CN1128265A - 具有低苷化度的烷基糖苷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

在通过苷化和转糖苷作用或通过直接苷化制备具有C8-C20烷基的烷基糖苷的方法中，使用具有90-95葡萄糖当量的糖浆作为原料。从而得到具有极低平均苷化度的产物，在反应期间和/或反应之后过滤出低聚糖。

Description

具有低苷化度的烷基糖苷的制备方法
本发明涉及一种新的、用于制备烷基糖苷的一个步骤或二个步骤的方法，所述的烷基糖苷具有C8-C20烷基及1.05和1.4之间的平均苷化度。
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具有一个优点，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。以此方式可使烷基葡糖苷调节得符合其应用领域。
在EP-A-0495174中描述了用C12-C20醇使糖化物直接苷化。在这种一步法制备烷基多聚糖苷时，为了改善颜色而添加次磷酸钠，得到具有1-8平均苷化度的产物。但是这种制备方法只限于具有极少水含量的原料混合物。因此，这种制备方法不能采用价格低廉的糖浆进行。
在二步法制备烷基糖苷时，首先要进行苷化，由糖化物和C2-C6醇制备具有短链烷基的烷基糖苷，然后在第二步骤中通过与C8-C20醇进行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。在这一技术领域中的新的专利申请常常致力于制备颜色改进的产物。为此，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，优选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。所制成的具有长链烷基的烷基多聚糖苷尤其具有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，也可以在蒸发器中进行转糖苷作用。在EP-A-0514627中，转糖苷作用是在一个反应塔内进行的。此时将具有短烷基的烷基糖苷与长链醇的摩尔比控制在1∶2-1∶15，得到优选地具有1.2-3苷化度的烷基多聚糖苷。
WO93/10133描述了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，在该方法中使用具有90-100％的单体葡萄糖含量的葡萄糖浆。该文献所描述的方法总的来说是生产成本很高。它不仅在苷化中而且在转糖苷作用中都需要次级反应。此外，在两个反应步骤中必须保持狭窄的温度范围。WO93/10133提供具有低于5％(重量)的多聚葡萄糖含量。
为了从具有C10-C18烷基和1.05-1.4平均苷化度的烷基多聚糖苷中馏除脂肪族醇，按照DE-A-4129587，需要使用膜式蒸发器。在该文献中没有进一步深入探讨烷基多聚糖苷的制备。
上述文献没有提示可以以简单的方法制备如具有平均苷化度在1.05和1.4之间的烷基糖苷。
因此，本发明的任务在于，提供一种简单且成本较低的制备烷基糖苷的方法，该烷基糖苷具有C8-C20烷基及1.05和1.4之间的平均苷化度。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90-95葡萄糖当量的糖浆，此外在反应期间和/或反应后过滤出低聚糖。
通过这些措施达到出人意外的效果，例如在简单的搅拌压煮锅级联装置中制备出具有低苷化度的高色调品质的产物。
不经过过滤，在醇的反应混合物中实际上不可避免地含出现固体的不溶解的成分，这种成分由部分烷基化的糖低聚物组成，它堵塞管道和反应器。分离这种低聚糖对平均苷化度具有出人意料的强烈作用。
优先选择采用孔隙尺寸为50-200μm的过滤器进行过滤。特别优先使用孔隙尺寸为80-100μm的过滤器。
本发明方法中可以使用例如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、古洛糖、阿洛糖或塔罗糖的糖浆。其中，优先选择使用葡萄糖浆。糖浆可以含有10-70％的水。优选10-40％的水含量。
为了描述单糖的特性，还原糖的含量是根据干燥物质作为葡萄糖计算的，并作为葡萄糖当量表示。因此纯的单糖具有100葡萄糖当量，而低于100的葡萄糖当量表示低聚糖成分。按照本发明，葡萄糖当量最好是93-95。
在二步制备法中，为了苷化，使用C2-C5醇，例如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、戊醇或己醇。
单糖和C2-C5醇优选地以1∶5至1∶10的摩尔比进行反应。
苷化时制成的具有C2-C5烷基的烷基糖苷，在第二步骤中，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。它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、十二烷醇、十四烷醇和十八烷醇。优先选用具有10-16个碳原子的脂肪族醇。通常具有C2-C5烷基的烷基糖苷与脂肪族醇以1∶4至1∶10的摩尔比进行反应。
在直接苷化时，使用的糖化物和脂肪族醇与在二步制备法时相同。通常糖化物-脂肪族醇的摩尔比在1∶4至1∶10的范围。优先选择通过直接苷化制备具有C8-C14烷基的烷基糖苷。
在一步法和二步法制备过程中，酸催化剂可以使用无机酸，如硫酸或盐酸。特别适宜的是有机酸，例如芳基磺酸、烷基磺酸或芳烷基磺酸。反应温度通常是100-140℃的范围。最好在100-125℃进行苷化。在转糖苷作用以及在直接苷化时，反应温度通常是105-135℃，为了加速度反应通常施加真空。
一步法和二步法制备烷基糖苷可以连续进行也可以不连续地进行。连续地合成烷基糖苷通常是在搅拌压煮锅级联装置中进行，此时，搅拌的压煮锅也可以部分地或全部地用反应塔或管式反应器来代替。
在二步法制备烷基糖苷时，最好在每一步骤之后进行过滤。在直接苷化时，最好是只在反应后进行过滤。在反应器级联情况下，可以在反应器之间的管道中进行过滤，在带有环路的反应器的情况下，也可以在环路中进行过滤。
在反应结束时产生的溶入脂肪族醇中的烷基糖苷按已知的方式和方法、用合适的碱进行中和。然后蒸馏分离出过剩的脂肪族醇，这种蒸馏分离可以在膜式蒸发器或短程蒸发器中进行。然后，将所得的优选平均苷化度为1.1-1.3的烷基糖苷与水混合并用过氧化物漂白。最终产品具有20以下的碘色值(IFZ)和尤其低于1％的残留脂肪族醇含量。
采用本发明的方法可以制得具有极少量的不溶成分的反应混合物。不会发生可能损害产物颜色的裂化。管道和反应器不容易堵塞。这就提高反应器的操作稳定性和工作寿命。同时直接得到具有低苷化度的烷基糖苷，它特别适合用于洗涤剂和洗碗剂。

Claims (5)

1.制备具有C8-C20烷基和平均苷化度在1.05和1.4之间的烷基糖苷的一步或二步制备方法，其特征在于，使用具有90-95葡萄糖当量的糖浆，并在制备期间和/或制备之后过滤出低聚糖。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，过滤时使用孔隙尺寸为50-200μm的过滤器。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于，使用孔隙尺寸为80-100μm的过滤器。
4.权利要求1所述的方法，其特征在于，作为糖浆使用葡萄糖浆。
5.权利要求1所述的方法，其特征在于，制备具有1.1-1.3平均苷化度的烷基糖苷。
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