די מעטאָדן פֿאַר פּראָדוצירן אַלקיל גלוקאָסידן

פישער גליקאסידאציע איז די איינציגע מעטאד פון כעמישע סינטעז וואס האט ערמעגליכט די אנטוויקלונג פון היינטיגע עקאנאמישע און טעכניש פארבעסערטע לייזונגען פאר גרויס-מאסשטאב פראדוקציע פון אלקיל פאליגלוקאסידן. פראדוקציע פאבריקן מיט קאפאציטעטן פון איבער 20,000 ט/יאר זענען שוין רעאליזירט געווארן און פארגרעסערן די פראדוקט קייט פון די סורפאַקטאנט אינדוסטריע מיט אויבערפלאך-אקטיווע אגענטן באזירט אויף באנייבארע רוי מאטעריאלן. ד-גלוקאז און לינעארע C8-C16 פעטי אלקאהאלן האבן זיך ארויסגעוויזן צו זיין די פארגעצויגענע רוי מאטעריאלן. די פראדוקטן קענען ווערן פארוואנדלט אין אויבערפלאך-אקטיווע אלקיל פאליגלוקאסידן דורך דירעקטע פישער גליקאסידאציע אדער צוויי-סטאפ טראנסגליקאסידאציע דורך בוטיל פאליגלוקאסיד אין דער אנוועזנהייט פון זויערע קאטאליזאטארן, מיט וואסער אלס א ביי-פראדוקט. דאס וואסער מוז ווערן דיסטילירט פון דער רעאקציע געמיש כדי צו פארשיבן דעם רעאקציע גלייכגעוויכט צו די געוואונטשענע פראדוקטן. בעת דעם גליקאסידאציע פראצעס, זאל מען פארמיידן נישט-האמאגענעיטיעס אין דער רעאקציע געמיש, ווייל זיי פירן צו איבערגעטריבענע פארמאציע פון אזוי גערופענע פאליגלוקאסידן, וועלכע זענען שטארק נישט געוואונטשן. פילע טעכנישע סטראטאַגעמען קאָנצענטרירן זיך דעריבער אויף האָמאָגעניזירן די פּראָדוקטן n-גלוקאָז און אַלקאָהאָלן, וועלכע זענען שווער מישן זיך צוליב זייער אונטערשייד אין פּאָלאַריטעט. בעת דער רעאַקציע ווערן גליקאָסידישע פֿאַרבינדונגען געשאַפֿן סיי צווישן פֿעטן אַלקאָהאָל און n-גלוקאָז און סיי צווישן די n-גלוקאָז איינהייטן אַליין. אַלקיל פּאָליגלוקאָסידן שאַפֿן זיך דעריבער ווי געמישן פֿון פֿראַקציעס מיט פֿאַרשידענע צאָלן גלוקאָזע איינהייטן ביים לאַנג-קייטיקן אַלקיל רעזידו. יעדע פֿון די פֿראַקציעס, אין דער ריי, איז צוזאַמענגעשטעלט פֿון עטלעכע איזאָמעריקע קאָנסטיטוענטן, ווײַל די n-גלוקאָז איינהייטן נעמען אָן פֿאַרשידענע אַנאָמערישע פֿאָרמען און רינג פֿאָרמען אין כעמישער גלייכגעוויכט בעת פֿישער גליקאָסידאַציע און די גליקאָסידישע פֿאַרבינדונגען צווישן ד-גלוקאָז איינהייטן פּאַסירן אין עטלעכע מעגלעכע פֿאַרבינדונג פּאָזיציעס. די אַנאָמער פּראָפּאָרציע פֿון די ד-גלוקאָז איינהייטן איז אַפּראָקסימאַטיוו α/β = 2:1 און עס שיינט שווער צו באַאײַנפֿלוסן אונטער די באַשריבענע באַדינגונגען פֿון פֿישער סינטעז. אונטער טערמאָדינאַמיש קאָנטראָלירטע באַדינגונגען, עקזיסטירן די n-גלוקאָז איינהייטן וואָס געפֿינען זיך אין דער פּראָדוקט געמיש הויפּטזעכלעך אין דער פֿאָרעם פֿון פּיראַנאָסידן. די דורכשניטלעכע צאָל פון n-גלוקאָז איינהייטן פּער אַלקיל רעזידו, דער אַזוי גערופענער גראַד פון פּאָלימעריזאַציע, איז אין עסענץ אַ פונקציע פון דעם מאָלאַרן פאַרהעלטעניש פון די פּראָדוקטן בעת פּראָדוקציע. צוליב זייערע אויסגעשפראָכענע סורפאַקטאַנט אייגנשאַפטן[1] ווערט ספּעציעלע פּרעפֿערענץ געגעבן צו אַלקיל פּאָליגלוקאָסידן מיט גראַדן פון פּאָלימעריזאַציע צווישן 1 און 3, פֿאַר וועלכע מען מוז נוצן אַרום 3-10 מאָל פעט אַלקאָהאָל פּער מאָל n-גלוקאָז אין דעם פּראָצעס.

