烷基糖苷衍生物在清洗劑中的發展前景

張琳琳，蘇 瓊*，張全梅，馬雪琴，何昌樹，馬國儀

（1.西北民族大學化工學院，甘肅 蘭州 730300；2.甘肅省高校環境友好復合材料及生物質利用省級重點實驗室，甘肅 蘭州 730300）

烷基糖苷(APG)是一種可再生的“綠色表面活性劑”，主要通過在酸性條件將多元醇和多糖進行脫水進行合成[1]。它發泡能力強，配伍性優，極易降解，廣泛應用于多個領域，有很好的發展前景。自1893年，當E.Fiseher首次以多元醇和葡萄糖為原料合成APG以來[2]，性能優良的APG就受到許多學者的關注。APG進行改性，接枝上基團，克服APG本身的缺點，使其性能更加優良。文章就烷基糖苷衍生物的發展，分析和比較洗滌劑常用表面活性劑的特性，主要闡述了烷基糖苷衍生物的發展和應用于清潔劑的優勢。

1 烷基糖苷衍生物的發展現狀

從20世紀開始，學者對APG的研究越來越深入，烷基糖苷衍生物也得到了長足的發展。1939年Dow化學公司通過醚化淀粉首次制備出APG系列衍生物[3]，1944年 August Chwala和Vienna將大分子APG進行酯化、醚化、與氨基等一系列反應后得到了新型的大分子衍生物[4]。而我國也于1999年合成了第一種衍生物--烷基多苷磺基琥珀酸脂二鈉鹽，與APG的性能相比，其在硬水中的發泡性和水溶性顯著提高[5]。在21世紀，烷基多苷硫酸酯、烷基糖苷磷酸酯鹽、烷基糖苷羧酸酯等衍生物的合成工藝已逐漸成熟[2]。但目前衍生物的工業化生產和在洗滌劑行業的應用還處于探索階段。

2 烷基糖苷衍生物的發展及應用

2.1 烷基糖苷季銨鹽

蔣春瑛用表氯醇、多糖以及叔胺作為原料合成的季銨鹽類衍生物，應用于個護中能降低刺激性[6]。隨后王金濤等在正丙醇水溶液中將3-氯-2-羥基丙基糖苷與叔胺進行反應,合成了季銨鹽類衍生物,產物與陰離子表面活性劑復配有良好的發泡性和水溶性[7]。司西強等將甲基葡萄苷進行苷化后，再與季銨鹽進行銨化發應,制備出陽離子性烷基糖苷季銨鹽[8]。

烷基糖苷季銨鹽兼具APG和傳統陽離子型表面活性劑的特性。在洗滌劑的應用中，與傳統陽離子相比，烷基糖苷季銨鹽溫和不刺激、生態相容性高、發泡性穩定、殺菌抑菌效果顯著。烷基糖苷季銨鹽應用于洗滌產品中，具有活性高、成本低、溫和性好、易漂洗等優勢，是一種極具發展前景的洗滌劑。

2.2 烷基糖苷磺酸鹽

用APG12與順丁烯二酸酐合成十二烷基糖苷馬來酸脂，然后與亞硫酸鈉反應得到烷基多苷磺基琥珀酸脂二鈉鹽。這種衍生物濁點低，在硬水中的發泡性較APG而言，得到較大改善[5]。袁浩等用亞硫酸鈉作為磺化劑將APG與順丁二酸苷的產物進行磺化，得到烷基多苷磺基琥珀酸單酯二鈉鹽[9]。Anthony J O'Lenick等在專利中公開了用3-氯甘油與馬來酸反應,生成的中間產物在亞硫酸鈉的催化下與APG反應生成磺基琥珀酸酯類的衍生物[10]。

磺酸基的水溶性強、不易與水質中陽離子發生反應、不易電解,因此在烷基糖苷接枝上磺酸根基團后，其在硬水中的溶解性、發泡性、穩定性等性能顯著提高。在洗滌用品中，加入烷基糖苷磺酸鹽類活性劑，不僅增強了發泡性，而且生態安全性也得到保障；又因其獨特的溫和性對皮膚無刺激，在硬度高的水質里，發泡性依舊良好且去污力強，烷基糖苷磺酸鹽在清洗用品方面擁有很大的潛力。

2.3 烷基糖苷醚

APG分子鏈上非首位的羥基能與醇類發生脫水反應生成醚類衍生物。烷基糖苷醚類化合物在結構上與APG很像，因此醚類衍生物具有APG的高生態安全性、綠色生產工藝、表面活性因子多等特性，同時也克服了長鏈APG發泡性不穩定的缺陷，提高了耐鹽性[11]。1941年EI-wood V White將APG、乙醚和短鏈醇置于高溫中發生反應首次合成了醚類衍生物[12]。之后，張遠軍等利用超臨界CO2萃取技術將直接縮合得到的產物進行純化，得到的醇醚糖苷在硬水中穩定性更好，活性更強[13]。

醚類烷基糖苷衍生物解決了APG耐硬水性差和溶解性低的缺點，且其生物降解性優，起泡性穩定，是能應用于洗滌劑中的高效表面活性劑。然而由于醚類烷基糖苷衍生物提純較難，制備成本高，應用于洗滌劑生產中還需更加經濟的生產路徑。

2.4 其他類烷基糖苷衍生物

David B Mc Call用APG與1-氯甲烷經過SN2親核取代反應,生成了去垢性優良的甲基化烷基糖苷[14]。張飛龍等制備的陰離子表面活性劑烷基多苷檸檬酸酯鹽，具有去污力強、良好的硬水相容性、環境友好等優良性能[15]。APG分子鏈上的羥基能與硅離子發生系列反應生成有機硅類衍生物，親水能力得到顯著增強。

目前所合成的衍生物性能上相對APG更加優異，在親水性、去污性、環境友好性和溫和性上均有所提高，因此衍生物在洗滌劑行業具有研究價值。但就目前工業生產技術而言，這些性能更加優異的衍生物無法進行批量的工業化生產，將烷基糖苷衍生物工業化是急需解決的問題。

3 結語

APG活性強、生態性友好、相容性高等優良的性能使其首次合成后便得到了大力的發展。近年來APG的工業化也使得其衍生物的合成得到迅猛發展。烷基糖苷衍生物通過對APG進行接枝其他活性基團,在保留了APG良好性能的基礎上，使其去污活性因子、硬水相容性、起泡性、穩定性等顯著提高。隨著烷基糖苷的生產工業化和綠色生產的觀念不斷深入人心，生物質基有著很大的發展空間，其衍生物也在不斷發展并將運用于各種領域。隨著人們對環境保護意識的不斷提高，意味著研究合成路徑更加綠色環保、低耗的合成方法是烷基糖苷衍生物的主要發展趨勢，也因衍生物更加高效、節水等優點，其在清洗劑行業也將得到較大發展。