CN101166703B - 烷二醇组合物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供气味少的烷二醇组合物、其有效的制造方法、以及包含烷二醇组合物的化妆品。烷二醇组合物中，相对于100质量份碳原子为4以上的烷二醇化合物，酯化合物的含量为0.005质量份以下。另外，烷二醇组合物中，相对于100质量份碳原子数为4以上的烷二醇化合物，二噁烷型化合物的含量为0.2质量份以下。进而，相对于100质量份烷二醇化合物，含醚基的二元醇的含量优选为0.3质量份以下。

Description

烷二醇组合物的制造方法
技术领域
本发明涉及烷二醇组合物、其制造方法和化妆品，具体地说，涉及几乎不含特定的副产物，不产生令人不舒服的气味的烷二醇组合物、其制造方法和化妆品。
背景技术
对于制造有机化合物的技术人员来说，有机化学反应伴随副产物的形成进行是不可避免的。相对于最终产物，这些副产物的量大多很少。但是，即使是微量的副产物，也会带来使最终产物的颜色恶化，使最终产物的气味恶化等对最终产物产生化学影响。为了防止这样的影响，对于制造有机化合物的技术人员来说，防止这些不良副产物的形成或最终除去这些不良副产物是制造工序的一部分。
其中，烷二醇化合物在例如化妆品的防腐剂、保湿剂、珠光剂、合成纤维的原料、尿烷化合物的原料、水性墨水等各种领域中使用，特别是在化妆品领域中，在配合到产品中时的气味成为大的问题。例如，可列举出如下问题：当在不含香料的产品中添加有气味的烷二醇化合物时，不能得到无香料的产品；另外，在添加了香料的产品中，也由于添加有气味的烷二醇化合物，而导致产品的气味发生变化等。在化妆品领域中，对无气味或气味少的烷二醇组合物的需求增加。
目前，作为通常的烷二醇组合物的制造方法，已知有用过氧化氢等氧化剂将烯烃氧化，制造环氧化合物，将其水解的方法等。这样制造的烷二醇组合物具有气味，因而，通过通常的纯化方法蒸馏进行纯化(例如，参考专利文献1、2)。
专利文献1：  日本特开昭57-62234号公报
专利文献2：  日本特开昭60-78928号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，即使是如专利文献1或2所记载的那样进行蒸馏而被处理的烷二醇，也不能除去气味。其原因是有气味的成分未被特定，并不清楚通过除去哪种成分可抑制气味，仅仅简单地进行了蒸馏。因此，本发明的目的在于提供气味少的烷二醇组合物、其有效的制造方法、以及包含烷二醇组合物的化妆品。
用于解决问题的方法
本发明人针对上述问题，进行深入研究，结果发现通过限定烷二醇组合物中所含的成为气味的原因的成分，使该特定化合物在一定含量以下，由此，可得到气味少的烷二醇组合物，从而完成了本发明。
即，本发明的烷二醇组合物的特征在于，相对于100质量份碳原子数为4以上的烷二醇化合物，酯化合物(A)的含量为0.005质量份以下。
另外，本发明的其它烷二醇组合物的特征在于，相对于100质量份碳原子数为4以上的烷二醇化合物，二噁烷型化合物(C)的含量为0.2质量份以下。
在本发明中还优选相对于100质量份烷二醇化合物，含醚基的二元醇(B)的含量为0.3质量份以下。
另外，作为本发明所使用的烷二醇组合物，适合使用由下述通式(1)表示的化合物。进一步优选所述烷二醇化合物是通过烯烃的氧化反应制造的环氧化合物的水解产物。
Figure S2006800142773D00031
(上述式中，R表示碳原子数为4～15的烷基)
另外，本发明的烷二醇组合物的制造方法的特征在于，制造烷二醇组合物时，包括如下工序：
(a)将烯烃氧化，制造环氧化合物的工序；
(b)水解该环氧化合物，得到烷二醇组合物的工序；
(c)向该烷二醇组合物中添加水和/或有机溶剂，并在减压下除去水和/或有机溶剂的工序。
