تحضير وتطبيق الفاعل بالسطح الألكيل جليكوسيد القائم على الكتلة الحيوية
المواد الخافضة للتوتر السطحي ، التي يشار إليها غالبا باسم "MSG الصناعية" ، لها تاريخ طويل من التطور. مع تطور المجتمع وتقدمه ، يستمر وعي الناس بحماية البيئة في الزيادة ، وتتطور أبحاث المواد الخافضة للتوتر السطحي في اتجاه التخضير. ألكيل جليكوسيد هو نوع من الفاعل بالسطح الأخضر الخفيف غير الأيوني الذي يتم تصنيعه من السكريات والكحول الدهني. وهو معترف به دوليا باعتباره الخيار الأول للخافض للتوتر السطحي الوظيفي "الأخضر" [1]. تتميز جليكوسيدات الألكيل المحضرة على أساس موارد الكتلة الحيوية المتجددة بخصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة وسلامة بيئية عالية ، ولها ميزة يصعب مطابقة الأنواع الأخرى من المواد الخافضة للتوتر السطحي. يمكن لمشتقات الألكيل جليكوسيد المختلفة التي يتم تصنيعها من جليكوسيدات الألكيل أن تحتفظ بمزايا جليكوسيدات الألكيل ولها المزيد من الوظائف. في الوقت الحاضر ، تستخدم جليكوسيدات الألكيل ومشتقاتها على نطاق واسع في العناية الشخصية ومواد البناء البلاستيكية والطب الزراعي والبتروكيماويات وغيرها من المجالات.
01 تحضير جليكوسيدات الألكيل
1.1 المواد الخام
يتم تصنيع جليكوسيدات الألكيل بشكل أساسي من نوعين من المواد الخام ، السكريات والكحول الدهني ، ولديها مجموعة واسعة من مصادر المواد الخام.
تشمل المواد الخام للسكر الجلوكوز والنشا والسليلوز والقش. يتم استخدام الجلوكوز والنشا كمواد خام اصطناعية ، وظروف التفاعل خفيفة نسبيا ، لكنهما هما في حد ذاتهما مواد خام للطعام ، وتكلفة الإنتاج مرتفعة نسبيا. السليلوز كمادة خام للتخليق ، وظروف التفاعل أكثر قسوة ، وعادة ما تكون درجة حرارة عالية وضغط مرتفع ، ومتطلبات عالية للمعدات [2]. القش كمادة خام اصطناعية ، على عكس الجلوكوز والنشا ، ليس له أي تأثير سلبي على الإمدادات الغذائية [3]. يمكن إجراء التفاعل في ظل ظروف معتدلة ، ولكن له عيوب المنتجات المعقدة والألوان الداكنة. كدولة زراعية كبيرة ، فإن الإنتاج السنوي لقش المحاصيل في الصين كبير جدا. إذا تم استخدام القش كمادة خام للسكر ، فسيكون له ميزة كبيرة جدا للمواد الخام.
عادة ما تكون المواد الخام للكحول الدهني عبارة عن كحوليات طويلة السلسلة الكربونية ، مثل الكحوليات العالية C8 ~ C12. الجليكوسيدات منخفضة الكربون ليست مناسبة للمواد الكيميائية اليومية وغيرها من الصناعات ، فقط لبعض الصناعات الخاصة [4]. يركز البحث الحالي على إنتاج جليكوسيدات الألكيل طويلة السلسلة باستخدام الكحول عالي الكربون كمواد خام.
1.2 عملية التوليف
في الوقت الحاضر ، تم إجراء قدر كبير من الأبحاث حول تخليق الألكيل جليكوسيد في الداخل والخارج. هناك العديد من الطرق الاصطناعية ، وخاصة تخليق فيشر (الارتباط بالجليكوزيل المباشر والارتباط بالجليكوزيل) وتحفيز الإنزيم.
طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر (طريقة الخطوة الواحدة) هي حاليا الطريقة التركيبية الأكثر دراسة ، وهي واحدة من الطرق الاصطناعية ذات التطبيقات الصناعية الأكثر استخداما. في ظل ظروف محفز الحمض ، تتفاعل السكريات والكحول العالي بشكل مباشر لتكوين جليكوسيدات الألكيل والماء. تتحكم طريقة التوليف بشكل صارم في معلمات عملية التفاعل ، ويمكن أن تنتج جليكوسيدات الألكيل عالية الجودة ذات الألوان الفاتحة التي لا طعم لها. تحتوي طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر أيضا على أوجه قصور ، وتتطلب إدارة ومعدات أعلى أثناء عملية التوليف. في الوقت الحاضر ، هناك العديد من الشركات المحلية التي تستخدم الارتباط بالجليكوزيل المباشر لتصنيع جليكوسيدات الألكيل ، مثل Henan Kaipu Chemical و Shanghai Fakai Chemical و المعهد الوطني الصيني للكيماويات ، إلخ.
الارتباط عبر الجليكوزيل (طريقة الخطوتين) هو حاليا طريقة التوليف الصناعي الأكثر استخداما. في ظل ظروف المحفز الحمضي ، تتعرض الكحوليات والسكريات قصيرة السلسلة أولا لتفاعل منخفض الارتباط بالجليكوزيل لتشكيل جليكوسيدات الألكيل قصيرة السلسلة. ثم تخضع جليكوسيدات الألكيل قصيرة السلسلة والكحول طويل السلسلة لتفاعلات الارتباط عبر الجليكوزيل للحصول أخيرا على جليكوسيدات الألكيل طويلة السلسلة. تكلفة المواد الخام لتحويل الجليكوزيل أقل ، ودرجة حرارة التفاعل أقل ، مما قد يقلل من توليد الكراميل ، لكن التفاعل معقد ، مما سيزيد من المعدات وتكاليف التشغيل ، وستكون هناك بقايا جليكوسيد الألكيل قصيرة السلسلة ، مما يزيد من تكلفة التنقية. يشمل الإنتاج المحلي لجليكوسيدات الألكيل بطرق الارتباط بالجليكوزيل Hubei Huahua Chemical و Changchun Kangbo Chemical و Jinling Petrochemical Research Institute و Jilin Chemical Research Institute و Jilin Chemical Research Institute ، إلخ. [5].
تحفيز الإنزيم هو استخدام إنزيمات خاصة (جليكوسيداز ، سينسيز جليكوسيد وجليكوزيل ترانسفيراز ، إلخ) لتحفيز الإنتاج المباشر للكحول والسكريات الدهنية إلى جليكوسيدات الألكيل. الجليكوزيدازات ، المعروفة أيضا باسم هيدرولاز الجليكوسيد ، مستقرة بطبيعتها ويمكن أن تقبل ركائز ذات هياكل مختلفة. باستخدام السكريات غير المنشطة غير المحمية مباشرة كمتبرعين بالجليكوسيل ، يتم استخدامها على نطاق واسع في تفاعلات الارتباط بالجليكوزيل الأنزيمي [7]. يستخدم تحفيز الإنزيم أيضا على نطاق واسع في هندسة البروتين ، وتكنولوجيا إعادة تركيب الحمض النووي ، وتطوير واستخدام التخليق الحيوي لمجموعة الجينات الطبيعية للمنتج الطبيعي والنمذجة الحاسوبية [8]. يتميز تحفيز الإنزيم بمزايا الخصوصية والكفاءة العالية ، ولكن له متطلبات صارمة على البيئة والتكلفة العالية. في الوقت الحاضر ، يتم استخدامه في الغالب في البحوث المختبرية ، وهناك القليل من الترويج للتصنيع.
