অ্যালকাইল গ্লুকোসাইড তৈরির পদ্ধতি

ফিশার গ্লাইকোসিডেশন হল রাসায়নিক সংশ্লেষণের একমাত্র পদ্ধতি যা অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইডের বৃহৎ আকারের উৎপাদনের জন্য আজকের অর্থনৈতিক এবং প্রযুক্তিগতভাবে নিখুঁত সমাধানের বিকাশকে সক্ষম করেছে। 20,000 টন/বছরের বেশি ক্ষমতা সম্পন্ন উৎপাদন কেন্দ্রগুলি ইতিমধ্যেই বাস্তবায়িত হয়েছে এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য কাঁচামালের উপর ভিত্তি করে পৃষ্ঠ-সক্রিয় এজেন্ট দিয়ে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট শিল্পের পণ্য পরিসরকে প্রসারিত করেছে। ডি-গ্লুকোজ এবং লিনিয়ার C8-C16 ফ্যাটি অ্যালকোহলগুলি পছন্দের ফিডস্টক হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। এই ইডাক্টগুলিকে সরাসরি ফিশার গ্লাইকোসিডেশন বা দ্বি-পদক্ষেপ ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশনের মাধ্যমে অ্যাসিড অনুঘটকের উপস্থিতিতে বিউটাইল পলিগ্লুকোসাইডের মাধ্যমে পৃষ্ঠ-সক্রিয় অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইডে রূপান্তরিত করা যেতে পারে, যার উপজাত জল। বিক্রিয়ার ভারসাম্যকে পছন্দসই পণ্যের দিকে স্থানান্তরিত করার জন্য বিক্রিয়া মিশ্রণ থেকে জল পাতন করতে হবে। গ্লাইকোসিডেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, বিক্রিয়ার মিশ্রণে অসঙ্গতি এড়ানো উচিত, কারণ এগুলি তথাকথিত পলিগ্লুকোসাইডের অত্যধিক গঠনের দিকে পরিচালিত করে, যা অত্যন্ত অবাঞ্ছিত। তাই অনেক প্রযুক্তিগত কৌশল n-গ্লুকোজ এবং অ্যালকোহল নির্গমনকারী পদার্থগুলিকে একজাত করার উপর মনোনিবেশ করে, যা তাদের পোলারিটির পার্থক্যের কারণে খুব একটা মিশ্রিত হয় না। বিক্রিয়ার সময়, ফ্যাটি অ্যালকোহল এবং n-গ্লুকোজের মধ্যে এবং n-গ্লুকোজ ইউনিটগুলির মধ্যে গ্লাইকোসিডিক বন্ধন তৈরি হয়। ফলস্বরূপ, অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইডগুলি দীর্ঘ-শৃঙ্খল অ্যালকাইল অবশিষ্টাংশে বিভিন্ন সংখ্যক গ্লুকোজ ইউনিট সহ ভগ্নাংশের মিশ্রণ হিসাবে তৈরি হয়। এই ভগ্নাংশগুলির প্রতিটি, ঘুরে, বেশ কয়েকটি আইসোমেরিক উপাদান দ্বারা গঠিত, কারণ ফিশার গ্লাইকোসিডেশনের সময় রাসায়নিক ভারসাম্যে n-গ্লুকোজ ইউনিটগুলি বিভিন্ন অ্যানোমেরিক ফর্ম এবং রিং ফর্ম গ্রহণ করে এবং D-গ্লুকোজ ইউনিটগুলির মধ্যে গ্লাইকোসিডিক সংযোগগুলি বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য বন্ধন অবস্থানে ঘটে। D-গ্লুকোজ ইউনিটগুলির অ্যানোমার অনুপাত প্রায় α/β＝ 2: 1 এবং ফিশার সংশ্লেষণের বর্ণিত অবস্থার অধীনে প্রভাবিত করা কঠিন বলে মনে হয়। তাপগতিগতভাবে নিয়ন্ত্রিত অবস্থার অধীনে, পণ্য মিশ্রণে থাকা n-গ্লুকোজ ইউনিটগুলি প্রধানত পাইরানোসাইড আকারে বিদ্যমান। প্রতি অ্যালকাইল অবশিষ্টাংশে n-গ্লুকোজ ইউনিটের গড় সংখ্যা, যাকে পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি বলা হয়, মূলত উৎপাদনের সময় নির্গমনকারী পদার্থের মোলার অনুপাতের উপর নির্ভর করে। তাদের উচ্চারিত সার্ফ্যাক্ট্যান্ট বৈশিষ্ট্যের [1] কারণে, 1 থেকে 3 এর মধ্যে পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি সহ অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইডগুলিকে বিশেষ অগ্রাধিকার দেওয়া হয়, যার জন্য প্রক্রিয়াটিতে প্রতি n-গ্লুকোজের মোলে প্রায় 3-10 মোল ফ্যাটি অ্যালকোহল ব্যবহার করতে হবে।

