ԱԼԿԻԼ ԳԼՈՒԿՈԶԻԴՆԵՐԻ ԱՐՏԱԴՐՈՒԹՅԱՆ ՄԵԹՈԴՆԵՐԸ

Fischer glycosidation-ը քիմիական սինթեզի միակ մեթոդն է, որը հնարավորություն է տվել զարգացնել այսօրվա տնտեսական և տեխնիկապես կատարելագործված լուծումները ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների լայնածավալ արտադրության համար: Արդեն ստեղծվել են ավելի քան 20,000 տ/տարի հզորությամբ արտադրական կայաններ և ընդլայնում են մակերեսային ակտիվ նյութերի արդյունաբերության արտադրանքի տեսականին վերականգնվող հումքի վրա հիմնված մակերեսային ակտիվ նյութերով: Դ-գլյուկոզա և գծային C8-C16 ճարպային սպիրտները նախընտրելի հումք են: Այս արտանետումները կարող են վերածվել մակերևութային ակտիվ ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների՝ ուղղակի Ֆիշերի գլիկոզիդացման կամ երկաստիճան տրանսգլիկոզիդացիայի միջոցով թթվային կատալիզատորների առկայության դեպքում՝ ջուրը որպես կողմնակի արտադրանք: Ջուրը պետք է թորվի ռեակցիայի խառնուրդից, որպեսզի փոխի ռեակցիայի հավասարակշռությունը դեպի ցանկալի արտադրանքը: Գլիկոզիդացման գործընթացում պետք է խուսափել ռեակցիայի խառնուրդի անհամասեռություններից, քանի որ դրանք հանգեցնում են այսպես կոչված պոլիգլյուկոզիդների ավելորդ ձևավորմանը, որոնք խիստ անցանկալի են: Շատ տեխնիկական ստրատեգներ, հետևաբար, կենտրոնանում են n-գլյուկոզայի և սպիրտների միացությունների համասեռացման վրա, որոնք վատ են խառնվում իրենց բևեռականության տարբերության պատճառով: Ռեակցիայի ընթացքում գլիկոզիդային կապեր են ձևավորվում ինչպես ճարպային ալկոհոլի և n-գլյուկոզայի, այնպես էլ բուն n-գլյուկոզայի միավորների միջև: Ալկիլային պոլիգլյուկոզիդները, հետևաբար, ձևավորվում են որպես ֆրակցիաների խառնուրդներ տարբեր թվով գլյուկոզայի միավորներով երկար շղթայական ալկիլ մնացորդում: Այս ֆրակցիաներից յուրաքանչյուրն իր հերթին կազմված է մի քանի իզոմերային բաղադրամասերից, քանի որ n-գլյուկոզայի միավորները քիմիական հավասարակշռության մեջ ընդունում են տարբեր անոմերային ձևեր և օղակների ձևեր Ֆիշերի գլիկոզիդացման ժամանակ, իսկ գլիկոզիդային կապերը D-գլյուկոզայի միավորների միջև տեղի են ունենում մի քանի հնարավոր կապի դիրքերում: . D-գլյուկոզայի միավորների անոմերի հարաբերակցությունը մոտավորապես α/β＝ 2:1 է և դժվար է ազդել Ֆիշերի սինթեզի նկարագրված պայմաններում: Թերմոդինամիկորեն վերահսկվող պայմաններում արտադրանքի խառնուրդում պարունակվող n-գլյուկոզայի միավորները հիմնականում գոյություն ունեն պիրանոզիդների տեսքով: Մեկ ալկիլ մնացորդի համար n-գլյուկոզայի միավորների միջին թիվը, այսպես կոչված, պոլիմերացման աստիճանը, ըստ էության, կախված է արտադրության ընթացքում արտանետումների մոլային հարաբերակցությունից: Իրենց ընդգծված մակերեւութային ակտիվության [1] կապերի պատճառով հատուկ նախապատվություն է տրվում ալկիլ պոլիգլյուկոզիդներին, որոնց պոլիմերացման աստիճանը 1-ից 3 է, որոնց համար գործընթացում պետք է օգտագործվի մոտավորապես 3-10 մոլ ճարպային սպիրտ մեկ մոլ n-գլյուկոզայի համար:

Պոլիմերացման աստիճանը նվազում է, քանի որ ավելորդ ճարպային ալկոհոլը մեծանում է: Ավելորդ ճարպային սպիրտները առանձնացվում և վերականգնվում են բազմաստիճան վակուումային թորման գործընթացով՝ ընկնող թաղանթային գոլորշիչներով, որպեսզի ջերմային սթրեսը հնարավոր լինի նվազագույնի հասցնել: Գոլորշիացման ջերմաստիճանը պետք է լինի բավականաչափ բարձր, իսկ տաք գոտում շփման ժամանակը բավականաչափ երկար, որպեսզի ապահովի ավելցուկային ճարպային ալկոհոլի բավարար թորումը և ալկիլ պոլիգլյուկոզիդային հալոցի հոսքը՝ առանց որևէ էական տարրալուծման ռեակցիայի: Գոլորշիացման մի շարք քայլեր կարող են շահավետորեն օգտագործվել սկզբում ցածր եռացող մասնաբաժինը, այնուհետև ճարպային ալկոհոլի հիմնական քանակությունը և վերջապես մնացած ճարպային ալկոհոլը առանձնացնելու համար, մինչև ալկիլ պոլիգլիկոզիդը հալվի որպես ջրում լուծվող մնացորդ:

