Er zijn verschillende methoden voor de bereiding van alkylpolyglycosiden of alkylpolyglucosidenmengsels. Verschillende synthesemethoden variëren van stereotactische syntheseroutes met beschermende groepen (waardoor verbindingen zeer selectief worden) tot niet-selectieve syntheseroutes (waarbij isomeren met oligomeren worden gemengd).
Elk productieproces dat geschikt is voor gebruik op industriële schaal, moet aan verschillende criteria voldoen. Het is vooral belangrijk om producten te produceren met de juiste eigenschappen en economische processen. Daarnaast zijn er nog andere aspecten, zoals het minimaliseren van bijwerkingen of afval en emissies. De gebruikte technologie moet flexibel zijn, zodat de prestaties en kwaliteitskenmerken van het product kunnen worden aangepast aan de markteisen.
Bij de industriële productie van alkylpolyglycosiden is een proces gebaseerd op Fischer-synthese succesvol gebleken. De ontwikkeling ervan begon ongeveer 20 jaar geleden en is de afgelopen tien jaar in een stroomversnelling geraakt. De ontwikkeling in deze periode heeft de synthesemethode efficiënter en uiteindelijk aantrekkelijker gemaakt voor industriële toepassingen. Optimalisaties werken, met name bij het gebruik van langketenige alcoholen zoals dodecanol/tetradecanol.
(C12-14-OH) hebben de productkwaliteit en proceseconomie aanzienlijk verbeterd. De moderne productielocatie op basis van Fischer-synthese is de belichaming van technologie met weinig afval en nul emissie. Een ander voordeel van Fischer-synthese is dat de gemiddelde polymerisatiegraad van de producten over een breed nauwkeurigheidsbereik kan worden geregeld. Daardoor kunnen gerelateerde eigenschappen, zoals hydrofiliteit/wateroplosbaarheid, worden aangepast aan de eisen. Bovendien wordt de grondstofbasis niet langer beïnvloed door watervrije glucose.
1. Grondstoffen voor de productie van alkylpolyglycosiden
1.1 Vetalcoholen
Vetalcoholen kunnen worden verkregen uit petrochemische grondstoffen (synthetische vetalcoholen) of uit natuurlijke, hernieuwbare bronnen zoals vetten en oliën (natuurlijke vetalcoholen). Vetalcoholmengsels worden gebruikt bij de synthese van alkylglycosiden om het hydrofobe deel van het molecuul te vormen. Natuurlijke vetalcoholen worden verkregen door transesteratie en scheiding van vet en smeermiddel (triglyceride) om de overeenkomstige vetzuurmethylester te vormen, en vervolgens gehydrogeneerd. Afhankelijk van de gewenste lengte van de alkylketen van de vetalcohol zijn de hoofdingrediënten oliën en vetten: kokos- of palmpitolie voor de C12-14-reeks, en talk-, palm- of koolzaadolie voor de C16-18-vetalcoholen.
1.2 Koolhydraatbron
Het hydrofiele deel van het alkylpolyglycosidemolecuul is afkomstig van een koolhydraat.
Macromoleculaire koolhydraten en monomeer koolhydraten zijn gebaseerd op zetmeel van
Maïs, tarwe of aardappel en kunnen worden gebruikt als grondstof voor de bereiding van alkylglycosiden. Polymeerkoolhydraten omvatten bijvoorbeeld zetmeel of glucosestroop met een lage afbraaksnelheid, terwijl monomeerkoolhydraten elke vorm van glucose kunnen zijn, zoals watervrije glucose, monohydraatglucose of sterk afgebroken glucosestroop.
De keuze van de grondstof heeft niet alleen invloed op de grondstofkosten, maar ook op de productiekosten.
Over het algemeen geldt dat de kosten voor grondstoffen stijgen in de volgorde zetmeel/glucosestroop/glucosemonohydraat/watervrije glucose, terwijl de benodigde apparatuur voor de fabriek en dus de productiekosten in dezelfde volgorde afnemen. (Figuur 1)