డి-గ్లూకోజ్‌ను ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించి ట్రాన్స్‌గ్లైకోసిడేషన్ ప్రక్రియలు.

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 ప్రత్యక్ష ఫిషర్ గ్లైకోసైలేషన్ ద్వారా లేదా ఆమ్ల ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో బ్యూటైల్ పాలీగ్లైకోసైడ్ యొక్క రెండు-దశల ట్రాన్స్‌గ్లైకోసైడ్‌ల ద్వారా, నీటిని ఉప-ఉత్పత్తిగా ఉపయోగించి ఉపరితల-క్రియాశీల ఆల్కైల్ పాలీగ్లైకోసైడ్‌లుగా మార్చవచ్చు. ప్రతిచర్య సమతుల్యతను కావలసిన ఉత్పత్తి వైపు మార్చడానికి ప్రతిచర్య మిశ్రమం నుండి నీటిని స్వేదనం చేయాలి. గ్లైకోసైలేషన్ ప్రక్రియలో, ప్రతిచర్య మిశ్రమంలో అసంపూర్ణతలను నివారించాలి ఎందుకంటే అవి పాలీడెక్స్ట్రోస్ అని పిలవబడే అధిక ఏర్పాటుకు దారితీస్తాయి, ఇది చాలా అవాంఛనీయమైనది. అందువల్ల, అనేక సాంకేతిక వ్యూహాలు n-గ్లూకోజ్ మరియు ఆల్కహాల్ అనే సజాతీయ ఉద్గారాలపై దృష్టి సారిస్తాయి, ఇవి వాటి విభిన్న ధ్రువణాల కారణంగా కలిసిపోవడం కష్టం. 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 తీసుకుంటాయి మరియు D-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల మధ్య గ్లైకోసిడిక్ అనుసంధానాలు అనేక సాధ్యమైన బంధన స్థానాల్లో సంభవిస్తాయి. D-గ్లూకోజ్ యూనిట్ల అనోమర్ నిష్పత్తి సుమారుగా α/β＝ 2: 1 మరియు ఫిషర్ సంశ్లేషణ యొక్క వివరించిన పరిస్థితులలో ప్రభావితం చేయడం కష్టంగా కనిపిస్తుంది. థర్మోడైనమిక్‌గా నియంత్రిత పరిస్థితులలో, ఉత్పత్తి మిశ్రమంలో ఉన్న n-గ్లూకోజ్ యూనిట్లు ప్రధానంగా పైరనోసైడ్‌ల రూపంలో ఉంటాయి. ఆల్కైల్ అవశేషానికి సగటు గ్లూకోజ్ యూనిట్ల సంఖ్య, పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ అని పిలవబడేది, ప్రాథమికంగా తయారీ ప్రక్రియలో ఎడక్ట్‌ల మోలార్ నిష్పత్తి యొక్క విధి. వాటి అద్భుతమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్ లక్షణాల కారణంగా, 1 మరియు 3 మధ్య పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ కలిగిన ఆల్కైల్ పాలీగ్లైకోసైడ్‌లను ప్రత్యేకంగా ఇష్టపడతారు, అందుకే ఈ పద్ధతిలో సాధారణ గ్లూకోజ్ మోల్‌కు 3-10 మోల్స్ కొవ్వు ఆల్కహాల్‌లను ఉపయోగించాలి.

కొవ్వు ఆల్కహాల్ అధికంగా ఉన్నప్పుడు పాలిమరైజేషన్ స్థాయి తగ్గుతుంది. ఫాలింగ్-ఫిల్మ్ బాష్పీభవన కారకాలతో బహుళ దశల వాక్యూమ్ స్వేదనం ప్రక్రియల ద్వారా అదనపు కొవ్వు ఆల్కహాల్ వేరు చేయబడి తిరిగి పొందబడుతుంది, ఇది ఉష్ణ ఒత్తిడిని కనిష్టంగా ఉంచడం సాధ్యం చేస్తుంది. బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత తగినంత ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు వేడి జోన్‌లో కాంటాక్ట్ సమయం తగినంత పొడవుగా ఉండాలి, తద్వారా కొవ్వు ఆల్కహాల్ అధికంగా ఉండటం మరియు ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్ కరిగే ప్రవాహం తగినంతగా స్వేదనం చెందుతుందని నిర్ధారించడానికి, ఎటువంటి గణనీయమైన కుళ్ళిపోయే ప్రతిచర్యలు జరగకుండా ఉండాలి. మొదట తక్కువ-మరిగే భిన్నాలను, తరువాత కొవ్వు ఆల్కహాల్ యొక్క ప్రధాన పరిమాణాన్ని మరియు చివరకు ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్ కరిగే వరకు మిగిలిన కొవ్వు ఆల్కహాల్‌ను వేరు చేయడానికి వరుస బాష్పీభవన దశలను అనుకూలంగా ఉపయోగించవచ్చు, నీటిలో కరిగే అవశేషాలుగా పొందవచ్చు.

