生物基表面活性劑烷基糖苷及其衍生物的合成與性能

魏振，劉煒康，萬龍飛

（1.贊宇科技集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310012；2.上海綠色工業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會，上海200041）

表面活性劑具有特殊的界面性能及綜合特性，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，表面活性劑在家庭及商業(yè)清潔領(lǐng)域的消耗占比為49%，在工業(yè)清潔領(lǐng)域占比為5%，在化妝品及藥物合成領(lǐng)域占比為11%，在紡織及纖維化工領(lǐng)域占比分別為10%和8%，剩余的17%主要應(yīng)用于皮革生產(chǎn)、造紙、染料、塑料助劑、石油開采及農(nóng)藥、殺蟲劑等領(lǐng)域[1]。伴隨著當(dāng)今世界局勢的變化而引起石油價(jià)格的大幅波動以及人類對環(huán)境保護(hù)意識的逐漸加強(qiáng)，烷基糖苷（alkyl polyglucosides，APGs）逐漸獲得研究者的廣泛研究。

烷基糖苷屬于非離子型表面活性劑，同時(shí)包含親水性的糖類結(jié)構(gòu)及疏水性的烷基脂肪鏈，其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于糖酯及其他生物表面活性劑但卻具有優(yōu)異的表面性能，分子結(jié)構(gòu)見圖1。APGs的平均聚合度在1.1～2之間，屬于低聚物范疇。作為一種特殊的綠色表面活性劑，APGs合成原料分別為糖類和脂肪醇，其中來源最為廣泛的糖包括淀粉、蔗糖、葡萄糖及山梨醇。由于這些糖類大多作為食品生產(chǎn)原料，因此烷基糖苷具有較好的毒理學(xué)安全性和生物降解性，被廣泛應(yīng)用于制藥、洗滌劑、食品、化妝品行業(yè)，且在生理學(xué)、皮膚病學(xué)和生物學(xué)上均符合使用要求。此外，APGs在催化、吸附、納米科技、分離分析、食品加工、生物技術(shù)、環(huán)境修復(fù)和提高油類采收率等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[2]。

圖1 APGs分子結(jié)構(gòu)

糖類和脂肪醇合成APGs的轉(zhuǎn)化過程中，其化學(xué)合成轉(zhuǎn)化率受糖類結(jié)構(gòu)的多樣性、在劇烈化學(xué)反應(yīng)條件下的降解性以及在有機(jī)溶劑中的低溶解性影響較大，其反應(yīng)本質(zhì)為：在酸催化條件下脂肪醇與糖類脫水生成APGs。

1893年，APGs首次在實(shí)驗(yàn)室中合成，主要以疏水性C6-8烷基醇為主，這種低碳鏈產(chǎn)品色澤較差，因此應(yīng)用受限，只能作為工業(yè)清洗劑使用。

1980年左右，長碳鏈的C12-14APGs開始合成并應(yīng)用于化妝品和洗護(hù)產(chǎn)品等領(lǐng)域。出于生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性考慮，直到最近數(shù)十年APGs才開始進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，其中一個因素就是APGs不是簡單的一種物質(zhì)，而是多種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的混合物。葡萄糖除了和脂肪醇反應(yīng)生成烷基單糖苷外，游離的單糖會繼續(xù)和這些糖苷反應(yīng)，因此工業(yè)生產(chǎn)得到的烷基糖苷是大量同系物和異構(gòu)體（α、β）的混合物[3]。

圖2為一種十二烷基葡萄糖單苷的兩種異構(gòu)體（α/β）的理化性質(zhì)對比，其中碳鏈呈現(xiàn)吡喃糖苷或呋喃糖苷，主要取決于使用的單糖種類（吡喃糖苷在熱力學(xué)上通常比呋喃糖苷更穩(wěn)定[4]，是平衡混合物中得到的主要產(chǎn)物。盡管一些糖類如d-半乳糖或d-果糖傾向于形成更多的呋喃糖苷），而通過1,4-聚合以及1,6-聚合形成的低聚糖苷會使產(chǎn)生的異構(gòu)體種類快速增加，一個烷基麥芽糖四苷可以形成1216種同分異構(gòu)體（圖3）。特殊情況下，在酸性催化條件下葡萄糖可以聚合形成非烷基化甚至不具有表面活性的低聚物。

