ఆల్కైల్ గ్లూకోసైడ్లను తయారు చేసే పద్ధతులు

ఫిషర్ గ్లైకోసైడేషన్ అనేది ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తికి నేటి ఆర్థిక మరియు సాంకేతికంగా పరిపూర్ణమైన పరిష్కారాల అభివృద్ధిని సాధ్యం చేసిన ఏకైక రసాయన సంశ్లేషణ పద్ధతి. 20,000 టన్నుల/సంవత్సరానికి పైగా సామర్థ్యం కలిగిన ఉత్పత్తి ప్లాంట్లు ఇప్పటికే గ్రహించబడ్డాయి మరియు పునరుత్పాదక ముడి పదార్థాల ఆధారంగా ఉపరితల-క్రియాశీల ఏజెంట్లతో సర్ఫ్యాక్టెంట్ల పరిశ్రమ యొక్క ఉత్పత్తి పరిధిని విస్తరిస్తాయి. D-గ్లూకోజ్ మరియు లీనియర్ C8-C16 కొవ్వు ఆల్కహాల్‌లు ఇష్టపడే ఫీడ్‌స్టాక్‌లుగా నిరూపించబడ్డాయి. ఈ ఎడక్ట్‌లను ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకాల సమక్షంలో బ్యూటైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్ ద్వారా ప్రత్యక్ష ఫిషర్ గ్లైకోసైడేషన్ లేదా రెండు-దశల ట్రాన్స్‌గ్లైకోసైడేషన్ ద్వారా ఉపరితల-క్రియాశీల ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌లుగా మార్చవచ్చు, నీటిని ఉప-ఉత్పత్తిగా తీసుకుంటారు. ప్రతిచర్య సమతుల్యతను కావలసిన ఉత్పత్తుల వైపు మార్చడానికి ప్రతిచర్య మిశ్రమం నుండి నీటిని స్వేదనం చేయాలి. గ్లైకోసిడేషన్ ప్రక్రియలో, ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో అసంపూర్ణతలను నివారించాలి, ఎందుకంటే అవి పాలీగ్లూకోసైడ్‌లు అని పిలవబడేవి అధికంగా ఏర్పడటానికి దారితీస్తాయి, ఇవి చాలా అవాంఛనీయమైనవి. అందువల్ల అనేక సాంకేతిక వ్యూహాలు n-గ్లూకోజ్ మరియు ఆల్కహాల్‌లను సజాతీయపరచడంపై దృష్టి పెడతాయి, ఇవి ధ్రువణతలో వ్యత్యాసం కారణంగా పేలవంగా మిళితం అవుతాయి. ప్రతిచర్య సమయంలో, కొవ్వు ఆల్కహాల్ మరియు n-గ్లూకోజ్ మధ్య మరియు n-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల మధ్య గ్లైకోసిడిక్ బంధాలు ఏర్పడతాయి. తత్ఫలితంగా, ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌లు దీర్ఘ-గొలుసు ఆల్కైల్ అవశేషాల వద్ద వేర్వేరు సంఖ్యలో గ్లూకోజ్ యూనిట్లతో భిన్నాల మిశ్రమంగా ఏర్పడతాయి. ఈ భిన్నాలలో ప్రతి ఒక్కటి, అనేక ఐసోమెరిక్ భాగాలతో రూపొందించబడింది, ఎందుకంటే n-గ్లూకోజ్ యూనిట్లు ఫిషర్ గ్లైకోసిడేషన్ సమయంలో రసాయన సమతుల్యతలో వేర్వేరు అనోమెరిక్ రూపాలు మరియు రింగ్ రూపాలను ఊహిస్తాయి మరియు D-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల మధ్య గ్లైకోసిడిక్ అనుసంధానాలు అనేక సాధ్యమైన బంధన స్థానాల్లో సంభవిస్తాయి. D-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల అనోమర్ నిష్పత్తి సుమారుగా α/β＝ 2: 1 ఉంటుంది మరియు ఫిషర్ సంశ్లేషణ యొక్క వివరించిన పరిస్థితులలో ప్రభావితం చేయడం కష్టంగా కనిపిస్తుంది. థర్మోడైనమిక్‌గా నియంత్రించబడిన పరిస్థితులలో, ఉత్పత్తి మిశ్రమంలో ఉన్న n-గ్లూకోజ్ యూనిట్లు ప్రధానంగా పైరనోసైడ్‌ల రూపంలో ఉంటాయి. ఆల్కైల్ అవశేషానికి n-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల సగటు సంఖ్య, పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ అని పిలవబడేది, తయారీ సమయంలో ఎడక్ట్‌ల మోలార్ నిష్పత్తి యొక్క విధి. వాటి ఉచ్ఛారణ సర్ఫాక్టెంట్ లక్షణాల కారణంగా[1], 1 మరియు 3 మధ్య పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీలతో ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌లకు ప్రత్యేక ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది, దీని కోసం ఈ ప్రక్రియలో n-గ్లూకోజ్ యొక్క మోల్‌కు సుమారు 3-10 మోల్ ఫ్యాటీ ఆల్కహాల్ ఉపయోగించాలి.

