I METODI DI FABBRICAZIONE DI GLUCOSIDI ALCHILICI

A glicosidazione di Fischer hè l'unicu metudu di sintesi chimica chì hà permessu u sviluppu di e suluzioni ecunomiche è tecnicamente perfette d'oghje per a pruduzzione à grande scala di poliglucosidi alchilici. Impianti di pruduzzione cù capacità di più di 20.000 t/annu sò digià stati realizati è allargiscenu a gamma di prudutti di l'industria di i tensioattivi cù agenti tensioattivi basati nantu à materie prime rinnuvevuli. U D-glucosiu è l'alcooli grassi lineari C8-C16 si sò rivelati esse e materie prime preferite. Quessi edutti ponu esse cunvertiti in poliglucosidi alchilici tensioattivi per mezu di glicosidazione diretta di Fischer o transglicosidazione in dui passi via butil poliglucoside in presenza di catalizatori acidi, cù acqua cum'è sottoproduttu. L'acqua deve esse distillata da a mistura di reazione per spustà l'equilibriu di reazione versu i prudutti desiderati. Durante u prucessu di glicosidazione, si devenu evità l'inomogeneità in a mistura di reazione, postu chì portanu à una furmazione eccessiva di i cosiddetti poliglucosidi, chì sò assai indesiderabili. Parechji stratagemmi tecnichi si cuncentranu dunque nantu à l'omogeneizazione di i prudutti n-glucosiu è alcooli, chì sò pocu miscibili per via di a so differenza di polarità. Durante a reazione, i ligami glicosidici si formanu sia trà l'alcoolu grassu è l'n-glucosiu sia trà l'unità di n-glucosiu stesse. I poliglucosidi alchilici si formanu dunque cum'è miscele di frazioni cù diversi numeri di unità di glucosiu à u residuu alchilicu à catena longa. Ognuna di queste frazioni, à u so tornu, hè cumposta da parechji custituenti isomerichi, postu chì l'unità di n-glucosiu assumenu diverse forme anomeriche è forme d'anellu in equilibriu chimicu durante a glicosidazione di Fischer è i ligami glicosidici trà l'unità di D-glucosiu si verificanu in parechje pusizioni di ligame pussibuli. U rapportu anomericu di l'unità di D-glucosiu hè apprussimatamente α/β= 2: 1 è pare difficiule da influenzà in e cundizioni descritte di a sintesi di Fischer. In cundizioni cuntrullate termodinamicamente, l'unità di n-glucosiu cuntenute in a mistura di u pruduttu esistenu principalmente in forma di piranosidi. U numeru mediu di unità di n-glucosiu per residuu alchilicu, u cusì dettu gradu di polimerizazione, hè essenzialmente una funzione di u rapportu molare di i prudutti durante a fabricazione. A causa di e so proprietà tensioattive pronunciate [1], si dà una preferenza particulare à i poliglucosidi alchilici cù gradi di polimerizazione trà 1 è 3, per i quali si deve aduprà circa 3-10 mol di alcolu grassu per mole di n-glucosiu in u prucessu.

U gradu di polimerizazione diminuisce à misura chì l'alcol grassu in eccessu aumenta. L'alcoli grassi in eccessu sò separati è recuperati da un prucessu di distillazione à vuoto in più tappe cù evaporatori à film cadente, in modu chì u stress termicu pò esse mantenutu à u minimu. A temperatura di evaporazione deve esse appena abbastanza alta è u tempu di cuntattu in a zona calda appena abbastanza longu per assicurà una distillazione sufficiente di l'alcol grassu in eccessu è u flussu di a fusione di alchil poliglucoside senza alcuna reazione di decomposizione significativa. Una seria di tappe di evaporazione pò esse aduprata vantaggiosamente per separà prima a frazione à bassu puntu di ebullizione, poi a quantità principale di alcol grassu, è infine l'alcol grassu restante, finu à chì l'alchil poliglucoside si scioglie cum'è un residuu solubile in acqua.