طريقة Koenigs-Knorr ، طريقة تحلل الكحول الكيتال ، طريقة رابع كلوريد القصدير ، تحتوي طرق التوليف هذه أيضا على الكثير من الأبحاث ، ولكن جميعها بها عيوب معينة ، وقليل من التطبيقات الصناعية. تتميز طريقة Koenigs-Knorr بعائد مرتفع ويسهل فصلها وتنقيتها ، لكن محفز المعادن الثقيلة أغلى ثمنا ، وتكلفة الإنتاج مرتفعة ، ومن السهل تلويث سائل النفايات للبيئة ؛ يتميز منتج طريقة تحلل الكحول الكيتالي للسكر بانتقائية عالية ، وعملية التفاعل أسهل في التحكم فيها ، لكن عملية التوليف معقدة نسبيا ، وسيكون هناك عدد كبير من المنتجات الثانوية ؛ تتميز طريقة رابع كلوريد القصدير بانتقائية عالية ، وهناك أيضا مشاكل في عملية التوليف ، وكمية المذيب العضوي كبيرة ، والتكلفة مرتفعة [9].
في السنوات الأخيرة ، ظهرت بعض طرق التوليف المساعدة ، مثل التوليف بالموجات فوق الصوتية والميكروويف. Hricovíniov et al. [10] حفز الارتباط بالجليكوزيل ل D-xylose و D-lyxose مع حمض الفوسفوموليبيك في ظل ظروف بمساعدة الميكروويف. يمكن الحصول على سلسلة من جليكوسيدات سلسلة الألكيل بأطوال سلسلة مختلفة من C8 إلى C14 في وقت قصير ، والعائد يصل إلى 73٪. تشو دابينغ وآخرون [11] استخدم NaHSO3 · H2O كمحفز لتصنيع دوديسيل جليكوسيد تحت الميكروويف / الإشعاع فوق الصوتي ، ويمكن أن يصل معدل تحويل الجلوكوز إلى 98.9٪. يمكن لطرق التوليف المساعدة الناشئة أن تحسن بشكل كبير معدل التفاعل والعائد ، وتزيد من إمكانية التحكم في التفاعل ، ولها أهمية بحثية بعيدة المدى وقيمة تطبيقية.
1.3 محفز
هناك محفزات مختلفة لطرق التوليف المختلفة لغليكوزيدات الألكيل. نقدم هنا بشكل أساسي المحفزات المستخدمة في تخليق فيشر. تشمل المحفزات نوعين ، أنظمة حفازة أحادية الاتجاه وأنظمة تحفيزية ثنائية الاتجاه [6].
عادة ما يكون النظام الحفاز أحادي الاتجاه عبارة عن حمض قوي مثل حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك وحمض الفوسفوريك وحمض p-toluenesulfonic ، والذي يستخدم الحمض العضوي عادة في طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر ، وعادة ما يستخدم الحمض غير العضوي في طريقة الارتباط بالجليكوزيل. يشتمل النظام التحفيزي ثنائي الاتجاه على محفزات غير عضوية وعضوية يتم تحفيزها بواسطة المحفزات الرئيسية والمشتركة ، وعادة ما يكون للمحفزات العضوية كل من التحفيز والاستحلاب. في الصناعة ، يتم استخدام النظام التحفيزي أحادي الاتجاه على نطاق واسع.
من أجل تسهيل استعادة وفصل المحفز ، استخدمت بعض الدراسات محفزات حمض صلب. استخدم فان ليمينغ [12] محفزا مغناطيسيا صلبا صابا من الحموضة الفائقة SZT لتحفيز تحويل الجلوكوز والنشا إلى ألكيل جلوكوزيد بشكل انتقائي في مرحلة الكحول. في تفاعل تصنيع جليكوسيدات الألكيل ، يتم تحقيق الاسترداد السريع وإعادة تدوير الحمض الصلب من خلال تطبيق مجال مغناطيسي خارجي. منتج الجلوكوزيد الناتج له لون فاتح وانتقائية عالية ، والمنتج هو في الأساس أحادي غليكوسيد الألكيل. يتميز استخدام محفزات الأحماض الصلبة بالعديد من المزايا ، ولكن هناك أيضا مشاكل مثل ارتفاع درجة حرارة التفاعل ووقت التفاعل الطويل ، والتي تتطلب بحثا أكثر تعمقا. يعد اختيار محفز يسهل استعادته وفصله اتجاها بحثيا مهما لصناعة الألكيل جليكوسيد.
بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ أيضا عن التحضير المباشر لجليكوسيدات الألكيل بدون محفزات. Ludot et al. [13] نجح في إعداد ديسيل جليكوسيد بدون محفز. باستخدام السلفولين كمذيب ، يتفاعل السكر والكحول الديسيل والسلفولين مباشرة لتكوين ديسيل جليكوسيد عند درجة حرارة معينة ، ويمكن أن يصل العائد إلى 83٪ ، ويكون لون منتج الجليكوسيد أفتح. يوفر هذا التفاعل الخالي من المحفز أفكارا جديدة للتخليق الأخضر لغليكوزيدات الألكيل.
1.4 علاج إزالة الكحول
في تخليق جليكوسيدات الألكيل ، من أجل تحسين معدل تحويل السكر ، عادة ما يتم استخدام الكحول الزائد. لذلك ، فإن محتوى الكحول في منتج التفاعل مرتفع ، ويلزم علاج إزالة الكحول. في الوقت الحاضر ، تشمل طرق إزالة الكحول من جليكوسيدات الألكيل فصل التقطير الفراغي ، وفصل استخراج المذيبات ، وفصل السوائل فوق الحرجة ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر المسار القصير ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر الكاشطة ، إلخ.
التقطير الفراغي بسيط في التشغيل ويتطلب تكلفة منخفضة. يستخدم المختبر هذه الطريقة لتنقية جليكوسيدات الألكيل. عادة ما تستخدم التطبيقات الصناعية طرق فصل مشتركة ، مثل الفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر المسار القصير ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر الكاشطة. وفقا لمتطلبات الجودة المختلفة لمنتجات الألكيل جليكوسيد ، تستخدم بعض الشركات جهاز فصل متعدد المستويات. يكون تأثير الفصل وإزالة الكحول مجتمعين أفضل ، وكمية الكحول المتبقي من الألكيل جليكوسيد المنتج أقل ، واللون أفتح. على سبيل المثال ، تستخدم Shanghai Fakai Chemical [14] مزيجا من مبخر الفيلم المتساقط والمبخر المكون للغشاء الدوار من نوع الكاشطة لإزالة الكحول ، والذي يمكنه الحصول على جليكوسيدات الألكيل عالية الجودة.
