基于微波輻射合成烷基糖苷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種烷基糖苷的合成方法，具體涉及一種基于微波輻射合成烷基糖苷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燒基糖苷(alkyl polyglucoside，簡(jiǎn)稱(chēng)APG)是由淀粉或其水解產(chǎn)物--葡萄糖與脂肪醇在酸性條件下縮合失去一分子水而得到的產(chǎn)物，是一類(lèi)綠色的非離子表面活性劑。烷基糖苷具有良好的乳化、分散、增溶、去污等性能，泡沫細(xì)膩且穩(wěn)定，不存在逆向濁點(diǎn)，具有良好的高溫穩(wěn)定性，界面張力低，具有良好的洗滌力，與其他類(lèi)型表面活性劑配伍性好，溫和、無(wú)毒、易生物降解，已被廣泛應(yīng)用于化妝品、洗滌品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、石油及生物等多個(gè)領(lǐng)域。尤其是其原料的綠色可再生，制備過(guò)程的原子經(jīng)濟(jì)性，且可以完全生物降解，被國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家稱(chēng)為“世界級(jí)”綠色表面活性劑。
[0003]直接苷化法是現(xiàn)在采用的最常用的合成方法之一，具有合成線路短、反應(yīng)時(shí)間短、能耗小、成本低以及便于操作等優(yōu)點(diǎn)，但是合成的產(chǎn)品成分較復(fù)雜，精制較為困難。轉(zhuǎn)糖苷化法是另一種常用的烷基糖苷的合成方法，其的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和，合成過(guò)程易于控制。但與直接法相比，其合成路線較長(zhǎng)，過(guò)程中還需分離引入的低碳醇，且需在防爆條件下進(jìn)行，生產(chǎn)成本高。直接苷化法和轉(zhuǎn)糖苷化法多采用有機(jī)酸為催化劑，這些酸對(duì)設(shè)備存在不同程度的腐蝕及環(huán)境污染的問(wèn)題。也有報(bào)道采用一些高效的催化劑，但這些催化劑成本較高，且不易獲得。
[0004]酶催化合成烷基糖苷法具有專(zhuān)一性、高效性的優(yōu)點(diǎn)，利用此方法制備烷基糖苷具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。但酶法合成對(duì)環(huán)境條件要求相對(duì)苛刻，很難進(jìn)行工業(yè)化推廣。Koenigs - Knorr法簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)品收率較高，易于提純分離，但是其合成過(guò)程中使用的催化劑價(jià)格較貴，合成成本高，不適宜規(guī)模生產(chǎn)。四氯化錫法合成烷基糖苷具有比其他方法更好的選擇性，一般多生成糖苷，隨溫度的升高或時(shí)間的延長(zhǎng)，糖苷會(huì)轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)更穩(wěn)定的α-糖苷。但是此方法需使用大量的有機(jī)溶劑，且產(chǎn)品的產(chǎn)率普遍較低。
[0005]與傳統(tǒng)的加熱合成相比，微波合成法具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)量高以及選擇性?xún)?yōu)異的特點(diǎn)，現(xiàn)已成為研究者在改善經(jīng)典有機(jī)反應(yīng)和促進(jìn)新合成的首選方法之一。相比較傳統(tǒng)的加熱合成法，微波輔助合成法是一種環(huán)境友好型新合成方法。在合成烷基糖苷過(guò)程中具有更強(qiáng)的可控性和高效性，是一種最具研究和推廣前景的合成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，克服現(xiàn)有合成方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、合成過(guò)程復(fù)雜等缺點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，其特征在于:
由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:取摩爾份數(shù)為3?7份的脂肪醇及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.6?0.8%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4?0.7MPa，I?3min升溫至70°C，接著I?3min升溫至110°C，在110°C下反應(yīng)3?7min ；
步驟二:反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)體系pH至7?8，再將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至110?150°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得烷基糖苷粗產(chǎn)品，分離提純后得精制的烷基糖苷表面活性劑。
[0008]步驟一中，脂肪醇為Cs?C 16-0H。
[0009]步驟二中，調(diào)節(jié)體系pH采用摩爾濃度為lmol/L的NaOH溶液。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明利用微波合成法，具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)量高以及高效性的優(yōu)異特點(diǎn)，以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，加速葡萄糖與脂肪醇的反應(yīng)速率，進(jìn)而縮短反應(yīng)時(shí)間。此方法不會(huì)產(chǎn)生污染，是一種環(huán)境友好型新合成方法。在合成烷基糖苷過(guò)程中具有更強(qiáng)的可控性和高效性，是一種最具研究和推廣前景的合成方法。
[0011]按照本發(fā)明制備方法制備的烷基糖苷性能優(yōu)良，且合成路線簡(jiǎn)單，特別是對(duì)比傳統(tǒng)的方法反應(yīng)時(shí)間大于4h，使用微波消解儀可使反應(yīng)時(shí)間縮短至3?lOmin，本發(fā)明改善了現(xiàn)有烷基糖苷表面活性劑制備存在的問(wèn)題，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，合成與精制過(guò)程復(fù)雜，反應(yīng)效率不高的局面。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]本發(fā)明涉及的基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，針對(duì)合成中催化劑的問(wèn)題，嘗試使用價(jià)廉易得的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，用微波消解儀協(xié)同催化合成烷基糖苷，其優(yōu)點(diǎn)在于微波加熱具有很強(qiáng)的穿透作用，可以極大地提高反應(yīng)速度。具體由以下步驟實(shí)現(xiàn):
步驟一:取摩爾份數(shù)為3?7份的脂肪醇及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.6?0.8%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4?0.7MPa，I?3min升溫至70°C，接著I?3min升溫至110°C，在110°C下反應(yīng)3?7min ；
