Proses transglikosidasi menggunakan D-glukosa sebagai bahan mentah.

Glikosidasi Fischer ialah satu-satunya kaedah sintesis kimia yang telah membolehkan pembangunan penyelesaian ekonomi dan teknikal yang disempurnakan masa kini untuk pengeluaran besar-besaran alkil polyglucosides. Loji pengeluaran dengan kapasiti lebih 20,000 t/tahun telah pun direalisasikan dan membesarkan rangkaian produk industri surfaktan dengan agen aktif permukaan berdasarkan bahan mentah boleh diperbaharui. Alkohol lemak D-Glukosa dan C8-C16 linear telah terbukti sebagai bahan suapan pilihan. Edukasi ini boleh ditukar kepada poliglikosida alkil aktif permukaan melalui glikosilasi Fischer langsung atau melalui transglikosida dua langkah bagi poliglikosida butil dengan kehadiran pemangkin asid, dengan air sebagai hasil sampingan. Air mesti disuling daripada campuran tindak balas untuk mengalihkan keseimbangan tindak balas ke arah produk yang dikehendaki. Dalam proses glikosilasi, ketidakhomogenan dalam campuran tindak balas harus dielakkan kerana ia boleh menyebabkan pembentukan berlebihan yang dipanggil polidekstrosa, yang sangat tidak diingini. Oleh itu, banyak strategi teknikal tertumpu pada edukasi homogen n-glukosa dan alkohol, yang sukar untuk dicampurkan kerana kekutubannya yang berbeza. Semasa tindak balas, ikatan glikosidik terbentuk antara alkohol lemak dan n-glukosa dan antara unit n-glukosa itu sendiri. Alkil polyglucosides seterusnya terbentuk sebagai campuran pecahan dengan bilangan unit glukosa yang berbeza pada residu alkil rantai panjang. Setiap pecahan ini, seterusnya, terdiri daripada beberapa juzuk isomerik, kerana unit n-glukosa mengambil bentuk anomerik dan bentuk cincin yang berbeza dalam keseimbangan kimia semasa glikosidasi Fischer dan hubungan glikosidik antara unit D-glukosa berlaku dalam beberapa kedudukan ikatan yang mungkin. . Nisbah anomer bagi unit D-glukosa adalah lebih kurang α/β＝ 2: 1 dan kelihatan sukar untuk dipengaruhi di bawah keadaan sintesis Fischer yang diterangkan. Di bawah keadaan terkawal secara termodinamik, unit n-glukosa yang terkandung dalam campuran produk wujud terutamanya dalam bentuk pyranosides. Purata bilangan unit glukosa normal bagi setiap sisa alkil, yang dipanggil darjah pempolimeran, pada asasnya adalah fungsi nisbah molar edukkan semasa proses pembuatan. Disebabkan sifat surfaktannya yang luar biasa, alkil polyglycosides dengan tahap pempolimeran antara 1 dan 3 amat diutamakan, oleh sebab itu kira-kira 3-10 mol alkohol lemak mesti digunakan setiap mol glukosa normal dalam kaedah ini.

Tahap pempolimeran berkurangan pada peningkatan lebihan alkohol berlemak. Alkohol lemak yang berlebihan diasingkan dan dipulihkan melalui proses penyulingan vakum berbilang langkah dengan penyejat filem jatuh, yang memungkinkan untuk mengekalkan tegasan haba pada tahap minimum. Suhu penyejatan sepatutnya cukup tinggi dan masa sentuhan dalam zon panas cukup lama untuk memastikan penyulingan yang mencukupi bagi lebihan alkohol berlemak dan aliran cair alkil poliglukosida, tanpa berlaku sebarang tindak balas penguraian yang ketara. Satu siri langkah penyejatan boleh digunakan dengan baik untuk memisahkan pecahan didih rendah pertama, kemudian kuantiti utama alkohol berlemak, dan akhirnya baki alkohol lemak sehingga alkil poliglukosida cair diperoleh sebagai sisa larut air.