另外，本发明的化妆品的特征在于，其含有上述本发明述的烷二醇组合物。
发明的效果
本发明的烷二醇组合物气味少，另外，包括其的本发明的化妆品也没有烷二醇组合物的气味引起的问题。另外，通过本发明的烷二醇组合物的制造方法，可以有效地制造气味成分为低浓度的烷二醇组合物。
具体实施方式
本发明可使用的烷二醇化合物是碳原子数为4以上且脂肪族饱和烃的任两个氢原子被羟基取代的物质。作为这样的烷二醇化合物，可列举出例如，1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、异戊二醇(3-甲基-1，3-丁二醇)、1，2-己二醇、1，6-己二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，2-辛二醇、2，3-辛二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2，5-二甲基-2，5-己二醇、1，2- 癸二醇、1，2-十二烷二醇、1，2-十四烷二醇、1，2-十六烷二醇、1，2-十八烷二醇、1，12-十八烷二醇、1，2-环己二醇、1，4-环己二醇、1，4-环己烷二甲醇等。
在这样的烷二醇化合物中，优选两个羟基结合到相邻的碳原子上的连位化合物，更优选由下述通式(1)表示的化合物。
Figure S2006800142773D00041
通式(1)中的R表示碳原子数为4～15的烷基。作为该烷基，可列举出例如，丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、叔戊基、己基、仲己基、庚基、仲庚基、辛基、仲辛基、壬基、仲壬基、癸基、仲癸基、十一烷基、仲十一烷基、十二烷基、仲十二烷基、十三烷基、异十三烷基、仲十三烷基、十四烷基、仲十四烷基、十六烷基、仲十六烷基、硬脂基、2-乙基己基、2-丁基辛基、2-丁基癸基、2-己基辛基等。
这些烷基中，优选碳原子数为4～9的烷基，更优选碳原子数为4～7的烷基，进一步优选碳原子数为4～6的烷基，最优选碳原子数为5的烷基。
本发明的烷二醇组合物的制造方法没有特别限定，可列举出例如，将烯烃氧化而改性成环氧化合物后，进行水解的方法等。作为将烯烃氧化的方法，可列举出例如，用过氧化氢、过氧化合物、无机的氧化剂等氧化剂进行氧化的方法等。另外，作为水解的方法，可列举出例如，在高压下与水直接反应的方法；使甲酸、醋酸与环氧化合物反应后，用碱性物质进行水解的方法等。通过这样的制造方法得到的烷二醇组合物中，一定 包含酯化合物、不饱和醇或缩醛化合物等副产物，并不能确定哪个化合物是产生气味的原因。这样的情况下，如前述那样，通常进行一般的纯化方法蒸馏，但仅仅用蒸馏并不能除去气味，因而，不能除去烷二醇组合物的气味。
本发明人等进行了研究，结果发现在作为气味原因的化合物中，最影响气味的化合物是酯化合物和二噁烷型化合物。因此，本发明的第一烷二醇组合物中，酯化合物(A)的含量相对于100质量份烷二醇化合物必须为0.005质量份以下。所谓酯化合物(A)是指具有酯键的化合物，例如作为原料的环氧化合物与甲酸、醋酸等脂肪酸的反应产物；烷二醇化合物与脂肪酸的反应产物；作为原料的烯烃通过氧化成为具有羰基的化合物，该化合物与环氧化合物、烷二醇化合物反应后的反应产物等。这样的酯化合物由于都是气味的原因，因而，本发明的烷二醇组合物中所含的酯化合物的含量相对于100质量份烷二醇化合物为0.005质量份以下，优选为0.003质量份以下，更优选为0.001质量份以下。当超过0.005质量份时，烷二醇组合物中残留有令人不舒服的气味。
