表面活性剂烷基多苷

绿色表面活性剂—烷基多苷

前言：烷基多苷也叫烷基糖苷，简称APG，是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的，是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。［１］

本文分为四个部分介绍烷基多苷的性质：

一．烷基多苷的发展历程及基本性质

二．烷基多苷的生产工艺

三．烷基多苷的主要应用领域

四．烷基多苷的发展前景

绿色表面活性剂——

烷基多苷

学院：材料与化工学院班级：08级理科实验班学号：20080W0103 姓名：赵慧超

Investigation on the Development and

Application of Green Surfactant Agent Abstract:Alkyl Polyglysoside (APG) is a new type of mild nonionic green surfactant with wide applications and excellent properties. The preparati -on , properties and application of APG are introduced in this paper .

关键字：烷基多苷，绿色，可降解，无毒

一．烷基多苷的发展历程及基本性质烷基多苷简称APG，系非离子表面活性剂, 它是由可再生资源淀粉的衍生物葡萄糖和脂肪醇为原料，由半缩醛羟基与醇羟基在酸催化剂存在下脱去一分子水得到的一种苷化合物。［２］APG的特殊结构使它具有比其他乙氧基非离子表面活性剂更优异的性能，表现在无浊点，水稀释后无凝胶现象；APG兼有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的特性。［３］

APG的研制已有100多年的历史，1978年法国的Seppic公司建成第一套（1500t／a）APG工业装置，才开始了APG的工业化生产。直到80年代后期，由美国R ohm＆haas公司及Horizon化工公司研制出了经济上合理的工业生产路线，众多国外公司相继大规模生产APG。德国Henk e l公司兼并了美国的H arizon化工公司，购买了它的4000t／aAPG中试装置，并将其扩大到2．5万t／a，1992年3月正式投产。同时在本国杜塞尔多夫建了一套同样规模的装置，生产十二烷基多糖苷和癸基多糖苷两种产品。此外，法国的Seppic公司也建

成了一套10000t／a的生产装置。日本有10000t／a装置，瑞典有5000 t／a装置。1998年全世界APG的生产能力大约为10万吨。2000年达15万吨。［４］

烷基多苷除具有传统表面活性剂的性质之外，还具有无毒，刺激性小，已于生物降解等特点，广泛应用于洗涤，化妆，食品加工，塑料，工业，农业等方面。烷基多苷具有以下优点：

（1）原料绿色化烷基糖昔的主要原料是葡萄糖和天然脂肪醇, 均来自天然可再生植物玉米或土豆淀粉和椰子油或棕搁

油。

（2）工艺绿色化, 烷基糖苷是由葡萄搪的半缩醛羟基和脂肪醇轻基在催化下失水得到的产物, 没有其它有害副产物生

成。

（3）产品绿色化，烷基糖营具有良好的表面活性,而且表面活性还可通过烷基链长和聚合度加以调节, 以满足不同的技

术要求。并且无毒、无刺激, 生物降解快而完全。［５］

二：烷基多苷的生产工艺

一．一步法合成APG

葡萄糖和直链脂肪醇为例（过量使用, 反应结束后需回为原料）,在专用复合催化剂（无需分离回收）存在条件下进行缩醛化反应, 然后经脱醇和后处理等工序得到APG产品。ＡＰＧ一步法缩醛化反应方程式和生产工艺流程见下图。［６］

由于脂肪醇与糖的极性差异较大，葡萄糖在脂肪醇中的溶解度较小，因此催化剂的选择和工艺控制甚为重要。在酸催化合成烷基多苷的条件下，最易产生的副产物是多糖、醚和有色杂质。

副产物的类型和浓度取决于工艺参数，如温度、压力、反应时间、催化剂等。在糖苷化反应中，反应温度和压力是密切相关的，为了减少副产物的生成，压力和温度必须相互协调，并需仔细控制。缩醛化反应时，低的反应温度(<100℃)会减少烷基多苷中副产物，但低的反应温度会导致相对较长的反应时间(与醇的链长有关)和低的反应器效率。相对高的反应温度(>100℃，通常为110～120℃)会引起碳水化合物变色。通常通过从反应体系中除去生成的水使缩醛化反应平衡向产物方向移动。如果在单位时间内产生相对大量的水，必须采取措施有效地除去生成的水，因为副反应常在水的存在下发生。及时除去水将大大减少副反应的发生，特别是多糖的生成。［７］

糖苷化反应的另一个重要参数是催化剂的选择。从原理上说，具有足够强度的任何酸都可以作为此反应的催化剂。反应速度取决于酸的强度和此酸在醇中的浓度。除了常用的催化剂如硫酸、对甲苯磺酸等以外，具有乳化性能的酸性催化剂如十二烷基苯磺酸及烷基萘磺酸等更有助于糖的苷化反应，减少聚糖的生成。由于长烷链酸主要溶解在反应混合物中的低极性相，因此降低了副反应的发生。反应完全后过滤反应混合物，回收催化剂，滤液经高真空除去过剩的脂肪醇，得粗糖苷。未反应的脂肪醇回收到反应器循环使用。粗糖苷加水溶解，制成一定浓度的溶液经漂白后调制成出售时的商品浓度。催化剂经简单再生后可重复使用。［８］

koenigs-Knorr反应：由葡萄糖卤代物和高碳醇反应制备。制法是：先将葡萄糖乙酸化, 然后将其转化为溴代四乙酞葡萄糖, 再在氧化银催化剂存在下与脂肪醇反应, 将烷基接上去, 最后用甲醇钠完成脱乙酞过程得最终产物。缺点是工艺繁杂，所用催化剂（氧化银）成本过高，使用价值较低。［９］

糖苷转移反应：在酸性催化剂作用下, 首先将起始碳水化合物(主要是葡萄糖)与短链醇(如甲醇、丁醇)进行反应, 生成短链烷基糖苷, 然后再用长链醇来置换, 最后转化制得所需的烷基葡萄糖苷一般为

长链。反应如下图：

该合成方法的特点是：产物部分可循环利用,回收率较高, 其工艺日趋成熟, 该技术的

突破重点在于如何改善糖昔化反应的选择性及优化工艺参数, 难点

在于怎样经济合理地

除去产品中的游离醇, 使其含量小于10%。［１０］

三．烷基多苷的应用领域

一．在洗涤及化妆品中的应用

二．在生物化学领域的应用