專利名稱：一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于烷基糖苷非離子表面活性劑的制備工藝，具體地說涉及一種制備淺色透明烷基糖苷產(chǎn)品的工藝。
背景技術(shù)：
目前，世界上生產(chǎn)烷基糖苷的技術(shù)路線是轉(zhuǎn)糖苷化法(又稱兩步法或縮醛交換法)和直接糖苷化法(又稱一步法或直接法)，由于兩步法技術(shù)工藝流程長而產(chǎn)品質(zhì)量差正逐漸被淘汰；直接法技術(shù)是在一定的溫度、壓力和酸催化劑存在下，使中長鏈的C8-18脂肪醇與葡萄糖直接進行固/液相反應(yīng)制備烷基糖苷，反應(yīng)原理是葡萄糖環(huán)上的半縮醛經(jīng)基與脂肪醇經(jīng)基的縮醛化過程。在烷基糖苷的制備過程中，為了得到糖聚合度適宜的烷基糖苷產(chǎn)品，脂肪醇往往大大過量使用，反應(yīng)結(jié)束后脂肪醇需要從產(chǎn)品中脫除。由于葡萄糖和糖苷屬熱敏性物質(zhì)，經(jīng)過糖苷化反應(yīng)和高溫脫醇得到的烷基糖苷是棕黑色產(chǎn)品，為了得到淺色產(chǎn)品就必須進行產(chǎn)品的后處理。有關(guān)烷基糖苷的合成與應(yīng)用，國內(nèi)外有大量的文獻報導，其中有些涉及到淺色產(chǎn)品制備工藝，如德國Henkel公司1994年的專利US5554740是在氧化鎂存在下使用雙氧水漂色得到淺色產(chǎn)品；1996年河南開普化工股份有限公司的專利ZL95118925中，是在脫醇前用水萃取糖苷化產(chǎn)物中的未反應(yīng)糖和其它水溶性雜質(zhì)，脫醇后的產(chǎn)品配成水溶液再在氧化鎂存在下使用雙氧水漂色得到淺色產(chǎn)品；1998年LG化學株式會社的專利ZL98813130則增加了葡萄糖與脂肪醇的預(yù)混合，然后加入反應(yīng)體系，以使葡萄糖轉(zhuǎn)化基本完全，可以減輕產(chǎn)品后處理難度。但在以上工藝中由于漂色助劑氧化鎂的存在，所得到的產(chǎn)品中有大量表觀懸浮物，這類產(chǎn)品在發(fā)動機乳化燃油、電子消沉以及其它要求表觀清澈的應(yīng)用體系中不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備工藝簡便、產(chǎn)品應(yīng)用廣泛的直接糖咨化法制取淺色透明烷基糖苷的工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，使用帶有外循環(huán)系統(tǒng)的攪拌反應(yīng)器進行糖苷化反應(yīng)，外循環(huán)系統(tǒng)從反應(yīng)器底部引出物料，通過外循環(huán)泵和連接管道送回反應(yīng)釜上部。直接糖苷化法制取烷基糖苷的反應(yīng)過程受葡萄糖在醋中的溶解控制，借助物料外循環(huán)，葡萄糖不容易沉積在攪拌反應(yīng)器底部的攪拌死角而焦化，同時葡萄糖顆粒在物料外循環(huán)過程中被不斷從反應(yīng)器底部送回反應(yīng)釜上部，有利于固/液兩相的傳質(zhì)，加強葡萄糖在醇中的溶解，從而加快反應(yīng)速度。葡萄糖無須預(yù)處理，與脂肪醇和酸催化劑一次性投入反應(yīng)器中，在攪拌、外循環(huán)、真空和加熱條件下完成糖苷化。使用堿土金屬氧化物與堿金屬氫氧化物的混合物或單一堿土金屬氧化物中和酸催化劑終止反應(yīng)(堿土金屬氧化物在后續(xù)的脫醇過程中作為抗高溫助劑，在雙氧水漂色過程中作為漂色助劑)，再經(jīng)脫醇、配制堿性水溶液、雙氧水漂色得到外觀渾濁的淺色烷基糖苦水溶液，外觀渾濁是由于堿土金屬氧化物在堿性水溶液中形成的絮狀懸浮物造成的，必須用特殊精度的精細過濾才能得到淺色透明的烷基糖苷產(chǎn)品。
本發(fā)明的制備工藝步驟如下(1)將葡萄糖與C8-18脂肪醇按葡萄糖與C8-18脂肪醇摩爾比為1∶3～6加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜內(nèi)的物料進行外循環(huán)，在惰性氣體保護、酸催化劑存在及壓力為10～30mmHg的真空條件下，于100～130℃反應(yīng)3～4小時，降溫至80～90℃加入中和劑，調(diào)節(jié)pH值至為8～9，得到含烷基糖苷與脂肪醇的混合物；(2)烷基糖苷與脂肪醇的混合物于130～180℃溫度和壓力＜2mmHg的真空條件下，蒸餾除去游離脂肪醇；(3)脫醇后得到的烷基糖苷在攪拌條件下配成濃度為50～70％的堿性水溶液后加入濃度為30～50％雙氧水、其加入量為葡萄糖重量的5～8wt％，得到外觀渾濁的淺色烷基糖苷水溶液；(4)外觀渾濁的淺色烷基糖苦水溶液送入濾網(wǎng)孔徑3～15微米的精細過濾器，在60～90℃和壓力0.2～0.6MPa條件下過濾得到淺色透明的烷基糖昔產(chǎn)品。
