[發明專利]采用一步法連續生產烷基糖苷的方法和系統

有效

• 申請號: 201310373102.3
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104418920B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 鄭學明;尚會建;劉紅梅
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C07H15/04
• 分類號: C07H15/04;C07H1/00;B01J19/18
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙) 11301
• 代理人: 張俊閣

技術領域

本發明涉及一種采用一步法連續生產烷基糖苷的方法，以及適用于該方法的生產系統。

背景技術

烷基糖苷(APG)，是自20世紀90年代出現的一種新型非離子表面活性劑,一般是由天然的可再生資源脂肪醇和糖類化合物（多為葡萄糖，也可為其他單糖或可水解為單糖的化合物），在酸性催化劑下脫水形成的。由于APG兼具有非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的許多特征，與任何表面活性劑都能較好的復配，同時具有高效、無毒、對皮膚無刺激、能夠完全生物降解、協同效應明顯等特點，因而被廣泛應用于人們生活的各個領域。

當前行業內，工業生產烷基糖苷的方法主要有兩種，一種是早期使用的“兩步法”，即先使用葡萄糖與低級醇反應，然后再和高級醇進行縮醛交換反應，得到高級的糖苷，最后經蒸餾、漂白等工藝制得烷基糖苷水溶液，該方法也稱之為“轉糖苷化法或縮醛交換法”。例如，美國專利US5374716、中國專利CN92102625.0、CN95116215.2、CN95116217.9、CN92102625.0等都采用了此方法。

此方法雖然生產過程容易控制，但其存在諸多缺陷，因而逐漸被淘汰。主要表現為：反應流程過長，葡萄糖以及糖苷等熱敏性物質長時間受熱被焦化，產品顏色較深，甚至呈棕黑色；反應速率低，時間較長，最終得到的產品多為混苷；產品中殘醇含量高，且具有強烈的刺激性氣味；不利于后序工段衍生物的制備，影響后序產品的質量；產品HLB值（親水親油平衡值）不易調控。

生產烷基糖苷的另一種方法是“一步法”，又稱之為直接糖苷化法，即由葡萄糖或其他單糖直接和高級脂肪醇在一定溫度、壓力和酸性催化劑存在下，使高級脂肪醇直接與葡萄糖進行固/液相反應制備烷基糖苷，反應原理是葡萄糖環上的半縮醛羥基與脂肪醇羥基的縮醛化過程，即苷化反應，然后經中和、蒸餾、漂白后得到烷基糖苷。該方法是目前世界上生產烷基糖苷的主流方法。

在一步法生產烷基糖苷的過程中，制取烷基糖苷的反應過程受到葡萄糖在醇中的溶解度制約，由于葡萄糖在高級醇中的溶解度很小，為固-液兩相，致使合成反應速率低，又因為葡萄糖易于結塊，發生聚糖或分子內脫水等副反應，而使反應惡化，副產物過多。

為了解決上述問題，美國專利US5576425記載了提前將葡萄糖和高級醇制成懸浮液的處理，再分若干批次加入到反應器中，來緩解葡萄糖的副反應，然而該方法不能實現連續化苷化反應。而中國專利申請200510096464.8還記載了將無水葡萄糖或含結晶水的葡萄糖進行超微粉化處理后再和高級醇混合進行反應。而中國專利200410064505.0在反應器上安裝外循環裝置，借助物料外循環加強固/液兩相的充分混合和傳質，加強葡萄糖在醇中的溶解，從而加快反應速度。

這些措施一定程度上能有效提高苷化反應速度，但苷化反應時間仍較長，漂白前的產品顏色太深，反應液中的殘糖含量較高，為后序工段的處理增加了麻煩。分析原因，主要有，第一：懸浮液或微粉顆粒的沉降速度過快，造成葡萄糖聚集焦化，葡萄糖轉化率低，即使通過外循環，也無法有效改善；第二：微粉化的葡萄糖顆粒大小不一，不均勻，反應速度加快有限；第三：利用外循環裝置并沒有改善固相葡萄糖的界面性質，反應速度的提高有限，需要較高反應溫度，且反應時間長。

并且，經脫醇后的烷基糖苷由于其中的葡萄糖以及糖苷等熱敏性物質長時間受熱被焦化，一般都帶有很重的色澤，而且在一步法生產烷基糖苷的過程中，由于葡萄糖不溶于高級脂肪醇，形成固液兩相而且糖容易形成結塊，聚集、沉降堆積到反應器底部被焦化造成產物顏色加深，因此需要進一步精制脫色處理方能出廠，脫色處理的方法是漂白，因此產品的漂白至關重要。

一般漂白方法是應用雙氧水漂白，即往脫醇后的烷基糖苷水溶液中直接加入一定濃度的雙氧水，將有色基團氧化，達到漂白的目的，例如中國專利申請CN1305886C，中國專利申請CN1077397A，中國專利申請CN100390187C中是都是以雙氧水對脫醇后的溶液進行漂白。