CN113956305B - 一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法 - Google Patents
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括:步骤S1:缩醛化反应,将葡萄糖、脂肪醇和催化剂放入反应釜中,并于80‑90℃的温度下、3‑10kPa的压强下混合搅拌,反应完成后过滤分离所述催化剂,所述催化剂循环利用,其中所述催化剂为离子液体;步骤S2:脱醇处理,将缩醛化反应后得到的混合液负压脱醇得到粗产品;步骤S3:脱色处理,向所述步骤S2得到的粗产品中加入脱色剂,脱色完成后,加水复配得到产品。本发明提供的一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,可以降低缩醛化反应所需的温度条件,减少葡萄糖的焦糖化,从而提高烷基糖苷的成产纯度;也可以减少催化剂的使用量,同时烷基糖苷的生产效率更好,降低了烷基糖苷的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于烷基糖苷制备技术领域,具体涉及一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法。
背景技术
烷基糖苷是一种具有低表面张力、强去污性和配伍性的表面活性剂,烷基糖苷的合成方法较多,目前工业上一般通过直接苷化法、转糖苷化法这两种方式进行大规模生产。直接糖苷法是将葡萄糖和脂肪醇通过催化剂的作用下先缩醛化反应,再经中和、脱醇、脱色制备得到烷基糖苷产品。转糖苷化法也称为两步合成法,由于葡萄糖不溶于高级碳链脂肪醇,容易分层;而和低碳脂肪醇相容性较好,所以先用葡萄糖和低级脂肪醇反应。一般采用先与正丁醇进行丁苷化反应,然后再与高级醇进行醇交换反应制备。
针对上述的相关技术,通过以上催化剂方法制备烷基糖苷,一方面葡萄糖和脂肪醇需要在高温下缩醛化反应,容易使得葡萄糖焦糖化,降低烷基糖苷的纯度;另一方面,催化剂的使用量较大,使得烷基糖苷的生产成本较高。
发明内容
为解决技术现有技术的不足,本发明目的在于提供一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,将葡萄糖、脂肪醇和催化剂放入反应釜中,并于 80-90℃的温度下、3-10kPa的压强下混合搅拌,反应完成后过滤分离所述催化剂,所述催化剂循环利用,其中所述催化剂为离子液体;
步骤S2:脱醇处理,将缩醛化反应后得到的混合液负压脱醇得到粗产品;
步骤S3:脱色处理,向所述步骤S2得到的粗产品中加入脱色剂,脱色完成后,加水复配得到产品。
优选地,所述离子液体的结构通式如下:
其中,R为C1-C8的烷基,X为Br或Cl。
优选地,所述离子液体由以下步骤制备:
步骤S4.1:将等摩尔的4-吡啶磺酸和化合物RX投入反应釜中,在80-100℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌10-12小时;
步骤S4.2:将步骤S4.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥6-8小时。
优选地,所述离子液体的结构通式如下:
其中,R为C1-C8的烷基,X为Br或Cl。
优选地,所述离子液体由以下步骤制备:
步骤S5.1:将等摩尔的吡啶和化合物RX投入反应釜中,在85-95℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌10-12小时;
步骤S5.2:将步骤S5.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥6-7小时;
步骤S5.3:向步骤S5.2得到的产物中加入等摩尔的硫酸,搅拌7-8小时;
步骤S5.4:将步骤S5.3得到的产物用乙醚洗涤,再真空干燥。
优选地,所述步骤S1包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将脂肪醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次添加葡萄糖,混合搅拌;
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入催化剂,并于80-90℃的温度下、 3-10kPa的压强下,混合搅拌2-3小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收催化剂,将催化剂循环利用。
优选地,所述步骤S2包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于90-120℃的温度下,并于 1-10kPa的压强下,进行第一步脱醇;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于50-80℃的温度下,并于 10-500Pa的压强下,进行第二步脱醇,得到粗产品。
优选地,所述步骤S3包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌1-2小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于75-85℃的温度下混合搅拌脱色3-5小时,其中脱色剂包括双氧水;
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到产品。
优选地,所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:(2-5),所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.1-0.4%。
优选地,所述脂肪醇为正八醇、正十醇、正十二醇或正十四醇的一种。
本发明公开的一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,其有益效果在于,本申请采用了活性更高的催化剂,一方面可以降低缩醛化反应所需的温度条件,减少葡萄糖的焦糖化,从而提高烷基糖苷的成产纯度;另一方面本催化剂可以减少使用量,同时烷基糖苷的生产效率更好,并且催化剂的制备成本更低,降低了烷基糖苷的生产成本。
具体实施方式
本发明公开了一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。
原料:
材料名称 | 规格 | 生产厂家 |
葡萄糖 | CAS:200-075-1 | 天津市科密欧化学试剂开发中心 |
正八醇 | CAS:111-87-5 | 上海倍特化工有限公司 |
正十醇 | CAS:71-36-3 | 利华益集团股份有限公司 |
正十二醇 | CAS:112-53-8 | 济南汇丰达化工有限公司 |
正十四醇 | CAS:112-72-1 | 上海甄准生物科技有限公司 |
双氧水 | 质量浓度30% | 莱阳双双化工有限公司 |