1.5 إزالة اللون
غالبا ما تظل منتجات الألكيل جليكوسيد بعد علاج إزالة الكحول ذات لون أغمق وتحتاج إلى إزالة اللون. طرق إزالة اللون الشائعة هي إزالة اللون الفيزيائي وإزالة اللون الكيميائي.
يستخدم إزالة اللون الفيزيائي بشكل أساسي المواد الماصة لامتصاص مواد التلوين في جليكوسيدات الألكيل. تشمل المواد الممتزة المستخدمة الكربون المنشط والبنتونيت والتراب الدياتومي والزيوليت والراتنج الكبير الذي يسهل اختراقه. الكربون المنشط هو عامل إزالة اللون الأكثر استخداما ، وليس له وظيفة إزالة اللون فحسب ، بل له أيضا وظيفة إزالة الرائحة. يمكن أن يحقق إزالة اللون المادي وظيفة إزالة اللون ، لكن تأثير إزالة اللون محدود ، وهناك مشكلة فقدان امتصاص المنتج المستهدف أثناء عملية إزالة اللون.
يستخدم التبييض الكيميائي بشكل أساسي عوامل التبييض لتدمير المجموعات الكروموجينية في جليكوسيدات الألكيل ، بما في ذلك إزالة اللون التأكسدي وإزالة اللون الاختزالي وإزالة اللون الضوئي. تشمل عوامل إزالة اللون شائعة الاستخدام هيبوكلوريت وثاني أكسيد الكلور وبيروكسيد الهيدروجين والأوزون وحمض البيروكسي وثنائي ثيونيت الصوديوم وهيدجين بورون الصوديوم وثنائي كبريتيت الصوديوم. في الإنتاج الصناعي ، عادة ما يستخدم بيروكسيد الهيدروجين للتبييض التأكسدي ، وتضاف بعض مساعدات التبييض. يانغ تشونغوانغ وآخرون [15] استخدم بيروكسيد الهيدروجين لإزالة لون جليكوسيدات الألكيل ، والتي يمكن أن تنتج جليكوسيدات الألكيل فاتحة اللون مع كليت كروما أقل من 20. هناك أيضا بعض الدراسات التي تستخدم إزالة لون الضوء ، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو تشعيع مصباح الزئبق ، والتي لها تأثير واضح على إزالة اللون على جليكوسيدات الألكيل [16].
02 مشتقات الألكيل جليكوسيد
كما البحث حول تخليق جليكوسيدات الألكيل يصبح أكثر نضجا, يصبح البحث عن مشتقات الألكيل جليكوسيد أكثر وأكثر. في أوائل القرن العشرين ، قامت كيمياء داو في الولايات المتحدة بتجميع مشتقات الألكيل جليكوسيد ، مثل ثنائي ميثيل وثلاثي ميثيل β-جلوكوزيد و 6-ألكوكسي إيثيل جلوكوزيد. في عام 1999 ، قام المعهد الوطني الصيني للصناعات الكيماوية بتصنيع ملح ثنائي الصوديوم متعدد الجليكوزيد الألكيل. منذ ذلك الحين ، قامت الصين بتصنيع مشتقات مثل كبريتات الألكيل بولي جليكوسيد وأملاح الفوسفات وإسترات حمض الكربوكسيل [17]. بدأت الأبحاث المحلية حول مشتقات الألكيل جليكوسيد في الازدهار.
تشمل مشتقات الألكيل جليكوسيد بشكل أساسي ملح الأمونيوم الرباعي ألكيل جليكوسيد ، إستر حمض الألكيل جليكوسيد غير العضوي ، إستر حمض الألكيل جليكوسيد العضوي ، سلفونات الألكيل جليكوسيد ، ألكيل جليكوسيد بيتين ، ألكيل جليكوسيد متفرع السلسلة ، إلخ. بالمقارنة مع جليكوسيدات الألكيل ، فإن مشتقات الألكيل جليكوسيد هذه لها أداء أفضل والمزيد من الوظائف.
يمكن لتفاعل جليكوسيد الألكيل مع حمض الكلوروسلفونيك وكبريتات الصوديوم تصنيع سلفونات الألكيل جليكوسيد ، والتي تتميز بمقاومة أقوى لدرجات الحرارة ، وقابلية الذوبان في الماء وأداء الرغوة. Wang Fengshou et al. [19] قدم طريقة تحضير الألكيل جليكوسيد هيدروكسي بروبيل سلفونات في براءة الاختراع. العملية بسيطة وسهلة التشغيل. سلفونات الألكيل جليكوسيد التي تم الحصول عليها لا تحتوي فقط على مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية ألكيل جليكوسيد بسبب إدخال السلفونات ، تم أيضا تحسين قابلية الذوبان في الماء للمنتج. بهذه الطريقة ، يمكن تصنيع منتجات Suga Nate 160NC واستخدامها مباشرة في جل الاستحمام بالشامبو للرضع.
يمكن تصنيع الألكيل جليكوسيد مع حمض الكبريتيك المركز ، وثالث أكسيد الكبريت ، وما إلى ذلك لتصنيع كبريتات الألكيل جليكوزيد. سلفات عديد السكاريد لها تأثيرات مضادة لفيروس نقص المناعة البشرية وفيروس الهربس البسيط ، ويمكن استخدامها في الطب ، وهي دواء محتمل مضاد للفيروسات ، وقد جذبت انتباه المجتمع الطبي [20].
التفاعل بين الألكيل جليكوسيد وملح الأمونيوم الرباعي ، منتج ملح الأمونيوم الرباعي الألكيل جلوكوزيد له مزايا اثنين من المواد الخافضة للتوتر السطحي ، الرغوة ، الاعتدال ، التحلل البيولوجي ، إلخ تم تحسينه بشكل كبير. تتمتع جليكوسيدات الألكيل الموجبة المركبة على أساس جليكوسيدات الألكيل بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة وتثبيط ، وقد تم استخدامها بنجاح في سوائل حفر حقول النفط [21].
يمكن للتفاعل بين الألكيل جليكوسيد وخامس أكسيد الفوسفور أن يصنع فوسفات الألكيل جليكوسيد ، ويتم تعزيز قابلية البلل والاستحلاب والتشتت والذوبان. سونغ بو وآخرون [22] استخدم جليكوسيدات دوديسيل وتيتراديسيل كمواد خام لتصنيع أملاح فوسفات الألكيل جليكوسيد بأطوال سلسلة مختلفة ، والتي لها خصائص سطحية أفضل من جليكوسيدات الألكيل.
يتفاعل الألكيل جليكوسيد مع حامض الستريك وأنهيدريد الستريك لتصنيع سيترات الألكيل جليكوسيد. إنه غير مزعج وله مقاومة جيدة واستقرار. تتميز بقابلية ممتازة للذوبان في درجات الحرارة المنخفضة وسهولة الشطف. تركيب الإضافات المختلفة. Zhang Xiaohan et al. [23] استخدم جليكوسيدات الألكيل وحمض الستريك اللامائي كمواد خام لتصنيع سترات الألكيل جليكوسيد باستخدام محفز مركب عصامي. بعد إضافة إضافات مختلفة ، يتمتع جسم الإنسان بتقارب جيد ، ولا تهيج ولا تهيج. بقايا ، مع تأثير تعقيم قوي ، من السهل جدا تحللها ، نوع جديد من منظفات الغسيل مناسبة لغسل ملابس الرضع.