圖2 十二烷基葡萄糖苷α-、β-理化性能對比

圖3 烷基糖苷的結(jié)構(gòu)定義

1 APGs的合成

烷基糖苷（APGs）的主要生產(chǎn)原料為多功能糖類和親核試劑（如醇、碳水化合物、蛋白質(zhì)等）。自從德國化學(xué)家Emil Fischer首次在實(shí)驗(yàn)室合成APGs后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了較多的合成方法，但其中多數(shù)涉及化學(xué)法對官能團(tuán)的保護(hù)，因此在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較少。

目前，實(shí)驗(yàn)室常用的合成方法有Koenigs-Knorr法、路易斯酸法、Schmidt法、催化烷基化法和酶催化法[5]。理論上，酶及微生物合成法可以省去復(fù)雜的合成步驟及對官能團(tuán)的保護(hù)，且選擇性合成糖苷鍵，但是在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用還未得到廣泛研究，因此目前的應(yīng)用僅限于實(shí)驗(yàn)室合成。Fischer合成法由于對產(chǎn)品聚合度在較寬范圍內(nèi)精確可控，且生產(chǎn)成本最為經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)過程無污染，因此在工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛使用。隨著合成工藝的不斷發(fā)展，使用長鏈脂肪醇（C12/14醇）合成APGs，產(chǎn)品品質(zhì)及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性得到不斷提高，因此C12/14醇在APGs生產(chǎn)過程中被廣泛使用。然而，隨著使用脂肪醇的碳鏈不斷增長，APGs（C16/18）水溶性較差，通常只作為乳化劑在化妝品中使用。

1.1 合成APGs的主要原料

APGs的親水基團(tuán)主要來自糖苷鏈，疏水基團(tuán)主要來自天然/合成/回收/混合脂肪醇，其中單糖或多元糖均可作為原料使用，通常使用的多糖作物有玉米、小麥、馬鈴薯。

脂肪醇的來源也可以分為天然脂肪醇或石油提煉合成。APGs中烷基碳鏈長度取決于使用醇類原料種類，如C12/14醇主要來源于椰油或棕櫚仁油，C16/18醇主要來源于植物菜籽油。

1.2 APGs的主要合成方法

Fischer提出了2種APGs主要合成方法，分別為直接合成法及選擇合成法（轉(zhuǎn)縮法），這2種合成方法均可以用于間歇和連續(xù)化生產(chǎn)。

1.2.1 直接合成法

直接合成法以糖類分散在過量脂肪醇中（原料脂肪醇與糖投料摩爾比在2:1～6:1），在酸性催化條件下（100℃～120℃）發(fā)生聚合反應(yīng)得到APGs[6]。由于反應(yīng)過程中有水產(chǎn)生，為了使縮醛化反應(yīng)過程中副反應(yīng)最小化及反應(yīng)平衡向目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移，通常要求糖類原料干燥無水且均勻分散在脂肪醇溶液中（在一種改性的直接合成法中，高降解性的葡萄糖漿同樣可以使用），同時(shí)真空脫除產(chǎn)生的水及過量脂肪醇，基于生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)性考慮，直接合成法在工業(yè)生產(chǎn)中易于實(shí)現(xiàn)。

1.2.2 選擇合成法

選擇合成法（兩步法）的合成步驟見圖4。

圖4 APGs工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)所用糖類原料及合成方法

這種轉(zhuǎn)縮化過程主要應(yīng)用于低聚糖（淀粉和低糖值糖漿），在催化劑作用下，糖類和低碳醇（如丁醇、丙二醇）發(fā)生聚合反應(yīng)形成低聚糖苷，隨后以高碳鏈脂肪醇處理前步反應(yīng)得到的低聚糖苷中間體，使其解聚后與高碳鏈醇發(fā)生轉(zhuǎn)移作用得到最終目標(biāo)產(chǎn)物，低聚糖苷中間體解聚反應(yīng)對溫度的要求較高，需要在140℃以上；由于使用了低級醇，最終產(chǎn)物是葡萄糖苷和低級醇的混合物（如果糖類和脂肪醇的摩爾比為1:1，最終產(chǎn)物中的低聚物分布與直接合成法相同），殘留的低級醇會使反應(yīng)體系壓力升高，因此對反應(yīng)設(shè)備要求較高，進(jìn)而造成生產(chǎn)成本的提高，在相同的生產(chǎn)條件下，選擇合成法的生產(chǎn)成本高于直接合成法[7]。