硼氢化钠 | CAS:16940-66-2 | 天津市福晨化学试剂厂 |
吡啶 | CAS:110-86-1 | 湖北摆渡化学有限公司 |
乙酸乙酯 | CAS:141-78-6 | 湖南齐鲁新材料科技有限公司 |
乙醚 | CAS:60-29-7 | 广东翁江化学试剂有限公司 |
氯甲烷 | CAS:74-83-9 | 湖北鑫润德化工有限公司 |
1-氯庚烷 | CAS:629-06-1 | 湖北永阔科技有限公司 |
溴乙烷 | CAS:74-96-4 | 湖北鑫润德化工有限公司 |
1-溴辛烷 | CAS:111-83-1 | 湖北永阔科技有限公司 |
4-吡啶磺酸 | CAS:5402-20-0 | 北京百灵威科技有限公司 |
制备例1:
所述离子液体的制备步骤如下:
步骤S4.1:将等摩尔的4-吡啶磺酸和化合物RX投入反应釜中,在80℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌12小时;
步骤S4.2:将步骤S4.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥8小时。
其中,所述化合物RX为氯甲烷,所制备的所述离子液体的结构式为:
制备例2:
所述离子液体的制备步骤如下:
步骤S4.1:将等摩尔的4-吡啶磺酸和化合物RX投入反应釜中,在100℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌10小时;
步骤S4.2:将步骤S4.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥6小时。
其中,所述化合物RX为1-溴辛烷,所制备的所述离子液体的结构式为:
制备例3:
所述离子液体的制备步骤如下:
步骤S5.1:将等摩尔的吡啶和化合物RX投入反应釜中,在85℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌11小时;
步骤S5.2:将步骤S5.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥7小时;
步骤S5.3:向步骤S5.2得到的产物中加入等摩尔的硫酸,搅拌7小时;
步骤S5.4:将步骤S5.3得到的产物用乙醚洗涤,再真空干燥。
其中,所述化合物RX为1-氯庚烷,所制备的所述离子液体的结构式为:
制备例4:
所述离子液体的制备步骤如下:
步骤S5.1:将等摩尔的吡啶和化合物RX投入反应釜中,在95℃的温度下,并于N2保护条件下搅拌12小时;
步骤S5.2:将步骤S5.1得到的产物用乙酸乙酯洗涤,再真空干燥6小时;
步骤S5.3:向步骤S5.2得到的产物中加入等摩尔的硫酸,搅拌8小时;
步骤S5.4:将步骤S5.3得到的产物用乙醚洗涤,再真空干燥。
其中,所述化合物RX为溴已烷,所制备的所述离子液体的结构式为:
实施例1:
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将正八醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次(分5 次)添加葡萄糖,混合搅拌(利用胶体磨研磨搅拌);
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入制备例1所制备的离子液体,并与80℃的温度下、3kPa的压强下,混合搅拌3小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收离子液体,将离子液体循环利用;
其中,所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:2,所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.1%。
步骤S2:脱醇处理,包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于90℃的温度下,并与10kPa 的压强下,进行第一步脱醇(利用蒸发器蒸发),可将脂肪醇蒸发至剩余10%以下;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于50℃的温度下,并于10Pa 的压强下,进行第二步脱醇(利用薄膜蒸发器蒸发剩余的脂肪醇),得到烷基糖苷粗产品。
步骤S3:脱色处理,包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌2小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于75℃的温度下混合搅拌脱色5小时,其中脱色剂包括双氧水;当存在残余双氧水未分解,则加入还原剂,分解残余的双氧水,其中还原剂为硼氢化钠。
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到烷基糖苷。
经检测,单糖含量0.08%,二糖多糖含量0.33%,葡萄糖转化率99.6%。
实施例2:
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将正十醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次(分5 次)添加葡萄糖,混合搅拌(利用胶体磨研磨搅拌);
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入制备例2所制备的离子液体,并与90℃的温度下、10kPa的压强下,混合搅拌2小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收离子液体,将离子液体循环利用;
其中,所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:5,所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.4%。
步骤S2:脱醇处理,包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于120℃的温度下,并与1kPa 的压强下,进行第一步脱醇(利用蒸发器蒸发),可将脂肪醇蒸发至剩余10%以下;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于80℃的温度下,并于500Pa 的压强下,进行第二步脱醇(利用薄膜蒸发器蒸发剩余的脂肪醇),得到烷基糖苷粗产品。
步骤S3:脱色处理,包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌1小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于85℃的温度下混合搅拌脱色3小时,其中脱色剂包括双氧水;当存在残余双氧水未分解,则加入还原剂,分解残余的双氧水,其中还原剂为硼氢化钠。