另外，本发明的第二烷二醇组合物中，相对于100质量份烷二醇化合物，二噁烷型化合物(C)的含量需要在0.2质量份以下。在本发明中，通过抑制二噁烷型化合物(C)的含量，也可得到抑制气味的效果。作为二噁烷型化合物(C)，可列举出例如，由以下所示的通式(2)、(3)(式中的R表示与前述相同定义的基团)表示的化合物，这些化合物是通过烷二醇之间的脱水缩合反应、未反应的环氧化合物之间的缩合反应等生成的。本发明的第二烷二醇组合物中所含的二噁烷型化合物(C)的含量相对于100质量份烷二醇化合物为0.2质量份以下，优选为0.15质量份以下，更优选为0.1质量份以下。当超过0.2质量份时， 烷二醇组合物中残留有令人不舒服的气味。
Figure S2006800142773D00061
在本发明中，如上所述，通过将酯化合物(A)或二噁烷型化合物(C)中任一个的含量抑制在规定范围内，可得到气味少的烷二醇组合物，进一步，作为成为烷二醇组合物的气味原因的副产物，可列举出含醚基的二元醇。作为含醚基的二元醇(B)，可列举出例如，由以下所示的通式(4)、(5)或(6)(式中的R表示与前述相同定义的基团)表示的化合物。这些化合物是通过烷二醇之间的脱水缩合反应等生成的。本发明的烷二醇组合物中所含的含醚基的二元醇(B)的含量相对于100质量份烷二醇化合物优选为0.3质量份以下，更优选为0.2质量份以下，进一步优选为0.15质量份以下。当超过0.3质量份时，烷二醇组合物中残留有令人不舒服的气味。
Figure S2006800142773D00062
作为分析这些副产物的方法，可列举出例如，使用气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪、NMR、IR等仪器分析装置的方法； 皂化价、不饱和度、羟值等利用滴定的分析等，但由于分析微量的副产物，因而优选利用仪器分析进行，更优选使用气相色谱仪、质谱仪，进一步优选使用气相色谱仪。本发明的烷二醇组合物的情况下，气相色谱仪的谱图上出现的峰面积比与质量比相同，因而，分析各个成分的质量比是容易的。
气相色谱分析中，只要是副产物等分离的条件，则可以使用任意方法，可列举出例如以下方法：作为气相色谱装置，在GC-14B((株)岛津制作所制造)上安装J&W公司制造的DB-1(100％二甲基聚硅氧烷、内径0.53mm、长度15m、膜厚1.5μm)柱，作为载气的氮气20ml/分钟、FID检测器温度320℃、空气压力50kPa、氢气压力50kPa、气化室温度320℃、升温速率为在60℃下保持5分钟后以10℃/分钟升温到280℃，成为280℃后在该温度下保持3分钟，在此条件下，用微型注射器将用乙醇稀释到1.5重量％的试样注射到仪器中。
在上述条件下，1，2-辛二醇在保留时间约10分钟时出现主峰，在存在副产物的情况下，其前后出现峰。于是，这些峰的面积比直接就是各个成分的质量比。另外，主峰的保留时间前的2分钟出现酯化合物的峰，主峰的保留时间后的4～7分钟的期间出现二噁烷型化合物的峰，主峰的保留时间后的8～15分钟的期间出现含醚基的二元醇的峰。
即，在本发明的第一烷二醇组合物中，在主峰的保留时间前2分钟出现的酯化合物的峰面积必须在主峰面积的0.005％以下，优选在0.003％以下，更优选在0.001％以下。当大于0.005％时，酯化合物的含量相对于100质量份烷二醇化合物大于0.005质量份。另外，在主峰保留时间后的2分钟有时出现结构不明的气味成分，这期间出现峰的情况下，气味变强，故不优选。
另外，在本发明的第二烷二醇组合物中，主峰的保留时间 后的4～7分钟的期间出现的二噁烷型化合物的峰面积必须在主峰面面积的0.2％以下，优选在0.15％以下，更优选在0.1％以下。当大于0.2％时，二噁烷型化合物的含量相对于100质量份烷二醇化合物大于0.2质量份。