如上所述的精細過濾可以輔以硅藻土、活性白土等助濾。
如上所述的酸催化劑可以是有機酸，如對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、乙二胺四乙酸等；也可以是無機酸，如硫酸、鹽酸、磷酸等；或無機酸與有機酸的混合物。
如上所述的中和劑是堿土金屬氧化物與堿金屬氫氧化物混合物或單一堿土金屬氧化物。
如上所述的反應(yīng)釜內(nèi)的物料進行外循環(huán)是指從反應(yīng)器底部引出物料，通過外循環(huán)泵和連接管道送回反應(yīng)釜上部。
如上所述的反應(yīng)釜帶有攪拌裝置。
本發(fā)明制備的烷基糖苷可作為利用自然界可再生天然原料合成的表面活性劑，無論從資源、環(huán)保，還是從消費者的消費心理角度來講，都顯示出了強大的生命力。在日化行業(yè)中，外觀渾濁的烷基多苷可應(yīng)用于二合一洗發(fā)香波、浴液、淋浴乳液、洗面奶、漱口液、液體洗滌劑、新一代廚房洗滌劑等，也可作為活性組分制成化妝品，在食品乳化劑、塑料建材助劑、農(nóng)藥增效劑等新領(lǐng)域也有應(yīng)用。外觀透明的烷基多苦產(chǎn)品除以上用途外，還適用于生化領(lǐng)域、發(fā)動機乳化燃油、玻璃防霧、電子清洗以及其它要求表觀清澈的應(yīng)用體系。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明所述工藝借助物料外循環(huán)加強兩相反應(yīng)的物料混合和傳質(zhì)，脂肪醇、葡萄糖和酸催化劑一次性投料；而且無需葡萄糖與脂肪醇的預(yù)混合就能實現(xiàn)葡萄糖的快速轉(zhuǎn)化，也無須在脫醇前附設(shè)水萃取裝置即可在氧化鎂存在下使用雙氧水漂色得到淺色產(chǎn)品，工藝簡單、操作方便。
2、本發(fā)明使用精細過濾技術(shù)去除烷基糖苷產(chǎn)品中的堿土金屬氫氧化物的可變形懸浮顆粒，得到外觀淺色透明的烷基糖苷產(chǎn)品。
3、本發(fā)明得到的透明烷基糖苷產(chǎn)品具有更廣泛的產(chǎn)品適用性。
具體實施例方式
實施例12M3反應(yīng)釜中加入C8-12天然脂肪醇550kg，通氮氣、開啟攪拌和外循環(huán)泵，一次性加入無水葡萄糖150kg、對甲苯磺酸催化劑1kg。在壓力25mmHg和120℃下反應(yīng)3hr，降溫至80℃，加入MgO與NaOH的混合物270g，調(diào)pH值至8，此時反應(yīng)混合物是淡黃色。物料送入薄膜刮板蒸發(fā)器，在140～150。C溫度條件，壓力0.5mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制成濃度為50％的烷基糖昔堿性水溶液，加入H2O2漂色得到450kg淺色Ck-10烷基糖苷產(chǎn)品。
精細過濾器中預(yù)制硅藻土助濾層，精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為3微米，保持精細過濾器中的物料溫度為75±2℃，過濾壓力維持在壓力0.4～0.5MPa，上述淺色C8-10烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入過濾器，得到外觀微黃色透明的烷基糖苷產(chǎn)品448.5kg。
實施例22M3反應(yīng)釜中加入C12-16天然脂肪醇600kg，通氮氣、開啟攪拌和外循環(huán)泵，一次性加入無水葡萄糖125kg、十二烷基苯磺酸催化劑1.8kg。在壓力15mmHg和110℃下反應(yīng)3.5hr，降溫至90℃，加入MgO/NaOH的混合物210g，調(diào)pH值至8，此時反應(yīng)混合物是土黃色。物料送入薄膜刮扳蒸發(fā)器，在160～180℃溫度條件，壓力0.2mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制濃度為50％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到426kg微黃色C12-16烷基糖苷產(chǎn)品。
精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為5微米，保持精細過濾器中的物料溫度為88±2℃，過濾壓力維持在壓力0.5～0.6MPa，上述微黃色C12-16烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入過濾器，得到外觀淡黃色透明的烷基糖苷產(chǎn)品424.5kg。
