[发明专利]烷基葡糖苷的制备方法

说明书

本发明涉及用丙二醇交换缩醛化法来制备烷基葡糖苷的一种新的改进方法。

为了研制和生产在制备洗涤剂和净化剂时适合作为工业表面活性剂的表面活性物质，越来越多地采用天然的原料。对此，直到目前主要考虑的是油脂化学原料，例如脂肪酸、脂肪酸酯和脂肪醇。从这些观点出发，有表面活性的烷基葡糖苷是近来引人注意的。在这些有表面活性的烷基葡糖苷中涉及由葡萄糖和脂肪醇制成的缩醛。烷基葡糖苷的概念应包括烷基单葡糖苷，并且也包括烷基寡葡糖苷和烷基多葡糖苷，尤其是单葡糖苷和寡葡糖苷的混合物。

烷基葡糖苷中的烷基概念涉及相应的最好是具有C₈至C₁₈烷基或烯烃基的天然和/或合成伯醇基。实践上最为重要的可作为糖类添加物质的是在自然界中可以以多种形态供使用的无水多葡萄糖化合物。它们的各个葡糖单元是以α-葡糖苷的结合形式而存在的。这类最重要的天然来源的添加料是淀粉，它在全世界是由不同种类的食用植物例如土豆、玉米、木薯、大米等等产生的。粉状的淀粉及其部分降解产物，例如大多数情况下浓度相当高的葡萄糖浆可随时作为较便宜的添加料供使用。

60年代和70年代提出了烷基葡糖苷制法的许多建议，这些建议特别着重于研究两种辅助要素。烷基葡糖苷的制备至今仍需高温和高压，而多糖类对此有高度敏感性，据此首先建议不用多葡糖酐组分作添加料，而将源于自然界的添加料降解成单糖，也就是说降解成葡萄糖。然后可对无水的或水合物状态的葡萄糖进行缩醛化。

所采用的第二种辅助方法是利用了低级醇和乙二醇，特别是烷基链长在C₃～C₅范围内的低级醇和乙二醇能较简单地进行所希望的单糖缩醛化这一事实。这样形成的单糖缩醛虽然只具有不充分的表面活性剂性能，但通过和C₈至C₁₈范围的长链单官能醇的交换缩醛化它们可以变成所要得到的有表面活性的烷基葡糖苷反应产物。即使表面看来相对简单的制备途径，对于实践来说，正如制备浅色的，颜色稳定的，特别是在碱中颜色稳定的烷基葡糖苷一样，是有不少限制性困难的。

欧洲专利申请102558（与US4704453相符）记述了借助于C₃～C₅烷基葡糖苷的交换缩醛化来制备长链烷基葡糖苷混合物。此法从葡萄糖出发。欧洲专利申请99183记述了糖类，尤其是多糖类例如淀粉和至少具有3个碳原子的醇类转化成葡糖苷混合物。这里反应应在每摩尔的糖单元至少有2摩尔水存在下和特别是有酸性催化剂存在下进行。为分散多糖化合物使用的液相最好还含有一种溶于醇的有机助溶剂。具有3至6个碳原子的，尤其是具有3至4个碳原子的链烷醇已被证明是特别适宜于生成烷基葡糖苷化合物的醇类。按此文件陈述，用此方法制成的低级烷基葡糖苷可用作在制备有表面活性的烷基葡糖化合物时的中间化合物，但对后续反应步骤此文献没有说明更详细的细节。

美国专利说明书3772269说明了通过与脂肪族的C₃至C₅二醇，最好是丙二醇进行交换缩醛化从糖类组份和主要具有C₈至C₂₅烷基链或烯基链的长链单官能醇来制备烷基葡糖苷的方法，第一步加入二醇、具有伯醇基或仲醇基的较高级的醇、糖类（最好是葡萄糖、但也可寡糖类或多糖类）并和一种酸性催化剂互相混合在一起。接着将此混合物加热到反应温度，该温度在70和166℃之间，温度高低取决于所加入的组份。产品按已知的方法进行加工。所得产品，视实施方法而定，其特点是甘醇葡糖苷份量高或脂肪醇葡糖苷份量高。为了得到脂肪醇葡糖苷份量高的产品，当然一般需要脂肪醇量大大超出所加入的二醇量。关于产品质量，对颜色稳定性和对碱稳定性，以上专利未加说明。

本发明的基本任务是：将可作为天然添加料使用的淀粉类的多糖或此类淀粉的降解物无需经过任何中间分离阶段而转化成具有表面活性的烷基葡糖苷化合物，而且反应产品符合透明度、颜色稳定性和尤其是碱性稳定性的要求。

因此，本发明的对象是，用丙二醇交换缩醛化法从一种多糖类组份和主要具有C₈至C₁₈烷基链或烯基链的长链单官能醇制备烷基葡糖苷的一种方法，其特征在于：在加热到100至130℃的反应介质（A）中定量加入一种含有淀粉或含有部份淀粉降解产物的糖类组份（B），该反应介质（A）至少由丙二醇、一种酸性催化剂和必要时还有较高级的脂肪醇组成，而所用的醇具有一个伯醇基，较高级醇对丙二醇的摩尔比最大为1。