1.2.3 APGs合成及處理方法

在糖苷化反應(yīng)過程中，通過提高反應(yīng)物脂肪醇和糖類的投料摩爾比，可以使反應(yīng)向熱力學(xué)有利的方向進(jìn)行，并且使產(chǎn)物中多聚糖的含量保持在較低水平，但會導(dǎo)致生產(chǎn)流程較長（增加脂肪醇回收利用工段），提高生產(chǎn)成本。當(dāng)使用的糖類原料不同時(shí)，得到的產(chǎn)物也有所不同。研究顯示，當(dāng)原料糖中伯醇官能團(tuán)含量較少時(shí)，副反應(yīng)生成聚糖的比例就會顯著降低。以D-木糖為例，其在溶液中主要以吡喃糖形式存在，在糖苷化反應(yīng)中生成的烷基聚糖苷的聚合度低于以己糖形式合成得到的烷基糖苷的聚合度。果糖對酸性條件較為敏感，以呋喃糖形式存在極易發(fā)生環(huán)脫水生成5-羥甲基糠醛；在極端條件下，容易產(chǎn)生不飽和焦油狀產(chǎn)物，這種深色產(chǎn)物與烷基糖苷產(chǎn)物混合后使產(chǎn)品色澤變深，在傳統(tǒng)過濾、漂色技術(shù)下仍然無法完全去除。

在一步法（Fischer合成法）中，需要利用多余的糖苷配體誘導(dǎo)反應(yīng)朝著熱力學(xué)正向進(jìn)行，同時(shí)需要精準(zhǔn)控制反應(yīng)溫度以避免糖類的分解。在所有糖類原料中，戊糖在糖苷化反應(yīng)中更易于控制，因?yàn)榉磻?yīng)過程中的副反應(yīng)發(fā)生比例更少。一般情況下，葡萄糖APGs反應(yīng)溫度需要控制在120℃以上，而利用C5糖可以將反應(yīng)溫度控制在80℃以下，可以減少原料糖和最終產(chǎn)物的降解；同時(shí)溫和的反應(yīng)溫度也能減少脂肪醇間的自醚化反應(yīng)，使實(shí)際生產(chǎn)在降低成本的同時(shí)也能確保產(chǎn)品的品質(zhì)。催化劑在APGs合成中的主要作用表現(xiàn)為促進(jìn)糖苷鍵的形成，具有催化活性的物質(zhì)主要有生物酶和酸類化合物，目前已報(bào)道的酸性催化劑包括 H2SO4、HCl、H3PO4、BF3、磺酸或其鹽類物質(zhì)如磺酸型樹脂、烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽和磺基琥珀酸等[3]。在合成反應(yīng)后期，所有的酸性催化劑都需要被完全中和，避免影響產(chǎn)品的使用。合成反應(yīng)的速率會受到催化劑酸值和濃度的影響，生成葡萄糖多聚物的副反應(yīng)同樣會受到催化作用的影響，且極易發(fā)生在極性相中（微量的水）。為了避免這種副反應(yīng)發(fā)生，可以選擇疏水性酸催化劑（如烷基苯磺酸）。

在APGs的合成過程中，影響產(chǎn)品品質(zhì)最大的副反應(yīng)是生成多聚糖。由于副產(chǎn)物的出現(xiàn)會導(dǎo)致產(chǎn)品以混合物形式存在，即使是較少比例的多聚糖也會導(dǎo)致產(chǎn)物黏度的急劇增大，因此APGs產(chǎn)物的分離過程中，未反應(yīng)的脂肪醇與烷基糖苷的分離回收再利用比較困難，并且會導(dǎo)致產(chǎn)品的損失。

酸性催化劑的使用還會導(dǎo)致產(chǎn)物最終組成不同。用H2SO4作酸性催化劑且原料脂肪醇/糖摩爾比在1～2時(shí)，產(chǎn)物中的多聚糖含量為20%左右；用對甲苯磺酸作催化劑，這一比例會降低至11%；用堿性烷基磺酸鹽或者芳基磺酸作催化劑，產(chǎn)物中的多聚糖比例降低至9.2%；用烷基苯磺酸作為酸性催化劑，且原料脂肪醇/糖的摩爾比控制在1～5時(shí)，可以將產(chǎn)物中的多聚糖比例降低至2.2%；用由弱堿和強(qiáng)有機(jī)酸組成的二元偶聯(lián)催化劑，控制原料脂肪醇/糖的摩爾比為1～5，多聚糖的比例最低可降至0.7%[8]。