Նույնիսկ ճարպային սպիրտների սինթեզի և գոլորշիացման ամենամեղմ պայմաններում տեղի է ունենում անցանկալի շագանակագույն գունաթափում, և արտադրանքը մաքրելու համար պահանջվում են սպիտակեցման գործընթացներ: Սպիտակեցման մեթոդներից մեկը, որն ապացուցվել է, որ հարմար է, օքսիդացնող նյութի ավելացումն է, ինչպիսին է ջրածնի պերօքսիդը, ալկիլ պոլիգլիկոզիդի ջրային ձևակերպմանը մագնեզիումի իոնների առկայության դեպքում:

Սինթեզի, հետմշակման և վերամշակման գործընթացում օգտագործվող բազմաթիվ ուսումնասիրություններն ու տարբերակները երաշխավորում են, որ նույնիսկ այսօր դեռևս չկա լայնորեն կիրառելի «բանտապահ» ​​լուծում՝ որոշակի արտադրանքի դասակարգ ստանալու համար: Ընդհակառակը, գործընթացի բոլոր քայլերը պետք է ձեւակերպվեն։ Դոնգֆուն տալիս է որոշ առաջարկներ լուծույթի նախագծման և տեխնիկական լուծումների համար, ինչպես նաև բացատրում է ռեակցիայի, տարանջատման և զտման գործընթացի քիմիական և ֆիզիկական պայմանները:

Բոլոր երեք հիմնական պրոցեսները՝ համասեռ տրանսգլիկոզիդացում, ցեխի գործընթաց և գլյուկոզայի սնուցման տեխնիկա, կարող են օգտագործվել արդյունաբերական պայմաններում: Տրանսգլիկոզիդացիայի ընթացքում միջանկյալ բուտիլային պոլիգլյուկոզիդի կոնցենտրացիան, որը հանդես է գալիս որպես D-գլյուկոզայի և բութանոլի արտանետումների լուծիչ, պետք է պահվի մոտ 15%-ից ավելի ռեակցիայի խառնուրդում, որպեսզի խուսափեն անհամասեռություններից: Նույն նպատակով ջրի կոնցենտրացիան ռեակցիայի խառնուրդում, որն օգտագործվում է ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների ուղղակի Ֆիշերի սինթեզի համար, պետք է պահվի մոտ 1%-ից պակաս: Ավելի բարձր ջրի պարունակության դեպքում առկա է կասեցված բյուրեղային D-գլյուկոզան կպչուն զանգվածի վերածելու վտանգ, որը հետագայում կհանգեցնի վատ վերամշակման և ավելորդ պոլիմերացման: Արդյունավետ խառնումը և համասեռացումը նպաստում են ռեակցիայի խառնուրդում բյուրեղային D-գլյուկոզայի նուրբ բաշխմանը և ռեակտիվությանը:

Սինթեզի մեթոդի և դրա ավելի բարդ տարբերակների ընտրության ժամանակ պետք է հաշվի առնել և՛ տեխնիկական, և՛ տնտեսական գործոնները: D-գլյուկոզայի օշարակների վրա հիմնված միատարր տրանսգլիկոզիդացման գործընթացները հատկապես բարենպաստ են լայնածավալ շարունակական արտադրության համար: Դրանք թույլ են տալիս մշտական ​​խնայողություններ հավելյալ արժեքի շղթայում հումքի D-գլյուկոզայի բյուրեղացման վրա, ինչը ավելի քան փոխհատուցում է տրանսգլիկոզիդացման փուլի և բութանոլի վերականգնման ավելի բարձր միանգամյա ներդրումների համար: N-բուտանոլի օգտագործումը այլ թերություն չի ներկայացնում, քանի որ այն կարող է գրեթե ամբողջությամբ վերամշակվել այնպես, որ վերականգնված վերջնական արտադրանքներում մնացորդային կոնցենտրացիաները կազմում են ընդամենը մի քանի մաս միլիոնում, ինչը կարելի է համարել ոչ կրիտիկական: Ուղղակի Ֆիշերի գլիկոզիդացումը՝ ըստ ցեխի պրոցեսի կամ գլյուկոզայի սնուցման տեխնիկայի, բացառում է տրանսգլիկոզիդացման փուլը և բութանոլի վերականգնումը: Այն կարող է իրականացվել նաև անընդհատ և պահանջում է մի փոքր ավելի ցածր կապիտալ ծախսեր:

Ապագայում հանածո և վերականգնվող հումքի մատակարարումն ու գինը, ինչպես նաև ալկիլ պոլիսախարիդների արտադրության հետագա տեխնոլոգիական առաջընթացը վճռորոշ ազդեցություն կունենան շուկայի կարողությունների և զարգացման և կիրառման արտադրական կարողությունների վրա: Բազային պոլիսախարիդն արդեն ունի իր տեխնիկական լուծումները, որոնք կարող են կարևոր մրցակցային առավելություններ ապահովել մակերևութային մշակման շուկայում նման գործընթացներ մշակող կամ ընդունած ընկերությունների համար: Սա հատկապես ճիշտ է, երբ գները բարձր են և ցածր: Արտադրող գործակալի արտադրության արժեքը բարձրացել է սովորական մակարդակի, նույնիսկ եթե տեղական հումքի գինը փոքր-ինչ իջնի, դա կարող է ամրացնել մակերեսային ակտիվ նյութերի փոխարինողները և կարող է խրախուսել ալկիլ պոլիսախարիդների արտադրության նոր գործարանների տեղադրումը: