專利名稱：制備十四烷基葡萄糖苷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非離子表面活性劑制備的方法，特別涉及一種以葡萄糖和十四醇為原料經(jīng)過糖液配制、預(yù)熱升溫、縮合反應(yīng)、減壓閃蒸、調(diào)節(jié)PH值、分子蒸餾脫醇、脫色除雜、調(diào)配混合制備十四烷基葡萄糖苷的方法，屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
烷基糖苷簡(jiǎn)稱APG，由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一種性能較全面的新型非離子表面活性劑，具有非常優(yōu)良的生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)性質(zhì)以及出眾的物理化學(xué)性質(zhì)和良好的配伍性能，表面張力低，濕潤(rùn)、去污力強(qiáng)，泡沫豐富而細(xì)膩，可與任何類型表面活性劑復(fù)配，協(xié)同效應(yīng)明顯，且無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)刺激，生物降解性優(yōu)于現(xiàn)在任何一類表面活性劑，是國(guó)際公認(rèn)的首選“綠色”功能性表面活性劑。烷基糖苷可作為洗發(fā)香波、沐浴露、洗面奶、洗衣液、洗手液、餐具洗滌液、蔬菜水果清洗劑等日用化工的主要原料；也用在皂粉、無(wú)磷洗滌齊U、無(wú)磷洗衣粉等合成洗滌劑中；亦可作為食品、農(nóng)藥、硅油的乳化分散劑，殺蟲劑、除草劑 的增效劑，農(nóng)膜防霧劑、塑料助劑；還可用于醫(yī)藥、生物工程、消防藥劑、紡織助劑、涂料、感光材料、制革、采油、選礦、橡塑，能源等多種領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，急切需要開發(fā)一種制備烷基糖苷的工藝方法和關(guān)鍵技術(shù)。十四燒基葡萄糖苷(tetradecyl glucopyranoside),分子式為C2tlH4tlO6,分子量為376. 53，為白色或淡黃色固體，其軟化點(diǎn)為75°C，分解點(diǎn)為289°C，HLB值為7，溶于水，易溶于堿溶液。十四醇(Tetradecanol),分子式為C14H3tlO,分子量為214. 39,不溶于水。十四醇是重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)十四烷基聚氧乙烯醚琥珀酸單磺酸鈉和十四烷基基聚氧丙烯醚琥珀酸單脂磺酸鈉的主要原料，也可用作有機(jī)合成和表面活性劑的原料。葡萄糖(glucose)，分子式為C6H12O6，分子量為180，為白色晶體，熔點(diǎn)146°C，其易溶于水，味甜，是自然界廣為存在的一種單糖。葡萄糖廣泛用于食品加工和醫(yī)藥化工，還在印染制革工業(yè)中用作還原劑，在制鏡工業(yè)和熱水瓶膽鍍銀工藝中用作還原劑。目前工業(yè)生產(chǎn)十四烷基葡萄糖苷的方法有兩種，一種是“兩步法”，即先以葡萄糖與丁醇在酸催化下發(fā)生糖苷化反應(yīng)生成丁苷，再用十四醇與丁苷發(fā)生轉(zhuǎn)糖苷化反應(yīng)，生成十四烷基葡萄糖苷，兩步法的工藝流程繁雜，而且需要額外加入丁醇，大大增加了反應(yīng)時(shí)間和能量消耗，生產(chǎn)成本高，該種生產(chǎn)方法現(xiàn)已基本淘汰。另一種是“一步法”，即以葡萄糖直接和十四醇進(jìn)行縮合反應(yīng)，然后經(jīng)中和、蒸餾和脫色漂白后得到十四烷基葡萄糖苷，該方法是目前制備生產(chǎn)十四烷基葡萄糖苷的主流方法。以葡萄糖和十四醇為原料通過一步法制備十四烷基葡萄糖苷產(chǎn)品存在的主要問題是
(I)由于葡萄糖在十四醇中不溶解，形成固-液兩相，所進(jìn)行的縮合反應(yīng)為固-液反應(yīng)，反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，而且葡萄糖也容易結(jié)塊，使葡萄糖不能完全反應(yīng)，反應(yīng)難以進(jìn)行徹底。(2)因?yàn)榭s合反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，在縮合反應(yīng)系統(tǒng)中同時(shí)存在酸催化劑，容易發(fā)生葡萄糖之間脫水縮合反應(yīng)和葡萄糖脫水，使產(chǎn)物中雜質(zhì)含高，顏色深。(3)目前報(bào)道的一步法制備十四烷基葡萄糖苷的方法大多數(shù)均采用無(wú)水葡萄糖作為原料，而不能采用價(jià)廉的葡萄糖，生成成本比較高。