除了反應(yīng)物投料摩爾比和反應(yīng)停留時(shí)間外，催化劑濃度以及反應(yīng)溫度同樣影響最終產(chǎn)物成分與含量[9]，更高的催化劑濃度和反應(yīng)溫度會使反應(yīng)轉(zhuǎn)化所需的停留時(shí)間縮短，但產(chǎn)物中低聚物組分含量和聚合度較高，且產(chǎn)物色澤較深。與此形成對比的是，更低的催化劑濃度和反應(yīng)溫度會使反應(yīng)速率降低，需要提高物料在反應(yīng)釜中的停留時(shí)間，產(chǎn)物的平均聚合度較低，色澤較淺。

糖苷化反應(yīng)完成后，需要將投料過程中過量的脂肪醇去除。過量脂肪醇的去除必須盡可能徹底，并且去除方式不能對烷基糖苷產(chǎn)品品質(zhì)造成影響，因此蒸餾成為最常用且有效方法[10]。脂肪醇蒸餾前必須將其中酸性催化劑完全中和，避免蒸餾過程中酸性催化劑對產(chǎn)品品質(zhì)造成影響；中和完成后，APGs產(chǎn)品進(jìn)入多級蒸餾環(huán)節(jié)，在蒸餾過程中隨著脂肪醇含量的降低，產(chǎn)物黏度會急劇增長，從而導(dǎo)致流動性變差，進(jìn)而導(dǎo)致熱量交換不均勻，且高溫停留時(shí)間過長會導(dǎo)致產(chǎn)物部分解聚和色澤加深，因此通常采用多級蒸餾。具有高換熱效率和較短停留時(shí)間的薄膜蒸發(fā)器和短程蒸發(fā)器更受青睞。多級蒸餾包括低沸點(diǎn)組分的去除（包括中和過程中產(chǎn)生的水分），在中等溫度及對應(yīng)的低真空條件下即可完成；隨后開始逐漸升高溫度和提高真空度，絕大部分脂肪醇會在低壓條件下快速脫除，脫除脂肪醇后的APGs呈現(xiàn)熔融狀態(tài)且溫度超過130℃，在此條件下APGs產(chǎn)品質(zhì)量會持續(xù)流失[11]，因此在脫醇結(jié)束后需要快速將APGs與工藝水混合以降低溫度。

雖然脫醇后的產(chǎn)品顏色相對較淺，但是按照產(chǎn)品規(guī)格要求，必須經(jīng)過漂色工藝以進(jìn)一步改善產(chǎn)品色澤和其他品質(zhì)。漂色過程需要控制漂色劑的最小用量，同時(shí)能使產(chǎn)品色澤滿足要求，并且經(jīng)過長時(shí)間的儲存后產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定且色澤和氣味不會發(fā)生惡化。

目前APGs的漂色步驟主要分為氧化法和還原法。氧化法通過添加氧化劑去除產(chǎn)品中的含色素成分，常用的氧化劑如過氧化氫，在Mg或MgO存在下，利用30%液堿調(diào)節(jié)pH在8.7～9.3之間，以避免過氧化氫的快速分解，常溫條件下攪拌30 min進(jìn)行漂色處理[12]。但APGs產(chǎn)品中殘留的過氧化氫在長時(shí)間儲存下會持續(xù)分解，從而導(dǎo)致產(chǎn)品色澤和氣味的惡化，通過加入定量的硼氫化鈉并在室溫下攪拌30 min，利用5%的對甲苯磺酸溶液調(diào)節(jié)pH=5，繼續(xù)攪拌30 min后利用3%液堿調(diào)節(jié)pH=7，得到的產(chǎn)物中殘留過氧化氫濃度近似為0。

還原法處理主要在合成反應(yīng)完成、酸性催化劑被中和后，加入硼氫化鈉于70℃下攪拌1 h；冷卻至室溫后，產(chǎn)物用對甲苯磺酸調(diào)pH至中性。還原法主要在脫醇前對粗產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)處理，處理后的產(chǎn)物中殘留糖含量基本為零。

