CN103459408B - 多元醇脂肪酸二酯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多元醇脂肪酸二酯的制造方法,其具备下述工序:在含有水滑石化合物的催化剂的存在下,使多元醇脂肪酸单酯发生反应,得到多元醇脂肪酸二酯。
Description
技术领域
本发明涉及多元醇脂肪酸二酯的制造方法。
背景技术
糖醇脂肪酸酯是多元醇与脂肪酸的缩合物,其具有显著的表面活性能力,兼具良好的生物分解性和安全性,出于以上等理由而被广泛用作添加于食品、化妆品、药品、厨房用洗涤剂等中的非离子型表面活性剂。
作为多元醇脂肪酸酯的工业制造法,已知在催化剂的存在下(或无催化剂下)将多元醇和脂肪酸加热的方法等。
并且,专利文献1中记载了一种糖醇脂肪酸酯的制造方法,该方法的特征在于,在碱金属盐的存在下使碳原子数为4~6的糖醇与脂肪酸的低级醇酯发生酯交换反应。
另外,在非专利文献1和2中记载了使用酶的糖脂肪酸酯的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-269429号公报
专利文献2:日本特开平2-295995号公报
非专利文献
非专利文献1:J.Am.Chem.Soc.,Vol.109(13),p3977~3981(1987)
非专利文献2:Biotechnol.Lett.,Vol.31,p423-428(2009)
发明内容
发明所要解决的课题
多元醇脂肪酸酯包括单酯、二酯、三酯等,但是选择性得到其中的二酯很难。
例如,在上述工业制造法中,通过多元醇与脂肪酸的脱水缩合,得到多元醇脂肪酸酯,但是,二酯的选择率非常低,为了得到高精度的二酯,需要繁杂的精制操作(例如参照专利文献2)。
并且,即使是专利文献1中记载的方法,要想获得高二酯比的糖醇脂肪酸酯,也无法避免三酯的生成,难以选择性合成二酯。
而且,非专利文献1和2中记载那样的使用酶的方法即使有时可得到高选择性,但也具有下述缺点:反应速度慢;尽管作为催化剂的酶昂贵,但反复用于反应时无法避免其劣化;等等。
本发明的目的是提供可高效得到多元醇脂肪酸二酯的制造多元醇脂肪酸二酯的方法。
解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的进行了深入研究,结果令人惊讶地发现,通过使用水滑石化合物作为催化剂,由2分子多元醇脂肪酸单酯生成1分子多元醇脂肪酸二酯和1分子多元醇的歧化反应会得到推进,从而完成了本发明。
本发明具有以下记载的方式。
[1]一种多元醇脂肪酸二酯的制造方法,该制造方法具备下述工序:
在含有水滑石化合物的催化剂的存在下,使多元醇脂肪酸单酯发生反应,得到多元醇脂肪酸二酯。
[2]如[1]所述的制造方法,其中,构成上述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为糖或糖醇。
[3]如[1]或[2]所述的制造方法,其中,上述水滑石化合物为下式(1)表示的化合物。
(M2+)1-x(M3+)x(OH-)2+x-y(An-)y/n(1)
[式中,M2+表示二价金属离子,M3+表示三价金属离子,An-表示n价阴离子,x表示0.1~0.5的正数,y表示0.1~0.5的正数,n表示1或2的整数。]
[4]如[1]~[3]的任一项所述的制造方法,其中,构成上述多元醇脂肪酸单酯的脂肪酸的碳原子数为4~24。
[5]如[1]~[4]的任一项所述的制造方法,其中,构成上述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为单糖类。
[6]如[5]所述的制造方法,其中,上述单糖类含有选自由葡萄糖、果糖和半乳糖组成的组中的至少一种。
[7]如[1]~[4]的任一项所述的制造方法,其中,构成上述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为肌醇。
[8]如[7]所述的制造方法,其中,上述肌醇为肌肉肌醇。
[9]如[1]~[8]的任一项所述的制造方法,其中,上述工程在含有选自由醚化合物、酮化合物、腈化合物、卤化烷基化合物、叔醇化合物、酰胺化合物、胺化合物、亚砜化合物和碳原子数为5~8的链状烃化合物组成的组中的至少一种溶剂的反应溶液中进行。
[10]如[1]~[9]的任一项所述的制造方法,其中,上述工程中的反应温度为50~100℃。
发明效果
根据本发明,能提供多元醇脂肪酸二酯的制造方法,该方法可高效得到多元醇脂肪酸二酯。
附图说明
图1为示出实施例A-2中得到的葡萄糖月桂酸酯混合物的表面活性能力的评价结果的图。
图2为示出实施例A-40~A-47中的歧化反应的反应温度与单酯转化率的关系的图。
具体实施方式
下面对本发明的多元醇脂肪酸二酯的适宜的实施方式进行说明。
本实施方式的多元醇脂肪酸二酯的制造方法具备下述工序:在含有水滑石化合物的催化剂的存在下,使多元醇脂肪酸单酯发生反应,得到多元醇脂肪酸二酯。
在本实施方式的制造方法中,通过使用含有水滑石化合物的催化剂,由2分子多元醇脂肪酸单酯生成1分子多元醇脂肪酸二酯和1分子多元醇的歧化反应得到推进。此处,水滑石化合物是指具有由金属离子构成的层和由阴离子和/或水分子构成的层的结晶性层状复合金属氢氧化物。
若使用例如碱催化剂进行这样的歧化反应,则生成的多元醇脂肪酸二酯会进一步发生反应,依次生成多元醇脂肪酸三酯和多元醇脂肪酸四酯等。因此,利用这样的方法难以选择性良好地得到多元醇脂肪酸二酯。
相对于此,由于在本实施方式的制造方法的歧化反应中使用了上述特定的催化剂,因此,几乎不会发生生成多元醇脂肪酸三酯和多元醇脂肪酸四酯等的连串反应。因而,根据本实施方式的制造方法,可以以非常高的选择率得到多元醇脂肪酸二酯。
作为水滑石化合物,可使用公知或市售的物质。并且,可使用通过公知的制法所制造的物质。水滑石化合物可以是天然水滑石化合物,也可以是合成水滑石化合物,优选使用合成水滑石化合物。
在本实施方式的制造方法中,可特别适合使用下式(1)表示的水滑石化合物。
(M2+)1-x(M3+)x(OH-)2+x-y(An-)y/n(1)
式中,M2+表示二价金属离子,M3+表示三价金属离子,An-表示n价阴离子,x表示0.1~0.5的正数,y表示0.1~0.5的正数,n表示1或2的整数。
作为二价金属离子,可采用例如选自由Mg2+、Ca2+、Fe2+、Zn2+和Cu2+组成的组中的至少1种。这些之中,作为二价金属离子,优选Mg2+、Ca2+。M2+可以由一种金属离子构成,也可以由两种以上的金属离子构成。
作为三价金属离子,可采用例如选自由Al3+和Fe3+组成的组中的至少一种。M3+可以由一种金属离子构成,也可以由两种以上的金属离子构成。
水滑石化合物中的二价金属离子与三价金属离子的摩尔比(M2+/M3+)优选为2~7、更优选为2~5、进一步优选为2~4。利用含有这样的水滑石化合物的催化剂,可得到更为优异的催化活性。需要说明的是,摩尔比(M2+/M3+)还可表示为(1-x)/x。
作为阴离子,可以举出例如CO3 2-、Cl-、OH-、NO2 -、NO3 -、SO4 2-。这些之中,阴离子优选含有CO3 2-和Cl-之中的至少一种。
本实施方式的制造方法所使用的水滑石化合物可以为无水物,也可以为水合物。
作为水滑石化合物,可以举出例如,以Mg4Al2(OH)12Cl2、Mg4Al2(OH)12CO3、Mg6Al2(OH)16Cl2、Mg6Al2(OH)16CO3、Mg10Al2(OH)24Cl2、Mg10Al2(OH)24CO3、Ca3Al2(OH)10Cl2、Ca3Al2(OH)10CO3、Ca4Al2(OH)10Cl2、Ca4Al2(OH)10CO3、Ca4Mg6Al5(OH)10Cl2、Ca4Mg6Al5(OH)10CO3等组成式表示的化合物和它们的水合物(例如Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O)。
并且,作为水滑石化合物,可适宜地使用例如分别含有以氧化镁换算为34~38质量%的Mg2+、以氧化铝换算为13~19质量%的Al3+的水滑石化合物。
水滑石化合物的液性pH优选为8~10。并且水滑石化合物的干燥失重优选为10%以下。作为这些具有各物性的水滑石化合物,可以举出例如市售品“Tomita-AD500NS”(富田制药株式会社制造)。该市售品分别含有以氧化镁换算为37重量%的Mg2+、以氧化铝换算为16重量%的Al3+,具有液性pH为约8.9、干燥失重为5.7%的物性。
对水滑石化合物的制造方法没有特别限定,例如可通过以下方法制造。首先,分别制备含有二价金属离子和三价金属离子的溶液(第1溶液)、含有阴离子和碱的溶液(第2溶液),通过混合两溶液而析出沉淀物,将沉淀物干燥,从而可得到水滑石化合物。
更具体地说,例如,二价金属离子为Mg2+、三价金属离子为Al3+、阴离子为CO3 2-的情况下,将水溶性镁盐和水溶性铝盐溶解于水中制备第1溶液,将碳酸盐和氢氧化钠溶解于水中制备第2溶液,混合两溶液并在60℃~70℃搅拌12~24小时后,将析出的沉淀物进行回收。接下来,将回收的沉淀物根据需要用水清洗后在100℃~120℃左右干燥,从而得到水滑石化合物。
多元醇脂肪酸单酯为1分子多元醇与1分子脂肪酸的缩合物,多元醇脂肪酸二酯为1分子多元醇与2分子脂肪酸的缩合物。
作为构成多元醇脂肪酸单酯的脂肪酸,可以举出直链结构的饱和脂肪酸、直链结构的不饱和脂肪酸等。并且,该脂肪酸可以为二羧酸型的脂肪酸。另外,脂肪酸的碳原子数优选为4~24,可以为6~20,也可以为6~16。
构成多元醇脂肪酸单酯的多元醇为具有2个以上羟基的化合物。多元醇所具有的羟基数优选为3以上、更优选为4以上,可以为12以下,也可以为10以下。
作为多元醇,可以举出例如糖、糖醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、丁三醇、环丁二醇、丁四醇、环丁四醇、戊二醇、环戊二醇、戊三醇、戊四醇、环戊三醇、氢醌、邻苯二酚、苯三酚。
