利用葡萄糖合成烷基糖苷

安徽农业科学,JournalofAnhuiAgr.iSc.i2011,39(7):4066,4077责任编辑 宋平 责任校对 李岩

利用葡萄糖合成烷基糖苷

于海莲

(四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000)

摘要 [目的]以葡萄糖和十二醇为原料,在酸性催化剂对甲苯磺酸的作用下合成十二烷基糖苷。[方法]逐一考察了各个工艺因素对葡萄糖转化率的影响。[结果]确定了最佳工艺条件:剂糖比为0.010B1,醇糖比为6B1,反应温度为130e,反应时间为3h。在该条件下,葡萄糖的转化率达到72.5%。[结论]该法具有工艺简单、快速、高效等特点。关键词 葡萄糖;烷基糖苷;合成;转化率中图分类号 TS529.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)07-04066-01TheSynthesisofAlkylPolyglycosidebyGlucoseYUHa-ilian (CollegeofMaterialandChemicalEngineering,SichuanUniversityofScience&Engineering,Zigong,Sichuan643000)

Abstract [Objective]DodecylPolyglycosidesissynthesizedwithglucoseinthepresenceofacidiccatalysttoluene-p-sulfonicacid.[Meth-od]Allfactorsoninfluencingdodecylpolyglycosidesarereviewedsystematically.[Result]Theoptmiumcraftsconditionareasfollows:massratioofcatalysttoglucoseis0.010B1,massratioofdodecanoltoglucose6B1,reactiontemperature130e,andthereactiontmie3h.Theconversionoftheglucosereached72.5%.[Conclusion]Thesynthesisconditionsofdodecylpolyglycosidesisestablishedintheexpermien,twhichisasmipler,quickandefficientmethod.Keywords Glucose;DodecylPolyglycosides;Synthesis;Conversion

烷基糖苷(APG)是一种新型非离子表面活性剂,易溶于水。它是以葡萄糖为原料,与脂肪醇经脱水反应而制得

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的,原料均为天然可再生资源,具有较高的表面活性,气泡力强,去污性好,且具有无毒、无刺激性、易生物降解等特点,被誉为世界级温和型表面活性剂。由于其具有优良的物化性能,与其他表面活性剂配伍性好,在日用化工、工业助剂和农药等领域具有广泛应用

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(3)将滤液移入单口烧瓶,减压蒸除过量的十二醇,反应1h左右。然后加入30%的H2O2进行漂白,最后得产物。

2 结果与分析

2.1 催化剂的选择 催化剂对反应产物的色泽有很大的影响,对后来的脱色起着重要的作用。因此,催化剂的选择对于APG的合成起着关键的作用。综合考虑文献给出的各种无机酸、有机酸、杂多酸、固体酸等催化剂的优缺点,得知目前较常用的催化剂有:对甲苯磺酸、硫酸和盐酸。结合实验室实际条件,最终选择对甲苯磺酸作为反应的催化剂。2.2 醇糖比对葡萄糖转化率的影响 在剂糖摩尔比为0.005B1,反应温度为110e,反应时间为2h,减压到1~9kPa条件下,考察醇糖比对葡萄糖转化率的影响。结果表明,醇糖比为4B1、5B1、6B1、7B1和8B1时,葡萄糖的转化率分别为55.8%、61.1%、63.5%、60.3%和48.2%。由此可见,随着醇糖比的增加,葡萄糖的转化率会不断提高,这是因为醇糖比提高后,糖环与醇的反应更容易,而糖环与糖环之间的反应减少,导致多糖的含量下降。而随着醇糖比的进一步增加,葡萄糖的转化率反而下降,这是由于过多的醇使得催化剂的浓度被稀释,烷基单苷继续与葡萄糖反应的几率减少,从而影响了催化效果。而且醇糖比过高还会增加后续脱醇的负担。因此,选取醇糖比为6B1较为合适。2.3 剂糖比对葡萄糖转化率的影响 在醇糖比为6B1,反应温度为110e,反应时间为2h,减压到1~9kPa的条件下,考察剂糖比对葡萄糖转化率的影响。结果表明,剂糖比为0.005B1、0.010B1、0.015B1、0.020B1和0.025B1时,葡萄糖的转化率分别为63.5%、65.2%、65.0%、64.7%和64.1%。由此可见,随着剂糖比的增加,葡萄糖的转化率升高。当剂糖比达到0.010B1时,葡萄糖转化率最大,这说明催化剂浓度的增加利于反应的进行。而随着剂糖比的不断增大,葡萄糖转化率反而下降,这是由于催化剂用量过大会使反应快速进行,短时间内生成较多的水却不能被及时排除,葡萄糖本身极性很大,容易吸水,吸水后的葡萄糖很难再分散到弱极性的醇中,而在微水环境下相互聚合生成粘稠的多糖,结块甚至炭