此外，Obiols等[13]還報(bào)道了1種H2O2/TAED/NaHCO3活化過氧化物漂色體系。在堿性條件下，添加四乙酰乙二胺，與過氧化氫作用產(chǎn)生氧化性能更強(qiáng)的過氧乙酸，同時(shí)在MgO存在下穩(wěn)定過氧化氫的分解速率，碳酸氫鈉主要起緩沖劑作用，該活化過氧化物體系對APGs的漂色效果比單一氧化劑體系色澤更淺、透光性更好。

綜上所述，一步法合成APGs，既避免了糖苷中間體的產(chǎn)生，也更加適合工業(yè)化生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，糖苷化反應(yīng)通常是間歇進(jìn)行的，而脫醇和漂色步驟通常是連續(xù)進(jìn)行。一步法合成工藝的主要缺點(diǎn)是原料糖值和含水量要求較高，因此一般只能使用無水葡萄糖或一水合葡萄糖粉末，提高了生產(chǎn)成本；此外，一步法較難獲得低聚合度產(chǎn)品，理論上生產(chǎn)過程中可以投加過量的脂肪醇獲得低聚物產(chǎn)品，但過量的脂肪醇會使脫醇步驟時(shí)間延長，造成生產(chǎn)效率降低，對經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不利影響[14]。

2 APGs衍生物及對應(yīng)的改性反應(yīng)

APGs低聚糖組分中的多元醇結(jié)構(gòu)，可以通過特定方式進(jìn)行功能化修飾，進(jìn)而改善烷基糖苷的各項(xiàng)性質(zhì)。不同的修飾反應(yīng)可以得到各種各樣的非離子型或離子型表面活性劑，見圖5。由于羥基反應(yīng)性差別較小，因此可修飾的選擇性較低，一般伯醇的反應(yīng)活性會優(yōu)于其他位置的醇羥基[15]。

圖5 APGs的幾種衍生物

2.1 催化氧化反應(yīng)

受羥基活性影響，APGs可以在一定條件下將醇羥基氧化。如Scheme 1所示，在金屬鉑催化下，烷基葡萄糖苷可以與氧氣（或空氣）直接反應(yīng)，由于反應(yīng)需要在堿性條件下（pH維持在9）進(jìn)行，因此最終得到產(chǎn)物為烷基葡萄糖醛酸鈉，反應(yīng)整體轉(zhuǎn)化率受氫氧化鈉投料量影響較大。表面上看，該氧化反應(yīng)過程的整體條件較為溫和、易實(shí)現(xiàn)，在50℃下即可發(fā)生反應(yīng)，且氧化劑的使用不會導(dǎo)致產(chǎn)物中出現(xiàn)中間物殘留（如無機(jī)鹽等），但仍然存在較多限制條件阻礙了大規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。由于使用了貴金屬催化劑，該催化反應(yīng)的時(shí)空收率較低，催化劑只對APGs的稀溶液（5%～20%）具有催化效果。當(dāng)APGs濃度升高時(shí)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不能通過升高溫度、延長反應(yīng)時(shí)間、提高催化劑濃度等手段實(shí)現(xiàn)[16]，由于泡沫問題的存在，通過濃縮稀溶液提高產(chǎn)物濃度的手段也難以實(shí)現(xiàn)。烷基葡萄糖醛酸的表面活性良好，保留了APGs的優(yōu)異性能，但與APGs相比，烷基葡萄糖醛酸沒有明顯的性能優(yōu)勢，因此催化氧化反應(yīng)的工業(yè)生產(chǎn)費(fèi)用就不具有投資價(jià)值。

Scheme 1 APGs的催化氧化反應(yīng)

2.2 烷基糖苷的磺化反應(yīng)

與催化氧化反應(yīng)相比，APGs的磺化反應(yīng)不具有選擇性，幾乎所有可用的羥基都可能發(fā)生反應(yīng)?；腔磻?yīng)通常在降膜式反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行，利用APGs液體與SO3/N2混合氣體進(jìn)行磺化反應(yīng)（Scheme 2），由于反應(yīng)溫度超過120℃，因此必須使用溶劑保護(hù)避免硫酸鹽的分解，但同時(shí)又要保證不含水分，避免產(chǎn)物水解生成硫酸。

Scheme 2 APGs的磺化反應(yīng)