多元醇脂肪酸单酯可以通过任何方法制备。例如,多元醇脂肪酸单酯可以通过1)将脂肪酰氯或脂肪酸酐与多元醇用于原料进行直接酯化的方法、2)将作为低碳原子数的醇与脂肪酸的缩合物的脂肪酸酯与多元醇为原料进行酯交换的方法、3)将脂肪酶这样的酶作为催化剂的基于酶的方法、4)使用微生物的发酵法等方法进行制备。
作为用于上述歧化反应的原料,可以单独使用多元醇脂肪酸单酯,也可以使用多元醇脂肪酸单酯与多元醇脂肪酸二酯的混合物。并且,还可以使用进一步含有多元醇脂肪酸三酯、多元醇脂肪酸四酯等的混合物作为原料。
即,例如,作为基于多元醇与脂肪酸的缩合反应的反应生成物,得到多元醇脂肪酸单酯和多元醇脂肪酸二酯的混合物的情况下,可从该混合物中分离出多元醇脂肪酸单酯供于上述歧化反应,并且也可以将该混合物直接供于上述歧化反应。
由于在本实施方式的制造方法中的歧化反应中使用了上述特定的催化剂,因此,几乎不会发生从多元醇脂肪酸二酯到多元醇脂肪酸三酯、多元醇脂肪酸四酯的连串反应。因此,即使在原料中混合存在有多元醇脂肪酸二酯,也几乎不产生多元醇脂肪酸三酯等副产物,可以以高选择率得到多元醇脂肪酸二酯。
上述歧化反应可通过例如将在反应溶剂中溶解和/或分散有上述催化剂和多元醇脂肪酸单酯所得的反应溶液保持在预定的反应温度来进行。
对反应溶液中的多元醇脂肪酸单酯的量不特别限制,例如,可根据在反应溶剂中的饱和溶解度来适宜调整。例如,通过使多元醇脂肪酸单酯溶解于反应溶液中至接近饱和溶解度,可进一步提高反应性和生产率。
另外,多元醇脂肪酸单酯可不必溶解于反应溶液中,例如,可以将多元醇脂肪酸单酯以饱和溶解度以上的形式供于反应溶液中。这种情况下,会成为在反应初期存在固体状的多元醇脂肪酸单酯的、所谓浆料状态下的反应,但即使在这样的情况下上述歧化反应也可进行。并且,随着上述歧化反应的进行,多元醇脂肪酸单酯慢慢地溶解,转换为多元醇脂肪酸二酯直至最终达到平衡点。
反应溶剂只要不阻碍歧化反应(酯交换反应)即可,可以使用各种有机溶剂、离子性液体、超临界流体。作为有机溶剂,可以举出例如,二甲醚、二乙醚、甲乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚等醚化合物;丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二丙基酮、二丁基酮、甲基异丁基酮、2,4-戊烷二酮等酮化合物;乙腈、丙烯腈、丙腈、己二腈、异丁腈等腈化合物;氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤化烷基化合物;叔丁醇等叔醇化合物;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺化合物;乙二胺、1,6-己二胺等胺化合物;二甲亚砜等亚砜化合物。作为离子性液体,可以举出例如,咪唑鎓系化合物、吡啶鎓系化合物、季铵系化合物、鏻系化合物等,具体可以举出1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐等。关于超临界流体,可以举出例如超临界二氧化碳等。
反应溶剂优选使用通过实施脱水处理等而将水分尽量排除掉的溶剂。若为极少量的水分则没有问题,但水分的含量增多时,在歧化反应(酯交换反应)的基础上水解反应参与竞争,容易生成作为副产物的脂肪酸。脂肪酸作为副产物生成时,多元醇脂肪酸二酯的分离和精制有时会变难。
反应温度优选为35~100℃、更优选为50~90℃、进一步优选为50~75℃。反应温度为该范围时,反应性和生产率显著提高。反应温度过低时,反应性和生产率趋于难以提高,并且,反应温度过高时,反应性和生产率有时会降低。由于提高反应温度而导致反应性和生产率降低的原因尚不确定,但据认为是高温造成催化剂劣化、催化剂活性受阻等。
对上述歧化反应中的反应压力没有特别限定,可以为大气压。并且,对上述歧化反应中的气相部的组成没有特别限定,通常从防止爆炸等安全性的方面和抑制氧化反应的方面出发,选择氮等惰性气体。
上述歧化反应可进行直至达到多元醇脂肪酸二酯的表观生成停止的平衡点。直至达到平衡点的时间根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、催化剂的浓度、反应溶剂种等的不同而不同。反应时间可以为例如1~72小时。
上述歧化反应中催化剂的用量可根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、有机溶剂种等进行适宜调整,但过少时,从生产率的方面出发不利,过多时,有时在搅拌等上产生问题。因此,相对于1L反应溶剂的催化剂的用量优选为1~500g/L。
上述歧化反应的反应终止后的反应液中含有催化剂、多元醇脂肪酸二酯、多元醇以及某些情况下未反应的(或平衡反应中产生的)多元醇脂肪酸单酯。作为反应溶剂使用低极性溶剂的情况下,例如利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和多元醇从反应液中分离出后,将反应溶剂蒸馏除去,由此可以得到多元醇脂肪酸二酯(或多元醇脂肪酸二酯与多元醇脂肪酸单酯的混合物)。
并且,作为反应溶剂使用极性溶剂的情况下,例如通过在反应液中添加低极性溶剂而使多元醇析出,利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和析出的多元醇从反应液中分离出后,将反应溶剂和添加的低极性溶剂蒸馏除去,从而可得到多元醇脂肪酸二酯(或多元醇脂肪酸二酯与多元醇脂肪酸单酯的混合物)。
从反应液中回收的催化剂可直接再次用于歧化反应。需要说明的是,在反复多次用于歧化反应而使催化剂出现劣化的情况下,可通过通常的溶剂清洗、氧化处理、烧制处理等除去催化剂上附着的着色物质等杂质,使催化剂活化。
将催化剂和多元醇分离出后的反应液通常为无色透明的,但在出现着色的情况下,也可以通过通常的使用双氧水、次氯酸的漂白处理;使用活性炭、离子交换树脂、活性氧化铝等吸附剂的脱色处理等方法进行脱色后,进行反应溶剂等的蒸馏除去。
对上述歧化反应的反应形式不特别限制,可以采用:通常的使用搅拌槽的分批反应形式;在添加必要原料的同时进行的半分批反应形式;将催化剂成型为一定粒径以上并在搅拌槽或管型反应器中进行固定化,同时进行必要原料的添加和反应生成物的抽出的连续反应形式;等等。
上述歧化反应中的多元醇脂肪酸单酯的反应转化率可根据反应温度、反应时间、催化剂的用量等进行适宜调整。优选的反应转化率根据原料的组成、以目标生成物所要求的表面活性能力为首的物理特性等的不同而不同,通常优选将原料与生成物的表面活性能力进行比较以能够具有差别的程度进行转化。需要说明的是,反应转化率限定于根据原料组成、反应条件等而定的平衡转化率以下是当然的。多元醇脂肪酸单酯的反应转化率优选为10%以上、更优选为15%以上、进一步优选为20%以上。
以下,对于本实施方式的制造方法例示出多元醇为糖的情况的方式以及多元醇为糖醇的情况的方式来进行说明。
(关于糖脂肪酸酯)
糖脂肪酸酯是糖与脂肪酸的缩合物,其具有显著的表面活性能力,兼具良好的生物分解性和安全性,出于以上等理由而被广泛用作添加于食品、化妆品、药品、厨房用洗涤剂等中的非离子型表面活性剂。
作为糖脂肪酸酯的制法,有1)将脂肪酰氯或脂肪酸酐与糖用于原料进行直接酯化的方法、2)将作为低碳原子数的醇与脂肪酸的缩合物的脂肪酸酯与糖为原料进行酯交换的方法、3)将脂肪酶这样的酶作为催化剂的基于酶的方法、4)使用微生物的发酵法、等等。
其中,1)的方法在实验室规模的合成中使用,但由于原料昂贵,缺乏经济性,至今未商业化。
并且,3)的方法由于酯化反应的糖中的位置选择性高,因而为有力的方法。例如,在上述非专利文献1中,作为使用脂肪酶的酶法来选择性合成糖脂肪酸酯的方法,公开了下述方法:使用来源于Chromobactrriumviscosum的脂肪酶,以正辛基-β-吡喃葡萄糖苷和6-O-丁基葡萄糖为原料,以1:1的比例合成出单酯(C-6位)与二酯(C-3,6位)。
而且,在上述非专利文献2中公开了下述方法:使用南极假丝酵母脂肪酶B(CandidaAntarcticalipaseB)(NovozymeSP435)固定化脂肪酶,以月桂酸和甘露糖为原料,以51%的收率合成二酯的混合物(C-1,6位、C-3,6位、C-4,6位)。
但是,3)的方法具有下述缺点:反应速度慢,尽管作为催化剂的脂肪酶等酶昂贵但反复用于反应时其劣化不可避免等,因此未进行大规模的商业化。
进一步,近年来基于4)的方法的糖脂肪酸酯的合成得到商业化,但基于4)的方法的糖脂肪酸酯的合成中,从水系发酵液中分离和精制生产物的负荷大、成本高,因而可使用的用途受限。
因此,现在工业上大规模生产的作为糖脂肪酸酯的代表的蔗糖脂肪酸酯通过2)的方法进行制造,具体地说,通过将蔗糖和脂肪酸甲基酯作为原料,在碱催化剂的存在下将二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)作为溶剂进行酯交换的方法进行制造。
但是,由该方法得到的糖脂肪酸酯的组成是单酯、二酯、三酯等的混合物,特别是要得到高二酯比的糖脂肪酸酯时,不能避免三酯的生成。因此,为了通过上述方法得到高二酯比的糖脂肪酸酯,需要精制操作。
关于这点,上述专利文献1公开了将基于碱催化剂的酯交换反应中取得的糖脂肪酸酯混合物进行分离和精制的方法,例如,通过使制备成预定的蔗糖脂肪酸酯浓度的水溶液为酸性来分离成亲水性高的蔗糖脂肪酸酯组和亲油性高的蔗糖脂肪酸酯组的方法。
但是,专利文献1所记载的方法在要得到亲油性高的蔗糖脂肪酸酯组的情况下,主要是以二酯与三酯混合的状态得到,并且,无法避免同时生成亲水性的蔗糖脂肪酸酯组(主要是单酯),未必能说是有效的生产方法。相对于糖脂肪酸二酯,糖脂肪酸单酯的表面活性能力低,另一方面,即使糖脂肪酸二酯变为糖脂肪酸三酯,表面活性也没有显著提高,脂肪酸酯的单位消耗变差,导致成本上升。
相对于此,根据本实施方式的制造方法,能够以有效且实用的反应时间得到糖脂肪酸二酯。
