Cacbohiđrat là nguồn nguyên liệu thiên nhiên được sử dụng làm nguyên liệu tổng hợp các chất hoạt động bề mặt. Ưu điểm của các chất hoạt động bề mặt này là có thể bị phân hủy trong thiên nhiên dưới tác dụng của vi sinh vật. Mặc dù cacbohiđrat bao gồm nhiều loại nhưng đến nay dùng phổ biến vẫn là đường glucozơ, sacarozơ, sorbitol. Bảng 6.5 cho sản lượng và giá trung bình của các nguyên liệu này.
Nguyên liệu; Sacarozơ. Sản lượng (tấn /năm); 130.000.000. Giá trung bình; 0,70 – 0,80
Nguyên liệu; Glucozơ. Sản lượng (tấn /năm); 16.000.000. Giá trung bình; 0,55 – 1,12(USD/kg);
Nguyên liệu; Sorbitol. Sản lượng (tấn /năm); 8.000.000 (USD/kg); Giá trung bình; 0,53 – 1,70(USD/kg);
Sorbitan este
Sorbitan este đã được sản xuất công nghiệp bằng cách đehiđrat hóa nội phân tử sorbitol trong sự có mặt của axit (ví dụ NaH2PO4) ở nhiệt độ 150 – 200oC và có mặt xúc tác (ví dụ Na2CO3), este hóa với axit béo ở 200 – 250oC. Sản lượng hàng năm của sobitan este là 20.000 tấn (xem bảng 6.6). Quá trình phản ứng theo sơ đồ sau:
Sản lượng chất hoạt động bề mặt từ đường
Saccarozơ este.
Sản phẩm được sản xuất cho công nghệ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, chất giặt rửa.
Tổng hợp saccarozơ este bằng este hóa xúc tác (K2CO3) saccarozơ với metyleste của axit béo (R’COOCH3) trong dung môi (ví dụ dimetylfomamit) ở ~ 900C như sơ đồ sau:
Sản phẩm thực tế của phản ứng là hỗn hợp nhiều loại este mono-, đi-, tri-, tetra- và pentaeste như sơ đồ dưới đây:
Dẫn xuất glucozơ.
1. Ankylpoliglicosit.
Tổng hợp ankylpoliglicosit được thự hiện từ 100 năm trước, phản ứng của glucozơ với ancol mạch dài C8-C16, kết quả sản phẩm của phản ứng là mono-, đi-, tri- và oligoglicosit hỗn hợp a- và b-anome như sơ đồ dưới đây:
Phản ứng được thực hiện có mặt xúc tác là axit p-toluensunfonic với lượng dư ancol bậc cao (2 đến 6 lần) đuổi nước dưới áp suất thấp ở 100-1200C.
2. Glucamit axit béo.
Tổng hợp glucamit axit béo dựa trên phản ứng của glucozơ với metylamin dưới điều kiện khử (H2/Ni) để hình thành N-metylglucamin. Chất này cho phản ứng tiếp với metyleste của axit béo cho N-metylglucamit của axit béo theo sơ đồ sau:
3. Tổng hợp metyl glucosit este.
Este hóa metyl glucosit với metyl este của axit stearic hay oleic để tăng cường tính kị nước (lipophilic), sau đó cho metylglucosit phản ứng với etilenoxit nhận được polietilenglicolmetylglucosit este.
Dẫn xuất của lactozơ.
Các chất hoạt động bề mặt từ đường galactozơ như N-ankylamino-1-deoxilactitol, N-axetyl-N-ankyllactosylamin là các chất có hoạt tính sinh học, được điều chế trực tiếp từ phản ứng của lactozơ với amin hoặc anhiđrit như sơ đồ sau:
