Տրանսգլիկոզիդացման գործընթացները, օգտագործելով D-գլյուկոզա որպես հումք:

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 պոլիգլիկոզիդների՝ ուղղակի Ֆիշերի գլիկոզիլացմամբ կամ բուտիլ պոլիգլիկոզիդի երկաստիճան տրանսգլիկոզիդներով՝ թթվային կատալիզատորի առկայության դեպքում՝ որպես կողմնակի արտադրանք:Ջուրը պետք է թորվի ռեակցիայի խառնուրդից՝ ռեակցիայի հավասարակշռությունը դեպի ցանկալի արդյունքը փոխելու համար:Գլիկոզիլացման գործընթացում պետք է խուսափել ռեակցիայի խառնուրդի անհամասեռություններից, քանի որ դրանք կարող են հանգեցնել այսպես կոչված պոլիդեքստրոզի ավելորդ ձևավորմանը, որը խիստ անցանկալի է:Հետևաբար, շատ տեխնիկական ռազմավարություններ կենտրոնանում են n-գլյուկոզայի և ալկոհոլի միատարր արտանետումների վրա, որոնք դժվար է խառնել իրենց տարբեր բևեռականությունների 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:Ալկիլային մնացորդի համար նորմալ գլյուկոզայի միավորների միջին թիվը, այսպես կոչված, պոլիմերացման աստիճանը, հիմնականում արտադրական գործընթացի ընթացքում արտադրվող նյութերի մոլային հարաբերակցության ֆունկցիան է:Իրենց ուշագրավ մակերեւութային հատկությունների շնորհիվ հատկապես նախընտրելի են ալկիլային պոլիգլիկոզիդները՝ 1-ից 3-ի միջև պոլիմերացման աստիճանով, ինչի պատճառով այս մեթոդում պետք է օգտագործվի մոտ 3-10 մոլ ճարպային սպիրտներ մեկ մոլ նորմալ գլյուկոզայի համար:

Պոլիմերացման աստիճանը նվազում է ճարպային ալկոհոլի ավելցուկի դեպքում:Ավելորդ ճարպային սպիրտն առանձնացվում և վերականգնվում է բազմաստիճան վակուումային թորման պրոցեսների միջոցով՝ ընկնող թաղանթային գոլորշիչներով, ինչը հնարավորություն է տալիս նվազագույնի հասցնել ջերմային սթրեսը:Գոլորշիացման ջերմաստիճանը պետք է լինի բավականաչափ բարձր, իսկ տաք գոտում շփման ժամանակը` բավական երկար, որպեսզի ապահովի ճարպային ալկոհոլի ավելցուկի և ալկիլ պոլիգլյուկոզիդային հալվածի հոսքի պատշաճ թորումը` առանց տարրալուծման զգալի ռեակցիաների առաջացման:Գոլորշիացման մի շարք քայլեր կարող են բարենպաստորեն կիրառվել սկզբում ցածր եռացող ֆրակցիաները, այնուհետև ճարպային սպիրտի հիմնական քանակը և վերջապես մնացած ճարպային ալկոհոլը առանձնացնելու համար, մինչև ալկիլ պոլիգլյուկոզիդը հալվի, որպես ջրում լուծվող մնացորդներ:

Նույնիսկ երբ ճարպային սպիրտի սինթեզն ու գոլորշիացումը կատարվում է առավել մեղմ պայմաններում, անցանկալի շագանակագույն գունաթափում է տեղի ունենում, ինչը պահանջում է սպիտակեցման գործընթացներ՝ արտադրանքը մաքրելու համար:Սպիտակեցման մեթոդներից մեկը, որը հարմար է ապացուցել, օքսիդանտների ավելացումն է, ինչպիսին ջրածնի պերօքսիդն է, ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների ջրային պատրաստուկներին ալկալային միջավայրում մագնեզիումի իոնների առկայության դեպքում:

Սինթեզի, մշակման և զտման ժամանակ կիրառված բազմազան հետազոտություններն ու տարբերակները ցույց են տալիս, որ նույնիսկ այսօր դեռևս չկան ընդհանուր առմամբ կիրառելի «բանտապահ» ​​լուծումներ՝ ապրանքի հատուկ դասեր ստանալու համար:Ընդհակառակը, գործընթացի բոլոր քայլերը պետք է մշակվեն, փոխադարձաբար ճշգրտվեն և օպտիմալացվեն:Այս գլխում տրվել են առաջարկություններ և նկարագրվել են տեխնիկական լուծումներ մշակելու մի քանի գործնական եղանակներ, ինչպես նաև նշել են ռեակցիաների, տարանջատման և զտման գործընթացների իրականացման ստանդարտ 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:Ջրի ավելի մեծ պարունակության դեպքում առկա է կախովի 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 նաև շարունակաբար իրականացվել և պահանջում է մի փոքր ավելի ցածր կապիտալ ծախսեր:

Ակնկալվում է, որ հանածո և վերականգնվող հումքի ապագա հասանելիությունն ու գները, ինչպես նաև ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների արտադրության և կիրառման հետագա տեխնիկական առաջընթացը որոշիչ ազդեցություն կունենան վերջիններիս շուկայական ծավալի և արտադրական հզորությունների զարգացման վրա:Կենսունակ տեխնիկական լուծումները, որոնք արդեն գոյություն ունեն ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների արտադրության և օգտագործման համար, կարող են կենսական մրցակցային առավելություն տալ մակերևութաակտիվ նյութերի շուկայում նման գործընթացներ մշակած կամ արդեն կիրառող ընկերություններին:Սա հատկապես ճիշտ է հում նավթի բարձր գների և հացահատիկի ցածր գների դեպքում:Քանի որ արտադրության ֆիքսված ծախսերը, անշուշտ, սովորական մակարդակի վրա են մեծածավալ արդյունաբերական մակերևութաակտիվ նյութերի համար, բնական հումքի գների նույնիսկ աննշան նվազեցումները կարող են դրդել փոխարինել մակերևութաակտիվ նյութերով և ակնհայտորեն խրախուսել ալկիլ պոլիգլյուկոզիդների արտադրության նոր գործարանների տեղադրումը: