一、烷基糖苷發(fā)展歷史
烷基糖苷（
APG）從研究到目前已有100余年的歷史，國外對(duì)APG的研究較早，但工業(yè)化實(shí)施較晚。1893年德國的Fisher首次報(bào)道了烷基糖苷的合成技術(shù)，但是直到20世紀(jì)80年代，由于人們對(duì)環(huán)境、石油資源深感憂慮，同時(shí)由于烷基糖苷本身所具有的優(yōu)良特性,才對(duì)其工業(yè)化的研究引起了更大的關(guān)注。
法國Seppic公司在1978年首先實(shí)現(xiàn)了APG的工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量1000t/a,1992年建立1萬t/a的生產(chǎn)裝置。德國Henkel公司于1988年兼并了美國的Horizon Chemical公司，并購買了它的4000 t/a中試裝置，將此擴(kuò)大到2.5萬t/a的規(guī)模，于1992年在美國Cincinnati建成并投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了APG大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。該公司另一套2.5萬t/a的生產(chǎn)裝置于1993年11月在德國杜塞爾多興建，于1995年9月試車投產(chǎn)。
國內(nèi)20世紀(jì)80年代開始烷基糖苷合成研究，由中國日用化學(xué)工業(yè)研究院和大連理工大學(xué)率先開展長鏈(C8以上)APG的合成研究工作。中國日化院用葡萄糖和脂肪醇采用二步法制得了APG產(chǎn)品, 1992年在國內(nèi)申請(qǐng)第一個(gè)專利(CN1077397A)，1994年分別在廣東和湖北建成了1000t /a中試裝置各一套，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國家“八·五”攻關(guān)項(xiàng)目的要求，填補(bǔ)了國內(nèi)APG生產(chǎn)的空白鷙。“九·五”期間，中國日化院成功開發(fā)了一步法制APG的工藝技術(shù)，并投入了生產(chǎn)。
二、烷基糖苷概述
烷基糖苷是指用葡萄糖和脂肪醇合成的烷基糖苷(Alkyl Polyglucoside.簡稱APG)，是指復(fù)雜糖苷化合物中糖單元大于等于2的糖苷，統(tǒng)稱為烷基多糖苷(或烷基多苷)。一般情況下，烷基多苷的聚合度n在1.1~3的范圍，R為C8~C16的烷基。APG常溫下呈白色固體粉末或淡黃色油狀液體，在水中溶解度大，較難溶于常用的有機(jī)溶劑。
烷基糖苷的烷基碳原子個(gè)數(shù)在8-14之間時(shí)，在高濃度強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和電解質(zhì)溶液中具有良好的溶解性及相容性，可用于工業(yè)硬表面清洗劑、紡織工業(yè)用耐高溫強(qiáng)堿的精煉劑、石油開采用發(fā)泡劑等。
烷基糖苷的烷基碳原子個(gè)數(shù)在12-14之間時(shí)，對(duì)皮膚有柔軟作用，對(duì)眼睛無刺激，廣泛適用于個(gè)人護(hù)理及家用洗滌劑中，如：香波、沐浴露、洗面奶、洗手液等。
烷基糖苷的烷基碳原子個(gè)數(shù)在16-18之間時(shí)，高碳鏈烷基糖苷具有優(yōu)異的乳化性能，可提供輕盈的、滋潤、光滑的膚感和優(yōu)良的穩(wěn)定性，還具有緩釋和長效保濕的優(yōu)點(diǎn)，在乳液、霜膏和彩妝等化妝品中作為乳化劑。
三、烷基糖苷的合成方法
烷基糖苷的合成方法有很多種，在實(shí)際生產(chǎn)中，常用的合成方法是直接糖苷化法和轉(zhuǎn)糖苷化法。
直接糖苷化法：直接糖苷化法是指在酸性催化劑的存在下，葡萄糖與脂肪醇脫水縮合生成烷基糖苷的反應(yīng)。葡萄糖可以從豐富的農(nóng)產(chǎn)品中獲得，它來源穩(wěn)定且價(jià)廉；脂肪醇原料為飽和醇。反應(yīng)過程中生成烷基糖苷和水，用真空或氮?dú)獬シ磻?yīng)過程中生成的水可提高烷基糖苷收率。
直接糖苷化法
轉(zhuǎn)糖苷化法：轉(zhuǎn)糖苷化法，也稱交換法，是在酸性催化劑的作用下首先使葡萄糖與低級(jí)醇（常用的是丁醇）進(jìn)行反應(yīng)，生成短鏈的烷基糖苷后，再與高級(jí)脂肪醇進(jìn)行醇交換反應(yīng)，制得所需的烷基糖苷，這是我國最早生產(chǎn)烷基糖苷的方法。這種方法花費(fèi)時(shí)間短，反應(yīng)條件相對(duì)比較溫和，但是操作過程需要早防爆環(huán)境下進(jìn)行，并且也增加了低碳醇的分離工序和相應(yīng)設(shè)備，生產(chǎn)成本較高。
轉(zhuǎn)糖苷化法
四、主要用途
1、洗滌劑
APG無毒，對(duì)皮膚刺激小、安全，增稠、增粘、去污力顯著。用APG替代部分AES、LAS、
6501、
AEO、
平平加、K12、AOS配制餐洗劑、浴液、洗發(fā)制品、硬表面清洗劑、洗面奶、洗衣粉等，效果顯著。由APG制成的洗滌劑具有良好的溶解性、溫和性和脫脂能力，對(duì)皮膚刺激小，無毒、而且易漂洗。在洗衣粉中加入APG，代替AEO、LAS，能在保持原有的洗滌性能外，其溫和性、抗硬水性和對(duì)皮質(zhì)污垢的洗滌性明顯改善，并兼有柔軟性、抗靜電性和防縮性，還可以提高配料時(shí)的固形物含量，流動(dòng)性能好，不僅可以有效節(jié)省能源，同時(shí)也可以提高單位時(shí)間的產(chǎn)量，降低成本。此外，還具有殺菌消毒、降低刺激、泡沫潔白細(xì)膩等特點(diǎn)。APG在強(qiáng)堿、強(qiáng)酸和高濃度電解質(zhì)中性能穩(wěn)定，腐蝕性小，且易于生物降解不會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染，因此可用于配制工業(yè)清洗劑，如；金屬清洗、工業(yè)洗瓶和運(yùn)輸工具清洗等領(lǐng)域。在傳統(tǒng)餐具洗滌中是以LAS/AEO或AES為主成分，還需加入較多有一定毒性的助溶劑以改善溶解性及溫和性，造成脫脂力不強(qiáng)，LAS/APG混合物則表現(xiàn)優(yōu)異的協(xié)同效應(yīng)，泡沫優(yōu)于單一組分，抗硬水性好，對(duì)皮膚溫和，用后手感舒適，易漂洗不留痕跡。APG不僅能作為一種輔助表面活性劑，而且更適合用于餐具洗滌劑中作主要表面活性。在液體洗滌劑中以APG代替部分AES、LAS可用于各種織物的清洗，有效地去除泥土和油污，同時(shí)具有柔軟、抗靜電及防縮功能，在硬水中使用仍效果顯著。
以APG表面活性劑為主，與陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（LAS）及
6501、脂肪醇聚氧乙烯醚（
AEO-9）非離子表面活性劑等復(fù)配的衛(wèi)生間用清潔劑，去污效果顯著，符合環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)對(duì)清潔劑的要求。APG用作廁所清洗劑能有效保護(hù)馬桶的橡膠和塑料部件。
2、化妝品