Walaupun sintesis dan penyejatan alkohol berlemak dilakukan dalam keadaan yang paling lembut, perubahan warna coklat yang tidak diingini berlaku, memerlukan proses pelunturan untuk menapis produk. Satu kaedah pelunturan yang terbukti sesuai ialah penambahan oksidan seperti hidrogen peroksida kepada penyediaan berair bagi alkil poliglukosida dalam medium alkali dengan kehadiran ion magnesium.

Penyiasatan berlipat ganda dan varian yang digunakan semasa sintesis, kerja dan penapisan menunjukkan bahawa sehingga hari ini masih tiada penyelesaian "turnkey" yang boleh digunakan secara umum untuk mendapatkan gred produk tertentu. Sebaliknya, semua langkah proses perlu diusahakan, diselaraskan bersama, dan dioptimumkan. Bab ini telah memberikan cadangan dan menerangkan beberapa cara yang boleh dipraktikkan untuk merangka penyelesaian teknikal, serta menyatakan keadaan kimia dan fizikal standard untuk menjalankan tindak balas, pengasingan dan proses penapisan.

Ketiga-tiga proses utama – transglikosidasi homogen, proses buburan, dan teknik suapan glukosa-boleh digunakan dalam keadaan industri. Semasa transglikosidasi, kepekatan poliglukosida butil perantaraan, yang bertindak sebagai pelarut untuk mengeluarkan D-glukosa dan butanol, mesti disimpan lebih kurang 15% dalam campuran tindak balas untuk mengelakkan ketidakhomogenan. Untuk tujuan yang sama, kepekatan air dalam campuran tindak balas yang digunakan untuk sintesis Fischer langsung bagi alkil polyglucosides mesti dikekalkan kurang daripada kira-kira 1%. Pada kandungan air yang lebih tinggi terdapat risiko mengubah kristal D-glukosa terampai menjadi jisim norak, yang seterusnya akan mengakibatkan pemprosesan yang tidak baik dan pempolimeran yang berlebihan. Pengacauan dan penghomogenan yang berkesan menggalakkan pengedaran halus dan kereaktifan D-glukosa kristal dalam campuran tindak balas.

Kedua-dua faktor teknikal dan ekonomi perlu dipertimbangkan semasa memilih kaedah sintesis dan variannya yang lebih canggih. Proses transglikosida homogen berdasarkan sirap D-glukosa kelihatan sangat sesuai untuk pengeluaran berterusan secara besar-besaran. Ia membenarkan penjimatan kekal pada penghabluran bahan mentah D-glukosa dalam rantaian nilai tambah, yang lebih daripada mengimbangi pelaburan satu kali yang lebih tinggi dalam langkah transglikosidasi dan pemulihan butanol. Penggunaan n-butanol tidak memberikan kelemahan lain, kerana ia boleh dikitar semula hampir sepenuhnya supaya kepekatan baki dalam produk akhir yang diperolehi hanyalah beberapa bahagian per juta, yang boleh dianggap tidak kritikal. Glikosidasi Fischer terus mengikut proses buburan atau teknik suapan glukosa mengetepikan langkah transglikosidasi dan pemulihan butanol. Ia juga boleh dilakukan secara berterusan dan memerlukan perbelanjaan modal yang lebih rendah.

Ketersediaan dan harga fosil dan bahan mentah boleh diperbaharui pada masa hadapan, serta kemajuan teknikal selanjutnya dalam pengeluaran dan penggunaan poliglukosida alkil, mungkin dijangka mempunyai pengaruh yang menentukan ke atas pembangunan volum pasaran dan kapasiti pengeluaran yang terakhir. Penyelesaian teknikal berdaya maju yang telah wujud untuk pengeluaran dan penggunaan alkil polyglucosides mungkin memberikan kelebihan daya saing yang penting dalam pasaran surfaktan kepada syarikat yang telah membangunkan atau telah menggunakan proses tersebut. Ini benar terutamanya sekiranya berlaku harga minyak mentah yang tinggi dan harga bijirin yang rendah. Memandangkan kos pembuatan tetap pastinya berada pada tahap biasa untuk surfaktan industri pukal, walaupun sedikit pengurangan dalam harga bahan mentah asli mungkin menggesa penggantian komoditi surfaktan dan mungkin dengan jelas menggalakkan pemasangan loji pengeluaran baru untuk alkil polyglucosides.