অতিরিক্ত ফ্যাটি অ্যালকোহল বৃদ্ধির সাথে সাথে পলিমারাইজেশনের মাত্রা হ্রাস পায়। অতিরিক্ত ফ্যাটি অ্যালকোহলগুলি ফিল্ম ইভাপোরেটর ব্যবহার করে বহু-পদক্ষেপ ভ্যাকুয়াম পাতন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পৃথক এবং পুনরুদ্ধার করা হয়, যাতে তাপীয় চাপ সর্বনিম্ন রাখা যায়। বাষ্পীভবনের তাপমাত্রা যথেষ্ট বেশি হওয়া উচিত এবং গরম অঞ্চলে যোগাযোগের সময় যথেষ্ট দীর্ঘ হওয়া উচিত যাতে অতিরিক্ত ফ্যাটি অ্যালকোহলের পর্যাপ্ত পাতন এবং অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইড গলে যাওয়ার কোনও উল্লেখযোগ্য পচন বিক্রিয়া ছাড়াই প্রবাহিত হয়। বাষ্পীভবনের কয়েকটি ধাপ সুবিধাজনকভাবে প্রথমে কম ফুটন্ত ভগ্নাংশ, তারপরে ফ্যাটি অ্যালকোহলের প্রধান পরিমাণ এবং অবশেষে অবশিষ্ট ফ্যাটি অ্যালকোহল পৃথক করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যতক্ষণ না অ্যালকাইল পলিগ্লাইকোসাইড জলে দ্রবণীয় অবশিষ্টাংশ হিসাবে গলে যায়।

ফ্যাটি অ্যালকোহলের সংশ্লেষণ এবং বাষ্পীভবনের জন্য সবচেয়ে মৃদু পরিস্থিতিতেও, অবাঞ্ছিত বাদামী বিবর্ণতা দেখা দেবে এবং পণ্যটিকে পরিশোধিত করার জন্য ব্লিচিং প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হবে। ব্লিচিংয়ের একটি উপযুক্ত পদ্ধতি যা উপযুক্ত প্রমাণিত হয়েছে তা হল ম্যাগনেসিয়াম আয়নের উপস্থিতিতে ক্ষারীয় মাধ্যমে অ্যালকাইল পলিগ্লাইকোসাইডের জলীয় সূত্রে হাইড্রোজেন পারক্সাইডের মতো একটি অক্সিডাইজিং এজেন্ট যোগ করা।

সংশ্লেষণ, প্রক্রিয়াকরণ-পরবর্তী এবং পরিশোধন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত একাধিক গবেষণা এবং রূপগুলি নিশ্চিত করে যে আজও, একটি নির্দিষ্ট পণ্য গ্রেড পাওয়ার জন্য কোনও ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য "টার্নকি" সমাধান নেই। বিপরীতে, সমস্ত প্রক্রিয়া পদক্ষেপগুলি প্রণয়ন করা প্রয়োজন। ডংফু সমাধান নকশা এবং প্রযুক্তিগত সমাধানের জন্য কিছু পরামর্শ প্রদান করে এবং প্রতিক্রিয়া, পৃথকীকরণ এবং পরিশোধন প্রক্রিয়ার রাসায়নিক এবং ভৌত অবস্থা ব্যাখ্যা করে।