(4)過程操作、控制困難，生產(chǎn)效率低，收率低。(5)脫色采用雙氧水為氧化劑，脫色漂白效果差，脫色穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制 備工藝合理方便、生產(chǎn)成本低、制備過程安全可靠、反應(yīng)徹底、制備產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高的新型制備十四烷基葡萄糖苷的方法。實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)方案是一種制備十四烷基葡萄糖苷的方法，是以十四醇和葡萄糖為原料制備十四烷基葡萄糖苷水溶液的方法，所述方法步驟如下
(1)糖液配制在攪拌設(shè)備中加入水，加入葡萄糖進(jìn)行溶解，葡萄糖和水的質(zhì)量比為O. 9 I. 5: I. O ；
(2)預(yù)熱升溫將上一步得到的糖液物料進(jìn)行加熱升溫至80 110°C，然后保溫；
(3)縮合反應(yīng)將上述預(yù)熱升溫好的糖液和經(jīng)預(yù)熱升溫至140 220°C的醇酸混合物料分別通過高壓泵打入縮合反應(yīng)器中，發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，醇酸混合物料為十四醇和催化劑酸；
(4)減壓閃蒸上一步得到的物料直接進(jìn)入減壓閃蒸設(shè)備中，進(jìn)一步進(jìn)行糖苷化反應(yīng)，氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凝回收再利用，液態(tài)產(chǎn)物溶于十四醇中形成均相溶液進(jìn)入下一步；
(5)調(diào)節(jié)pH值將上一步得到的物料降溫至80 90°C，向其中加入無(wú)機(jī)堿進(jìn)行中和處理，調(diào)節(jié)pH值為8 10 ;
(6)固-液分離將上一步得到的物料經(jīng)固-液分離，液相進(jìn)入下一步，固相進(jìn)行處理后作為第一步配置糖液的原料使用；
(7)分子蒸餾脫醇將上一步得到的液相物料放入分子蒸餾脫醇設(shè)備中進(jìn)行脫醇，蒸出十四醇，得到糖苷粗品，進(jìn)入下一步進(jìn)行后處理，十四醇直接返回作為第三步的原料使用；
(8)脫色除雜將上一步得到的物料放入電化學(xué)反應(yīng)器中進(jìn)行電化學(xué)氧化-還原脫色除雜；
(9)調(diào)配混合將上一步得到的物料放入調(diào)配混合設(shè)備中，向其中加入清水，配制成十四烷基葡萄糖苷水溶液成品。進(jìn)一步，第三步縮合反應(yīng)的操作溫度為150°C 220°C。進(jìn)一步，第三步縮合反應(yīng)中的縮合反應(yīng)器為噴射流化學(xué)反應(yīng)器、撞擊流化學(xué)反應(yīng)器、平推流化學(xué)反應(yīng)器、管式化學(xué)反應(yīng)器或靜態(tài)混合器中的任意一種。進(jìn)一步，第三步中所述的催化劑酸為硫酸、鹽酸、磷酸、十二烷基苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、烷基萘磺酸中的任一種。進(jìn)一步，第三步縮合反應(yīng)中，葡萄糖十四醇催化劑酸的質(zhì)量比為I: 2 8:O. 01 O. 03。進(jìn)一步，第五步pH值調(diào)節(jié)中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉或碳酸鉀中的任一種。進(jìn)一步，第七步分子蒸餾脫醇中，揮發(fā)面溫度為140 160°C。進(jìn)一步，第八步脫色除雜的電化學(xué)反應(yīng)器為平模板型電化學(xué)反應(yīng)器、固定床電化學(xué)反應(yīng)器或流化床電化學(xué)反應(yīng)器中的任一種。本發(fā)明的主要反應(yīng)原理為
權(quán)利要求