అత్యంత సున్నితమైన పరిస్థితులలో కొవ్వు ఆల్కహాల్ సంశ్లేషణ మరియు బాష్పీభవనం జరిగినప్పుడు కూడా, అవాంఛనీయ గోధుమ రంగు మారడం జరుగుతుంది, దీని వలన ఉత్పత్తులను శుద్ధి చేయడానికి బ్లీచింగ్ ప్రక్రియలు అవసరం అవుతాయి. మెగ్నీషియం అయాన్ల సమక్షంలో ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల జల తయారీకి హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ వంటి ఆక్సిడెంట్‌లను జోడించడం సరైనదని నిరూపించబడిన ఒక బ్లీచింగ్ పద్ధతి.

సంశ్లేషణ, పని మరియు శుద్ధి సమయంలో ఉపయోగించే మానిఫోల్డ్ పరిశోధనలు మరియు వైవిధ్యాలు నేటికీ నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి గ్రేడ్‌లను పొందడానికి సాధారణంగా వర్తించే "టర్న్‌కీ" పరిష్కారాలు లేవని చూపిస్తున్నాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, అన్ని ప్రక్రియ దశలను రూపొందించడం, పరస్పరం సర్దుబాటు చేయడం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం. ఈ అధ్యాయం సూచనలను అందించింది మరియు సాంకేతిక పరిష్కారాలను రూపొందించడానికి కొన్ని ఆచరణాత్మక మార్గాలను వివరించింది, అలాగే ప్రతిచర్యలు, విభజన మరియు శుద్ధి ప్రక్రియలను నిర్వహించడానికి ప్రామాణిక రసాయన మరియు భౌతిక పరిస్థితులను పేర్కొంది.

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 లభ్యత మరియు ధరలు, అలాగే ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల ఉత్పత్తి మరియు అనువర్తనంలో మరింత సాంకేతిక పురోగతులు, తరువాతి మార్కెట్ పరిమాణం మరియు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాల అభివృద్ధిపై నిర్ణయాత్మక ప్రభావాన్ని చూపుతాయని భావిస్తున్నారు. ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల ఉత్పత్తి మరియు ఉపయోగం కోసం ఇప్పటికే ఉన్న ఆచరణీయ సాంకేతిక పరిష్కారాలు, అటువంటి ప్రక్రియలను అభివృద్ధి చేసిన లేదా ఇప్పటికే ఉపయోగిస్తున్న కంపెనీలకు సర్ఫ్యాక్టెంట్ల మార్కెట్లో కీలకమైన పోటీతత్వాన్ని ఇవ్వవచ్చు. అధిక ముడి చమురు ధరలు మరియు తక్కువ తృణధాన్యాల ధరల సందర్భంలో ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది. బల్క్ ఇండస్ట్రియల్ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌లకు స్థిర తయారీ ఖర్చులు ఖచ్చితంగా సాధారణ స్థాయిలో ఉన్నందున, స్థానిక ముడి పదార్థాల ధరలో స్వల్ప తగ్గింపులు కూడా సర్ఫ్యాక్టెంట్ల వస్తువుల ప్రత్యామ్నాయాన్ని ప్రేరేపించవచ్చు మరియు ఆల్కైల్ పాలీగ్లూకోసైడ్‌ల కోసం కొత్త ఉత్పత్తి ప్లాంట్ల సంస్థాపనను స్పష్టంగా ప్రోత్సహించవచ్చు.