作为构成糖脂肪酸单酯的糖,可以举出例如多羟基醛(醛糖)、多羟基酮(酮糖)这类的单糖类;通过水解可转换为单糖类的二糖类、三糖类等低聚糖类。
作为单糖类,可以举出乙糖、丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖等。并且,单糖类可以为D体,也可以为L体。
更具体地说,例如,作为丙酮糖,可以举出二羟基丙酮,作为丙醛糖,可以举出甘油醛。并且,例如,作为丁酮糖,可以举出红藓酮糖,作为丁醛糖,可以举出红藓糖和苏阿糖。另外,例如,作为戊酮糖,可以举出核酮糖和木酮糖,作为戊醛糖,可以举出核糖、阿拉伯糖、木糖和来苏糖。
并且,例如,作为己酮糖,可以举出阿洛酮糖、果糖、山梨糖和塔格糖,作为己醛糖,可以举出阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖和塔洛糖。进一步,例如,作为庚酮糖,可以举出景天庚酮糖。
作为二糖类,可以举出例如蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖、松二糖和纤维素二糖。
作为三糖类,可以举出例如棉子糖、松三糖和麦芽三糖。
作为构成糖脂肪酸单酯的糖,这些之中优选蔗糖、乳糖、麦芽糖、D-葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖。
并且,作为构成糖脂肪酸单酯的糖,优选单糖类。即,糖脂肪酸单酯优选为选自由葡萄糖单酯、果糖单酯和半乳糖单酯组成的组中的至少一种。
糖脂肪酸单酯可以通过任何方法制备。例如,糖脂肪酸单酯可以通过1)将脂肪酰氯或脂肪酸酐与糖用于原料进行直接酯化的方法、2)将作为低碳原子数的醇与脂肪酸的缩合物的脂肪酸酯与糖为原料进行酯交换的方法、3)将脂肪酶这样的酶作为催化剂的基于酶的方法、4)使用微生物的发酵法等方法进行制备。
这些方法中,从经济性方面出发,优选通过2)酯交换的方法来制备糖脂肪酸单酯。需要说明的是,通过2)的方法制备糖脂肪酸单酯的情况下,优选在用于上述歧化反应的原料中不含有未反应的脂肪酸酯。若混合存在有未反应的脂肪酸酯,则有可能为了从通过歧化反应得到的糖脂肪酸二酯中分离出未反应的脂肪酸酯并进行精制而产生大量的负荷。
用于上述歧化反应的原料可以单独使用糖脂肪酸单酯,也可以使用糖脂肪酸单酯与糖脂肪酸二酯的混合物。并且,还可以使用进一步含有糖脂肪酸三酯、糖脂肪酸四酯等的混合物。
即,例如,若要通过基于碱催化剂的酯交换反应来制备糖脂肪酸单酯,则所得到的反应生成物有时会成为糖脂肪酸单酯与糖脂肪酸二酯的混合物。这种情况下,可以从反应生成物中分离出糖脂肪酸单酯供于上述歧化反应,也可以将反应生成物直接供于上述歧化反应。
如上所述,本实施方式的制造方法中的歧化反应中使用了上述特定的催化剂,因此,几乎不会发生从糖脂肪酸二酯到糖脂肪酸三酯、糖脂肪酸四酯的连串反应。因此,即使原料中混合存在有糖脂肪酸二酯,也几乎不会产生糖脂肪酸三酯等副产物,能够以高选择率得到糖脂肪酸二酯。
在上述歧化反应中,可以根据糖脂肪酸单酯的种类来适宜选择催化剂。例如,在葡萄糖己二酸单酯的歧化反应中,式(1)表示的水滑石化合物之中,优选使用M2+为Ca2+的化合物作为催化剂,更优选使用M2+为Ca2、且M3+为Al3+的化合物作为催化剂。利用这样的催化剂,歧化反应的反应性和二酯选择率会进一步提高。
表1中列出了典型的糖脂肪酸单酯与特别适合作为该歧化反应的催化剂的水滑石化合物的组合。需要说明的是,表1中的M2+和M3+分别表示式(1)中的M2+和M3+。
[表1]
上述歧化反应可通过例如将在反应溶剂中溶解和/或分散有上述催化剂和糖脂肪酸单酯所得的反应溶液保持在预定的反应温度来进行。
对反应溶液中的糖脂肪酸单酯的量不特别限制,例如,可根据在反应溶剂中的饱和溶解度来适宜调整。例如,通过使糖脂肪酸单酯溶解于反应溶液中至接近饱和溶解度,可进一步提高反应性和生产率。
另外,糖脂肪酸单酯可不必溶解于反应溶液中,例如,可以将糖脂肪酸单酯以饱和溶解度以上的形式供于反应溶液中。这种情况下,会成为在反应初期存在固体状的糖脂肪酸单酯的、所谓浆料状态下的反应,但即使在这样的情况下上述歧化反应也可进行。并且,随着上述歧化反应的进行,糖脂肪酸单酯慢慢地溶解,转换为糖脂肪酸二酯直至最终达到平衡点。
反应溶剂只要不阻碍歧化反应(酯交换反应)即可,可以使用各种有机溶剂。作为反应溶剂,可以举出例如,二甲醚、二乙醚、甲乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚等醚化合物;丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二丙基酮、二丁基酮、甲基异丁基酮、2,4-戊烷二酮等酮化合物;乙腈、丙烯腈、丙腈、己二腈、异丁腈等腈化合物;氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤化烷基化合物;叔丁醇等叔醇化合物;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺化合物;乙二胺、1,6-己二胺等胺化合物;二甲亚砜等亚砜化合物。
并且,也可以使用碳原子数为5~8的链状烃化合物作为反应溶剂。需要说明的是,将链状烃化合物作为反应溶剂的情况下,上述歧化反应显示出特异行为。具体地说,若使用戊烷、己烷、庚烷,则反应没有问题地进行,但若使用辛烷,则反应性降低,若使用壬烷、癸烷等碳原子数为9以上的链状烃化合物,则反应性具有显著降低的倾向。
上述醚化合物中若使用聚乙二醇等聚合物,则反应性具有降低的倾向。因此,作为反应溶剂,醚化合物中优选低分子链状醚化合物。
另外,若使用具有环状结构的化合物(例如,γ-丁内酯等内酯化合物、四氢呋喃等环状醚化合物、环己烷等环状烃化合物),则反应性具有降低的倾向。因此,作为反应溶剂,优选使用不具有环状结构的化合物。即,例如作为反应溶剂,优选该反应溶剂所具有的烷基为直链状或支链状烷基。作为其它的反应溶剂,也可以使用离子性液体、超临界流体。作为离子性液体,可以举出例如,咪唑鎓系化合物、吡啶鎓系化合物、季铵系化合物、鏻系化合物等,具体可以举出1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐等。关于超临界流体,可以举出例如超临界二氧化碳等。
反应溶剂优选使用通过实施脱水处理等而将水分尽量排除掉的溶剂。若为极少量的水分则没有问题,但水分的含量增多时,在歧化反应(酯交换反应)的基础上水解反应参与竞争,容易生成作为副产物的脂肪酸。脂肪酸作为副产物生成时,糖脂肪酸二酯的分离和精制有时会变难。
反应温度优选为35~100℃、更优选为50~90℃、进一步优选为50~75℃。反应温度为该范围时,反应性和生产率显著提高。反应温度过低时,反应性和生产率趋于难以提高,并且,反应温度过高时,反应性和生产率有时会降低。由于提高反应温度而导致反应性和生产率降低的原因尚不确定,但据认为是高温造成催化剂劣化、催化剂活性受阻等。
对上述歧化反应中的反应压力没有特别限定,可以为大气压。并且,对上述歧化反应中的气相部的组成没有特别限定,通常从防止爆炸等安全性的方面和抑制氧化反应的方面出发,选择氮等惰性气体。
上述歧化反应可进行直至达到糖脂肪酸二酯的表观生成停止的平衡点。直至达到平衡点的时间根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、催化剂的浓度、反应溶剂种等的不同而不同。反应时间通常为1~72小时,优选为2~20小时,更优选为3~5小时左右。
上述歧化反应中催化剂的用量可根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、有机溶剂种等进行适宜调整,但过少时,从生产率的方面出发不利,过多时,有时在搅拌等上产生问题。因此,相对于1L反应溶剂的催化剂的用量优选为1~500g/L。
上述歧化反应的反应终止后的反应液中含有催化剂、糖脂肪酸二酯、糖、以及某些情况下未反应的(或平衡反应中产生的)糖脂肪酸单酯。作为反应溶剂使用低极性溶剂的情况下,例如利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和糖从反应液中分离出后,将反应溶剂蒸馏除去,由此可以得到糖脂肪酸二酯(或糖脂肪酸二酯与糖脂肪酸单酯的混合物)。
并且,作为反应溶剂使用极性溶剂的情况下,例如通过在反应液中添加低极性溶剂而使糖析出,利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和析出的糖从反应液中分离出后,将反应溶剂和添加的低极性溶剂蒸馏除去,从而可得到糖脂肪酸二酯(或糖脂肪酸二酯与糖脂肪酸单酯的混合物)。
从反应液中回收的催化剂可直接再次用于歧化反应。需要说明的是,在反复多次用于歧化反应而使催化剂出现劣化的情况下,可通过通常的溶剂清洗、氧化处理、烧制处理等除去催化剂上附着的着色物质等杂质,使催化剂活化。
将催化剂和糖分离出后的反应液通常为无色透明的,但在出现着色的情况下,也可以通过通常的使用双氧水、次氯酸的漂白处理;使用活性炭、离子交换树脂、活性氧化铝等吸附剂的脱色处理等方法进行脱色后,进行反应溶剂等的蒸馏除去。
对上述歧化反应的反应形式不特别限制,可以采用:通常的使用搅拌槽的分批反应形式;在添加必要原料的同时进行的半分批反应形式;将催化剂成型为一定粒径以上并在搅拌槽或管型反应器中进行固定化,同时进行必要原料的添加和反应生成物的抽出的连续反应形式;等等。
上述歧化反应中的糖脂肪酸单酯的反应转化率可根据反应温度、反应时间、催化剂的用量等进行适宜调整。优选的反应转化率根据原料的组成、以目标生成物所要求的表面活性能力为首的物理特性等的不同而不同,通常优选将原料与生成物的表面活性能力进行比较以能够具有差别的程度进行转化。需要说明的是,反应转化率限定于根据原料组成、反应条件等而定的平衡转化率以下是当然的。糖脂肪酸单酯的反应转化率优选为10%以上、更优选为25%以上、进一步优选为40%以上。