另外，主峰的保留时间后的8～15分钟的期间出现的含醚基的二元醇的峰面积优选为主峰的0.3％以下，更优选为0.2％以下，进一步优选为0.15％以下。当大于0.3％时，含醚基的二元醇的含量相对于100质量份烷二醇化合物大于0.3质量份，有时出现气味。
为了得到本发明的烷二醇组合物，可使用公知的任一方法，只要是相对于100质量份烷二醇化合物，可使作为副产物的酯化合物为0.005质量份以下，或者，和/或可使作为副产物的二噁烷型化合物为0.2质量份以下。如前所述，仅仅是通常进行的蒸馏，则不能将酯化合物和/或二噁烷型化合物的含量控制在上述范围以下，不能除去气味。认为这是由于成为气味原因的成分酯化合物和二噁烷型化合物的沸点与烷二醇化合物的沸点非常接近。
作为用于得到本发明的烷二醇组合物的纯化方法，可列举出例如，加入大量的水后进行减压脱水，使副产物与水共沸而除去的方法；加入有机溶剂后进行减压，将这些有机溶剂与副产物共沸的方法；加入水和有机溶剂后进行减压，将它们与副产物共沸的方法；边吹入水蒸气边减压，并除去副产物的方法；使副产物吸附在离子交换树脂、活性炭等吸附剂上，再进行蒸馏的方法；添加乙醇、丙酮、己烷等溶剂，通过再结晶进行纯化的方法；以及这些方法的组合；这些方法与现有的纯化方法的组合等。
这些方法中，由于可有效除去成为气味原因的酯化合物， 因而，优选以下方法：边吹入水蒸气边进行减压，并除去副产物的方法；本发明的制造方法，即，添加水和/或有机溶剂，进行减压，使这些溶剂与副产物共沸的方法；添加有机溶剂，再边吹入水蒸气边进行减压的方法。
另外，吹入水蒸气的情况下，优选相对于100质量份烷二醇组合物，吹入的水的总量为30～200质量份，更优选为50～150质量份，进一步优选为50～100质量份。蒸馏温度优选为80℃～120℃，更优选为85℃～110℃，进一步优选为90℃～100℃。另外，减压度优选为10kPa以下，更优选为5kPa以下，进一步优选为1.3kPa以下。
有机溶剂相对于100质量份烷二醇组合物优选添加30～200质量份，更优选为50～150质量份，进一步优选为80～120质量份。另外，例如可以添加10质量份有机溶剂进行脱有机溶剂后，再加入10质量份有机溶剂进行脱有机溶剂等，分多次添加有机溶剂。当分多次添加有机溶剂的情况下，所添加的有机溶剂的总量优选添加为上述优选的范围。
水相对于100质量份烷二醇组合物优选添加为30～200质量份，更优选为50～150质量份，进一步优选为80～120质量份。另外，例如可以添加10质量份水进行脱水后，再加入10质量份水进行脱水等，分多次添加水。当分多次添加水的情况下，所添加的水的总量优选添加为上述优选的范围内。另外，减压度优选为10kPa以下，更优选为5kPa以下，进一步优选为1.3kPa以下。
另外，组合有机溶剂和水、或者组合有机溶剂和水蒸气的情况下，相对于100质量份有机溶剂，优选添加或吹入20～150质量份水或水蒸气，更优选30～100质量份。另外，有机溶剂和水、或者有机溶剂和水蒸气的总量相对于100质量份烷二醇组合 物优选为50～300质量份，更优选为80～250质量份，进一步优选为100～200质量份。进一步，减压度优选为10kPa以下，更优选为5kPa以下，进一步优选为1.3kPa以下。
作为上述纯化方法中可使用的有机溶剂，可列举出例如，乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚等二醇化合物；己烷、辛烷、壬烷、癸烷等非环式烃；苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、异丙基苯、萘等芳香族系烃。这些当中，从容易除去副产物的观点出发，优选使用二醇系溶剂，更优选丙二醇、二丙二醇、二乙二醇，最优选丙二醇。
