[发明专利]采用一步法连续生产烷基糖苷的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用一步法连续生产烷基糖苷的方法，以及适用于该方法的生产系统。

背景技术

烷基糖苷(APG)，是自20世纪90年代出现的一种新型非离子表面活性剂,一般是由天然的可再生资源脂肪醇和糖类化合物（多为葡萄糖，也可为其他单糖或可水解为单糖的化合物），在酸性催化剂下脱水形成的。由于APG兼具有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的许多特征，与任何表面活性剂都能较好的复配，同时具有高效、无毒、对皮肤无刺激、能够完全生物降解、协同效应明显等特点，因而被广泛应用于人们生活的各个领域。

当前行业内，工业生产烷基糖苷的方法主要有两种，一种是早期使用的“两步法”，即先使用葡萄糖与低级醇反应，然后再和高级醇进行缩醛交换反应，得到高级的糖苷，最后经蒸馏、漂白等工艺制得烷基糖苷水溶液，该方法也称之为“转糖苷化法或缩醛交换法”。例如，美国专利US5374716、中国专利CN92102625.0、CN95116215.2、CN95116217.9、CN92102625.0等都采用了此方法。

此方法虽然生产过程容易控制，但其存在诸多缺陷，因而逐渐被淘汰。主要表现为：反应流程过长，葡萄糖以及糖苷等热敏性物质长时间受热被焦化，产品颜色较深，甚至呈棕黑色；反应速率低，时间较长，最终得到的产品多为混苷；产品中残醇含量高，且具有强烈的刺激性气味；不利于后序工段衍生物的制备，影响后序产品的质量；产品HLB值（亲水亲油平衡值）不易调控。

生产烷基糖苷的另一种方法是“一步法”，又称之为直接糖苷化法，即由葡萄糖或其他单糖直接和高级脂肪醇在一定温度、压力和酸性催化剂存在下，使高级脂肪醇直接与葡萄糖进行固/液相反应制备烷基糖苷，反应原理是葡萄糖环上的半缩醛羟基与脂肪醇羟基的缩醛化过程，即苷化反应，然后经中和、蒸馏、漂白后得到烷基糖苷。该方法是目前世界上生产烷基糖苷的主流方法。

在一步法生产烷基糖苷的过程中，制取烷基糖苷的反应过程受到葡萄糖在醇中的溶解度制约，由于葡萄糖在高级醇中的溶解度很小，为固-液两相，致使合成反应速率低，又因为葡萄糖易于结块，发生聚糖或分子内脱水等副反应，而使反应恶化，副产物过多。

为了解决上述问题，美国专利US5576425记载了提前将葡萄糖和高级醇制成悬浮液的处理，再分若干批次加入到反应器中，来缓解葡萄糖的副反应，然而该方法不能实现连续化苷化反应。而中国专利申请200510096464.8还记载了将无水葡萄糖或含结晶水的葡萄糖进行超微粉化处理后再和高级醇混合进行反应。而中国专利200410064505.0在反应器上安装外循环装置，借助物料外循环加强固/液两相的充分混合和传质，加强葡萄糖在醇中的溶解，从而加快反应速度。

这些措施一定程度上能有效提高苷化反应速度，但苷化反应时间仍较长，漂白前的产品颜色太深，反应液中的残糖含量较高，为后序工段的处理增加了麻烦。分析原因，主要有，第一：悬浮液或微粉颗粒的沉降速度过快，造成葡萄糖聚集焦化，葡萄糖转化率低，即使通过外循环，也无法有效改善；第二：微粉化的葡萄糖颗粒大小不一，不均匀，反应速度加快有限；第三：利用外循环装置并没有改善固相葡萄糖的界面性质，反应速度的提高有限，需要较高反应温度，且反应时间长。

并且，经脱醇后的烷基糖苷由于其中的葡萄糖以及糖苷等热敏性物质长时间受热被焦化，一般都带有很重的色泽，而且在一步法生产烷基糖苷的过程中，由于葡萄糖不溶于高级脂肪醇，形成固液两相而且糖容易形成结块，聚集、沉降堆积到反应器底部被焦化造成产物颜色加深，因此需要进一步精制脱色处理方能出厂，脱色处理的方法是漂白，因此产品的漂白至关重要。

一般漂白方法是应用双氧水漂白，即往脱醇后的烷基糖苷水溶液中直接加入一定浓度的双氧水，将有色基团氧化，达到漂白的目的，例如中国专利申请CN1305886C，中国专利申请CN1077397A，中国专利申请CN100390187C中是都是以双氧水对脱醇后的溶液进行漂白。