APG可在較大的溫度范圍內(nèi)作較長時(shí)間的存放，同時(shí)，具有增濕的功能，完全符合化妝品用活性組分的性能要求。國內(nèi)外已將APG作為活性組分制成化妝品，這類新型化妝品顯示出良好的皮膚保濕性和皮膚養(yǎng)護(hù)性能。當(dāng)前人體用清洗劑中仍存在一些質(zhì)量問題，其中最為嚴(yán)重的是含有超標(biāo)的有毒物質(zhì)，如Hg、Pb及As等，不僅嚴(yán)重?fù)p害了皮膚及頭發(fā)，也污染了環(huán)境。以APG為基劑制成的新一代香波和浴液起泡力大，泡沫潔白、細(xì)膩，對(duì)皮膚有柔軟作用，對(duì)眼睛無刺激，對(duì)環(huán)境無污染，耐硬水性好，具有良好的調(diào)養(yǎng)和養(yǎng)護(hù)功能，特別適合制備高檔盥洗用品。
在香波中，由于APG對(duì)人體的皮膚和眼睛無刺激性，還可降低與其復(fù)配的其它活性劑的刺激性，因此在低刺激香波和兒童香波中，是必不可少的原料之一，APG的溫和性對(duì)受損傷的頭發(fā)有保護(hù)作用，可作為活性劑用于頭發(fā)的染、燙，與蛋白質(zhì)水解物復(fù)配后的定型性能可與常用的定型劑一聚乙烯毗咯烷酮相媲美，而更易漂洗。用APG可配制新一代香波和浴液，起泡力強(qiáng)，泡沫細(xì)膩。
在皮膚清潔產(chǎn)品中，由于APG具有良好的安全性、溫和性、去污性、起泡性和泡沫穩(wěn)定性,配伍性及流變行。因此常用于皮膚清潔的浴液和洗面奶等產(chǎn)品中。在浴洗液配方中加入少量的APG作為調(diào)理劑，洗后將使皮膚感覺更加舒服。
在護(hù)發(fā)素中，APG對(duì)皮膚有柔軟作用，對(duì)眼睛無刺激，對(duì)頭發(fā)有良好的調(diào)理和養(yǎng)護(hù)作用。與季銨鹽協(xié)同有利于改善頭發(fā)的濕梳理性，而干梳理性基本不變。若向護(hù)發(fā)素中加入一些油，如辛基十二醇，將進(jìn)一步改善濕梳理性。
化妝品中使用APG作乳化劑具有降低配方的刺激性，增加配方的保濕效果，提高功能性產(chǎn)品的效能等作用。
3、生物化工
APG與非離子表面活性劑相比，具有臨界膠束濃度高、可用透析法除去、蛋白質(zhì)不易變性、紫外光穿透性能高等優(yōu)點(diǎn)，因而APG在膜蛋白的增溶、再構(gòu)成的生物化學(xué)領(lǐng)域作用效果好。同時(shí)，APG還可用于細(xì)胞色素C、RNA聚合酶、視紫紅質(zhì)、脂肪酸等的精制，使這些蛋白質(zhì)穩(wěn)定化。
4、食品加工業(yè)
食品毒理檢測(cè)表明，APG可作為食品乳化劑、防腐劑、起泡劑和破乳劑等，在食品制造中可以使油脂同水結(jié)合物分散，有發(fā)泡、防糖和脂肪酸聚合作用，并有使食品組分混合均勻和改善食品口味的功能。APG與甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯和山梨糖醇脂肪酸酯等表面活性劑有相同或相近的性質(zhì)，在食品加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。APG還具有良好的親水性（HLB10～19），作為食品乳化劑，解決了中國食品乳化劑僅有親油性（HLB5～9）產(chǎn)品的問題，增加了產(chǎn)品品種。
5、塑料和建材
APG應(yīng)用于大棚塑料薄膜中，能夠起到穩(wěn)定和阻燃作用，防霧效果尤佳。它作為一種新型乳化劑用于乳液聚合，可得到各種性能優(yōu)良的制品。在混凝土中，APG作為加氣劑能滿足泡沫豐富、穩(wěn)定、均勻的要求。
6、農(nóng)藥
APG有很好的濕潤和滲透性質(zhì)、對(duì)高濃度電解質(zhì)不敏感、可生物降解、不污染農(nóng)作物和土地以及吸濕性極好等特點(diǎn)，并且APG與聚氧乙烯型非離子表面活性劑不同的是它沒有逆相濁點(diǎn)，能有效降低藥液表面張力，延緩藥液水分的蒸發(fā)，長時(shí)間保持農(nóng)藥的水合溶解狀態(tài)，有助于提高植物葉面對(duì)農(nóng)藥的吸收速度和吸收率，適宜作農(nóng)藥乳化劑、可濕性粉劑、殺蟲劑、植物生長調(diào)節(jié)劑，可調(diào)節(jié)土壤溫度，對(duì)除草劑、殺蟲劑和殺菌劑有顯著的增效作用。它也可用于土壤中起固氮的作用，也可將C8～C22的APG作為防腐劑用于谷物、魚和肉類產(chǎn)品及花卉的保鮮。