實施例32M3反應(yīng)釜中加入C8-12天然脂肪醇550kg，通氮氣、開啟攪拌和物料外循環(huán)泵，一次性加入無水葡萄糖180kg、對甲苯磺酸/磷酸/乙二胺四乙酸混合催化劑1.2kg。在壓力10mmHg和100℃下反應(yīng)4hr，降溫至80℃，加入MgO與NaOH的混合物270g，調(diào)pH值至9，此時反應(yīng)混合物是淡黃色。物料送入薄膜刮板蒸發(fā)器，在150～160℃溫度條件，壓力1.5mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制濃度為50％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到522kg微黃色C8-10烷基糖苷產(chǎn)品。
上述微黃色C8-10烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入精細過濾器，精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為8微米，保持物料溫度為70±2℃，使過濾壓力維持在壓力0.2～0.3MPa條件下進行，得到外觀淡黃色透明的烷基糖苷產(chǎn)品520kg。
實施例42M3反應(yīng)釜中加入C8-12天然脂肪醇550kg，通氮氣、開啟攪拌和外循環(huán)泵，一次性加入無水葡萄糖100kg、催化劑濃硫酸100g。在壓力10mmHg和130℃下反應(yīng)3hr，降溫至80℃，加入MgO 300g，調(diào)pH值至8.5，此時反應(yīng)混合物是黃色。物料送入薄膜刮板蒸發(fā)器，在130～140℃溫度條件，壓力0.3mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制濃度為70％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到228kg淡黃色C8-10、烷基糖首產(chǎn)品。
精細過濾器中預(yù)制活性白土助濾層，精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為10微米，上述淡黃色C8-12烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入精細過濾器，保持物料溫度為62±2℃，過濾壓力維持在壓力0.3～0.4MPa，得到外觀淺黃色透明的烷基糖苷產(chǎn)品227kg。
實施例52M3反應(yīng)釜中加入C8-12天然脂肪醇550kg，通氮氣、開啟攪拌和外循環(huán)泵，一次性加入無水葡萄糖125kg、對甲苯磺酸催化劑1kg。在壓力30mmHg和120℃下反應(yīng)4hr，降溫至90℃，加入MgO與NaOH的混合物270g，調(diào)pH值至8，此時反應(yīng)混合物是淡黃色。物料送入薄膜刮板蒸發(fā)器，在155～160℃溫度條件，壓力1mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制濃度為60％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到310kg微黃色C8-10烷基糖苷產(chǎn)品。
上述微黃色C8-12烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入精細過濾器，精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為13微米，保持物料溫度為82±2℃，過濾壓力維持在壓力0.4～0.5MPa條件下進行，得到外觀微黃色透明的烷基糖苦產(chǎn)品308.5kg。
實施例62M3反應(yīng)釜中加入C8-18天然脂肪醇600kg，通氮氣、開啟攪拌和外循環(huán)，一次性加入無水葡萄糖150kg、催化劑十二烷基苯磺酸2.4kg。在壓力20mmHg和110℃下反應(yīng)4hr，降溫至85℃，加入MgO/NaoH的混合物240g，調(diào)pH值至8，此時反應(yīng)混合物是淺土黃色。物料送入薄膜刮板蒸發(fā)器，在165～175℃溫度條件，壓力0.3mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在攪拌條件下配制濃度為50％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到435kg微黃色C18-18烷基糖苷產(chǎn)品。
