આલ્કિલ ગ્લુકોસાઈડ્સના ઉત્પાદન માટેની પદ્ધતિઓ

ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન એ રાસાયણિક સંશ્લેષણની એકમાત્ર પદ્ધતિ છે જેણે આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે આજના આર્થિક અને તકનીકી રીતે સંપૂર્ણ ઉકેલોના વિકાસને સક્ષમ બનાવ્યું છે. 20,000 ટન/વર્ષથી વધુની ક્ષમતાવાળા ઉત્પાદન પ્લાન્ટ્સ પહેલેથી જ સાકાર થઈ ચૂક્યા છે અને નવીનીકરણીય કાચા માલ પર આધારિત સપાટી-સક્રિય એજન્ટો સાથે સર્ફેક્ટન્ટ ઉદ્યોગની ઉત્પાદન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. ડી-ગ્લુકોઝ અને રેખીય C8-C16 ફેટી આલ્કોહોલ પસંદગીના ફીડસ્ટોક્સ સાબિત થયા છે. આ એડક્ટ્સને એસિડ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં ડાયરેક્ટ ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન અથવા બે-સ્ટેપ ટ્રાન્સગ્લાયકોસાઇડ દ્વારા બ્યુટાઇલ પોલીગ્લુકોસાઇડ દ્વારા સપાટી-સક્રિય આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, આડપેદાશ તરીકે પાણી સાથે. પ્રતિક્રિયાના સંતુલનને ઇચ્છિત ઉત્પાદનો તરફ ખસેડવા માટે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાંથી પાણીને નિસ્યંદિત કરવું પડશે. ગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન, પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં અસંગતતા ટાળવી જોઈએ, કારણ કે તે કહેવાતા પોલીગ્લુકોસાઈડ્સની વધુ પડતી રચના તરફ દોરી જાય છે, જે અત્યંત અનિચ્છનીય છે. તેથી ઘણી તકનીકી વ્યૂહરચના n-ગ્લુકોઝ અને આલ્કોહોલને એકરૂપ બનાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે તેમની ધ્રુવીયતામાં તફાવતને કારણે નબળી રીતે મિશ્રિત છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ ફેટી આલ્કોહોલ અને એન-ગ્લુકોઝ વચ્ચે અને એન-ગ્લુકોઝ એકમો વચ્ચે રચાય છે. આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સ પરિણામે લાંબી સાંકળના અલ્કિલ અવશેષો પર વિવિધ સંખ્યામાં ગ્લુકોઝ એકમો સાથે અપૂર્ણાંકના મિશ્રણ તરીકે રચાય છે. આમાંના દરેક અપૂર્ણાંક, બદલામાં, ઘણા આઇસોમેરિક ઘટકોથી બનેલા છે，કારણ કે n-ગ્લુકોઝ એકમો ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન દરમિયાન રાસાયણિક સંતુલનમાં વિવિધ એનોમેરિક સ્વરૂપો અને રિંગ સ્વરૂપો ધારણ કરે છે અને D-ગ્લુકોઝ એકમો વચ્ચેના ગ્લાયકોસિડિક જોડાણો ઘણી સંભવિત બંધન સ્થિતિમાં થાય છે. . ડી-ગ્લુકોઝ એકમોનો એનોમર રેશિયો આશરે α/β＝ 2: 1 છે અને ફિશર સંશ્લેષણની વર્ણવેલ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પ્રભાવિત કરવું મુશ્કેલ લાગે છે. થર્મોડાયનેમિકલી નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, ઉત્પાદન મિશ્રણમાં સમાવિષ્ટ n-ગ્લુકોઝ એકમો મુખ્યત્વે પાયરાનોસાઇડ્સના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આલ્કિલ અવશેષો દીઠ n-ગ્લુકોઝ એકમોની સરેરાશ સંખ્યા, પોલિમરાઇઝેશનની કહેવાતી ડિગ્રી, ઉત્પાદન દરમિયાન એડક્ટ્સના દાઢ ગુણોત્તરનું આવશ્યક કાર્ય છે. તેમના ઉચ્ચારણ સર્ફેક્ટન્ટ યોગ્ય[1]સંબંધોને કારણે, 1 અને 3 ની વચ્ચે પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી સાથે આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સને વિશેષ પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે, જેના માટે પ્રક્રિયામાં n-ગ્લુકોઝના મોલ દીઠ આશરે 3-10 મોલ ફેટી આલ્કોહોલનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.