1.一種制備十四烷基葡萄糖苷的方法，是以十四醇和葡萄糖為原料制備十四烷基葡萄糖苷水溶液的方法，其特征在于所述方法步驟如下 (1)糖液配制在攪拌設(shè)備中加入水，加入葡萄糖進(jìn)行溶解，葡萄糖和水的質(zhì)量比為O.9 I. 5: 1.0; (2)預(yù)熱升溫將上一步得到的糖液物料進(jìn)行加熱升溫至80 110°C，然后保溫； (3)縮合反應(yīng)將上述預(yù)熱升溫好的糖液和經(jīng)預(yù)熱升溫至140 220°C的醇酸混合物料分別通過高壓泵打入縮合反應(yīng)器中，發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，醇酸混合物料為十四醇和催化劑酸； (4)減壓閃蒸上一步得到的物料直接進(jìn)入減壓閃蒸設(shè)備中，進(jìn)一步進(jìn)行糖苷化反 應(yīng)，氣相產(chǎn)物經(jīng)冷凝回收再利用，液態(tài)產(chǎn)物溶于十四醇中形成均相溶液進(jìn)入下一步； (5)調(diào)節(jié)pH值將上一步得到的物料降溫至80 90°C，向其中加入無(wú)機(jī)堿進(jìn)行中和處理，調(diào)節(jié)pH值為8 10 ; (6)固-液分離將上一步得到的物料經(jīng)固-液分離，液相進(jìn)入下一步，固相進(jìn)行處理后作為第一步配置糖液的原料使用； (7)分子蒸餾脫醇將上一步得到的液相物料放入分子蒸餾脫醇設(shè)備中進(jìn)行脫醇，蒸出十四醇，得到糖苷粗品，進(jìn)入下一步進(jìn)行后處理，十四醇直接返回作為第三步的原料使用； (8)脫色除雜將上一步得到的物料放入電化學(xué)反應(yīng)器中進(jìn)行電化學(xué)氧化-還原脫色除雜； (9)調(diào)配混合將上一步得到的物料放入調(diào)配混合設(shè)備中，向其中加入清水，配制成十四烷基葡萄糖苷水溶液成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第三步縮合反應(yīng)的操作溫度為150°C 220°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第三步縮合反應(yīng)中的縮合反應(yīng)器為噴射流化學(xué)反應(yīng)器、撞擊流化學(xué)反應(yīng)器、平推流化學(xué)反應(yīng)器、管式化學(xué)反應(yīng)器或靜態(tài)混合器中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第三步中所述的催化劑酸為硫酸、鹽酸、磷酸、十二烷基苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、烷基萘磺酸中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第三步縮合反應(yīng)中，葡萄糖十四醇催化劑酸的質(zhì)量比為I: 2 8: O. 01 O. 03。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第五步pH值調(diào)節(jié)中所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸鈉或碳酸鉀中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第七步分子蒸餾脫醇中，揮發(fā)面溫度為140 160°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述制備十四烷基葡萄糖苷的方法，其特征在于第八步脫色除雜的電化學(xué)反應(yīng)器為平模板型電化學(xué)反應(yīng)器、固定床電化學(xué)反應(yīng)器或流化床電化學(xué)反應(yīng)器中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備十四烷基葡萄糖苷的方法，是以十四醇和葡萄糖為原料制備十四烷基葡萄糖苷水溶液的方法，所述方法步驟如下(1)糖液配制；(2)預(yù)熱升溫；(3)縮合反應(yīng)(4)減壓閃蒸；(5)調(diào)節(jié)pH值；(6)固-液分離；(7)分子蒸餾脫醇；(8)脫色除雜；(9)調(diào)配混合；經(jīng)以上步驟得到產(chǎn)品十四烷基葡萄糖苷水溶液。本發(fā)明的好處是制備工藝合理方便，反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，收率高，同時(shí)反應(yīng)過程安全可靠，并為化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的分離精制提供了有利的條件，為過程工業(yè)化提供了條件，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制備方便快速。
文檔編號(hào)C07H15/04GK102786557SQ20111013040
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者于子洲, 姚干兵, 姜海峰, 董曉紅, 許文林 申請(qǐng)人:揚(yáng)州晨化科技集團(tuán)有限公司