అదనపు కొవ్వు ఆల్కహాల్ పెరిగేకొద్దీ పాలిమరైజేషన్ స్థాయి తగ్గుతుంది. అధిక కొవ్వు ఆల్కహాల్‌లను బహుళ-దశల వాక్యూమ్ స్వేదన ప్రక్రియ ద్వారా వేరు చేసి తిరిగి పొందుతారు, తద్వారా ఉష్ణ ఒత్తిడిని కనిష్టంగా ఉంచవచ్చు. బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత తగినంత ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు వేడి జోన్‌లో సంపర్క సమయం తగినంత పొడవుగా ఉండాలి, తద్వారా అదనపు కొవ్వు ఆల్కహాల్ తగినంత స్వేదనం మరియు ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్ కరిగే ప్రవాహాన్ని ఎటువంటి ముఖ్యమైన కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్య లేకుండా నిర్ధారించడానికి సరిపోతుంది. ఆల్కైల్ పాలీగ్లైకోసైడ్ నీటిలో కరిగే అవశేషంగా కరిగిపోయే వరకు, ముందుగా తక్కువ-మరిగే భిన్నాన్ని, తరువాత కొవ్వు ఆల్కహాల్ యొక్క ప్రధాన మొత్తాన్ని మరియు చివరకు మిగిలిన కొవ్వు ఆల్కహాల్‌ను వేరు చేయడానికి బాష్పీభవన దశల శ్రేణిని ప్రయోజనకరంగా ఉపయోగించవచ్చు.

కొవ్వు ఆల్కహాల్‌ల సంశ్లేషణ మరియు బాష్పీభవనానికి అత్యంత తేలికపాటి పరిస్థితులలో కూడా, అవాంఛనీయమైన గోధుమ రంగు మారడం జరుగుతుంది మరియు ఉత్పత్తిని శుద్ధి చేయడానికి బ్లీచింగ్ ప్రక్రియలు అవసరం. మెగ్నీషియం అయాన్ల సమక్షంలో ఆల్కైల్ పాలీగ్లైకోసైడ్ యొక్క జల సూత్రీకరణకు హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ వంటి ఆక్సీకరణ కారకంను జోడించడం బ్లీచింగ్‌కు తగినదని నిరూపించబడిన ఒక పద్ధతి.

సంశ్లేషణ, పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్ మరియు శుద్ధి ప్రక్రియలో ఉపయోగించే బహుళ అధ్యయనాలు మరియు వైవిధ్యాలు నేటికీ, నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి గ్రేడ్‌ను పొందడానికి విస్తృతంగా వర్తించే "టర్న్‌కీ" పరిష్కారం లేదని హామీ ఇస్తున్నాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, అన్ని ప్రక్రియ దశలను రూపొందించాల్సిన అవసరం ఉంది. డోంగ్ఫు పరిష్కార రూపకల్పన మరియు సాంకేతిక పరిష్కారాల కోసం కొన్ని సూచనలను అందిస్తుంది మరియు ప్రతిచర్య, విభజన మరియు శుద్ధి ప్రక్రియ కోసం రసాయన మరియు భౌతిక పరిస్థితులను వివరిస్తుంది.