考慮到上述的限制條件，只有少數(shù)方法可以實(shí)現(xiàn)。一種是將APGs與惰性溶劑一同引入反應(yīng)器，在反應(yīng)結(jié)束后將惰性溶劑去除，要求溶劑具有一定的極性，與SO3氣體不反應(yīng)，相對具有一定的揮發(fā)性，便于最終去除?？紤]到這些限制條件，只有部分鹵代烴符合，但鹵素是強(qiáng)毒性基，鹵代烴一般比母體烴類毒性更大，不符合使用要求。另一種方法是將APGs與20%～30%的脂肪醇混合后進(jìn)行磺化反應(yīng)，但最終產(chǎn)物是少量的APGs硫酸鹽和大量的脂肪醇硫酸鹽，這與純脂肪醇硫酸鹽在性能上相比不具有優(yōu)勢[17]。

APGs磺化反應(yīng)另一個應(yīng)用阻礙是反應(yīng)的不可控性及產(chǎn)物較易分解，最明顯的是糖和硫酸接觸瞬間就會快速脫水碳化，因此必須嚴(yán)格控制磺化劑與APGs的接觸時(shí)間，且將反應(yīng)產(chǎn)物快速中和。使用較低活性的磺化劑如SO3和胺類的復(fù)配體，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的制備，但無法用于大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)榘奉惖娜コ突厥绽脮?dǎo)致工藝設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。APGs硫酸鹽具有較好的生物降解性，特別是對于紡織物的洗滌性能突出，但生產(chǎn)規(guī)模的局限性導(dǎo)致人們對其研究興趣較低。

2.3 APG-脂肪酸甲酯的合成

通過在堿性條件下催化脂肪酸甲酯與固體APGs進(jìn)行酯交換反應(yīng)（Scheme 3），得到的產(chǎn)物經(jīng)過蒸餾去除甲醇和其他易揮發(fā)物質(zhì)，使APG-脂肪酸甲酯類產(chǎn)物中幾乎不含有甲醇和水分。APG發(fā)生酯交換反應(yīng)的選擇性較低，同時(shí)原料APGs的成分復(fù)雜，導(dǎo)致最終產(chǎn)物同樣是混合物體系，所得產(chǎn)物的親水性可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物APGs和脂肪酸酯的摩爾比在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同樣可以減少產(chǎn)物中脂肪酸的殘留量；通過優(yōu)化投料比例和脂肪酸酯的碳鏈分布[18]，可以得到具有優(yōu)異乳化性能的APG-脂肪酸酯。由于所用原料為天然可再生，因此產(chǎn)物具有較好的毒理學(xué)性能和皮膚相容性，尤其適合在化妝品中使用。

Scheme 3 APGs的酯交換反應(yīng)

綜上所述，與其他乳化劑相比，APG-脂肪酸甲酯的合成不含環(huán)氧乙烷，且產(chǎn)品的水油乳霜配方具有較好的稠度和愉悅的皮膚觸感。即使不添加共乳化劑，也可以在許多產(chǎn)品配方中長期穩(wěn)定儲存。在所有討論的APG衍生物中，最具有應(yīng)用前景的是APGs-脂肪酸酯類，這類物質(zhì)具有作為未來廣泛使用的化妝品乳化劑的潛力。

3 總結(jié)

生物基表面活性劑烷基糖苷的生產(chǎn)與應(yīng)用具有重要的意義。本文綜述了天然原料單糖和多糖作為APGs生產(chǎn)原料的應(yīng)用，及各自生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、相關(guān)衍生物的合成方法及性能改善等。工業(yè)化生產(chǎn)過程中采用間歇合成法或連續(xù)化合成法。不同的合成工藝中，溫度、壓力、反應(yīng)物投料比等工藝參數(shù)對最終得到的產(chǎn)品品質(zhì)具有較大的影響；反應(yīng)后的產(chǎn)物需要在高溫、高真空條件下脫除過量的脂肪醇，回收后重復(fù)使用；脫醇后的產(chǎn)品與工藝水混合后需要經(jīng)過降溫、漂色等調(diào)整工藝以作為不同用途的產(chǎn)品使用。基于低聚糖碳環(huán)上羥基的選擇性，APGs具有較多的改性方法，對可能的改性方法及產(chǎn)品性能進(jìn)行篩選后，烷基糖苷-脂肪酸甲酯類衍生物具有優(yōu)異的表面活性及適合化妝品使用的商業(yè)價(jià)值。