(关于糖醇脂肪酸酯)
糖醇脂肪酸酯是糖醇与脂肪酸的缩合物,其具有显著的表面活性能力,兼具良好的生物分解性和安全性,出于以上等理由而被广泛用作添加于食品、化妆品、药品、厨房用洗涤剂等中的非离子型表面活性剂。
作为糖醇脂肪酸酯的工业制造法,已知有将糖醇和脂肪酸在催化剂的存在下或无催化剂下进行加热的方法等。并且,专利文献1中报告了一种糖醇脂肪酸酯的制造方法,其特征在于,在碱金属盐的存在下使碳原子数为4~6的糖醇与脂肪酸的低级醇酯进行酯交换反应。
但是,上述的工业制造法中进行了基于糖醇和脂肪酸的脱水缩合,可得到糖醇脂肪酸酯,但是二酯的选择率明显低,为了得到高浓度的二酯,需要繁杂的精制操作。
并且,在专利文献1所记载的方法中也难以选择性合成二酯,若要得到高二酯比的糖醇脂肪酸酯,则难以避开三酯的生成。
相对于此,根据本实施方式的制造方法,能够以高选择率得到糖醇脂肪酸二酯。
作为构成糖醇脂肪酸单酯的糖醇,可以举出甘油、赤藓醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、核醣醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、葡糖醇、甘露醇、庚七醇、鳄梨糖醇、栎醇、肌醇等。对糖醇的立体化学不特别限制,可以是单一的空间异构体,也可以是空间异构体的混合物。作为肌醇的空间异构体,例如肌肉肌醇(myo-inositol)适合使用。
糖醇脂肪酸单酯可以通过任何方法制备。例如,糖醇脂肪酸单酯可以通过1)将脂肪酰氯或脂肪酸酐与糖醇用于原料进行直接酯化的方法、2)将作为低碳原子数的醇与脂肪酸的缩合物的脂肪酸酯与糖醇为原料进行酯交换的方法、3)将脂肪酶这样的酶作为催化剂的基于酶的方法、4)使用微生物的发酵法等方法进行制备。
作为用于上述歧化反应的原料,可以单独使用糖醇脂肪酸单酯,也可以使用糖醇脂肪酸单酯与糖醇脂肪酸二酯的混合物。并且,还可以使用进一步含有糖醇脂肪酸三酯、糖醇脂肪酸四酯等的混合物作为原料。
即,例如,作为基于糖醇与脂肪酸的缩合反应的反应生成物,得到糖醇脂肪酸单酯和糖醇脂肪酸二酯的混合物的情况下,可以从该混合物中分离出糖醇脂肪酸单酯供于上述歧化反应,并且也可以将该混合物直接供于上述歧化反应。
如上所述,本实施方式的制造方法中的歧化反应中使用了上述特定的催化剂,因此,几乎不会发生从糖醇脂肪酸二酯到糖醇脂肪酸三酯、糖醇脂肪酸四酯的连串反应。因此,即使原料中混合存在有糖醇脂肪酸二酯,也几乎不会产生糖醇脂肪酸三酯等副产物,能够以高选择率得到糖醇脂肪酸二酯。
上述歧化反应可以通过例如将在反应溶剂中溶解和/或分散有上述催化剂和糖醇脂肪酸单酯所得的反应溶液保持在预定的反应温度来进行。
对反应溶液中的糖醇脂肪酸单酯的量不特别限制,例如,可根据在反应溶剂中的饱和溶解度来适宜调整。例如,通过使糖醇脂肪酸单酯溶解于反应溶液中至接近于饱和溶解度,可进一步提高反应性和生产率。
另外,糖醇脂肪酸单酯可不必溶解于反应溶液中,例如,可以将糖醇脂肪酸单酯以饱和溶解度以上的形式供于反应溶液中。这种情况下,会成为在反应初期存在固体状的糖醇脂肪酸单酯、所谓浆料状态下的反应,但即使在这样的情况下上述歧化反应也可进行。并且,随着上述歧化反应的进行,糖醇脂肪酸单酯慢慢地溶解,转换为糖醇脂肪酸二酯直至最终达到平衡点。
反应溶剂只要不阻碍歧化反应(酯交换反应)即可,可以使用各种有机溶剂、离子性液体、超临界流体。作为有机溶剂,可以举出例如,二甲醚、二乙醚、甲乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚等醚化合物;丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、二丙基酮、二丁基酮、甲基异丁基酮、2,4-戊烷二酮等酮化合物;乙腈、丙烯腈、丙腈、己二腈、异丁腈等腈化合物;氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤化烷基化合物;叔丁醇等叔醇化合物;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺化合物;乙二胺、1,6-己二胺等胺化合物;二甲亚砜等亚砜化合物。作为离子性液体,可以举出例如,咪唑鎓系化合物、吡啶鎓系化合物、季铵系化合物、鏻系化合物等,具体可以举出1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐等。关于超临界流体,可以举出例如超临界二氧化碳等。
反应溶剂优选使用通过实施脱水处理等而将水分尽量排除掉的溶剂。若为极少量的水分则没有问题,但水分的含量增多时,在歧化反应(酯交换反应)的基础上水解反应参与竞争,容易生成作为副产物的脂肪酸。脂肪酸作为副产物生成时,糖醇脂肪酸二酯的分离和精制有时会变难。
反应温度优选为35~100℃、更优选为50~90℃、进一步优选为50~75℃。反应温度为该范围时,反应性和生产率显著提高。反应温度过低时,反应性和生产率趋于难以提高,并且,反应温度过高时,反应性和生产率有时会降低。由于提高反应温度而导致反应性和生产率降低的原因尚不确定,但据认为是高温造成催化剂劣化、催化剂活性受阻等。
对上述歧化反应中的反应压力没有特别限定,可以为大气压。并且,对上述歧化反应中的气相部的组成没有特别限定,通常从防止爆炸等的安全性的方面和抑制氧化反应的方面出发,选择氮等惰性气体。
上述歧化反应可进行直至达到糖醇脂肪酸二酯的表观生成停止的平衡点。直至达到平衡点的时间根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、催化剂的浓度、反应溶剂种等的不同而不同。反应时间可以为例如1~72小时。
上述歧化反应中催化剂的用量可根据使用的原料的组成、原料的浓度、反应温度、有机溶剂种等进行适宜调整,但过少时,从生产率的方面出发不利,过多时,有时在搅拌等上产生问题。因此,相对于1L反应溶剂的催化剂的用量优选为1~500g/L。
上述歧化反应的反应终止后的反应液中含有催化剂、糖醇脂肪酸二酯、糖醇以及某些情况下未反应的(或平衡反应中产生的)糖醇脂肪酸单酯。作为反应溶剂使用低极性溶剂的情况下,例如利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和糖醇从反应液中分离出后,将反应溶剂蒸馏除去,由此可以得到糖醇脂肪酸二酯(或糖醇脂肪酸二酯与糖醇脂肪酸单酯的混合物)。
并且,作为反应溶剂使用极性溶剂的情况下,例如通过在反应液中添加低极性溶剂而使糖醇析出,利用通常的固液分离方法将固体状的催化剂和析出的糖醇从反应液中分离出后,将反应溶剂和添加的低极性溶剂蒸馏除去,从而可得到糖醇脂肪酸二酯(或糖醇脂肪酸二酯与糖醇脂肪酸单酯的混合物)。
从反应液中回收的催化剂可直接再次用于歧化反应。需要说明的是,在反复多次用于歧化反应而使催化剂出现劣化的情况下,可通过通常的溶剂清洗、氧化处理、烧制处理等除去催化剂上附着的着色物质等杂质,使催化剂活化。
将催化剂和糖醇分离出后的反应液通常为无色透明的,但在出现着色的情况下,也可以通过通常的使用双氧水、次氯酸的漂白处理;使用活性炭、离子交换树脂、活性氧化铝等吸附剂的脱色处理等方法进行脱色后,进行反应溶剂等的蒸馏除去。
对上述歧化反应的反应形式不特别限制,可以采用:通常的使用搅拌槽的分批反应形式;在添加必要原的同时进行的半分批反应形式;将催化剂成型为一定粒径以上并在搅拌槽或管型反应器中进行固定化,同时进行必要原料的添加和反应生成物的抽出的连续反应形式;等等。
上述歧化反应中的糖醇脂肪酸单酯的反应转化率可根据反应温度、反应时间、催化剂的用量等进行适宜调整。优选的反应转化率根据原料的组成、以目标生成物所要求的表面活性能力为首的物理特性等的不同而不同,通常优选将原料与生成物的表面活性能力进行比较以能够具有差别的程度进行转化。需要说明的是,反应转化率限定于根据原料组成、反应条件等而定的平衡转化率以下是当然的。糖醇脂肪酸单酯的反应转化率优选为10%以上、更优选为15%以上、进一步优选为20%以上。
以上,对于本发明的适合实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。例如,在上述实施方式中记载了由多元醇脂肪酸单酯制造多元醇脂肪酸二酯的方法,但本发明也可以通过与以脂肪酸或脂肪酸衍生物(例如脂肪酸甲酯)与多元醇为原料来合成多元醇脂肪酸单酯(或多元醇脂肪酸单酯与多元醇脂肪酸二酯的混合物)的各种方法进行组合,结果成为以脂肪酸或脂肪酸衍生物与多元醇为原料来制造多元醇脂肪酸二酯的方法。
实施例
以下通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明不限定于实施例,只要不超出其要点,就可以进行各种变更、修饰。
制造例和比较例中得到的生成物的分析通过以下方法进行。
(GPC分析)
通过生成物的GPC分析,测定生成物中的多元醇脂肪酸单酯、多元醇脂肪酸二酯、多元醇脂肪酸三酯、多元醇脂肪酸四酯、脂肪酸甲酯和脂肪酸的含量。具体地说,使用凝胶渗透色谱(GPC)(株式会社岛津制作所制LC-10Avp),柱为GPC柱(东曹制TSK-GELG2500HXL(7.8mmID×30cmL×2根串联))、柱温度为40℃、移动相为THF、流速为0.5mL/min、检测器为RI(岛津制作所制RID-6A)、注入量为10μL,进行测定。
(表面活性能力的评价)
生成物的表面活性能力的评价如下述实施。即,用自动表面张力计(协和界面科学株式会社制造CBVP&-Z型)分别测定临界胶束浓度(cmc)和临界胶束形成时的表面张力(γcmc)。需要说明的是,测定温度为25℃,样品制备成0.001~0.5质量%的水溶液。
(制造例A-1:葡萄糖月桂酸单酯的制备)