דער גראַד פון פּאָלימעריזאַציע פאַרקלענערט זיך ווען דער איבעריקער פעט אַלקאָהאָל פאַרגרעסערט זיך. איבעריקע פעט אַלקאָהאָלן ווערן אפגעשיידט און צוריקגעוואונען דורך אַ מערערע-סטעפּ וואַקוום דיסטילאַציע פּראָצעס מיט פאַלנדיקע פילם פארדאַמפּפערס, אַזוי אַז טערמישע דרוק קען ווערן געהאַלטן צו אַ מינימום. די פארדאַמפּונג טעמפּעראַטור זאָל זיין פּונקט הויך גענוג און די קאָנטאַקט צייט אין דער הייסער זאָנע פּונקט לאַנג גענוג צו ענשור גענוג דיסטילאַציע פון דעם איבעריקן פעט אַלקאָהאָל און לויפן פון דעם אַלקיל פּאָליגלוקאָסיד צעלאָזן אָן קיין באַדייטנדיק דעקאָמפּאָזיציע רעאַקציע. אַ סעריע פון פארדאַמפּונג טריט קען אַדוואַנטיידזשאַסלי געניצט ווערן צו אפשיידן ערשט די נידעריק-קאָכנדיקע פראַקציע, דערנאָך די הויפּט סומע פון פעט אַלקאָהאָל, און לעסאָף די רוען פעט אַלקאָהאָל, ביז דער אַלקיל פּאָליגליקאָסיד צעשמעלצט זיך ווי אַ וואַסער-לייזלעך רעזאַדו.

אפילו אונטער די מילדעסטע באדינגונגען פאר דער סינטעז און פארדאמפונג פון פעטיגע אלקאהאלן, וועט פארקומען אומגעוואונטשע ברוינע פארפארבונג, און בליטשינג פראצעסן זענען נויטיג צו פארפעינערן דאס פראדוקט. איין מעטאד פון בליטשינג וואס האט זיך ארויסגעוויזן אלס פאסיג איז צו לייגן אן אקסידירנדיקן אגענט, ווי למשל וואסערשטאף פעראקסייד, צו א וואסעריגער פארמולירונג פון אלקיל פאליגליקאסיד אין אן אלקאלישער מיטל אין דער אנוועזנהייט פון מאגנעזיום יאנען.

די פארשידענע שטודיעס און וואריאנטן גענוצט אין די סינטעז, נאך-פראצעסירונג און ראפינירן פראצעס גאראנטירן אז אפילו היינט, איז נאך אלץ נישטא קיין ברייט אנגענומענע "טורנקי" לייזונג צו באקומען א ספעציפישע פראדוקט גראד. פארקערט, אלע פראצעס טריט דארפן ווערן פארמולירט. דונגפו גיט עטליכע פארשלאגן פאר די לייזונג פלאן און טעכנישע לייזונגען, און דערקלערט די כעמישע און פיזישע באדינגונגען פאר די רעאקציע, צעשיידונג און ראפינירן פראצעס.