مع التعميق المستمر لبحث وتطبيق جليكوسيدات الألكيل ، تستمر مشتقات الألكيل جليكوسيد الجديدة في الظهور. تتمتع هذه المشتقات ذات الأداء الأفضل والوظائف الجديدة بإمكانيات تطبيق كبيرة ، وستلعب دورا في مختلف المجالات جنبا إلى جنب مع جليكوسيدات الألكيل في المستقبل.
03 تطبيق جليكوسيدات الألكيل
3.1 منظفات
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المنظفات ذات القليل من التهيج والسلامة العالية وسهولة التحلل. تستخدم المنظفات التقليدية بشكل أساسي الكبريتات أو الكحول أو كربوكسيل الأثير أو السلفونات الخافضة للتوتر السطحي كمواد فعالة ، والألكانولاميدات كمكثفات ، و C8 ~ C16 المواد الخافضة للتوتر السطحي لملح الأمونيوم الرباعي كمبيدات للفطريات ، وهي أكثر إزعاجا. ، من السهل البقاء ، ويصعب تحطيمها [23]. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جليكوسيدات الألكيل لها تأثير تآزري جيد مع المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية وغير الأيونية شائعة الاستخدام. عندما تتراكم ، يمكن أن تقلل من كمية المواد الخافضة للتوتر السطحي وتتمتع بمقاومة أفضل لدرجات الحرارة المنخفضة والماء العسر. بسبب هذه الخصائص الممتازة ، تم استخدام جليكوسيدات الألكيل في العديد من منتجات المنظفات الراقية.
3.2 مستحضرات التجميل
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في مستحضرات التجميل ، وهي غنية بالرغوة ، وحساسة ، وخفيفة وغير مزعجة ، ولها استحلاب وترطيب وتأثير تآزري مركب جيد [24]. منتجات الألكيل جليكوسيد آمنة للغاية ويمكن استخدامها في الرضع والأطفال الصغار. على سبيل المثال ، تم استخدام مشتقات سلفونات الألكيل جليكوسيد على نطاق واسع في منتجات رعاية الرضع والأطفال. تستخدم جليكوسيدات الألكيل بشكل متزايد في منتجات الاستحمام والشامبو ومنتجات العناية بالبشرة وغيرها من المنتجات ، ويفضلها المستهلكون.
3.3 تجهيز الأغذية
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المضافات الغذائية لتعزيز استحلاب الطعام ، مع تأثيرات الرغوة والسماكة. يمكن أن تؤدي إضافة جليكوسيدات الألكيل إلى تشتيت مزيج الدهون والماء في الطعام ، ويمكن خلط المكونات المختلفة في الطعام بالتساوي لتحسين طعم الطعام ، وزيادة ثبات الطعام ، وإطالة وقت تخزين الطعام. كمضافات غذائية خضراء وآمنة ، تتمتع جليكوسيدات الألكيل بآفاق تطبيق واسعة في صناعة تجهيز الأغذية.
3.4 الطب الزراعي
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المبيدات الحشرية والمنتجات الصيدلانية. تتميز جليكوسيدات الألكيل بخصائص ترطيب واختراق جيدة ، والتي يمكن أن تعزز امتصاص المحاصيل للمبيدات الحشرية ؛ جليكوسيدات الألكيل سهلة التحلل ولها رطوبة جيدة. يمكن استخدامها كمستحلبات ولها تأثيرات تآزرية على المبيدات الحشرية مثل مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية [25]. استخدمت الأبحاث في الخارج جليكوسيدات الألكيل كمواد خافضة للتوتر السطحي لتحضير المستحلبات الدقيقة ذات البنية الغروية واستخدامها كناقلات في الأدوية الطبية [26]. C8 ~ C12 ألكيل جليكوسيدات لها خصائص مضادة للبكتيريا واسعة الطيف ضد البكتيريا والفطريات ، ويمكن استخدامها للتطهير الطبي والتنظيف. جليكوسيدات الألكيل لها توافق ممتاز. بعد التوافق مع طب الأعشاب الصيني ، تتمتع بمظهر مستقر وخصائص طبية ممتازة [27].
3.5 البتروكيماويات
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في سوائل الحفر لقمع الانهيار والتشحيم ، ولتحسين قدرة الطور الصلب ومقاومة درجات الحرارة لسوائل الحفر. يمكن استخدامه أيضا كمخفض للزوجة وعامل فقدان السوائل لسوائل الحفر ، وكمشتت ومثبط لملاط الأسمنت ، وكمستحلب لسوائل الحفر بالزيت في الماء ، وكعامل رغوة لأنظمة الرغوة الدقيقة [21]. حققت سوائل الحفر عالية الأداء المصنوعة من جليكوسيدات الألكيل ومشتقاتها الآن تطبيقا واسع النطاق ولعبت دورا مهما في صناعة البتروكيماويات.
بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم جليكوسيدات الألكيل أيضا على نطاق واسع في المنسوجات والورق والجلود ومعالجة النفايات. في معالجة النفايات ، يمكن أن يؤدي استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي من مادة الألكيل جليكوسيد إلى تسريع ذوبان النفايات العضوية وتحللها وتحمض النفايات العضوية أثناء التحلل اللاهوائي ، مما يقلل من وقت معالجة النفايات [28]. في صناعة النسيج ، يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في جميع جوانب إنتاج المنسوجات ، كمنظفات ، وعوامل تنظيف ، ومزيلات الرغوة ، ومشتتات ، إلخ. في صناعة الدباغة ، يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في تخليق المواد الكيميائية الجلدية وعملية الدباغة [29].
04 في الختام
كمادة خافضة للتوتر السطحي قائمة على الكتلة الحيوية ، تتمتع جليكوسيدات الألكيل بالعديد من المزايا. لديهم مصادر غنية بالمواد الخام ، وعمليات تركيبية خضراء ، وأداء ممتاز للمنتج ، وآفاق تطوير واسعة. في هذه الورقة ، يتم تقديم عملية تحضير جليكوسيدات الألكيل بالتفصيل ، بما في ذلك مصدر المواد الخام ، وعملية التوليف ، واختيار المحفز وطرق إزالة الكحول وإزالة اللون ، ويتم تقديم التطبيق المحدد لجليكوسيدات الألكيل ومشتقاتها في مختلف المجالات حسب الفئة. يمكن العثور على أن الأبحاث ذات الصلة بجليكوسيدات الألكيل تتطور بسرعة ، كما أن مجالات التطبيق آخذة في التوسع ، والتي لها أهمية بحثية مهمة وآفاق تطبيق.
