Os requisitos de deseño dunha planta de produción de alquil glicósidos baseada na síntese de Fisher dependen en gran medida do tipo de carbohidrato utilizado e da lonxitude da cadea do alcohol utilizado. Introduciuse por primeira vez a produción de alquil glicósidos solubles en auga a base de octanol/decanol e dodecanol/tetradecanol. . Os alquilpoliglicósidos que, para un DP dado, son insolubles en auga debido ao alcohol empregado (número de átomos de C no alquilo ≥16) trátanse por separado.
Baixo a condición de síntese de alquil poliglucósidos catalizada por ácido, xéranse produtos secundarios como éter de poliglicosa e impurezas coloreadas. A poliglicosa é unha substancia amorfa formada pola polimerización de glicosilo durante o proceso de síntese. O tipo e a concentración da reacción secundaria depende dos parámetros do proceso. , como temperatura, presión, tempo de reacción, catalizador, etc.Un dos problemas resoltos polo desenvolvemento da produción de alquilpoliglicósidos industriais nos últimos anos é minimizar a formación de produtos secundarios relacionados coa síntese.
En xeral, os alquilglicósidos de cadea curta (C8/10-OH) e baixo DP (gran sobredose de alcohol) teñen os menores problemas de produción. Na fase de reacción, co aumento do exceso de alcohol, diminúe a produción de produtos secundarios. Reduce o estrés térmico e elimina o exceso de alcohol durante a formación de produtos de pirólise.
A glicosidación de Fisher pódese describir como un proceso no que a glicosa reacciona con relativa rapidez no primeiro paso e conséguese o equilibrio dos oligómeros. Este paso é seguido dunha lenta degradación dos alquilglicósidos. O proceso de degradación implica etapas como a desalquilación e a polimerización, que aumento das concentracións, forma irreversiblemente unha poliglicosa termodinámicamente máis estable.A mestura de reacción que supera o tempo de reacción óptimo chámase sobrereacción.Se a reacción termina prematuramente, a mestura de reacción resultante contén grandes cantidades de glicosa residual.
A perda de substancias activas de alquil glucósido na mestura de reacción ten unha boa relación coa formación de poliglicosa. No caso dunha reacción excesiva, a mestura de reacción volve ser gradualmente polifásica mediante a precipitación da poliglicosa. Polo tanto, a calidade do produto e o rendemento do produto vense seriamente afectados polo momento da terminación da reacción. Comezando coa glicosa sólida, os alquilglicósidos dos produtos secundarios son menor contido, permitindo que os outros compoñentes polares (poliglicosa) e os carbohidratos restantes sexan filtrados fóra da mestura reactiva que nunca reaccionou completamente.
No proceso optimizado, a concentración do produto de eterificación é relativamente baixa (dependendo da temperatura de reacción, do tempo, do tipo de catalizador e da concentración, etc.).
A figura 4 mostra o curso típico dunha reacción directa de dextrosa e alcohol graxo (C12/14-OH).

A temperatura e a presión dos parámetros de reacción están estreitamente relacionadas entre si na reacción de glicación de Fischer. Para producir poliglicósidos de alquilo con baixos produtos secundarios, a presión e a temperatura deben adaptarse entre si e controlarse estritamente.
Alquil poliglicósidos baixos en produtos secundarios causados ​​por baixas temperaturas de reacción (<100 ℃) na acetalización. Non obstante, as baixas temperaturas orixinan tempos de reacción relativamente longos (dependendo da lonxitude da cadea do alcohol) e baixas eficiencias específicas do reactor. As temperaturas de reacción relativamente altas (> 100 ℃, normalmente 110-120 ℃) ​​poden provocar cambios na cor dos carbohidratos. Ao eliminar os produtos de reacción de menor punto de ebulición (auga na síntese directa, alcoholes de cadea curta no proceso de transacetalización) da mestura de reacción, o equilibrio de acetalización desprázase cara ao produto. Se se produce unha cantidade relativamente grande de auga por unidade de tempo, por exemplo por altas temperaturas de reacción, hai que tomar medidas para a eliminación efectiva desta auga da mestura de reacción. Isto minimiza as reaccións secundarias (especialmente a formación de polidextrosa) que teñen lugar en presenza de auga. A eficiencia de evaporación dunha etapa de reacción depende non só da presión, senón tamén da área de evaporación, etc. As presións de reacción típicas nas variantes de transacetalización e síntese directa están entre 20 e 100 mbar.