本发明的烷二醇组合物中可根据需要在不损害本发明效果的范围内添加其他任意成分。所谓其他任意成分是指可适当配合例如，水；非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂等表面活性剂；抗氧化剂、光稳定剂、硅油、增粘剂、油剂、粉体(颜料、色素、树脂)、防腐剂、香料、保湿剂、生理活性成分、盐类、溶剂、抗氧化剂、螯合剂、中和剂、pH调节剂、酶、环糊精等环状低聚糖等成分。
另外，本发明的烷二醇组合物也可与同羟基反应的其他化合物反应。作为与羟基反应的其他化合物，可列举出例如，异氰酸酯化合物、环氧化合物、脂肪酸等含羧酸化合物等。通过与这些化合物反应，可利用到聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯等中，另外，本发明的烷二醇组合物由于副产物的含量少，因而，存在几乎不引起副反应，最终反应物的副产物也少的优点。
本发明的化妆品是包含上述本发明的烷二醇组合物的化妆品。在化妆品中，烷二醇组合物可用作例如保湿剂、防腐剂，或者可用作洗发剂的珠光剂。作为化妆品，可列举出例如，洁面霜(facial cleansing cream)、洁面泡沫(cleansing foam)、清 洁霜(cleansing cream)、洗面奶(cleansing milk)、清洁乳(cleaning lotion)、按摩膏(massage cream)、冷霜(cold cream)、润肤霜(moisture cream)、防晒霜(sun block cream)、沐浴露(body shampoo)、洗发香波(hair shampoo)、护发素(hairrinse)、发质护理剂(hair treatment)、生发剂(pilatory)、发乳(hair cream)、洗发液(hair liquid)、梳整水(set lotion)、漂毛膏(hair bleach)、染发剂(colorrinse)、烫发液(permanentwave liquid)、护手霜(hand cream)、口红、各种面膜、粉底(foundation)、化妆水、化妆液、乳液、古龙水、浴用化妆品、厨房用洗剂、洗涤用洗剂、浴用洗剂、指甲用化妆品、刷牙粉等。
实施例
以下，通过实施例具体说明本发明。
二醇化合物的制造
制造例1(辛二醇的制造)
在具备搅拌机、温度计、氮气导入管的2000ml玻璃制四口烧瓶中加入381g(3.4摩尔)碳原子数为8的α烯烃和218g(4.5摩尔)95％甲酸，在60℃下，用2小时滴加261g(4.6摩尔)60％过氧化氢，滴加结束后，在60℃下熟化8小时。然后静置，除去作为下层的水层后，加入192g(1.2摩尔)25％氢氧化钠水溶液，在60℃下搅拌30分钟进行皂化后，静置，除去在下层的水层。进行两次该皂化和水层除去操作后，进行温水洗涤以及用己烷进行溶剂洗涤，得到380g 1，2-辛二醇。
制造例2(癸二醇的制造)
用与制造例1同样的方法，由碳原子数为10的α烯烃制造1，2-癸二醇。
制造例3(十二烷二醇的制造)
用与制造例1同样的方法，由碳原子数为12的α烯烃制造1，2-十二烷二醇。
纯化处理
处理1
在具备搅拌机、温度计、氮气导入管的500ml玻璃制四口烧瓶中分别加入100g在制造例1～3中制造的二醇化合物和100g丙二醇，升温到90℃～95℃，在1.33kPa的减压下，完全除去丙二醇，得到纯化二醇化合物。
处理2
在具备搅拌机、温度计、氮气导入管的500ml玻璃制四口烧瓶中分别加入100g在制造例1～3中制造的二醇化合物和100g丙二醇以及50g水，升温到90℃～95℃，在1.33kPa的减压下，完全除去丙二醇，得到纯化二醇化合物。
处理3
在具备搅拌机、温度计、氮气导入管的300ml玻璃制四口烧瓶中分别加入100g在制造例1～3中制造的二醇化合物，升温到120℃～180℃，在1.4kPa～1.8kPa的减压下进行1次蒸馏，得到作为主要馏分的纯化二醇化合物。
