关于十二烷基葡萄糖苷应用的介绍

【背景及概述】^[1][2]

表面活性剂的定义比较多，对于不同种类的文献资料做出了不同定义，一般来说，表面活性剂就是在非常低的浓度下能使表面张力迅速降低的一类物质。表面活性剂分子含有两个组成部分，一个是非极性的亲油基团，通常亲油基团都是指由碳氢组成链，亲油基团位于表面活性剂分子的一侧；另一个是极性的亲水基团，亲水基团通常是-SO₃M、-OM、-COOM 官能团等构成，亲水基团则位表面活性剂分子的另一侧。所以，在一个表面活性剂分子中，既有亲水基团又有亲油基团，不仅可以溶解于非极性的溶剂体系中，而且也溶解于极性的溶剂体系中，因此包含两亲性能，所以，又被称做是两亲分子。表面活性剂的种类划分方法有许多种，最普通的分类方式是根据表面活性剂在水当中可不可以出现离解，划分为非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂和混合型表面活性剂，其中，离子型表面活性剂又可以划分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂以及两性型表面活性剂。

烷基糖苷(Alkyl Polyglucoside，简称 APG)是 20 世纪 90 年代时期所研制出来的，由绿色天然且可再生资源做为原料，经一定工艺而合成的新一代非离子绿色表面活性剂，它拥有阴离子型和非离子型表面活性剂所具有的的大部分特征。由于 APG 的合成原料及性能特征被称为新一代温和性“绿色”型表面活性剂，是在脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、直链烷基苯磺酸钠(LAS)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)之后真正被称得上“世界级”型表面活性剂的一类产品。根据脂肪醇碳链长度的不同，烷基糖苷品种有八烷基葡萄糖苷、十二烷基葡萄糖苷、十四烷基葡萄糖苷等。其中，因为十二烷基葡萄糖苷优异的性能，成为研究的热点。

【特性】

烷基糖苷属于非离子表面活性剂，和其他类型表面活性剂相比较，具有以下优点：

(l) 能明显降低水的界面张力及表面张力。

(2) 去污能力很强，特别是在硬水体系中更突出。

(3) 在一定的 p H 值范围内其化学性能可以保持稳定，尤其是在具有碱性环境当中稳定。

(4) 生态毒性很低和生物降解性能极好，对环境产生的污染程度也极低。

(5) 泡沫极其的丰富和细腻，并且稳定，在软水当中，烷基糖苷的发泡能力要比烷基乙氧基化物性能好，和一般的非离子表面活性剂比较，水的硬度对表面性的影响更强

【应用】^[3]

具有环保、绿色、无毒等特点的新型表面活性剂烷基糖苷，由于符合人们生活水平和品质的需求，备受人们关注与喜爱。最近这些年，由于资源的缺乏，人们必须寻找新型的可再生资源，研究发现，合成烷基糖苷的原材料正是一种可再生资源，而且在很多领域，它都发挥重要的作用。因此，研究其合成对来社会能源的发展与利用具有深远的意义。烷基糖苷兼具阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂优点，应用前景十分广泛。截止目前，烷基糖苷已应用于以下领域。

1）医药及生物工程领域

烷基糖苷兼具相容性和生物相似性，因此，在今后它很有可能被用于生物膜模型-药物载体或者模拟酶等。为了抑制脂肪酶的活性，不少研究学者都进行了大量探索与研究，构造并提出了一些具体的方法，但实验结果都不甚理想。有的专利发明了以烷基糖苷为主要成分的脂肪酶稳定剂。应用结果表明，不含烷基糖苷的脂肪酶失活迅速，但是含有烷基糖苷的则具有良好的稳定效果。因为烷基糖苷的存在，使脂肪酶中蛋白质结构稳定，不容易变性，因此贮藏稳定。