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到烷基糖苷。
经检测,单糖含量0.18%,二糖多糖含量0.41%,葡萄糖转化率99.4%。
实施例3:
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将正八醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次(分5 次)添加葡萄糖,混合搅拌(利用胶体磨研磨搅拌);
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入制备例3所制备的离子液体,并与80℃的温度下、3kPa的压强下,混合搅拌3小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收离子液体,将离子液体循环利用;
其中,所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:2,所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.1%。
步骤S2:脱醇处理,包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于90℃的温度下,并与10kPa 的压强下,进行第一步脱醇(利用蒸发器蒸发),可将脂肪醇蒸发至剩余10%以下;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于50℃的温度下,并于10Pa 的压强下,进行第二步脱醇(利用薄膜蒸发器蒸发剩余的脂肪醇),得到烷基糖苷粗产品。
步骤S3:脱色处理,包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌2小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于75℃的温度下混合搅拌脱色5小时,其中脱色剂包括双氧水;当存在残余双氧水未分解,则加入还原剂,分解残余的双氧水,其中还原剂为硼氢化钠。
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到烷基糖苷。
经检测,单糖含量0.11%,二糖多糖含量0.38%,葡萄糖转化率99.6%。
实施例4:
一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将正十醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次(分5 次)添加葡萄糖,混合搅拌(利用胶体磨研磨搅拌);
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入制备例4所制备的离子液体,并与90℃的温度下、10kPa的压强下,混合搅拌2小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收离子液体,将离子液体循环利用;
其中,所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:5,所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.4%。
步骤S2:脱醇处理,包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于120℃的温度下,并与1kPa 的压强下,进行第一步脱醇(利用蒸发器蒸发),可将脂肪醇蒸发至剩余10%以下;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于80℃的温度下,并于500Pa 的压强下,进行第二步脱醇(利用薄膜蒸发器蒸发剩余的脂肪醇),得到烷基糖苷粗产品。
步骤S3:脱色处理,包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌1小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于85℃的温度下混合搅拌脱色3小时,其中脱色剂包括双氧水;当存在残余双氧水未分解,则加入还原剂,分解残余的双氧水,其中还原剂为硼氢化钠。
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到烷基糖苷。
经检测,单糖含量0.13%,二糖多糖含量0.49%,葡萄糖转化率99.3%。
值得一提的是,本发明专利申请涉及的反应釜、过滤分离和负压脱醇等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种低焦糖化的烷基糖苷制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:缩醛化反应,将葡萄糖、脂肪醇和催化剂放入反应釜中,并于80-90℃的温度下、3-10kPa的压强下混合搅拌,反应完成后过滤分离所述催化剂,所述催化剂循环利用,其中所述催化剂为离子液体;
步骤S2:脱醇处理,将缩醛化反应后得到的混合液负压脱醇得到粗产品;
步骤S3:脱色处理,向所述步骤S2得到的粗产品中加入脱色剂,脱色完成后,加水复配得到产品;
所述步骤S1包括以下步骤:
步骤S1.1:预处理,将脂肪醇加入反应釜中,再向反应釜中分批次添加葡萄糖,混合搅拌;
步骤S1.2:缩醛化反应,向反应釜中加入催化剂,并于80-90℃的温度下、3-10kPa的压强下,混合搅拌2-3小时;
步骤S1.3:催化剂回收,将反应完成后得到的混合液过滤,回收催化剂,将催化剂循环利用;
所述步骤S2包括以下步骤:
步骤S2.1:将步骤S1反应后得到的混合液于90-120℃的温度下,并于1-10kPa的压强下,进行第一步脱醇;
步骤S2.2:将步骤S2.1脱醇后得到的混合液于50-80℃的温度下,并于10-500Pa的压强下,进行第二步脱醇,得到粗产品;
所述步骤S3包括以下步骤:
步骤S3.1:向所述步骤S2得到的粗产品中加入水,混合搅拌1-2小时;
步骤S3.2:向步骤S3.1得到的混合液中加入脱色剂,于75-85℃的温度下混合搅拌脱色3-5小时,其中脱色剂包括双氧水;
步骤S3.3:将步骤S3.2得到的脱色后的混合液进行过滤,将滤液加入稀释得到产品;
所述脂肪醇和葡萄糖的摩尔比为1:(2-5),所述催化剂用量为所述葡萄糖用量的0.1-0.4%;
所述脂肪醇为正八醇、正十醇、正十二醇或正十四醇的一种;
所述离子液体的结构通式为以下的一种:
其中,R为C1-C8的烷基,X为Br或Cl。
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烷基糖苷的合成进展及其应用现状;刘军海;李志洲;;中国洗涤用品工业(第04期) * |
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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