通过以下方法制备葡萄糖月桂酸单酯。即,在200mL三口烧瓶中投入月桂酸甲酯(和光纯药工业株式会社制造)33mmol、D-葡萄糖(和光纯药工业株式会社制造)132mmol、二甲亚砜(和光纯药工业株式会社制造)100mL和无水碳酸钾0.12g,浸渍在90℃的油浴中,于17mmHg的减压下在搅拌器搅拌下反应3小时。
将得到的反应液冷却,用乙二醇二甲醚稀释5倍,使未反应葡萄糖析出后,通过减压过滤来滤出固体物质(无水碳酸钾、葡萄糖),利用蒸发器蒸馏除去溶剂,得到浓缩干固物。接着利用正庚烷使目的物析出后,通过减压过滤来滤出未反应的脂肪酸,进一步进行减压干燥,从而以固体形式得到目的物葡萄糖月桂酸单酯。
对得到的葡萄糖月桂酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖月桂酸单酯的纯度以摩尔比计为96%。
(制造例A-2:葡萄糖己二酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用己二酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备葡萄糖己二酸单酯。对所得到的葡萄糖己二酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖己二酸单酯的纯度以摩尔比计为97%。
(制造例A-3:葡萄糖辛酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用辛酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备葡萄糖辛酸单酯。对所得到的葡萄糖辛酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖辛酸单酯的纯度以摩尔比计为98%。
(制造例A-4:葡萄糖壬酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用壬酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备葡萄糖壬酸单酯。对所得到的葡萄糖壬酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖壬酸单酯的纯度以摩尔比计为97%。
(制造例A-5:葡萄糖癸酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用癸酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备葡萄糖癸酸单酯。对所得到的葡萄糖癸酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖癸酸单酯的纯度以摩尔比计为96%。
(制造例A-6:葡萄糖十五烷酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用十五烷酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法,制备葡萄糖十五烷酸单酯。对所得到的葡萄糖十五烷酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖十五烷酸单酯的纯度以摩尔比计为97%。
(制造例A-7:葡萄糖棕榈酸单酯的制备)
不使用月桂酸甲酯而使用棕榈酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备葡萄糖棕榈酸单酯。对所得到的葡萄糖棕榈酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖棕榈酸单酯的纯度以摩尔比计为96%。
(制造例A-8:葡萄糖十二烷二酸单酯的制备)
在300mL三口烧瓶中投入月桂酸(和光纯药工业株式会社制造)120mmol、D-葡萄糖(和光纯药工业株式会社制造)120mmol、丙酮(和光纯药工业株式会社制造)150mL、固定化脂肪酶(NovozymeSP435)6.0g以及分子筛4A(和光纯药工业株式会社制造)30g,浸渍在50℃的水浴中,在搅拌器搅拌下反应48小时。
将得到的反应液冷却后,用乙二醇二甲醚稀释20倍,使未反应葡萄糖析出后,通过减压过滤来滤出固体物质(脂肪酶、分子筛4A、葡萄糖),利用蒸发器蒸馏除去溶剂,得到浓缩干固物。接着利用乙酸己酯使目的物析出后,通过减压过滤来滤出未反应脂肪酸,进一步进行减压干燥,从而以固体形式得到目的物葡萄糖十二烷二酸单酯。对所得到的葡萄糖十二烷二酸单酯进行GPC分析,结果,葡萄糖十二烷二酸单酯的纯度以摩尔比计为96%。
(制造例A-9:果糖月桂酸单酯的制备)
不使用D-葡萄糖而使用果糖132mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备果糖月桂酸单酯。对所得到的果糖月桂酸单酯进行GPC分析,结果,果糖月桂酸单酯的纯度以摩尔比计为97%。
(制造例A-10:半乳糖月桂酸单酯的制备)
不使用D-葡萄糖而使用半乳糖132mmol,除此以外,通过与制造例A-1相同的方法制备半乳糖月桂酸单酯。对所得到的半乳糖月桂酸单酯进行GPC分析,结果,半乳糖月桂酸单酯的纯度以摩尔比计为98%。
(实施例A-1)
以制造例A-1中制备的葡萄糖月桂酸单酯为原料,以市售的Mg6Al2(OH)16CO3·zH2O为催化剂,进行歧化反应。具体地说,在2mL螺口管瓶中投入葡萄糖月桂酸单酯0.037g、催化剂0.04g和作为反应溶剂的1,2-二甲氧基乙烷1mL,使用恒温振荡式培育箱于反应温度60℃进行24小时反应。
反应终止后,将反应液用1,2-二甲氧基乙烷稀释约5倍后,通过PTFE制0.2μm过滤器处理来除去催化剂和葡萄糖,得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为30%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。需要说明的是,单酯转化率可通过下式(a)求出,二酯选择率可通过下式(b)求出。
单酯转化率(%)=(原料单酯(mol)-未反应单酯(mol))/原料单酯(mol)…(a)
二酯选择率(%)=生成的二酯(mol)/生成的二酯、三酯和四酯的总量(mol)…(b)
(实施例A-2)
使反应时间为48小时,除此以外,与实施例A-1同样地得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为75%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。并且,所得到的混合物中的葡萄糖月桂酸二酯与葡萄糖月桂酸单酯的摩尔比(二酯:单酯)为4:6。
对所得到的的混合物按照上述方法评价表面活性能力,结果为cmc=5×10-5[M]、γcmc=33[mN/m]这样的值,表明其具有高表面活性能力。并且,对葡萄糖月桂酸单酯同样进行了表面活性能力评价,结果为cmc=1×10-3[M]、γcmc=46[mN/m]。实施例A-2的混合物与葡萄糖月桂酸单酯的表面活性能力评价结果示于图1。
另外,在所得到的混合物中加入正庚烷,使葡萄糖月桂酸单酯析出后,将固体物质通过减压过滤来滤出,利用蒸发器蒸馏除去溶剂,以固体的形式得到葡萄糖月桂酸二酯。对所得到的葡萄糖月桂酸二酯进行GPC分析,结果,葡萄糖月桂酸二酯的纯度以摩尔比计为100%。
(实施例A-3)
使催化剂的用量为0.12g、反应时间为3小时,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为28%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-4)
使催化剂的用量为0.12g、反应时间为7小时,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为42%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-5)
使催化剂的用量为0.4g、反应时间为3小时,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为36%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-6)
使催化剂的用量为0.4g、反应时间为7小时,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为49%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-7)
作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为32%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-8)
作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12CO3·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为31%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-9)
作为催化剂使用市售的Mg10Al2(OH)24Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为28%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-10)
作为催化剂使用市售的Mg10Al2(OH)24CO3·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为25%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-11)