אלע דריי הויפט פראצעסן – האמאָגענע טראַנסגליקאָסידאַציע, שלייַם פּראָצעס, און גלוקאָזע פיטער טעכניק – קענען גענוצט ווערן אונטער אינדוסטריעלע באדינגונגען. בעת טראַנסגליקאָסידאַציע, מוז די קאָנצענטראַציע פון דעם צווישן-פּראָדוקט בוטיל פּאָליגלוקאָסיד, וואָס אַקט ווי אַ סאָלובילייזער פֿאַר די פּראָדוקטן ד-גלוקאָז און בוטאַנאָל, געהאַלטן ווערן איבער בערך 15% אין דער רעאַקציע געמיש, כּדי צו פֿאַרמייַדן נישט-האָמאָגעניאַטיז. פֿאַר דעם זעלבן צוועק, מוז די וואַסער קאָנצענטראַציע אין דער רעאַקציע געמיש גענוצט פֿאַר דירעקט פישער סינטעז פון אַלקיל פּאָליגלוקאָסידן געהאַלטן ווערן ביי ווייניקער ווי בערך 1%. ביי העכערע וואַסער אינהאַלטן איז דאָ אַ ריזיקע פון פֿאַרוואַנדלען די סוספּענדירטע קריסטאַלינע ד-גלוקאָז אין אַ קלעפּיקע מאַסע, וואָס וואָלט דערנאָך רעזולטירן אין שלעכטע פּראָצעסירונג און איבערגעטריבענע פּאָלימעריזאַציע. עפעקטיווע רירונג און האָמאָגעניזאַציע העלפֿן די פֿײַנע פֿאַרשפּרייטונג און רעאַקטיוויטעט פון דער קריסטאַלינע ד-גלוקאָז אין דער רעאַקציע געמיש.

ביידע טעכנישע און עקאנאמישע פאקטארן מוזן באטראכט ווערן ווען מען קלייבט אויס די מעטאד פון סינטעז און אירע מער סאפיסטיקירטע וואריאנטן. האמאָגענע טראַנסגליקאָסידאַציע פּראָצעסן באַזירט אויף ד-גלוקאָז סירופּן דערשייַנען ספּעציעל גינציק פֿאַר קאָנטינויִערלעכער פּראָדוקציע אויף אַ גרויסן מאָסשטאַב. זיי דערמעגלעכן שטענדיקע שפּאָרונגען אויף קריסטאַליזאַציע פון דעם רוי מאַטעריאַל ד-גלוקאָז אין דער ווערט-צוגעגעבענער קייט, וואָס מער ווי קאָמפּענסירן פֿאַר די העכערע איין-מאָל ינוועסטמענטן אין דעם טראַנסגליקאָסידאַציע שריט און די אָפּזוך פון בוטאַנאָל. די נוצן פון n-בוטאַנאָל פּרעזענטירט קיין אנדערע חסרונות, ווייַל עס קען כּמעט גאָר ריסייקאַלד ווערן אַזוי אַז די רעזידועל קאַנסאַנטריישאַנז אין די אָפּגעקויפטע ענדפּראָדוקטן זענען בלויז אַ ביסל טיילן פּער מיליאָן, וואָס קען באַטראַכט ווערן נישט-קריטיש. דירעקט פישער גליקאָסידאַציע לויט דעם שלייַם פּראָצעס אָדער גלוקאָזע פיטער טעכניק דיסאַפּענדז מיט דעם טראַנסגליקאָסידאַציע שריט און די אָפּזוך פון בוטאַנאָל. עס קען אויך דורכגעפירט ווערן קאָנטינויִערלעך און רופט פֿאַר אַ ביסל נידעריקער קאַפּיטאַל הוצאות.

אין דער צוקונפט, וועט די צושטעל און פרייז פון פאסילע און באנייבארע רוי מאטעריאלן, ווי אויך דער ווייטערדיגער טעכנאלאגישער פארשריט אין דער פראדוקציע פון אלקיל פאליסאקארידן, האבן א באשליסנדיקן איינפלוס אויף דער מארקעט קאפאציטעט און פראדוקציע קאפאציטעט פון אנטוויקלונג און אנווענדונג. באזע פאליסאקאריד האט שוין אייגענע טעכנישע לייזונגען וואס קענען צושטעלן וויכטיגע קאנקורענץ-פארטיילן אין דעם אויבערפלאך באהאנדלונג מארקעט פאר פירמעס וואס אנטוויקלען אדער האבן אנגענומען אזעלכע פראצעסן. דאס איז ספעציעל אמת ווען פרייזן זענען הויך און נידעריג. די פאבריקאציע קאסטן פון דעם פאבריקאציע אגענט איז ארויף צום געווענליכן לעוועל, אפילו אויב דער פרייז פון לאקאלע רוי מאטעריאלן פאלט אביסל, קען דאס פאררעכטן די סובסטיטוטן פאר סורפאַקטאנטן און קען פארמערן די אינסטאלירונג פון נייע אלקיל פאליסאקאריד פראדוקציע פאבריקן.