مع التقدم المستمر لصناعة الألكيل جليكوسيد ، تجدر الإشارة أيضا إلى أنه لا تزال هناك أوجه قصور. تحتاج عملية تخليق جليكوسيدات الألكيل إلى مزيد من التحسين ، مما يسعى إلى حالة تفاعل أكثر اعتدالا ؛ تحتاج طريقة إزالة اللون إلى مزيد من التحسين لإعداد منتجات ذات ألوان أفتح ؛ يحتاج التطبيق الصناعي للمشتقات إلى مزيد من الاستكشاف وتطبيقه على مختلف الصناعات في أسرع وقت ممكن. مع إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لمفهوم التنمية الخضراء ، فإن جليكوسيدات الألكيل القائمة على الكتلة الحيوية ومشتقاتها سيكون لها بالتأكيد تطور كبير وتطبيق أوسع ، مما يخدم الاقتصاد الوطني وسبل عيش الناس.
01 تحضير جليكوسيدات الألكيل
1.1 المواد الخام
يتم تصنيع جليكوسيدات الألكيل بشكل أساسي من نوعين من المواد الخام ، السكريات والكحول الدهني ، ولديها مجموعة واسعة من مصادر المواد الخام.
تشمل المواد الخام للسكر الجلوكوز والنشا والسليلوز والقش. يتم استخدام الجلوكوز والنشا كمواد خام اصطناعية ، وظروف التفاعل خفيفة نسبيا ، لكنهما هما في حد ذاتهما مواد خام للطعام ، وتكلفة الإنتاج مرتفعة نسبيا. السليلوز كمادة خام للتخليق ، وظروف التفاعل أكثر قسوة ، وعادة ما تكون درجة حرارة عالية وضغط مرتفع ، ومتطلبات عالية للمعدات [2]. القش كمادة خام اصطناعية ، على عكس الجلوكوز والنشا ، ليس له أي تأثير سلبي على الإمدادات الغذائية [3]. يمكن إجراء التفاعل في ظل ظروف معتدلة ، ولكن له عيوب المنتجات المعقدة والألوان الداكنة. كدولة زراعية كبيرة ، فإن الإنتاج السنوي لقش المحاصيل في الصين كبير جدا. إذا تم استخدام القش كمادة خام للسكر ، فسيكون له ميزة كبيرة جدا للمواد الخام.
عادة ما تكون المواد الخام للكحول الدهني عبارة عن كحوليات طويلة السلسلة الكربونية ، مثل الكحوليات العالية C8 ~ C12. الجليكوسيدات منخفضة الكربون ليست مناسبة للمواد الكيميائية اليومية وغيرها من الصناعات ، فقط لبعض الصناعات الخاصة [4]. يركز البحث الحالي على إنتاج جليكوسيدات الألكيل طويلة السلسلة باستخدام الكحول عالي الكربون كمواد خام.
1.2 عملية التوليف
في الوقت الحاضر ، تم إجراء قدر كبير من الأبحاث حول تخليق الألكيل جليكوسيد في الداخل والخارج. هناك العديد من الطرق الاصطناعية ، وخاصة تخليق فيشر (الارتباط بالجليكوزيل المباشر والارتباط بالجليكوزيل) وتحفيز الإنزيم.
طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر (طريقة الخطوة الواحدة) هي حاليا الطريقة التركيبية الأكثر دراسة ، وهي واحدة من الطرق الاصطناعية ذات التطبيقات الصناعية الأكثر استخداما. في ظل ظروف محفز الحمض ، تتفاعل السكريات والكحول العالي بشكل مباشر لتكوين جليكوسيدات الألكيل والماء. تتحكم طريقة التوليف بشكل صارم في معلمات عملية التفاعل ، ويمكن أن تنتج جليكوسيدات الألكيل عالية الجودة ذات الألوان الفاتحة التي لا طعم لها. تحتوي طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر أيضا على أوجه قصور ، وتتطلب إدارة ومعدات أعلى أثناء عملية التوليف. في الوقت الحاضر ، هناك العديد من الشركات المحلية التي تستخدم الارتباط بالجليكوزيل المباشر لتصنيع جليكوسيدات الألكيل ، مثل Henan Kaipu Chemical و Shanghai Fakai Chemical و المعهد الوطني الصيني للكيماويات ، إلخ.
الارتباط عبر الجليكوزيل (طريقة الخطوتين) هو حاليا طريقة التوليف الصناعي الأكثر استخداما. في ظل ظروف المحفز الحمضي ، تتعرض الكحوليات والسكريات قصيرة السلسلة أولا لتفاعل منخفض الارتباط بالجليكوزيل لتشكيل جليكوسيدات الألكيل قصيرة السلسلة. ثم تخضع جليكوسيدات الألكيل قصيرة السلسلة والكحول طويل السلسلة لتفاعلات الارتباط عبر الجليكوزيل للحصول أخيرا على جليكوسيدات الألكيل طويلة السلسلة. تكلفة المواد الخام لتحويل الجليكوزيل أقل ، ودرجة حرارة التفاعل أقل ، مما قد يقلل من توليد الكراميل ، لكن التفاعل معقد ، مما سيزيد من المعدات وتكاليف التشغيل ، وستكون هناك بقايا جليكوسيد الألكيل قصيرة السلسلة ، مما يزيد من تكلفة التنقية. يشمل الإنتاج المحلي لجليكوسيدات الألكيل بطرق الارتباط بالجليكوزيل Hubei Huahua Chemical و Changchun Kangbo Chemical و Jinling Petrochemical Research Institute و Jilin Chemical Research Institute و Jilin Chemical Research Institute ، إلخ. [5].
تحفيز الإنزيم هو استخدام إنزيمات خاصة (جليكوسيداز ، سينسيز جليكوسيد وجليكوزيل ترانسفيراز ، إلخ) لتحفيز الإنتاج المباشر للكحول والسكريات الدهنية إلى جليكوسيدات الألكيل. الجليكوزيدازات ، المعروفة أيضا باسم هيدرولاز الجليكوسيد ، مستقرة بطبيعتها ويمكن أن تقبل ركائز ذات هياكل مختلفة. باستخدام السكريات غير المنشطة غير المحمية مباشرة كمتبرعين بالجليكوسيل ، يتم استخدامها على نطاق واسع في تفاعلات الارتباط بالجليكوزيل الأنزيمي [7]. يستخدم تحفيز الإنزيم أيضا على نطاق واسع في هندسة البروتين ، وتكنولوجيا إعادة تركيب الحمض النووي ، وتطوير واستخدام التخليق الحيوي لمجموعة الجينات الطبيعية للمنتج الطبيعي والنمذجة الحاسوبية [8]. يتميز تحفيز الإنزيم بمزايا الخصوصية والكفاءة العالية ، ولكن له متطلبات صارمة على البيئة والتكلفة العالية. في الوقت الحاضر ، يتم استخدامه في الغالب في البحوث المختبرية ، وهناك القليل من الترويج للتصنيع.