2）日常生活领域

由于烷基糖苷起泡性和泡沫稳定性很好，在洗衣剂和洗涤剂中已经被广泛使用。此外，不像欧美的许多国家把洗涤剂稀释后再洗涤餐具，亚洲人直接将洗涤剂喷洒于餐具，我们对洗涤剂的无毒性的要求非常高，而烷基糖苷正好符合这一点要求。根据查询的资料了解到，烷基糖苷配入含助剂或不含助剂的粉状或液状洗涤剂可以起到协同作用。含有烷基糖苷的无磷(含沸石/Na2CO3)重垢粉状洗涤剂的去污能力跟与添加乙氧基化脂肪醇的无磷洗涤剂相似。由于烷基糖苷属于中泡型 SAA，因此无需添加其他的消泡剂，就适用于配制自动滚筒式洗衣机的洗衣剂。例如一个专利中写到，低泡机洗液的组成成分是：13%AEO，15%肥皂，14%烷基糖苷，2.5%其它表面活性剂以及助洗剂(含 12%乙醇、6%三乙醇胺、6% 1，2-丙二醇和水)。与市面上的常规商品比较，产品粘度符合国家液洗剂标准，而且有较好的起泡力，去污力也非常好。

烷基糖苷也可应用于洗涤高档织物。如羊绒、羊毛等，不仅绒毛脱落量很低，而且去污力很强，洗涤后高档织物的抗静电能力很强。由于烷基糖苷与洗涤剂中主表面活性剂，如 AES、SAS、LAS、BS-12 等具有增加携污、稳泡、增泡、增粘以及降低与皮肤刺激性的协同增效作用，而且本身毒性，生物降解能力强，因此它很适合于餐饮洗涤，其中手工餐具的洗涤剂性能。Glucopon650EC(C8-14，DP=1.5)是德国 Henkel 公司生产的著名产品，由于它的碳链较短，因此表现出较好的粘度性和水溶性，在室温下易于加工和储存，和阴离子表面活性剂的配方作比较，可以用 Na Cl 增稠。此外，在餐饮洗涤中，加入烷基糖苷后去油污能力明显增强。

3）造纸业领域

烷基糖苷易于与纸、淀粉、人造纤维棉和木材等多糖进行化学反应，其中在纸的改质过程中，对于纸性能的提高有着良好的促进作用，纸处理液中加入适的烷基糖苷，会使处理之后的纸具有显著的上胶效果。在生产日用的卫生纸过中，加入一定量的烷基糖苷可使其柔软舒适。此外，烷基糖苷也可应用于处理棉布，增强其防皱率。

4）塑料、建材领域

一定量的烷基糖苷添加到塑料制品中，其稳定和阻燃的特性可以大幅度提高除此之外，一定量的烷基糖苷添加到氯乙烯中，其作用是在发生聚合反应时，使其孔隙率变大、蓬松度增强，制造的塑料膜不易破裂、韧性好。烷基糖苷同样可以应用于混凝土的外加剂，原因是它的泡沫稳定性强、分散均匀、泡沫量丰富。

5）乳化剂领域

和常见的食品乳化剂（例如甘油脂肪酸）相比，烷基糖苷具有更好的特性。而烷基糖苷还具有良好的润湿性和渗透性，可以作为乳化剂。除此之外，烷基糖苷还可以用作增溶剂、增稠剂、分散剂、破乳剂、防尘剂等。烷基糖苷具有良好配伍性以及出众的物理化学性质。它的无毒性尤为突出，且生物降解性好于现存的任何一类表面活性剂。因此，它特别适用于合成个人保护用品和与皮肤接触的洗涤用品，除此之外 ，在制药工业、食品工业、农用化学品和纤维工业等方面可用作功能性助剂。

【制备】^[1]

直接苷化法也称一步法，就是正十二醇与葡萄糖以酸为催化剂，在一定真空度下，直接进行脱水反应，生成糖苷。 直接法合成正十二烷基葡萄糖苷，适宜的反应条件，即：反应温度120 ℃，反应压力4 kPa ，n(正十二醇)∶n(葡糖)∶n(催化剂)=4∶1∶0.015，反应时间4 h，产品收率(以n =1.44 计)≥84%，

【主要参考资料】

[1] 张永昭, 计建炳, 艾宁. 一步法合成十二烷基葡萄糖苷反应过程研究[J]. 高校化学工程学报, 2014, 28(5): 1085-1090.

[2] 王永安.十二烷基糖苷表面活性剂的合成与评价.东北石油大学,2014.

[3] 章亚东, 蒋登高, 刘志伟, 等. 直接法合成正十二烷基葡萄糖苷的研究[J]. 精细化工, 2001, 9: 509-512.