మూడు ప్రధాన ప్రక్రియలు - సజాతీయ ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్, స్లర్రీ ప్రక్రియ మరియు గ్లూకోజ్ ఫీడ్ టెక్నిక్ - పారిశ్రామిక పరిస్థితులలో ఉపయోగించవచ్చు. ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్ సమయంలో, డి-గ్లూకోజ్ మరియు బ్యూటనాల్ అనే ఎడక్ట్‌లకు ద్రావణిగా పనిచేసే ఇంటర్మీడియట్ బ్యూటైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్ యొక్క సాంద్రత, అసంపూర్ణతలను నివారించడానికి ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో దాదాపు 15% కంటే ఎక్కువగా ఉంచాలి. అదే ప్రయోజనం కోసం, ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల యొక్క ప్రత్యక్ష ఫిషర్ సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించే ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో నీటి సాంద్రతను సుమారు 1% కంటే తక్కువగా ఉంచాలి. అధిక నీటి కంటెంట్‌ల వద్ద సస్పెండ్ చేయబడిన స్ఫటికాకార D-గ్లూకోజ్‌ను టాకీ ద్రవ్యరాశిగా మార్చే ప్రమాదం ఉంది, ఇది తదనంతరం చెడు ప్రాసెసింగ్ మరియు అధిక పాలిమరైజేషన్‌కు దారితీస్తుంది. ప్రభావవంతమైన గందరగోళం మరియు సజాతీయీకరణ ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో స్ఫటికాకార D-గ్లూకోజ్ యొక్క చక్కటి పంపిణీ మరియు రియాక్టివిటీని ప్రోత్సహిస్తుంది.

సంశ్లేషణ పద్ధతిని మరియు దాని మరింత అధునాతన వైవిధ్యాలను ఎంచుకునేటప్పుడు సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక అంశాలు రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. D-గ్లూకోజ్ సిరప్‌లపై ఆధారపడిన సజాతీయ ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్ ప్రక్రియలు పెద్ద ఎత్తున నిరంతర ఉత్పత్తికి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా కనిపిస్తాయి. అవి విలువ-జోడించిన గొలుసులో ముడి పదార్థం D-గ్లూకోజ్ యొక్క స్ఫటికీకరణపై శాశ్వత పొదుపును అనుమతిస్తాయి, ఇది ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్ దశలో అధిక వన్-టైమ్ పెట్టుబడులు మరియు బ్యూటనాల్ యొక్క రికవరీని భర్తీ చేస్తుంది. n-బ్యూటనాల్ వాడకం వల్ల ఇతర ప్రతికూలతలు లేవు, ఎందుకంటే దీనిని దాదాపు పూర్తిగా రీసైకిల్ చేయవచ్చు, తద్వారా పునరుద్ధరించబడిన తుది ఉత్పత్తులలో అవశేష సాంద్రతలు మిలియన్‌కు కొన్ని భాగాలు మాత్రమే, దీనిని క్లిష్టమైనవి కానివిగా పరిగణించవచ్చు. స్లర్రీ ప్రక్రియ లేదా గ్లూకోజ్ ఫీడ్ టెక్నిక్ ప్రకారం డైరెక్ట్ ఫిషర్ గ్లైకోసిడేషన్ ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్ దశ మరియు బ్యూటనాల్ యొక్క రికవరీని తొలగిస్తుంది. దీనిని నిరంతరం నిర్వహించవచ్చు మరియు కొంచెం తక్కువ మూలధన వ్యయం అవసరం.

భవిష్యత్తులో, శిలాజ మరియు పునరుత్పాదక ముడి పదార్థాల సరఫరా మరియు ధర, అలాగే ఆల్కైల్ పాలీసాకరైడ్ల ఉత్పత్తిలో మరింత సాంకేతిక పురోగతి, మార్కెట్ సామర్థ్యం మరియు అభివృద్ధి మరియు అప్లికేషన్ యొక్క ఉత్పత్తి సామర్థ్యంపై నిర్ణయాత్మక ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. బేస్ పాలీసాకరైడ్ ఇప్పటికే దాని స్వంత సాంకేతిక పరిష్కారాలను కలిగి ఉంది, ఇది అటువంటి ప్రక్రియలను అభివృద్ధి చేసే లేదా స్వీకరించిన కంపెనీలకు ఉపరితల చికిత్స మార్కెట్లో ముఖ్యమైన పోటీ ప్రయోజనాలను అందించగలదు. ధరలు ఎక్కువగా మరియు తక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది. తయారీ ఏజెంట్ యొక్క తయారీ ఖర్చు సాధారణ స్థాయికి పెరిగింది, స్థానిక ముడి పదార్థాల ధర కొద్దిగా తగ్గినప్పటికీ, ఇది సర్ఫ్యాక్టెంట్లకు ప్రత్యామ్నాయాలను పరిష్కరించవచ్చు మరియు కొత్త ఆల్కైల్ పాలీసాకరైడ్ ఉత్పత్తి ప్లాంట్ల సంస్థాపనను ప్రోత్సహించవచ్చు.