烷基糖苷衍生物在清洗剂中的发展前景

张琳琳，苏 琼*，张全梅，马雪琴，何昌树，马国仪

（1.西北民族大学化工学院，甘肃 兰州 730300；2.甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，甘肃 兰州 730300）

烷基糖苷(APG)是一种可再生的“绿色表面活性剂”，主要通过在酸性条件将多元醇和多糖进行脱水进行合成[1]。它发泡能力强，配伍性优，极易降解，广泛应用于多个领域，有很好的发展前景。自1893年，当E.Fiseher首次以多元醇和葡萄糖为原料合成APG以来[2]，性能优良的APG就受到许多学者的关注。APG进行改性，接枝上基团，克服APG本身的缺点，使其性能更加优良。文章就烷基糖苷衍生物的发展，分析和比较洗涤剂常用表面活性剂的特性，主要阐述了烷基糖苷衍生物的发展和应用于清洁剂的优势。

1 烷基糖苷衍生物的发展现状

从20世纪开始，学者对APG的研究越来越深入，烷基糖苷衍生物也得到了长足的发展。1939年Dow化学公司通过醚化淀粉首次制备出APG系列衍生物[3]，1944年 August Chwala和Vienna将大分子APG进行酯化、醚化、与氨基等一系列反应后得到了新型的大分子衍生物[4]。而我国也于1999年合成了第一种衍生物--烷基多苷磺基琥珀酸脂二钠盐，与APG的性能相比，其在硬水中的发泡性和水溶性显著提高[5]。在21世纪，烷基多苷硫酸酯、烷基糖苷磷酸酯盐、烷基糖苷羧酸酯等衍生物的合成工艺已逐渐成熟[2]。但目前衍生物的工业化生产和在洗涤剂行业的应用还处于探索阶段。

2 烷基糖苷衍生物的发展及应用

2.1 烷基糖苷季铵盐

蒋春瑛用表氯醇、多糖以及叔胺作为原料合成的季铵盐类衍生物，应用于个护中能降低刺激性[6]。随后王金涛等在正丙醇水溶液中将3-氯-2-羟基丙基糖苷与叔胺进行反应,合成了季铵盐类衍生物,产物与阴离子表面活性剂复配有良好的发泡性和水溶性[7]。司西强等将甲基葡萄苷进行苷化后，再与季铵盐进行铵化发应,制备出阳离子性烷基糖苷季铵盐[8]。

烷基糖苷季铵盐兼具APG和传统阳离子型表面活性剂的特性。在洗涤剂的应用中，与传统阳离子相比，烷基糖苷季铵盐温和不刺激、生态相容性高、发泡性稳定、杀菌抑菌效果显著。烷基糖苷季铵盐应用于洗涤产品中，具有活性高、成本低、温和性好、易漂洗等优势，是一种极具发展前景的洗涤剂。

2.2 烷基糖苷磺酸盐

用APG12与顺丁烯二酸酐合成十二烷基糖苷马来酸脂，然后与亚硫酸钠反应得到烷基多苷磺基琥珀酸脂二钠盐。这种衍生物浊点低，在硬水中的发泡性较APG而言，得到较大改善[5]。袁浩等用亚硫酸钠作为磺化剂将APG与顺丁二酸苷的产物进行磺化，得到烷基多苷磺基琥珀酸单酯二钠盐[9]。Anthony J O'Lenick等在专利中公开了用3-氯甘油与马来酸反应,生成的中间产物在亚硫酸钠的催化下与APG反应生成磺基琥珀酸酯类的衍生物[10]。

磺酸基的水溶性强、不易与水质中阳离子发生反应、不易电解,因此在烷基糖苷接枝上磺酸根基团后，其在硬水中的溶解性、发泡性、稳定性等性能显著提高。在洗涤用品中，加入烷基糖苷磺酸盐类活性剂，不仅增强了发泡性，而且生态安全性也得到保障；又因其独特的温和性对皮肤无刺激，在硬度高的水质里，发泡性依旧良好且去污力强，烷基糖苷磺酸盐在清洗用品方面拥有很大的潜力。

2.3 烷基糖苷醚

APG分子链上非首位的羟基能与醇类发生脱水反应生成醚类衍生物。烷基糖苷醚类化合物在结构上与APG很像，因此醚类衍生物具有APG的高生态安全性、绿色生产工艺、表面活性因子多等特性，同时也克服了长链APG发泡性不稳定的缺陷，提高了耐盐性[11]。1941年EI-wood V White将APG、乙醚和短链醇置于高温中发生反应首次合成了醚类衍生物[12]。之后，张远军等利用超临界CO2萃取技术将直接缩合得到的产物进行纯化，得到的醇醚糖苷在硬水中稳定性更好，活性更强[13]。

醚类烷基糖苷衍生物解决了APG耐硬水性差和溶解性低的缺点，且其生物降解性优，起泡性稳定，是能应用于洗涤剂中的高效表面活性剂。然而由于醚类烷基糖苷衍生物提纯较难，制备成本高，应用于洗涤剂生产中还需更加经济的生产路径。

2.4 其他类烷基糖苷衍生物

David B Mc Call用APG与1-氯甲烷经过SN2亲核取代反应,生成了去垢性优良的甲基化烷基糖苷[14]。张飞龙等制备的阴离子表面活性剂烷基多苷柠檬酸酯盐，具有去污力强、良好的硬水相容性、环境友好等优良性能[15]。APG分子链上的羟基能与硅离子发生系列反应生成有机硅类衍生物，亲水能力得到显著增强。

目前所合成的衍生物性能上相对APG更加优异，在亲水性、去污性、环境友好性和温和性上均有所提高，因此衍生物在洗涤剂行业具有研究价值。但就目前工业生产技术而言，这些性能更加优异的衍生物无法进行批量的工业化生产，将烷基糖苷衍生物工业化是急需解决的问题。

3 结语

APG活性强、生态性友好、相容性高等优良的性能使其首次合成后便得到了大力的发展。近年来APG的工业化也使得其衍生物的合成得到迅猛发展。烷基糖苷衍生物通过对APG进行接枝其他活性基团,在保留了APG良好性能的基础上，使其去污活性因子、硬水相容性、起泡性、稳定性等显著提高。随着烷基糖苷的生产工业化和绿色生产的观念不断深入人心，生物质基有着很大的发展空间，其衍生物也在不断发展并将运用于各种领域。随着人们对环境保护意识的不断提高，意味着研究合成路径更加绿色环保、低耗的合成方法是烷基糖苷衍生物的主要发展趋势，也因衍生物更加高效、节水等优点，其在清洗剂行业也将得到较大发展。