处理4
在200ml的烧杯中分别加入50g在制造例1～3中制造的二醇化合物和10g活性炭，升温到50℃，用搅拌器进行搅拌。搅拌2小时后，过滤活性炭，得到纯化二醇化合物。
对于用上述方法制造、纯化得到的二醇化合物，按照以下条件进行气相色谱分析，计算各个峰面积，测定杂质的量。作为其结果，将主峰(二醇化合物)的面积设为100，以其他的峰面积相对于主峰的比例表示结果。表1表示1，2-辛二醇(制造例1)的结果、表2表示1，2-癸二醇(制造例2)的结果、表3 表示1，2-十二烷二醇(制造例3)的结果。
分析装置：GC-14B((株)岛津制作所制造)
柱：DB-1(J&W公司制造、100％二甲基聚硅氧烷、内径0.53mm、长度15m、膜厚1.5μm)
载气：氮气、20ml/分钟
空气压力：50kPa
氢气压力：50kPa
气化室温度：320℃
升温速率：在60℃下保持5分钟后以10℃/分钟升温到280℃，在280℃下保持3分钟。
试样量：0.1μl(用乙醇稀释到1.5重量％的物质)
表1
Figure S2006800142773D00131
表2
Figure S2006800142773D00132
表3
试验例1
由男女各5人、总计10人的专门小组，按照下述评价项目，对处理1～4和未处理的烷二醇化合物进行评价。结果示于表4。
○：未感到气味。
△：感到有些气味，但没有令人不舒服。
×：感到令人不舒服的气味。
表4
Figure S2006800142773D00142
通过以上结果可知，在气相色谱中，二醇化合物的前2分钟出现的峰(酯化合物)的大小大时，和/或二醇化合物的后4～7分钟出现的峰(二噁烷型化合物)的大小大时，任一情况下都 感到令人不舒服的气味。
试验例2
使用以处理2的方法对制造例1中记载的1，2-辛二醇进行纯化得到的组合物和未处理的组合物，按照下述表5所示的配方制造洗发剂。由男女各5人、总计10人的专门小组，对该两种洗发剂评价使用洗发剂时的气味。
表5
         成分  配合量(质量％)
聚氧乙烯(3)月桂基醚硫酸钠     25.0
月桂胺氧化物     3.0
月桂酰胺丙基甜菜碱     18.0
丙二醇     3.2
羟乙基纤维素     0.5
1，2-辛二醇     0.1
纯化水     余量
评定洗发剂的气味，结果是：感觉包含由处理2的方法纯化后的1，2-辛二醇组合物的洗发剂的气味良好的人有9人，对两者的气味都感觉相同的人有1人，认为包含未处理的1，2-辛二醇组合物的洗发剂的气味良好的人为0人。

Claims (2)

1.一种烷二醇组合物的制造方法，其特征在于，制造烷二醇组合物时，包括如下工序：
(a)将烯烃氧化，制造环氧化合物的工序；
(b)水解该环氧化合物，得到烷二醇组合物的工序；
(c)向该烷二醇组合物中添加水和/或有机溶剂，并在减压下使水和/或有机溶剂与副产物共沸，除去水和/或有机溶剂的工序，其中，
上述工序所得烷二醇组合物中，相对于100质量份碳原子数为4以上的烷二醇化合物，酯化合物的含量为0.005质量份以下，所述烷二醇化合物由下述通式(1)表示，
上述式中，R表示碳原子数为4～15的烷基，
上述工序所得烷二醇组合物中，相对于100质量份碳原子数为4以上的烷二醇化合物，二噁烷型化合物的含量为0.2质量份以下，
上述工序所得烷二醇组合物中，进一步，相对于100质量份烷二醇化合物，含醚基的二元醇的含量为0.3质量份以下。
2.根据权利要求1所述的烷二醇组合物的制造方法，其中，所述烷二醇化合物是通过烯烃的氧化反应制造的环氧化合物的水解产物。
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