精細過濾器的濾網(wǎng)孔徑為15微米，保持精細過濾器中的物料溫度為85±2℃，過濾壓力維持在壓力0.5～0.6MPa，上述微黃色C8-18烷基糖苷產(chǎn)品連續(xù)進入過濾器，得到外觀淡黃色透明的烷基糖苷產(chǎn)品434kg。
對比例12M3反應(yīng)釜中加入C8-12天然脂肪醇550kg，通氮氣、開啟攪拌，一次性加入無水葡萄糖150kg、催化劑對甲苯磺酸1kg。在壓力25mmHg和120℃下反應(yīng)3hr，降溫至80℃，加入MgO與NaOH的混合物270g，調(diào)pH值至8，此時反應(yīng)混合物是棕黃色，同時含有部分焦化的黑色葡萄糖顆粒。物料送入薄膜刮扳蒸發(fā)器，在140～150℃溫度條件，殘壓0.5mmHg，脫出游離天然脂肪醇。在良好攪拌條件下配制濃度50％的烷基糖苷堿性水溶液，加入H2O2漂色得到415kg棕黃色C8-10。烷基糖苷產(chǎn)品。該過程不能得到淺色產(chǎn)品，無須過濾，作為次品。
權(quán)利要求
1.一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于包括如下步驟(1)將葡萄糖與C8-18脂肪醇按葡萄糖與C8-18脂肪醇摩爾比為1∶3～6加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜內(nèi)的物料進行外循環(huán)，在惰性氣體保護、酸催化劑存在及壓力為10～30mmHg的真空條件下，于100～130℃反應(yīng)3～4h，降溫至80～90℃加入中和劑，調(diào)節(jié)pH值至為8～9，得到含烷基糖苷與脂肪醇的混合物；(2)烷基糖苦與脂肪醇的混合物于130～180℃溫度和壓力2mmHg的真空條件下，蒸餾除去游離脂肪醇；(3)脫醇后得到的烷基糖苷在攪拌條件下配成濃度為50～70％的堿性水溶液后加入濃度為30～50％雙氧水、其加入量為葡萄糖重量的5～8wt％，得到外觀渾濁的淺色烷基糖苦水溶液；(4)、外觀渾濁的淺色烷基糖苷水溶液送入濾網(wǎng)孔徑3～15微米的精細過濾器，在60～90℃和壓力0.2～0.6MPa條件下過濾得到淺色透明的烷基糖苷產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于所述的精細過濾還輔以硅藻土、活性白土助濾。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于所述的酸催化劑是有機酸、無機酸或無機酸與有機酸的混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于所述的有機酸是對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸或乙二胺四乙酸。
5.如權(quán)利要求3所述的一種淺色透明烷基糖昔的制備工藝，其特征在于所述的無機酸是硫酸、鹽酸或磷酸。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于所述的中和劑是堿土金屬氧化物與堿金屬氫氧化物混合物或單一堿土金屬氧化物。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種淺色透明烷基糖昔的制備工藝，其特征在于所述的反應(yīng)釜內(nèi)的物料進行外循環(huán)是指從反應(yīng)器底部引出物料，通過外循環(huán)泵和連接管道送回反應(yīng)釜上部。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝，其特征在于所述的反應(yīng)釜帶有攪拌裝置。
全文摘要
一種淺色透明烷基糖苷的制備工藝是葡萄糖與脂肪醇加入反應(yīng)釜進行外循環(huán)，在惰性氣體保護、酸催化劑存在及真空條件下反應(yīng)后加入中和劑，調(diào)節(jié)pH值為8～9，于130～180溫度和壓力＜2mmHg的真空條件下，蒸餾除去游離脂肪醇；脫醇后得到的烷基糖苷堿性水溶液后加入雙氧水，送入精細過濾得到淺色透明的烷基糖苷產(chǎn)品。本發(fā)明具有工藝簡單，操作方便，更廣泛的產(chǎn)品適用性的優(yōu)點。
文檔編號C07H15/02GK1634949SQ20041006450
公開日2005年7月6日 申請日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者楊秀全, 張劍, 楊慶利, 王軍, 郝栩, 李秋小, 董萬田, 程玉梅 申請人:中國日用化學工業(yè)研究院