分数为45%的烷基糖苷水溶液，保持温度在80°C，加入四乙酰乙二胺5kg并加入双氧水5kg，搅拌30min，加入1.6kgNaBH4，搅拌lOmin，除去残余过氧化氢，得到无色透明的烧基糖苷水溶液。
[0020]实施例2
[0021]在合成爸中加入正辛醇1250kg，开启搅拌，加入葡萄糖350kg，二元催化剂3.5kg，二元催化剂为对甲苯磺酸和次亚磷酸按重量比2:1制得；控制反应压力为6KPa，将反应温度升至125 °C，保持反应2.5h，开冷凝水，降温至65°C，加入氢氧化钾500g，搅拌15分钟，中和至pH为9，得到黄色微浑浊的苷醇混合物1520kg ;将温度重新升至100°C，加入丙三醇90kg，在5KPa压力下，蒸馏过量的正辛醇，得到淡黄色的烷基糖苷；再溶解成质量分数为48 %的烷基糖苷水溶液，保持温度在70°C，加入Mg05.5kg并加入双氧水5.5kg，搅拌50min，加入1.7kgNaBH4，搅拌lOmin，除去残余过氧化氢，得到无色透明的烷基糖苷水溶液。
[0022]实施例3
[0023]在合成爸中加入正辛醇1200kg，开启搅拌，加入葡萄糖400kg，二元催化剂3kg，二元催化剂为对甲苯磺酸和次亚磷酸按重量比3:1制得；控制反应压力为5.4KPa，将反应温度升至120°C，保持反应2h，开冷凝水，降温至70°C，加入氢氧化钾550g，搅拌15分钟，中和至pH为9.5，得到黄色微浑浊的苷醇混合物1520kg ;将温度重新升至110°C，加入乙二醇80kg，在4.5KPa压力下，蒸馏过量的正辛醇，得到淡黄色的烷基糖苷；再溶解成质量分数为50%的烷基糖苷水溶液，保持温度在75°C，加入6kg MgO并加入双氧水6kg，搅拌60min，加入1.6kgNaHS03，搅拌lOmin，除去残余过氧化氢，得到无色透明的烷基糖苷水溶液。
[0024]实施例4
[0025]在合成釜中加入正辛醇1130kg，开启搅拌，加入葡萄糖470kg，二元催化剂4000g，二元催化剂为对甲苯磺酸和次亚磷酸按重量比4:1制得；控制反应压力为5.5KPa，将反应温度升至120°C，保持反应2.3h，开冷凝水，降温至65°C，加入氢氧化钾600g，搅拌15分钟，中和至PH为9，得到黄色微浑浊的苷醇混合物1500kg ;将温度重新升至100°C，加入乙二醇100kg，在4KPa压力下，蒸馏过量的正辛醇，得到淡黄色的烷基糖苷；再溶解成质量分数为55%的烷基糖苷水溶液，保持温度在80°C，加入四乙酰乙二胺5.8kg并加入双氧水5.8kg，搅拌70min，加入1.5kgNaHS03，搅拌lOmin，除去残余过氧化氢，得到无色透明的烧基糖苷水溶液。
【主权项】
1.一种烷基糖苷的制备方法，包括以葡萄糖、Cs-c2。脂肪醇为原料，在二元催化剂的作用下，经过苷化反应、除醇、脱色漂白步骤制成烷基糖苷；该方法具体包括以下步骤: (1)苷化反应:将Cs-c2。的脂肪醇与葡萄糖按摩尔比4-8:1投料，加入对甲苯磺酸/次亚磷酸的二元催化剂，二元催化剂与葡糖糖的质量比为0.005-0.015:1，反应压力为5-6KPa，反应温度为100°C -140°C，反应时间2_2.5h ;而后降温至60°C -70°C，调节反应体系pH值至8-10，得到黄色微浑浊的苷醇混合物；所述二元催化剂中对甲苯磺酸和次亚磷酸的质量比为2-4:1 ； (2)除醇:将步骤1得到的苷醇混合物升温至100°C_120°C，加入携带剂，摩尔比为携带剂:葡萄糖=0.4-0.6:1，在4-5KPa的压力下反应，直至再无残留醇蒸出，得到淡黄色的烷基糖苷； (3)脱色漂白:将步骤2得到的烷基糖苷溶解成水溶液，在70-80°C常压下加入脱色助剂和双氧水，反应30min-70min ;然后加入还原剂，搅拌除去剩余过氧化氢，得到无色透明的烷基糖苷水溶液； 所述脱色助剂和双氧水的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的0.6-1% ;所述还原剂的质量为步骤2得到的烷基糖苷质量的0.08-0.1% ;所述携带剂为乙二醇或丙三醇；所述脱色助剂为氧化镁或四乙酰乙二胺；所述还原剂为NaBH4S NaHSO 3。2.根据权利要求1所述的烷基糖苷的制备方法，其特征在于所述步骤3中的烷基糖苷水溶液的质量分数为45-55%。3.根据权利要求1所述的烷基糖苷的制备方法，其特征在于所述脱色助剂和双氧水的质量比为1:1。
【专利摘要】本发明公开了一种烷基糖苷的制备方法，包括以葡萄糖、C8-C20脂肪醇为原料，在二元催化剂的作用下，经过苷化反应、除醇、脱色漂白步骤制成烷基糖苷。该方法在除醇过程加入携带剂，使得反应的温度较低，减少葡萄糖的热分解。在漂白过程中加入脱色助剂，从而减少过氧化氢的使用量，并使用还原剂除去剩余过氧化氢，降低了烷基糖苷在放置过程中产生的异味。该方法工艺简单，成本低，可得到无色无味性能优良的烷基糖苷。
【IPC分类】C07H1/06, C07H1/00, C07H15/04
【公开号】CN105254686
【申请号】CN201510868872
【发明人】孙玉, 周岚, 郑帼, 刘燕军, 张朝, 周存, 徐进云, 李佳音
【申请人】天津工业大学, 浙江理工大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年12月1日