作为催化剂使用市售的Ca3Al2(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为26%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-12)
作为催化剂使用市售的Ca4Al2(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为24%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-13)
作为催化剂使用市售的Ca4Mg6Al5(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为25%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
将实施例A-1~A-13的反应条件和得到的混合物的分析结果列于表2。
[表2]
(实施例A-14)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为二甘醇,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为31%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-15)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为丙酮,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为37%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-16)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为二乙基酮,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为20%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-17)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为二丙基酮,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为24%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-18)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为二丁基酮,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为22%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-19)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为乙腈,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为38%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-20)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为氯仿,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为25%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-21)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为1,6-己二胺,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为38%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-22)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为二甲亚砜,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为37%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-23)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为正己烷,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为28%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-24)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为正庚烷,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为23%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-25)
将反应溶剂由1,2-二甲氧基乙烷变更为正辛烷,除此以外,通过与实施例A-8相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率为6%、葡萄糖月桂酸二酯选择率为100%。
将实施例A-8、A-14~A-25的反应条件和所得到的混合物的分析结果列于表3。
[表3]
(实施例A-26)
作为原料使用葡萄糖己二酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Ca4Al2(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖己二酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖己二酸单酯转化率为15%、葡萄糖己二酸二酯选择率为100%。
(实施例A-27)
作为原料使用葡萄糖辛酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Ca4Al2(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖辛酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖辛酸单酯转化率为9%、葡萄糖辛酸二酯选择率为100%。
(实施例A-28)
作为原料使用葡萄糖壬酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Ca4Al2(OH)10Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖壬酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖壬酸单酯转化率为12%、葡萄糖壬酸二酯选择率为100%。
(实施例A-29)
作为原料使用葡萄糖癸酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖癸酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖癸酸单酯转化率为32%、葡萄糖癸酸二酯选择率为100%。
(实施例A-30)
作为原料使用葡萄糖癸酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖癸酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖癸酸单酯转化率为30%、葡萄糖癸酸二酯选择率为100%。
(实施例A-31)
作为原料使用葡萄糖十五烷酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖十五烷酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖十五烷酸单酯转化率为25%、葡萄糖十五烷酸二酯选择率为100%。
(实施例A-32)
作为原料使用葡萄糖十五烷酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖十五烷酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖十五烷酸单酯转化率为30%、葡萄糖十五烷酸二酯选择率为100%。
(实施例A-33)
作为原料使用葡萄糖棕榈酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖棕榈酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖棕榈酸单酯转化率为28%、葡萄糖棕榈酸二酯选择率为100%。
(实施例A-34)
作为原料使用葡萄糖棕榈酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖棕榈酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖棕榈酸单酯转化率为32%、葡萄糖棕榈酸二酯选择率为100%。
(实施例A-35)