طريقة Koenigs-Knorr ، طريقة تحلل الكحول الكيتال ، طريقة رابع كلوريد القصدير ، تحتوي طرق التوليف هذه أيضا على الكثير من الأبحاث ، ولكن جميعها بها عيوب معينة ، وقليل من التطبيقات الصناعية. تتميز طريقة Koenigs-Knorr بعائد مرتفع ويسهل فصلها وتنقيتها ، لكن محفز المعادن الثقيلة أغلى ثمنا ، وتكلفة الإنتاج مرتفعة ، ومن السهل تلويث سائل النفايات للبيئة ؛ يتميز منتج طريقة تحلل الكحول الكيتالي للسكر بانتقائية عالية ، وعملية التفاعل أسهل في التحكم فيها ، لكن عملية التوليف معقدة نسبيا ، وسيكون هناك عدد كبير من المنتجات الثانوية ؛ تتميز طريقة رابع كلوريد القصدير بانتقائية عالية ، وهناك أيضا مشاكل في عملية التوليف ، وكمية المذيب العضوي كبيرة ، والتكلفة مرتفعة [9].
في السنوات الأخيرة ، ظهرت بعض طرق التوليف المساعدة ، مثل التوليف بالموجات فوق الصوتية والميكروويف. Hricovíniov et al. [10] حفز الارتباط بالجليكوزيل ل D-xylose و D-lyxose مع حمض الفوسفوموليبيك في ظل ظروف بمساعدة الميكروويف. يمكن الحصول على سلسلة من جليكوسيدات سلسلة الألكيل بأطوال سلسلة مختلفة من C8 إلى C14 في وقت قصير ، والعائد يصل إلى 73٪. تشو دابينغ وآخرون [11] استخدم NaHSO3 · H2O كمحفز لتصنيع دوديسيل جليكوسيد تحت الميكروويف / الإشعاع فوق الصوتي ، ويمكن أن يصل معدل تحويل الجلوكوز إلى 98.9٪. يمكن لطرق التوليف المساعدة الناشئة أن تحسن بشكل كبير معدل التفاعل والعائد ، وتزيد من إمكانية التحكم في التفاعل ، ولها أهمية بحثية بعيدة المدى وقيمة تطبيقية.
1.3 محفز
هناك محفزات مختلفة لطرق التوليف المختلفة لغليكوزيدات الألكيل. نقدم هنا بشكل أساسي المحفزات المستخدمة في تخليق فيشر. تشمل المحفزات نوعين ، أنظمة حفازة أحادية الاتجاه وأنظمة تحفيزية ثنائية الاتجاه [6].
عادة ما يكون النظام الحفاز أحادي الاتجاه عبارة عن حمض قوي مثل حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك وحمض الفوسفوريك وحمض p-toluenesulfonic ، والذي يستخدم الحمض العضوي عادة في طريقة الارتباط بالجليكوزيل المباشر ، وعادة ما يستخدم الحمض غير العضوي في طريقة الارتباط بالجليكوزيل. يشتمل النظام التحفيزي ثنائي الاتجاه على محفزات غير عضوية وعضوية يتم تحفيزها بواسطة المحفزات الرئيسية والمشتركة ، وعادة ما يكون للمحفزات العضوية كل من التحفيز والاستحلاب. في الصناعة ، يتم استخدام النظام التحفيزي أحادي الاتجاه على نطاق واسع.
من أجل تسهيل استعادة وفصل المحفز ، استخدمت بعض الدراسات محفزات حمض صلب. استخدم فان ليمينغ [12] محفزا مغناطيسيا صلبا صابا من الحموضة الفائقة SZT لتحفيز تحويل الجلوكوز والنشا إلى ألكيل جلوكوزيد بشكل انتقائي في مرحلة الكحول. في تفاعل تصنيع جليكوسيدات الألكيل ، يتم تحقيق الاسترداد السريع وإعادة تدوير الحمض الصلب من خلال تطبيق مجال مغناطيسي خارجي. منتج الجلوكوزيد الناتج له لون فاتح وانتقائية عالية ، والمنتج هو في الأساس أحادي غليكوسيد الألكيل. يتميز استخدام محفزات الأحماض الصلبة بالعديد من المزايا ، ولكن هناك أيضا مشاكل مثل ارتفاع درجة حرارة التفاعل ووقت التفاعل الطويل ، والتي تتطلب بحثا أكثر تعمقا. يعد اختيار محفز يسهل استعادته وفصله اتجاها بحثيا مهما لصناعة الألكيل جليكوسيد.
بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ أيضا عن التحضير المباشر لجليكوسيدات الألكيل بدون محفزات. Ludot et al. [13] نجح في إعداد ديسيل جليكوسيد بدون محفز. باستخدام السلفولين كمذيب ، يتفاعل السكر والكحول الديسيل والسلفولين مباشرة لتكوين ديسيل جليكوسيد عند درجة حرارة معينة ، ويمكن أن يصل العائد إلى 83٪ ، ويكون لون منتج الجليكوسيد أفتح. يوفر هذا التفاعل الخالي من المحفز أفكارا جديدة للتخليق الأخضر لغليكوزيدات الألكيل.
1.4 علاج إزالة الكحول
في تخليق جليكوسيدات الألكيل ، من أجل تحسين معدل تحويل السكر ، عادة ما يتم استخدام الكحول الزائد. لذلك ، فإن محتوى الكحول في منتج التفاعل مرتفع ، ويلزم علاج إزالة الكحول. في الوقت الحاضر ، تشمل طرق إزالة الكحول من جليكوسيدات الألكيل فصل التقطير الفراغي ، وفصل استخراج المذيبات ، وفصل السوائل فوق الحرجة ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر المسار القصير ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر الكاشطة ، إلخ.
التقطير الفراغي بسيط في التشغيل ويتطلب تكلفة منخفضة. يستخدم المختبر هذه الطريقة لتنقية جليكوسيدات الألكيل. عادة ما تستخدم التطبيقات الصناعية طرق فصل مشتركة ، مثل الفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر المسار القصير ، والفصل المشترك لمبخر الفيلم المتساقط ومبخر الكاشطة. وفقا لمتطلبات الجودة المختلفة لمنتجات الألكيل جليكوسيد ، تستخدم بعض الشركات جهاز فصل متعدد المستويات. يكون تأثير الفصل وإزالة الكحول مجتمعين أفضل ، وكمية الكحول المتبقي من الألكيل جليكوسيد المنتج أقل ، واللون أفتح. على سبيل المثال ، تستخدم Shanghai Fakai Chemical [14] مزيجا من مبخر الفيلم المتساقط والمبخر المكون للغشاء الدوار من نوع الكاشطة لإزالة الكحول ، والذي يمكنه الحصول على جليكوسيدات الألكيل عالية الجودة.
1.5 إزالة اللون
غالبا ما تظل منتجات الألكيل جليكوسيد بعد علاج إزالة الكحول ذات لون أغمق وتحتاج إلى إزالة اللون. طرق إزالة اللون الشائعة هي إزالة اللون الفيزيائي وإزالة اللون الكيميائي.
يستخدم إزالة اللون الفيزيائي بشكل أساسي المواد الماصة لامتصاص مواد التلوين في جليكوسيدات الألكيل. تشمل المواد الممتزة المستخدمة الكربون المنشط والبنتونيت والتراب الدياتومي والزيوليت والراتنج الكبير الذي يسهل اختراقه. الكربون المنشط هو عامل إزالة اللون الأكثر استخداما ، وليس له وظيفة إزالة اللون فحسب ، بل له أيضا وظيفة إزالة الرائحة. يمكن أن يحقق إزالة اللون المادي وظيفة إزالة اللون ، لكن تأثير إزالة اللون محدود ، وهناك مشكلة فقدان امتصاص المنتج المستهدف أثناء عملية إزالة اللون.