અધિક ફેટી આલ્કોહોલ વધે તેમ પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી ઘટે છે. અધિક ફેટી આલ્કોહોલને અલગ કરવામાં આવે છે અને ઘટી રહેલા ફિલ્મ બાષ્પીભવકો સાથે મલ્ટિ-સ્ટેપ વેક્યૂમ ડિસ્ટિલેશન પ્રક્રિયા દ્વારા પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે, જેથી થર્મલ સ્ટ્રેસને ન્યૂનતમ રાખી શકાય. બાષ્પીભવનનું તાપમાન પૂરતું ઊંચું હોવું જોઈએ અને ગરમ ઝોનમાં સંપર્કનો સમય એટલો લાંબો હોવો જોઈએ કે વધારાના ફેટી આલ્કોહોલનું પૂરતું નિસ્યંદન થાય અને કોઈપણ નોંધપાત્ર વિઘટન પ્રતિક્રિયા વિના એલ્કાઈલ પોલીગ્લુકોસાઈડ ઓગળે. બાષ્પીભવનનાં પગલાંની શ્રેણીનો લાભદાયી રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે પ્રથમ ઓછા ઉકળતા અપૂર્ણાંકને, પછી ફેટી આલ્કોહોલનો મુખ્ય જથ્થો અને અંતે બાકીનો ફેટી આલ્કોહોલ, જ્યાં સુધી એલ્કાઈલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ પાણીમાં દ્રાવ્ય અવશેષ તરીકે ઓગળે નહીં.

ફેટી આલ્કોહોલના સંશ્લેષણ અને બાષ્પીભવન માટે સૌથી હળવી પરિસ્થિતિઓમાં પણ, અનિચ્છનીય બ્રાઉન વિકૃતિકરણ થશે, અને ઉત્પાદનને શુદ્ધ કરવા માટે બ્લીચિંગ પ્રક્રિયાઓ જરૂરી છે. બ્લીચિંગની એક પદ્ધતિ જે યોગ્ય સાબિત થઈ છે તે છે મેગ્નેશિયમ આયનોની હાજરીમાં આલ્કલાઇન માધ્યમમાં અલ્કાઈલ પોલીગ્લાયકોસાઇડના જલીય ફોર્મ્યુલેશનમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ જેવા ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટને ઉમેરવાનો.

સંશ્લેષણ, પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ અને રિફાઇનિંગ પ્રક્રિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા બહુવિધ અભ્યાસો અને પ્રકારો બાંહેધરી આપે છે કે આજે પણ, ચોક્કસ ઉત્પાદન ગ્રેડ મેળવવા માટે વ્યાપકપણે લાગુ પડતું "ટર્નકી" સોલ્યુશન નથી. તેનાથી વિપરિત, પ્રક્રિયાના તમામ પગલાઓ ઘડવાની જરૂર છે. ડોંગફુ સોલ્યુશન ડિઝાઇન અને તકનીકી ઉકેલો માટે કેટલાક સૂચનો પ્રદાન કરે છે, અને પ્રતિક્રિયા, વિભાજન અને શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા માટે રાસાયણિક અને ભૌતિક પરિસ્થિતિઓ સમજાવે છે.

ત્રણેય મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ - સજાતીય ટ્રાન્સગ્લાયકોસીડેશન, સ્લરી પ્રક્રિયા અને ગ્લુકોઝ ફીડ ટેકનીક-નો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક પરિસ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે. ટ્રાંસગ્લાયકોસિડેશન દરમિયાન, મધ્યવર્તી બ્યુટાઇલ પોલીગ્લુકોસાઇડની સાંદ્રતા, જે ડી-ગ્લુકોઝ અને બ્યુટેનોલને ઉત્તેજિત કરવા માટે દ્રાવ્ય તરીકે કામ કરે છે, તેને પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં લગભગ 15% થી વધુ રાખવી જોઈએ જેથી અસંગતતાઓને ટાળી શકાય. આ જ હેતુ માટે, આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સના સીધા ફિશર સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં પાણીની સાંદ્રતા લગભગ 1% કરતા ઓછી રાખવી જોઈએ. ઉચ્ચ પાણીની સામગ્રી પર સસ્પેન્ડેડ સ્ફટિકીય ડી-ગ્લુકોઝને મુશ્કેલ સમૂહમાં ફેરવવાનું જોખમ રહેલું છે, જે પાછળથી ખરાબ પ્રક્રિયા અને અતિશય પોલિમરાઇઝેશનમાં પરિણમશે. અસરકારક stirring અને homogenization પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં સ્ફટિકીય D-ગ્લુકોઝના દંડ વિતરણ અને પ્રતિક્રિયાશીલતાને પ્રોત્સાહન આપે છે.