步驟二:反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)體系pH至7?8，再將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至110?150°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得烷基糖苷粗產(chǎn)品，分離提純后得精制的烷基糖苷表面活性劑。
[0014]步驟一中，脂肪醇為Cs?C 16-0H。
[0015]步驟二中，調(diào)節(jié)體系pH采用摩爾濃度為lmol/L的NaOH溶液。
[0016]實(shí)施例1:
取摩爾份數(shù)為3份的脂肪醇(C12-OH)及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.6%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4MPa，Imin升溫至70°C ;lmin升溫至IlO0C ;110°C下反應(yīng)5min，反應(yīng)結(jié)束后，用lmol/L NaOH調(diào)節(jié)體系pH至7，再將粗APG轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至120°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得APG粗產(chǎn)品，分離提純后APG的產(chǎn)率可達(dá)44.47%ο
[0017]實(shí)施例2:
取摩爾份數(shù)為4份的脂肪醇(C8-OH)及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.7%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4MPa，2min升溫至70°C ;lmin升溫至IlO0C ;110°C下反應(yīng)3min，反應(yīng)結(jié)束后，用lmol/L NaOH調(diào)節(jié)體系pH至7，再將粗APG轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至110°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得APG粗產(chǎn)品，分離提純后APG的產(chǎn)率可達(dá)53%。
[0018]實(shí)施例3:
取摩爾份數(shù)為6份的脂肪醇(C14-OH)及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.8%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.7MPa，3min升溫至70°C ；2min升溫至IlO0C ;110°C下反應(yīng)7min，反應(yīng)結(jié)束后，用lmol/L NaOH調(diào)節(jié)體系pH至8，再將粗APG轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至140°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得APG粗產(chǎn)品，分離提純后APG的產(chǎn)率可達(dá)61%。
[0019]實(shí)施例4:
取摩爾份數(shù)為7份的脂肪醇(C16-OH)及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.7%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.5MPa，2min升溫至70°C ;3min升溫至IlO0C ;110°C下反應(yīng)6min，反應(yīng)結(jié)束后，用lmol/L NaOH調(diào)節(jié)體系pH至8，再將粗APG轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至150°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得APG粗產(chǎn)品，分離提純后APG的產(chǎn)率可達(dá)75%。
[0020]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，其特征在于: 由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一:取摩爾份數(shù)為3?7份的脂肪醇及I份的葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，加入葡萄糖質(zhì)量0.6?0.8%的對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4?0.7MPa，I?3min升溫至70°C，接著I?3min升溫至110°C，在110°C下反應(yīng)3?7min ； 步驟二:反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)體系pH至7?8，再將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至110?150°C，絕對(duì)壓力為lKPa，減壓蒸餾獲得烷基糖苷粗產(chǎn)品，分離提純后得精制的烷基糖苷表面活性劑。2.根據(jù)強(qiáng)烈要求I所述的基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，其特征在于: 步驟一中，脂肪醇為Cs?C 16-0H。3.根據(jù)強(qiáng)烈要求2所述的基于微波輻射合成烷基糖苷的方法，其特征在于: 步驟二中，調(diào)節(jié)體系pH采用摩爾濃度為lmol/L的NaOH溶液。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及基于微波輻射合成烷基糖苷的方法。現(xiàn)有合成烷基糖苷的方法大多有反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、合成過(guò)程復(fù)雜的缺點(diǎn)。本發(fā)明將脂肪醇及葡萄糖加入到聚四氟乙烯管中，以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，設(shè)置壓強(qiáng)為0.4～0.7MPa，升溫至70℃和110℃，在110℃下反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)體系pH至7～8，再將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾裝置中，升高溫度至110～150℃，絕對(duì)壓力為1KPa，減壓蒸餾獲得烷基糖苷粗產(chǎn)品，分離提純后得精制的烷基糖苷表面活性劑。本發(fā)明利用微波合成法，具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)量高以及高效性的優(yōu)異特點(diǎn)，以對(duì)甲苯磺酸為催化劑，加速葡萄糖與脂肪醇的反應(yīng)速率，進(jìn)而縮短反應(yīng)時(shí)間；合成路線簡(jiǎn)單，可使反應(yīng)時(shí)間縮短至3～10min。
【IPC分類(lèi)】B01F17/56, C07H1/00, C07H15/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105061523
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510564250
【發(fā)明人】呂斌, 高建靜, 馬建中
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月8日