তিনটি প্রধান প্রক্রিয়া - সমজাতীয় ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশন, স্লারি প্রক্রিয়া এবং গ্লুকোজ ফিড কৌশল - শিল্প পরিবেশে ব্যবহার করা যেতে পারে। ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশনের সময়, ডি-গ্লুকোজ এবং বিউটানল নির্গত করার জন্য দ্রাব্যকারী হিসাবে কাজ করে এমন মধ্যবর্তী বিউটাইল পলিগ্লুকোসাইডের ঘনত্ব বিক্রিয়া মিশ্রণে প্রায় 15% এর বেশি রাখতে হবে যাতে অসঙ্গতি এড়ানো যায়। একই উদ্দেশ্যে, অ্যালকাইল পলিগ্লুকোসাইডের সরাসরি ফিশার সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত বিক্রিয়া মিশ্রণে জলের ঘনত্ব প্রায় 1% এর কম রাখতে হবে। উচ্চ জলের পরিমাণের ক্ষেত্রে স্থগিত স্ফটিক ডি-গ্লুকোজকে একটি আঠালো ভরে পরিণত করার ঝুঁকি থাকে, যার ফলে পরবর্তীকালে খারাপ প্রক্রিয়াকরণ এবং অতিরিক্ত পলিমারাইজেশন ঘটবে। কার্যকর নাড়াচাড়া এবং সমজাতকরণ বিক্রিয়া মিশ্রণে স্ফটিক ডি-গ্লুকোজের সূক্ষ্ম বন্টন এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা বৃদ্ধি করে।

সংশ্লেষণের পদ্ধতি এবং এর আরও পরিশীলিত রূপগুলি নির্বাচন করার সময় প্রযুক্তিগত এবং অর্থনৈতিক উভয় কারণই বিবেচনা করা উচিত। ডি-গ্লুকোজ সিরাপের উপর ভিত্তি করে সমজাতীয় ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশন প্রক্রিয়াগুলি বৃহৎ পরিসরে ক্রমাগত উৎপাদনের জন্য বিশেষভাবে অনুকূল বলে মনে হয়। এগুলি মূল্য সংযোজন শৃঙ্খলে কাঁচামাল ডি-গ্লুকোজের স্ফটিকীকরণে স্থায়ী সাশ্রয় করে, যা ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশন ধাপ এবং বিউটানলের পুনরুদ্ধারে উচ্চতর এককালীন বিনিয়োগের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। এন-বিউটানলের ব্যবহার অন্য কোনও অসুবিধা উপস্থাপন করে না, কারণ এটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে পুনর্ব্যবহৃত করা যেতে পারে যাতে পুনরুদ্ধারকৃত শেষ পণ্যগুলিতে অবশিষ্ট ঘনত্ব প্রতি মিলিয়নে মাত্র কয়েক অংশ হয়, যা অ-গুরুত্বপূর্ণ বলে বিবেচিত হতে পারে। স্লারি প্রক্রিয়া বা গ্লুকোজ ফিড কৌশল অনুসারে সরাসরি ফিশার গ্লাইকোসাইডেশন ট্রান্সগ্লাইকোসাইডেশন ধাপ এবং বিউটানলের পুনরুদ্ধারকে বাদ দেয়। এটি ক্রমাগত সঞ্চালিত হতে পারে এবং সামান্য কম মূলধন ব্যয়ের প্রয়োজন হয়।

ভবিষ্যতে, জীবাশ্ম এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য কাঁচামালের সরবরাহ এবং মূল্য, সেইসাথে অ্যালকাইল পলিস্যাকারাইড উৎপাদনে আরও প্রযুক্তিগত অগ্রগতি, বাজারের ক্ষমতা এবং উন্নয়ন ও প্রয়োগের উৎপাদন ক্ষমতার উপর একটি নির্ণায়ক প্রভাব ফেলবে। বেস পলিস্যাকারাইডের ইতিমধ্যেই নিজস্ব প্রযুক্তিগত সমাধান রয়েছে যা পৃষ্ঠ চিকিত্সা বাজারে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা প্রদান করতে পারে এমন কোম্পানিগুলির জন্য যারা এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি বিকাশ করে বা গ্রহণ করেছে। এটি বিশেষ করে সত্য যখন দাম বেশি এবং কম থাকে। উৎপাদনকারী এজেন্টের উৎপাদন খরচ স্বাভাবিক স্তরে বেড়েছে, এমনকি স্থানীয় কাঁচামালের দাম সামান্য কমে গেলেও, এটি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের বিকল্পগুলি ঠিক করতে পারে এবং নতুন অ্যালকাইল পলিস্যাকারাইড উৎপাদন কেন্দ্র স্থাপনকে উৎসাহিত করতে পারে।