يستخدم التبييض الكيميائي بشكل أساسي عوامل التبييض لتدمير المجموعات الكروموجينية في جليكوسيدات الألكيل ، بما في ذلك إزالة اللون التأكسدي وإزالة اللون الاختزالي وإزالة اللون الضوئي. تشمل عوامل إزالة اللون شائعة الاستخدام هيبوكلوريت وثاني أكسيد الكلور وبيروكسيد الهيدروجين والأوزون وحمض البيروكسي وثنائي ثيونيت الصوديوم وهيدجين بورون الصوديوم وثنائي كبريتيت الصوديوم. في الإنتاج الصناعي ، عادة ما يستخدم بيروكسيد الهيدروجين للتبييض التأكسدي ، وتضاف بعض مساعدات التبييض. يانغ تشونغوانغ وآخرون [15] استخدم بيروكسيد الهيدروجين لإزالة لون جليكوسيدات الألكيل ، والتي يمكن أن تنتج جليكوسيدات الألكيل فاتحة اللون مع كليت كروما أقل من 20. هناك أيضا بعض الدراسات التي تستخدم إزالة لون الضوء ، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو تشعيع مصباح الزئبق ، والتي لها تأثير واضح على إزالة اللون على جليكوسيدات الألكيل [16].
02 مشتقات الألكيل جليكوسيد
كما البحث حول تخليق جليكوسيدات الألكيل يصبح أكثر نضجا, يصبح البحث عن مشتقات الألكيل جليكوسيد أكثر وأكثر. في أوائل القرن العشرين ، قامت كيمياء داو في الولايات المتحدة بتجميع مشتقات الألكيل جليكوسيد ، مثل ثنائي ميثيل وثلاثي ميثيل β-جلوكوزيد و 6-ألكوكسي إيثيل جلوكوزيد. في عام 1999 ، قام المعهد الوطني الصيني للصناعات الكيماوية بتصنيع ملح ثنائي الصوديوم متعدد الجليكوزيد الألكيل. منذ ذلك الحين ، قامت الصين بتصنيع مشتقات مثل كبريتات الألكيل بولي جليكوسيد وأملاح الفوسفات وإسترات حمض الكربوكسيل [17]. بدأت الأبحاث المحلية حول مشتقات الألكيل جليكوسيد في الازدهار.
تشمل مشتقات الألكيل جليكوسيد بشكل أساسي ملح الأمونيوم الرباعي ألكيل جليكوسيد ، إستر حمض الألكيل جليكوسيد غير العضوي ، إستر حمض الألكيل جليكوسيد العضوي ، سلفونات الألكيل جليكوسيد ، ألكيل جليكوسيد بيتين ، ألكيل جليكوسيد متفرع السلسلة ، إلخ. بالمقارنة مع جليكوسيدات الألكيل ، فإن مشتقات الألكيل جليكوسيد هذه لها أداء أفضل والمزيد من الوظائف.
يمكن لتفاعل جليكوسيد الألكيل مع حمض الكلوروسلفونيك وكبريتات الصوديوم تصنيع سلفونات الألكيل جليكوسيد ، والتي تتميز بمقاومة أقوى لدرجات الحرارة ، وقابلية الذوبان في الماء وأداء الرغوة. Wang Fengshou et al. [19] قدم طريقة تحضير الألكيل جليكوسيد هيدروكسي بروبيل سلفونات في براءة الاختراع. العملية بسيطة وسهلة التشغيل. سلفونات الألكيل جليكوسيد التي تم الحصول عليها لا تحتوي فقط على مادة خافضة للتوتر السطحي غير أيونية ألكيل جليكوسيد بسبب إدخال السلفونات ، تم أيضا تحسين قابلية الذوبان في الماء للمنتج. بهذه الطريقة ، يمكن تصنيع منتجات Suga Nate 160NC واستخدامها مباشرة في جل الاستحمام بالشامبو للرضع.
يمكن تصنيع الألكيل جليكوسيد مع حمض الكبريتيك المركز ، وثالث أكسيد الكبريت ، وما إلى ذلك لتصنيع كبريتات الألكيل جليكوزيد. سلفات عديد السكاريد لها تأثيرات مضادة لفيروس نقص المناعة البشرية وفيروس الهربس البسيط ، ويمكن استخدامها في الطب ، وهي دواء محتمل مضاد للفيروسات ، وقد جذبت انتباه المجتمع الطبي [20].
التفاعل بين الألكيل جليكوسيد وملح الأمونيوم الرباعي ، منتج ملح الأمونيوم الرباعي الألكيل جلوكوزيد له مزايا اثنين من المواد الخافضة للتوتر السطحي ، الرغوة ، الاعتدال ، التحلل البيولوجي ، إلخ تم تحسينه بشكل كبير. تتمتع جليكوسيدات الألكيل الموجبة المركبة على أساس جليكوسيدات الألكيل بمقاومة جيدة لدرجات الحرارة وتثبيط ، وقد تم استخدامها بنجاح في سوائل حفر حقول النفط [21].
يمكن للتفاعل بين الألكيل جليكوسيد وخامس أكسيد الفوسفور أن يصنع فوسفات الألكيل جليكوسيد ، ويتم تعزيز قابلية البلل والاستحلاب والتشتت والذوبان. سونغ بو وآخرون [22] استخدم جليكوسيدات دوديسيل وتيتراديسيل كمواد خام لتصنيع أملاح فوسفات الألكيل جليكوسيد بأطوال سلسلة مختلفة ، والتي لها خصائص سطحية أفضل من جليكوسيدات الألكيل.
يتفاعل الألكيل جليكوسيد مع حامض الستريك وأنهيدريد الستريك لتصنيع سيترات الألكيل جليكوسيد. إنه غير مزعج وله مقاومة جيدة واستقرار. تتميز بقابلية ممتازة للذوبان في درجات الحرارة المنخفضة وسهولة الشطف. تركيب الإضافات المختلفة. Zhang Xiaohan et al. [23] استخدم جليكوسيدات الألكيل وحمض الستريك اللامائي كمواد خام لتصنيع سترات الألكيل جليكوسيد باستخدام محفز مركب عصامي. بعد إضافة إضافات مختلفة ، يتمتع جسم الإنسان بتقارب جيد ، ولا تهيج ولا تهيج. بقايا ، مع تأثير تعقيم قوي ، من السهل جدا تحللها ، نوع جديد من منظفات الغسيل مناسبة لغسل ملابس الرضع.
مع التعميق المستمر لبحث وتطبيق جليكوسيدات الألكيل ، تستمر مشتقات الألكيل جليكوسيد الجديدة في الظهور. تتمتع هذه المشتقات ذات الأداء الأفضل والوظائف الجديدة بإمكانيات تطبيق كبيرة ، وستلعب دورا في مختلف المجالات جنبا إلى جنب مع جليكوسيدات الألكيل في المستقبل.