Ancu in e cundizioni più moderate per a sintesi è l'evaporazione di l'alcooli grassi, si verifica una decolorazione marrone indesiderata, è sò necessarii prucessi di sbiancamentu per raffinà u pruduttu. Un metudu di sbiancamentu chì s'hè dimustratu adattatu hè di aghjunghje un agente ossidante, cum'è u perossidu d'idrogenu, à una formulazione acquosa di alchil poliglicoside in un mezu alcalinu in presenza di ioni di magnesiu.

I multipli studii è varianti aduprati in u prucessu di sintesi, post-elaborazione è raffinazione garantiscenu chì ancu oghje, ùn ci hè ancu una suluzione "chiavi in manu" largamente applicabile per ottene un gradu specificu di pruduttu. À u cuntrariu, tutte e tappe di u prucessu devenu esse formulate. Dongfu furnisce alcuni suggerimenti per a cuncepzione di a suluzione è e suluzioni tecniche, è spiega e cundizioni chimiche è fisiche per a reazione, a separazione è u prucessu di raffinazione.

Tutti i trè prucessi principali - transglicosidazione omogenea, prucessu di fanghi è tecnica di alimentazione di glucosiu - ponu esse aduprati in cundizioni industriali. Durante a transglicosidazione, a cuncentrazione di u butil poliglucoside intermediu, chì agisce cum'è solubilizante per i prudutti D-glucosiu è butanolu, deve esse mantenuta sopra à circa 15% in a mistura di reazione per evità inhomogeneità. Per u listessu scopu, a cuncentrazione di l'acqua in a mistura di reazione impiegata per a sintesi diretta di Fischer di alchil poliglucosidi deve esse mantenuta à menu di circa 1%. À cuntenuti d'acqua più elevati, ci hè u risicu di trasfurmà u D-glucosiu cristallinu suspesu in una massa appiccicosa, chì successivamente darebbe una mala trasfurmazione è una polimerizazione eccessiva. Un'agitazione è un'omogeneizazione efficaci prumove a distribuzione fine è a reattività di u D-glucosiu cristallinu in a mistura di reazione.

I fattori tecnichi è ecunomichi devenu esse cunsiderati quandu si sceglie u metudu di sintesi è e so varianti più sofisticate. I prucessi di transglicosidazione omogenei basati nantu à i sciroppi di D-glucosiu parenu particularmente favurevuli per a pruduzzione cuntinua à grande scala. Permettenu risparmi permanenti nantu à a cristallizazione di a materia prima D-glucosiu in a catena di valore aghjuntu, chì compensanu più chè i più alti investimenti una tantum in a tappa di transglicosidazione è a recuperazione di u butanolu. L'usu di n-butanolu ùn presenta altri svantaghji, postu chì pò esse riciclatu quasi cumpletamente in modu chì e concentrazioni residue in i prudutti finali recuperati sò solu poche parti per milione, chì ponu esse cunsiderate non critiche. A glicosidazione diretta di Fischer secondu u prucessu di fanghi o a tecnica di alimentazione di glucosiu dispensa da a tappa di transglicosidazione è da a recuperazione di u butanolu. Pò ancu esse realizatu cuntinuamente è richiede una spesa di capitale ligeramente inferiore.

In u futuru, l'offerta è u prezzu di e materie prime fossili è rinnuvevuli, è ancu l'ulteriore prugressu tecnologicu in a pruduzzione di polisaccaridi alchilici, averanu un impattu decisivu nantu à a capacità di u mercatu è a capacità di pruduzzione di sviluppu è applicazione. U polisaccaridu di basa hà digià e so propie suluzioni tecniche chì ponu furnisce impurtanti vantaghji cumpetitivi in u mercatu di u trattamentu di e superfici per e cumpagnie chì sviluppanu o anu aduttatu tali prucessi. Questu hè particularmente veru quandu i prezzi sò alti è bassi. U costu di fabricazione di l'agente di fabricazione hè aumentatu à u livellu abituale, ancu s'è u prezzu di e materie prime lucali cala ligeramente, pò riparà i sustituti di i tensioattivi è pò incuragisce l'installazione di novi impianti di pruduzzione di polisaccaridi alchilici.