作为原料使用葡萄糖十二烷二酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖十二烷二酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖十二烷二酸单酯转化率为26%、葡萄糖十二烷二酸二酯选择率为100%。
(实施例A-36)
作为原料使用果糖月桂酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到果糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果果糖月桂酸单酯转化率为23%、果糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-37)
作为原料使用果糖月桂酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到果糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果果糖月桂酸单酯转化率为30%、果糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-38)
作为原料使用半乳糖月桂酸单酯0.037g、作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O0.04g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到半乳糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果半乳糖月桂酸单酯转化率为24%、半乳糖月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例A-39)
作为原料使用半乳糖月桂酸单酯0.037g,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到半乳糖月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果半乳糖月桂酸单酯转化率为32%、半乳糖月桂酸二酯选择率为100%。
将实施例A-26~A-39的反应条件和得到的混合物的分析结果列于表4。
[表4]
(实施例A-40~A-47)
将反应温度分别设定为35℃(实施例A-40)、40℃(实施例A-41)、45℃(实施例A-42)、50℃(实施例A-43)、60℃(实施例A-44)、75℃(实施例A-45)、90℃(实施例A-46)、100℃(实施例A-47)、将反应时间设定为3小时,除此以外,通过与实施例A-1相同的方法得到葡萄糖月桂酸酯混合物。
分别对各实施例中得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果葡萄糖月桂酸单酯转化率和葡萄糖月桂酸二酯选择率如表5中的记载。并且,图2为示出实施例A-40~A-47中的歧化反应的反应温度与单酯转化率的关系的图。
[表5]
(比较例A-1)
将实施例A-1中的催化剂替换为不具有水滑石结构的无机氧化物Mg6Al2O9,进行反应,结果歧化反应完全不进行。
(制造例B-1:肌醇癸酸单酯的制备)
在200mL三口烧瓶中投入癸酸甲酯(和光纯药工业株式会社制造)11mmol、肌肉肌醇(和光纯药工业株式会社制造)33mmol、二甲亚砜(和光纯药工业株式会社制造)100mL和无水碳酸钾0.30g,浸渍在90℃的油浴中,于50mmHg的减压下在搅拌器搅拌下反应4小时。
将得到的反应液冷却,用乙二醇二甲醚稀释5倍,使未反应肌肉肌醇析出后,通过减压过滤来滤出固体物质(无水碳酸钾、肌肉肌醇),利用蒸发器蒸馏除去溶剂,得到浓缩干固物。接着利用正庚烷使目的物析出后,通过减压过滤来滤出未反应的脂肪酸,进一步进行减压干燥,从而以固体形式得到目的物肌醇癸酸单酯。对所得到的肌醇癸酸单酯进行GPC分析,结果,肌醇癸酸单酯的纯度以摩尔比计为89%。
(制造例B-2:肌醇月桂酸单酯的制备)
不使用癸酸甲酯而使用月桂酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例B-1相同的方法制备肌醇月桂酸单酯。对所得到的肌醇月桂酸单酯进行GPC分析,结果,肌醇月桂酸单酯的纯度以摩尔比计为83%。
(制造例B-3:肌醇棕榈酸单酯的制备)
不使用癸酸甲酯而使用棕榈酸甲酯33mmol,除此以外,通过与制造例B-1相同的方法制备肌醇棕榈酸单酯。对所得到的肌醇棕榈酸单酯进行GPC分析,结果,肌醇棕榈酸单酯的纯度以摩尔比计为72%。
(实施例B-1)
以制造例B-1中制备的肌醇癸酸单酯为原料,以市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O为催化剂,进行歧化反应。具体地说,在2mL螺口管瓶中投入肌醇癸酸单酯0.4g、催化剂0.04g和作为反应溶剂的1,2-二甲氧基乙烷1mL,使用恒温振荡式培育箱于反应温度60℃进行24小时反应。
反应终止后,将反应液用1,2-二甲氧基乙烷稀释约5倍后,通过PTFE制0.2μm过滤器处理来除去催化剂和肌醇,得到肌醇癸酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇癸酸单酯转化率为22%、肌醇癸酸二酯选择率为100%。需要说明的是,单酯转化率可通过下式(a)求出,二酯选择率可通过下式(b)求出。
单酯转化率(%)=(原料单酯(mol)-未反应单酯(mol))/原料单酯(mol)…(a)
二酯选择率(%)=生成的二酯(mol)/生成的二酯、三酯和四酯的总量(mol)…(b)
(实施例B-2)
作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-1相同的方法得到肌醇癸酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇癸酸单酯转化率为25%、肌醇癸酸二酯选择率为100%。
(实施例B-3)
作为催化剂使用市售的Mg6Al2(OH)16CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-1相同的方法得到肌醇癸酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇癸酸单酯转化率为20%、肌醇癸酸二酯选择率为100%。
(实施例B-4)
以制造例B-2中制备的肌醇月桂酸单酯为原料,以市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O为催化剂,进行歧化反应。具体地说,在2mL螺口管瓶中投入肌醇月桂酸单酯0.4g、催化剂0.04g和作为反应溶剂的1,2-二甲氧基乙烷1mL,使用恒温振荡式培育箱于反应温度60℃进行24小时反应。
反应终止后,将反应液用1,2-二甲氧基乙烷稀释约5倍后,通过PTFE制0.2μm过滤器处理来除去催化剂和肌醇,得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为34%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-5)
作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为31%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-6)
作为催化剂使用市售的Mg6Al2(OH)16CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为34%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-7)
作为催化剂使用市售的Mg10Al2(OH)24Cl2·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为28%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-8)
作为催化剂使用市售的Mg10Al2(OH)24CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为26%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-9)
作为催化剂使用市售的Ca3Al2(OH)10Cl2·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为28%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-10)
作为催化剂使用市售的Ca4Al2(OH)10Cl2·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为29%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-11)
作为催化剂使用市售的Ca4Mg6Al5(OH)10Cl2·zH2O,除此以外,通过与实施例B-4相同的方法得到肌醇月桂酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇月桂酸单酯转化率为34%、肌醇月桂酸二酯选择率为100%。
(实施例B-12)
以制造例B-3中制备的肌醇棕榈酸单酯为原料,以市售的Mg4Al2(OH)12Cl2·zH2O为催化剂,进行歧化反应。具体地说,在2mL螺口管瓶中投入肌醇棕榈酸单酯0.4g、催化剂0.04g和作为反应溶剂的1,2-二甲氧基乙烷1mL,使用恒温振荡式培育箱于反应温度60℃进行24小时反应。