સંશ્લેષણની પદ્ધતિ અને તેના વધુ સુસંસ્કૃત પ્રકારો પસંદ કરતી વખતે તકનીકી અને આર્થિક બંને પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. ડી-ગ્લુકોઝ સીરપ પર આધારિત સજાતીય ટ્રાન્સગ્લાયકોસીડેશન પ્રક્રિયાઓ ખાસ કરીને મોટા પાયે સતત ઉત્પાદન માટે અનુકૂળ દેખાય છે. તેઓ મૂલ્યવર્ધિત શૃંખલામાં કાચા માલના ડી-ગ્લુકોઝના સ્ફટિકીકરણ પર કાયમી બચતને મંજૂરી આપે છે, જે ટ્રાન્સગ્લાયકોસિડેશનના પગલામાં એક વખતના ઊંચા રોકાણો અને બ્યુટેનોલની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વળતર કરતાં વધુ છે. n-બ્યુટેનોલનો ઉપયોગ અન્ય કોઈ ગેરફાયદાને રજૂ કરતું નથી, કારણ કે તે લગભગ સંપૂર્ણપણે રિસાયકલ કરી શકાય છે જેથી પુનઃપ્રાપ્ત અંતિમ ઉત્પાદનોમાં અવશેષ સાંદ્રતા મિલિયન દીઠ માત્ર થોડા ભાગો હોય, જેને બિન-ક્રિટિકલ ગણી શકાય. સ્લરી પ્રક્રિયા અથવા ગ્લુકોઝ ફીડ તકનીક અનુસાર ડાયરેક્ટ ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન ટ્રાન્સગ્લાયકોસિડેશન સ્ટેપ અને બ્યુટેનોલની પુનઃપ્રાપ્તિ સાથે વિતરિત થાય છે. તે સતત પણ કરી શકાય છે અને થોડો ઓછો મૂડી ખર્ચ જરૂરી છે.

ભવિષ્યમાં, અશ્મિભૂત અને પુનઃપ્રાપ્ય કાચા માલના પુરવઠા અને કિંમત, તેમજ આલ્કિલ પોલિસેકરાઇડ્સના ઉત્પાદનમાં વધુ તકનીકી પ્રગતિ, વિકાસ અને એપ્લિકેશનની બજાર ક્ષમતા અને ઉત્પાદન ક્ષમતા પર નિર્ણાયક અસર કરશે. બેઝ પોલિસેકરાઇડ પાસે પહેલાથી જ તેના પોતાના ટેકનિકલ સોલ્યુશન્સ છે જે આવી પ્રક્રિયાઓ વિકસાવતી અથવા અપનાવી હોય તેવી કંપનીઓ માટે સપાટી સારવાર બજારમાં મહત્વપૂર્ણ સ્પર્ધાત્મક લાભો પ્રદાન કરી શકે છે. આ ખાસ કરીને સાચું છે જ્યારે કિંમતો ઊંચી અને નીચી હોય છે. મેન્યુફેક્ચરિંગ એજન્ટનો ઉત્પાદન ખર્ચ સામાન્ય સ્તરે વધી ગયો છે, ભલે સ્થાનિક કાચા માલની કિંમતમાં થોડો ઘટાડો થાય, તે સર્ફેક્ટન્ટ્સ માટેના વિકલ્પને ઠીક કરી શકે છે અને નવા આલ્કિલ પોલિસેકરાઇડ ઉત્પાદન પ્લાન્ટના સ્થાપનને પ્રોત્સાહિત કરી શકે છે.