7、石油工業(yè)
APG具有降低水活度、改變頁巖孔隙流體流動(dòng)狀態(tài)的作用，因此可作為抑制劑使用。加入到鉆井液有潤滑性好、抑制能力強(qiáng)、抗污染能力強(qiáng)及良好的儲(chǔ)層保護(hù)作用。APG 能與其他水溶性聚合物相互作用而達(dá)到最佳降濾失效果?？梢酝貙捥烊痪酆衔镢@井液使用的溫度限定范圍，且可生物降解，有利于環(huán)境保護(hù)。在三次采油中，使用C12～C16 APG復(fù)配溶液為軀替液，效果明顯增強(qiáng)，與水驅(qū)相比，能使原油采收率提高。
8、紡織和印染
APG可用于紡織工業(yè)的棉布防皺劑、水溶液的粉末分散劑及防塵劑。APG適用于精煉、染色等加工，溶液不易產(chǎn)生泡沫，可減少染斑，特別適合高溫精煉劑，高溫染色分散劑和勻染劑。APG易溶于堿溶液，在NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水溶液中形成均勻溶液，在高濃度的NaOH和高濃度的硅酸鈉溶液中，仍保持較高的表面活性。短碳鏈APG更易溶于堿，適合配制高堿性的液體清洗劑，如高堿精練劑就用20%的支鏈聚氧乙烯醚+10%的APG+10%的AES配制而成，其滲透力好，去污性能佳。紡織印染行業(yè)中，若對(duì)絹纖維精煉去除膠絲蛋白過度，會(huì)損害絹纖維的強(qiáng)度、光澤和柔軟度，若加入APG可以防止過精煉。以烷基糖苷為活性劑主體組分，適當(dāng)添加各種助劑，開發(fā)無磷、無烷基酚聚氧乙烯醚類的綠色環(huán)保型三合一高效精煉劑，可用于純棉織物高效短流程前處理工藝中。以APG、奇碳醇類衍生物和環(huán)保型雙氧化穩(wěn)定劑為主體原料，復(fù)配的新型環(huán)保三合一高效精練劑，具有耐強(qiáng)堿性，無濁點(diǎn)，泡沫較少，不含磷、硅和無烷基苯酚結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從而減少了印染前處理工藝的污水排放，可廣泛應(yīng)用于棉布、紗結(jié)和針織等前處理短流程工藝，有助于印染企業(yè)，環(huán)保清潔生產(chǎn)。以APG和脂肪酰胺醚琥珀酸單酯磺酸鈉為主表面活性劑合成的環(huán)保型高效精煉劑不僅滲透性好、耐強(qiáng)堿、低泡、而且綠色環(huán)保，在短流程工藝中效果良好，能給紡織制品的白度、毛效的提高帶來積極影響。APG本身有著較好的產(chǎn)品黏度，可賦予紡織助劑本身一定的黏度，其增黏能力可與常用烷醇胺相比美，而烷醇胺在使用中會(huì)生成亞硝胺，有些國家已被限制或禁止使用，C12～14APG使用時(shí)，無需再加增黏劑，對(duì)泡沫無不良影響，也不產(chǎn)生污染。APG在紡織工業(yè)中還可替代平平加用作石蠟乳化劑。
9、造紙和消防
APG可改善紙張上膠效果，與其他表面活性劑復(fù)配可生產(chǎn)性能極好的廢紙浮選脫墨劑。APG也廣泛應(yīng)用于消防藥劑。
10、醫(yī)藥
APG具有廣譜的抗菌活性，對(duì)革蘭氏陰性菌、陽性菌和真菌，APG08～12都有抗菌活性，并隨烷基碳原子數(shù)增加活性增加，因此可作衛(wèi)生清洗劑。烷基多糖苷與中草藥配伍，利用其優(yōu)良配伍性和皮膚無刺激性等優(yōu)良性能，可制備有止癢療效的保健護(hù)膚品。APG衍生物在制藥中有著廣闊前景。
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