反应终止后,将反应液用1,2-二甲氧基乙烷稀释约5倍后,通过PTFE制0.2μm过滤器处理来除去催化剂和肌醇,得到肌醇棕榈酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇棕榈酸单酯转化率为24%、肌醇棕榈酸二酯选择率为100%。
(实施例B-13)
作为催化剂使用市售的Mg4Al2(OH)12CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-12相同的方法得到肌醇棕榈酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇棕榈酸单酯转化率为26%、肌醇棕榈酸二酯选择率为100%。
(实施例B-14)
作为催化剂使用市售的Mg6Al2(OH)16CO3·zH2O,除此以外,通过与实施例B-12相同的方法得到肌醇棕榈酸酯混合物。对所得到的混合物的一部分实施GPC分析,结果肌醇棕榈酸单酯转化率为23%、肌醇棕榈酸二酯选择率为100%。
(比较例B-1)
将实施例B-4中的催化剂替换为不具有水滑石结构的无机氧化物Mg6Al2O9,进行反应,结果歧化反应完全不进行。
将实施例B-1~B-14和比较例B-1的反应条件和得到的混合物的分析结果列于表6。
[表6]
工业实用性
根据本发明的制造方法可高效地得到多元醇脂肪酸二酯。
Claims (9)
1.一种多元醇脂肪酸二酯的制造方法,该制造方法具备下述工序:
在含有水滑石化合物的催化剂的存在下,使多元醇脂肪酸单酯发生反应,得到多元醇脂肪酸二酯,其中,构成所述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为糖或糖醇。
2.如权利要求1所述的制造方法,其中,所述水滑石化合物为下述式(1)表示的化合物,
(M2+)1-x(M3+)x(OH-)2+x-y(An-)y/n(1)
式中,M2+表示二价金属离子,M3+表示三价金属离子,An-表示n价阴离子,x表示0.1~0.5的正数,y表示0.1~0.5的正数,n表示1或2的整数。
3.如权利要求1或2所述的制造方法,其中,构成所述多元醇脂肪酸单酯的脂肪酸的碳原子数为4~24。
4.如权利要求1或2所述的制造方法,其中,构成所述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为单糖类。
5.如权利要求4所述的制造方法,其中,所述单糖类是选自由葡萄糖、果糖和半乳糖组成的组中的至少一种。
6.如权利要求1或2所述的制造方法,其中,构成所述多元醇脂肪酸单酯的多元醇为肌醇。
7.如权利要求6所述的制造方法,其中,所述肌醇为肌肉肌醇。
8.如权利要求1或2的制造方法,其中,所述工序在含有选自由醚化合物、酮化合物、腈化合物、卤化烷基化合物、叔醇化合物、酰胺化合物、胺化合物、亚砜化合物和碳原子数为5~8的链状烃化合物组成的组中的至少一种溶剂的反应溶液中进行。
9.如权利要求1或2所述的制造方法,其中,所述工序中的反应温度为50℃~100℃。
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105399603B (zh) * | 2015-12-22 | 2018-07-31 | 山东理工大学 | 同时合成2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇的方法 |
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WO2020197301A1 (ko) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | (주)카보엑스퍼트 | 말토헵타오스 지방산 에스테르 제조방법 및 이로부터 제조된 말토헵타오스 지방산 에스테르 |
JP7338918B1 (ja) | 2022-10-21 | 2023-09-05 | 築野食品工業株式会社 | イノシトール脂肪酸エステル |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5071975A (en) * | 1986-07-23 | 1991-12-10 | Van Den Bergh Foods Co., Division Of Conopco Inc. | Process for preparing polyol fatty acid polyesters |
US5144022A (en) * | 1989-05-09 | 1992-09-01 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Method of producing powdery high hlb sugar fatty acid ester |
CN1656111A (zh) * | 2002-05-28 | 2005-08-17 | 宝洁公司 | 纯化的、部分酯化的多元醇聚酯脂肪酸组合物的合成 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4048269B2 (ja) | 2001-02-19 | 2008-02-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ヒドロキシ化合物の製造方法 |
JP2004269429A (ja) | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Mitsubishi-Kagaku Foods Corp | 糖アルコール脂肪酸エステルの製造方法 |
JP2005314592A (ja) | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Sakai Chem Ind Co Ltd | ポリエステルの製造のための触媒と方法 |
-
2012
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- 2012-03-29 TW TW101111021A patent/TWI504587B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5071975A (en) * | 1986-07-23 | 1991-12-10 | Van Den Bergh Foods Co., Division Of Conopco Inc. | Process for preparing polyol fatty acid polyesters |
US5144022A (en) * | 1989-05-09 | 1992-09-01 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Method of producing powdery high hlb sugar fatty acid ester |
CN1656111A (zh) * | 2002-05-28 | 2005-08-17 | 宝洁公司 | 纯化的、部分酯化的多元醇聚酯脂肪酸组合物的合成 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
Calcined Mg–Al hydrotalcites as solid base catalysts for methanolysis of soybean oil;Wenlei Xie,等;《Journal of Molecular Catalysis A: Chemical》;20060301;第246卷(第1-2期);第24–32页 * |
Catalysts for the Production of Fine Chemicals. Production of Food Emulsifiers, Monoglycerides, by Glycerolysis of Fats with Solid Base Catalysts;A. Corma,等;《JOURNAL OF CATALYSIS 》;19980125;第173卷(第2期);第315-321页 * |
Efficient lipase-selective synthesis of dilauryl mannoses by simultaneous reaction–extraction system;Wenbin Zhang,等;《Biotechnol. Lett.》;20081128;第31卷(第3期);第423-428页 * |
Mg/Al水滑石催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应;梅付名,等;《应用化学》;20040731;第21卷(第1期);第702-707页 * |
Transesterification of triglycerides in high and low quality oil feeds over an HT2 hydrotalcite catalyst;N. Barakos,等;《Bioresource Technology》;20071024;第99卷(第11期);第5037–5042页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2012137604A1 (ja) | 2014-07-28 |
EP2695888A4 (en) | 2014-04-09 |
US9085597B2 (en) | 2015-07-21 |
JP5666693B2 (ja) | 2015-02-12 |
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