03 تطبيق جليكوسيدات الألكيل
3.1 منظفات
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المنظفات ذات القليل من التهيج والسلامة العالية وسهولة التحلل. تستخدم المنظفات التقليدية بشكل أساسي الكبريتات أو الكحول أو كربوكسيل الأثير أو السلفونات الخافضة للتوتر السطحي كمواد فعالة ، والألكانولاميدات كمكثفات ، و C8 ~ C16 المواد الخافضة للتوتر السطحي لملح الأمونيوم الرباعي كمبيدات للفطريات ، وهي أكثر إزعاجا. ، من السهل البقاء ، ويصعب تحطيمها [23]. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جليكوسيدات الألكيل لها تأثير تآزري جيد مع المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية وغير الأيونية شائعة الاستخدام. عندما تتراكم ، يمكن أن تقلل من كمية المواد الخافضة للتوتر السطحي وتتمتع بمقاومة أفضل لدرجات الحرارة المنخفضة والماء العسر. بسبب هذه الخصائص الممتازة ، تم استخدام جليكوسيدات الألكيل في العديد من منتجات المنظفات الراقية.
3.2 مستحضرات التجميل
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في مستحضرات التجميل ، وهي غنية بالرغوة ، وحساسة ، وخفيفة وغير مزعجة ، ولها استحلاب وترطيب وتأثير تآزري مركب جيد [24]. منتجات الألكيل جليكوسيد آمنة للغاية ويمكن استخدامها في الرضع والأطفال الصغار. على سبيل المثال ، تم استخدام مشتقات سلفونات الألكيل جليكوسيد على نطاق واسع في منتجات رعاية الرضع والأطفال. تستخدم جليكوسيدات الألكيل بشكل متزايد في منتجات الاستحمام والشامبو ومنتجات العناية بالبشرة وغيرها من المنتجات ، ويفضلها المستهلكون.
3.3 تجهيز الأغذية
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المضافات الغذائية لتعزيز استحلاب الطعام ، مع تأثيرات الرغوة والسماكة. يمكن أن تؤدي إضافة جليكوسيدات الألكيل إلى تشتيت مزيج الدهون والماء في الطعام ، ويمكن خلط المكونات المختلفة في الطعام بالتساوي لتحسين طعم الطعام ، وزيادة ثبات الطعام ، وإطالة وقت تخزين الطعام. كمضافات غذائية خضراء وآمنة ، تتمتع جليكوسيدات الألكيل بآفاق تطبيق واسعة في صناعة تجهيز الأغذية.
3.4 الطب الزراعي
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في المبيدات الحشرية والمنتجات الصيدلانية. تتميز جليكوسيدات الألكيل بخصائص ترطيب واختراق جيدة ، والتي يمكن أن تعزز امتصاص المحاصيل للمبيدات الحشرية ؛ جليكوسيدات الألكيل سهلة التحلل ولها رطوبة جيدة. يمكن استخدامها كمستحلبات ولها تأثيرات تآزرية على المبيدات الحشرية مثل مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية [25]. استخدمت الأبحاث في الخارج جليكوسيدات الألكيل كمواد خافضة للتوتر السطحي لتحضير المستحلبات الدقيقة ذات البنية الغروية واستخدامها كناقلات في الأدوية الطبية [26]. C8 ~ C12 ألكيل جليكوسيدات لها خصائص مضادة للبكتيريا واسعة الطيف ضد البكتيريا والفطريات ، ويمكن استخدامها للتطهير الطبي والتنظيف. جليكوسيدات الألكيل لها توافق ممتاز. بعد التوافق مع طب الأعشاب الصيني ، تتمتع بمظهر مستقر وخصائص طبية ممتازة [27].
3.5 البتروكيماويات
يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في سوائل الحفر لقمع الانهيار والتشحيم ، ولتحسين قدرة الطور الصلب ومقاومة درجات الحرارة لسوائل الحفر. يمكن استخدامه أيضا كمخفض للزوجة وعامل فقدان السوائل لسوائل الحفر ، وكمشتت ومثبط لملاط الأسمنت ، وكمستحلب لسوائل الحفر بالزيت في الماء ، وكعامل رغوة لأنظمة الرغوة الدقيقة [21]. حققت سوائل الحفر عالية الأداء المصنوعة من جليكوسيدات الألكيل ومشتقاتها الآن تطبيقا واسع النطاق ولعبت دورا مهما في صناعة البتروكيماويات.
بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم جليكوسيدات الألكيل أيضا على نطاق واسع في المنسوجات والورق والجلود ومعالجة النفايات. في معالجة النفايات ، يمكن أن يؤدي استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي من مادة الألكيل جليكوسيد إلى تسريع ذوبان النفايات العضوية وتحللها وتحمض النفايات العضوية أثناء التحلل اللاهوائي ، مما يقلل من وقت معالجة النفايات [28]. في صناعة النسيج ، يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في جميع جوانب إنتاج المنسوجات ، كمنظفات ، وعوامل تنظيف ، ومزيلات الرغوة ، ومشتتات ، إلخ. في صناعة الدباغة ، يمكن استخدام جليكوسيدات الألكيل في تخليق المواد الكيميائية الجلدية وعملية الدباغة [29].
04 في الختام
كمادة خافضة للتوتر السطحي قائمة على الكتلة الحيوية ، تتمتع جليكوسيدات الألكيل بالعديد من المزايا. لديهم مصادر غنية بالمواد الخام ، وعمليات تركيبية خضراء ، وأداء ممتاز للمنتج ، وآفاق تطوير واسعة. في هذه الورقة ، يتم تقديم عملية تحضير جليكوسيدات الألكيل بالتفصيل ، بما في ذلك مصدر المواد الخام ، وعملية التوليف ، واختيار المحفز وطرق إزالة الكحول وإزالة اللون ، ويتم تقديم التطبيق المحدد لجليكوسيدات الألكيل ومشتقاتها في مختلف المجالات حسب الفئة. يمكن العثور على أن الأبحاث ذات الصلة بجليكوسيدات الألكيل تتطور بسرعة ، كما أن مجالات التطبيق آخذة في التوسع ، والتي لها أهمية بحثية مهمة وآفاق تطبيق.
مع التقدم المستمر لصناعة الألكيل جليكوسيد ، تجدر الإشارة أيضا إلى أنه لا تزال هناك أوجه قصور. تحتاج عملية تخليق جليكوسيدات الألكيل إلى مزيد من التحسين ، مما يسعى إلى حالة تفاعل أكثر اعتدالا ؛ تحتاج طريقة إزالة اللون إلى مزيد من التحسين لإعداد منتجات ذات ألوان أفتح ؛ يحتاج التطبيق الصناعي للمشتقات إلى مزيد من الاستكشاف وتطبيقه على مختلف الصناعات في أسرع وقت ممكن. مع إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لمفهوم التنمية الخضراء ، فإن جليكوسيدات الألكيل القائمة على الكتلة الحيوية ومشتقاتها سيكون لها بالتأكيد تطور كبير وتطبيق أوسع ، مما يخدم الاقتصاد الوطني وسبل عيش الناس.