Outro factor de optimización importante é o desenvolvemento de catalizadores selectivos no proceso de glicosidación, inhibindo así, por exemplo, a formación de poliglicosa e a eterificación. Como xa se mencionou, o acetal ou acetal inverso na síntese de Fischer é catalizado por ácidos. En principio, calquera ácido de forza suficiente. é adecuado para este fin, como o ácido sulfúrico, o p-tolueno e o ácido alquilbencenosulfónico e o ácido succínico sulfónico.A velocidade de reacción depende da acidez e da concentración do ácido no alcohol.Reaccións secundarias que tamén poden ser catalizadas por ácidos ( por exemplo, a formación de poliglicosa) ocorren principalmente na fase polar (traza de auga) da mestura de reacción, e as cadeas de alquilo que poden reducirse mediante o uso de ácidos hidrófobos (por exemplo, ácido alquil bencenosulfónico) disolvense principalmente na fase menos polar da reacción. mestura de reacción.
Despois da reacción, o catalizador ácido neutralízase cunha base apropiada, como hidróxido de sodio e óxido de magnesio. A mestura de reacción neutralizada é unha solución amarela pálida que contén entre 50 e 80 por cento de alcoholes graxos. O alto contido de alcohol graxo débese á proporción molar de hidratos de carbono e alcohois graxos. Esta relación axústase para obter un DP específico para poliglicósidos de alquilo industriais, e adoita estar entre 1:2 e 1:6.
O exceso de alcohol graxo elimínase mediante destilación ao baleiro. As condicións de límite importantes inclúen:
– O contido de alcol graxo residual do produto debe ser<1% porque outro
a sabia solubilidade e olor vense afectados negativamente.
- Para minimizar a formación de produtos de pirólise non desexados ou compoñentes de decoloración, a tensión térmica e o tempo de permanencia do produto obxectivo debe manterse o máis baixo posible en función da lonxitude da cadea do alcohol.
- Ningún monoglicósido debe entrar no destilado porque o destilado é reciclado na reacción como alcohol graxo puro.
No caso do dodecanol/tetradecanol, estes requisitos utilízanse para a eliminación do exceso de alcohois graxos, que son en gran parte satisfactorios mediante a ditilación multietapa. É importante ter en conta que a medida que diminúe o contido de alcoholes graxos, a viscosidade aumenta significativamente. Isto obviamente prexudica a transferencia de calor e masa na fase final de destilación.
Polo tanto, prefiren os evaporadores finos ou de curto alcance. Nestes evaporadores, a película que se move mecánicamente proporciona unha eficiencia superior á da evaporación e un tempo de permanencia do produto máis curto, así como un bo baleiro. O produto final despois da destilación é un alquil poliglicósido case puro, que se acumula como un sólido cun punto de fusión de 70 ℃ a 150 ℃. Os principais pasos do proceso da síntese de alquilos resúmense na Figura 5.

Segundo o proceso de fabricación utilizado, acumúlanse un ou dous fluxos do ciclo alcohólico na produción de poliglicósido de alquilo; o exceso de alcohois graxos, mentres que os de cadea curta poden recuperarse case por completo. Estes alcohois poden ser reutilizados en reaccións posteriores. A necesidade de purificación ou a frecuencia coa que se deben realizar os pasos de purificación depende das impurezas acumuladas no alcohol. Isto depende en gran medida da calidade dos pasos anteriores do proceso (por exemplo, reacción, eliminación de alcohol).
Despois da eliminación do alcohol graxo, a substancia activa de alquil poliglicósido disólvese directamente en auga, polo que se forma unha pasta de alquilo poliglicósido moi viscosa do 50 ao 70 %. En etapas de refinado posteriores, esta pasta é elaborada nun produto de calidade satisfactoria de acordo cos requisitos relacionados co rendemento. Estes pasos de refino poden comprender o branqueamento do produto, o axuste das características do produto, como o valor de pH e o contido de substancia activa, e a estabilización microbiana. Na literatura de patentes, hai moitos exemplos de branqueamento redutivo e oxidativo e procesos en dúas etapas de branqueamento oxidativo e estabilización redutiva. O esforzo e, polo tanto, o custo que supoñen estes pasos do proceso para obter certas características de calidade, como a cor, dependen dos requisitos de rendemento, dos materiais de partida, do DP necesario e da calidade dos pasos do proceso.
A figura 6 ilustra un proceso de produción industrial de poliglicósidos de alquilo de cadea longa (C12/14 APG) mediante síntese directa)