Det finns flera metoder för att framställa alkylpolyglykosider eller blandningar av alkylpolyglykosider. Olika syntetiska metoder sträcker sig från stereotaktiska syntetiska vägar med skyddsgrupper (vilket gör föreningar mycket selektiva) till icke-selektiva syntetiska vägar (blandning av isomerer med oligomerer).
Varje tillverkningsprocess som är lämplig för användning i industriell skala måste uppfylla flera kriterier. Det är allra viktigast att producera produkter med lämpliga egenskaper och ekonomiska processer. Det finns andra aspekter, såsom att minimera biverkningar eller avfall och utsläpp. Tekniken som används bör vara flexibel så att produktens prestanda och kvalitetsegenskaper kan anpassas till marknadens krav.
Vid industriell produktion av alkylpolyglykosider har en process baserad på Fischer-syntes varit framgångsrik. Deras utveckling började för cirka 20 år sedan och har accelererat under det senaste decenniet. Utvecklingen under denna period gjorde det möjligt för syntesmetoden att bli effektivare och i slutändan attraktiv för industriella tillämpningar. Optimeringar fungerar, särskilt vid användning av långkedjiga alkoholer som dodekanol/tetradekanol.
(C12-14-OH) har avsevärt förbättrat produktkvaliteten och processekonomin. Den moderna produktionsanläggningen baserad på Fischer Synthesis är ett exempel på teknik med lågt avfall och nollutsläpp. En annan fördel med Fischer Synthesis är att den genomsnittliga polymerisationsgraden för produkterna kan kontrolleras över ett brett precisionsområde. Därför kan relaterade egenskaper, såsom hydrofilicitet/vattenlöslighet, justeras för att möta kraven. Dessutom påverkas inte längre råmaterialbasen av vattenfri glukos.
1. Råvaror för produktion av alkylpolyglykosider
1.1 Fettalkoholer
Fettalkoholer kan utvinnas från petrokemiska råvaror (syntetiska fettalkoholer) eller från naturliga, förnybara resurser såsom fetter och oljor (naturliga fettalkoholer). Fettalkoholblandningar används vid syntesen av alkylglykosider för att etablera den hydrofoba delen av molekylen. Naturliga fettalkoholer erhölls genom transestering och separation av fett och fett (triglycerid) för att bilda motsvarande fettsyrametylester, och hydrerades. Beroende på längden på den fettalkoholalkylkedja som krävs är huvudingredienserna oljor och fetter: kokos- eller palmkärnolja för C12-14-serien, och talg-, palm- eller rapsolja för C16-18-fettalkoholerna.
1.2 Kolhydratkälla
Den hydrofila delen av alkylpolyglykosidmolekylen härrör från ett kolhydrat.
Makromolekylära kolhydrater och monomerkolhydrater är baserade på stärkelse av
majs, vete eller potatis och kan användas som råmaterial för framställning av alkylglykosider. Till exempel inkluderar polymerkolhydrater låga nedbrytningsnivåer av stärkelse eller glukossirap, medan monomerkolhydrater kan vara vilken form som helst av glukos, såsom vattenfri glukos, monohydratglukos eller höggradigt nedbruten glukossirap.
Valet av råmaterial påverkar inte bara råmaterialkostnaderna utan även produktionskostnaderna.
Generellt sett ökar råvarukostnaderna i ordningen stärkelse/glukossirap/glukosmonohydrat/vattenfri glukos medan kraven på anläggningsutrustning och därmed produktionskostnaderna minskar i samma ordning. (Figur 1)