烷基糖昔表面活性劑的主要原料是以葡萄糖為主的各種糖類(lèi)物質(zhì)和脂肪醇。糖可以從豐富的農(nóng)副產(chǎn)品來(lái)獲得,它來(lái)源穩(wěn)定且價(jià)廉;高級(jí)醛原料為C8~C18的飽和醇,既可來(lái)自農(nóng)副產(chǎn)品,又可來(lái)自石油資源。淀粉是自然界中含有比較豐富多糖的碳水化合物,其結(jié)構(gòu)是由多個(gè)葡萄糖單元(C6H10O5 )和α- 1,6 糖苷鍵和α- 1,4 糖苷鍵連接起來(lái)形成的大分子(C6H10O5)n。通過(guò)淀粉發(fā)生水解反應(yīng),生成水解產(chǎn)物——— 葡萄糖,在酸的催化下,使其半縮醛羥基與醇類(lèi)進(jìn)行糖基轉(zhuǎn)移反應(yīng),制備烷基糖苷。
烷基糖苷的合成方法很多,共有6條可能的合成路線(xiàn):轉(zhuǎn)糖苷化法;直接糖苷化法;Koenigs—Khorr法;酯催化法;原酯法;糖的縮團(tuán)物的醇解??紤]到實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)因素,真正可用于且已實(shí)施了工業(yè)化生產(chǎn)的只有直接糖苷化法(也稱(chēng)一步法)和轉(zhuǎn)糖苷化法(也稱(chēng)二步法)。
利用低碳醇如乙二醇、丙二酵或丁醇與淀粉或葡萄糖在硫酸、對(duì)甲苯磺酸或磺基琥珀酸等酸性催化劑存在下反應(yīng)生成低碳糖昔如丁昔,再與C8-18脂肪醉發(fā)生轉(zhuǎn)糖苷化反應(yīng),生成長(zhǎng)鏈烷基多苷和低碳醇,低碳醉可再回收利用,由于糖在低碳醇中的溶解度較小,將糖分批或連續(xù)地加入反應(yīng)體系比較好,既保證了反應(yīng)所需要的糖,又避免了大量固體糖粒長(zhǎng)期受高溫影響發(fā)生副反應(yīng)如自聚,也可將丁醇和C8-18醇一起加入與糖反應(yīng),表現(xiàn)上似乎為一步法,但實(shí)際上還是二步法,由于丁醇與糖反應(yīng)速率常數(shù)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)鏈脂肪醉與糖的反應(yīng)速率常數(shù),實(shí)際反應(yīng)歷程還是先生成丁苷后再進(jìn)行轉(zhuǎn)糖苷化反應(yīng)。轉(zhuǎn)糖化反應(yīng)的深度可以通過(guò)丁醇的蒸出量人為控制,一般不位丁醇全部轉(zhuǎn)化,保留少量丁苦以使粗APG粘度不致太大,以利于粗APG的脫醇精制,殘留丁苷在一定范圍內(nèi)對(duì)APG的表面活性影響很小。
利用長(zhǎng)鏈脂肪碎在酸性催化劑存在下直接與葡萄糖反應(yīng),生成APG和水,利用真空和氮?dú)獗M快地除去反應(yīng)生成的水。由于脂肪碎與糖極性差異較大,葡萄糖在脂肪酸中的溶解度較小,因此催化劑的選擇及工藝控制甚為重要。除了常用的催化劑如硫酸、對(duì)甲苯磺酸等外,具有乳化性能的酸性催化劑如十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸及烷基荼磺酸也不失為一類(lèi)優(yōu)良的催化劑,更有助于糖營(yíng)化反應(yīng),減少聚糖的生成。