)

。烷基糖苷的合成路线

有多种,笔者研究了一步法用葡萄糖合成烷基糖苷。

1 材料与方法

1.1 材料 十二醇(分析纯,天津市福晨化学试剂厂);葡萄糖(分析纯,成都市科龙化工试剂厂);对甲苯磺酸(化学纯,中国医药(集团)上海化学试剂公司);丙三醇(分析纯,成都金山化学试剂有限公司);30%过氧化氢(分析纯,重庆川东化工(集团)有限公司);乙二胺四乙酸(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。

DK-98-11A型电热恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司);JJ-1型精密定时电动搅拌器(江阴市保利科研器械有限公司);98-1-B型电子调温电热套(天津市泰斯特仪器有限公司);SHB-Ó型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);AR1140型电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)。

1.2 方法

(1)准确量取100ml十二醇,加入到装有温度计、搅拌装置和减压装置的250ml四口烧瓶中,再加入适量催化剂,在搅拌状态下加热到90~100e,分批加入适量葡萄糖,在保持搅拌的状态下继续加热到一定温度,同时减压到1~9kPa,反应一定时间。

(2)待反应完成后趁热过滤,分离出未反应的葡萄糖。将滤液也就是溶有产物的过量十二醇在搅拌状态下降温至90e,用10%的氢氧化钠溶液调节pH值至8.0~10.0之间,趁热过滤。

作者简介 于海莲(1979-),女,辽宁绥中人,讲师,硕士,从事天然产

物提取和功能材料的研究,E-mai:[email protected]。

39卷7期 凌新龙等 黄酮C-3位烃基引入方法的研究4077

综上所述,目前合成3位烃基取代黄酮的方法比较多,但普遍存在步骤长、条件苛刻或产率低的缺点。如何找到一条简洁高效的合成路线是未来努力的方向。以1,3-二酮为起始原料合成3-烃基黄酮是目前比较有发展前途的方法,提高产率是使用该方法合成3-烃基黄酮的关键问题。参考文献

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(上接第4066页)

化,从而影响葡萄糖的有效转化率和产品的品质。所以选取剂糖比为0.010B1较合适。

2.4 反应温度对葡萄糖转化率的影响 在醇糖比为6B1,剂糖比为0.010B1,反应时间为2h,减压到1~9kPa的条件下,考察反应温度对葡萄糖转化率的影响。结果表明,反应温度为110、120、130、140和150e时,葡萄糖的转化率分别为65.2%、68.8%、70.4%、69.1%和63.8%。由此可见,在对甲苯磺酸催化下,葡萄糖转化率在较低反应温度下是随着反应温度的提高而增加的,在130e时达到了最大值。但随后温度再升高,葡萄糖转化率反而呈下降趋势,这是因为较高的温度更有利于糖环和糖环之间的副反应,生成了多糖,且随反应温度的提高而明显增加。葡萄糖为热敏物质,温度过高则产物颜色加深,也会影响产品的品质,因而反应温度不宜过高。综合考虑,选取反应温度为130e。

2.5 反应时间对葡萄糖转化率的影响 在醇糖比为6B1,剂糖比为0.010B1,反应温度为130e,减压到1~9kPa的条件下,考察反应时间对葡萄糖转化率的影响。结果表明,反应时间为1、2、3、4和5h时,葡萄糖的转化率为68.7%、70.4%、72.5%、71.6%和67.5%。由此可知,反应时间过短,葡萄糖不能得到充分的转化,转化率较低,且随反应时间的增加而增大,然而超过一定时间后继续反应,葡萄糖的转化率下降了。这是因为时间过短,反应不完全;而时间过长,

已生成的单苷继续与糖进行反应生成二糖苷、多糖苷或转化为其他副产物(聚糖),甚至出现葡萄糖的焦化。同时由于物料的热敏性,反应时间过长会导致产品色泽加深。所以选取反应时间为3h较合适。3 结论

(1)通过考察各个工艺因素对葡萄糖转化率的影响,得到最佳工艺条件:对甲苯磺酸为催化剂,醇糖比为6B1,剂糖比为0.010B1,反应温度为130e,反应时间为3h。在此条件下,葡萄糖的转化率可达到72.5%。

(2)使用对甲苯磺酸为催化剂合成十二烷基葡萄糖苷,所得的产物色泽较好,葡萄糖转化率相对较高,且易于蒸除。该工艺具有合成路线短、能耗小、易操作及成本低等优点。参考文献

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