JP2001213845A - エステルの製造方法 - Google Patents

エステルの製造方法

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JP2001213845A
JP2001213845A JP2000026946A JP2000026946A JP2001213845A JP 2001213845 A JP2001213845 A JP 2001213845A JP 2000026946 A JP2000026946 A JP 2000026946A JP 2000026946 A JP2000026946 A JP 2000026946A JP 2001213845 A JP2001213845 A JP 2001213845A
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acid
ester
polyhydric alcohol
aliphatic polyhydric
full ester
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Shohei Konishi
章平 小西
Yasuhisa Yumino
寧久 弓野
Tsugi Imai
嗣 今井
Takashi Kondo
隆 近藤
Yukinobu Kuze
行伸 久世
Tomoyasu Ishiguro
友康 石黒
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KH Neochem Co Ltd
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Kyowa Yuka Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、酸無水物の副生量が極めて
少ない脂肪族多価アルコールのエステルの製造方法を提
供することにある。 【解決手段】 本発明は、脂肪族多価アルコールと飽和
脂肪族モノカルボン酸をエステル化反応に付し、脂肪族
多価アルコールの水酸基全部がエステル化されたエステ
ル(フルエステル)を製造する方法において、下記の式 で算出される脂肪族多価アルコールのフルエステルの生
成率が98%以下でエステル化反応を停止することを特
徴とする脂肪族多価アルコールのフルエステルの製造方
法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸無水物の副生量
が極めて少ない脂肪族多価アルコールのエステルの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】機械装置、設備、機器等の運動部分の摺
動面の摩擦、摩耗を減少させることは潤滑油の基本的性
能であり、潤滑油は、自動車、船舶、航空機、各種産業
機械、設備、電気製品等の種々の分野で使用されてい
る。
【0003】潤滑油の一つとして、エステル油が知られ
ているが、その代表的な例として、脂肪族多価アルコー
ルと飽和脂肪族モノカルボン酸からなるポリオールエス
テルが知られている。
【0004】ポリオールエステルの製造は、通常、脂肪
族多価アルコールの水酸基のモル数に対して、飽和脂肪
族モノカルボン酸を1倍モル以上、使用して行うが、そ
のエステル化反応の際に、飽和脂肪族モノカルボン酸二
分子の脱水縮合物である酸無水物が副生するという問題
点がある。
【0005】酸無水物を多く含むポリオールエステル組
成物を、例えば、潤滑油等として使用すると、エステル
組成物中の水分または空気中の湿気により酸無水物が加
水分解し、酸価の上昇を引き起こし、金属の腐食を引き
起こす。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸無
水物の副生量が極めて少ない脂肪族多価アルコールのエ
ステルの製造方法に関する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、脂肪族多価ア
ルコールと飽和脂肪族モノカルボン酸をエステル化反応
に付し、脂肪族多価アルコールの水酸基全部がエステル
化されたエステル(以下、フルエステルと表現すること
もある)を製造する方法において、下記の式
【0008】
【数2】
【0009】で算出される脂肪族多価アルコールのフル
エステルの生成率が98%以下でエステル化反応を停止
することを特徴とする脂肪族多価アルコールのフルエス
テルの製造方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法の原料である脂
肪族多価アルコールとしては、特に限定されないが、好
ましくは炭素数2〜20の直鎖または分岐状のアルコー
ルがあげられ、その具体例としては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、トリプロピレングリコール、
1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、
1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2
−メチル−1,2−プロパンジオール、2−メチル−
1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオー
ル、1,3−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジ
オール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサン
ジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−
2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−2,3
−ブタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2−エ
チル−1,3−ヘキサンジオール、2,4−ジメチル−
2,4−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオー
ル、1,8−オクタンジオール、2,5−ジメチル−
2,5−ヘキサンジオール、グリセリン、ジグリセリ
ン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ネオペンチル
グリコール、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパ
ンジオール、2−イソプロピル−2−メチル−1,3−
プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパ
ンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパ
ンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオ
ール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトール等があげられ、中
でも、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン
または2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールが
好ましく使用される。前記の脂肪族多価アルコールは、
単独または2種類以上混合して用いられる。
【0011】飽和脂肪族モノカルボン酸としては、特に
限定されないが、好ましくは炭素数2〜36の直鎖また
は分岐状の飽和脂肪族モノカルボン酸があげられ、具体
的には、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、イソ酪酸、n
−吉草酸、イソ吉草酸、n−ヘキサン酸、2−エチルペ
ンタン酸、3−エチルペンタン酸、2−メチルヘキサン
酸、3−メチルヘキサン酸、4−メチルヘキサン酸、5
−メチルヘキサン酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン
酸、3,5−ジメチルヘキサン酸、2,2−ジメチルヘ
キサン酸、2−メチルヘプタン酸、3−メチルヘプタン
酸、4−メチルヘプタン酸、2−プロピルペンタン酸、
3,4−ジメチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、2,2−
ジメチルヘプタン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン
酸、2−メチルオクタン酸、2−エチルヘプタン酸、3
−メチルオクタン酸、n−デカン酸、イソデカン酸、イ
ソトリデカン酸、イソヘキサデカン酸等があげられ、中
でも、2−エチルヘキサン酸または3,5,5−トリメ
チルヘキサン酸が好ましく使用される。前記の飽和脂肪
族モノカルボン酸は単独または2種類以上混合して用い
られる。
【0012】脂肪族多価アルコールと飽和脂肪族モノカ
ルボン酸とのエステル化反応は、通常、150〜300
℃、好ましくは200〜250℃で行われる。反応時間
は、特には限定されないが、通常、5分〜15時間、好
ましくは5〜10時間である。圧力は常圧または減圧で
実施するが、減圧の場合は通常、0.1〜80kPaで
ある。エステル化触媒を使用する場合の該触媒の使用量
は、原料仕込量(脂肪族多価アルコールおよび飽和脂肪
族モノカルボン酸の総仕込量)の0.01〜0.5重量
%が好ましく、さらには0.05〜0.3重量%である
のがより好ましい。この場合のエステル化触媒として
は、例えば、硫酸、p−トルエンスルホン酸、スズ酸化
物、アルキルチタネート等があげられる。
【0013】脂肪族多価アルコールの水酸基のモル数に
対する飽和脂肪族モノカルボン酸の割合は通常、1.0
〜2.0倍モル、好ましくは1.1〜1.6倍モルであ
る。
【0014】本発明の方法において、エステル化反応
は、フルエステルの生成率が98%以下、好ましくは7
0〜98%、より好ましくは80〜98%、さらに好ま
しくは85〜98%の時点で停止される。この場合、フ
ルエステルの生成率は、反応液をガスクロマトグラフィ
ー等により分析することにより求めることができる。ま
た、エステル化反応は、例えば、反応液を室温に冷却す
ることにより停止する。
【0015】本発明の製造方法において、エステル化反
応終了後に得られる反応液は、酸無水物をほとんど含ま
ないため、必要に応じて、中和、水洗、蒸留または活性
炭等の吸着剤により処理をすることにより、潤滑油等の
用途に使用することができる。
【0016】潤滑油の用途の場合、水酸基価は、50m
gKOH/g未満であるのが好ましく、また、酸無水物
量が0.7重量%以下であるのが好ましい。
【0017】本発明の製造方法で得られるフルエステル
は、必要に応じて、酸化防止剤、極圧剤、油性向上剤、
消泡剤、金属不活性剤等の添加剤を添加することによ
り、ジェットエンジン油、エンジン油、潤滑油、難燃性
作動油、生分解性作動油等の用途に使用することができ
る。酸化防止剤としては、2,6−ジ(t−ブチル)−
p−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤、フェノチ
アジン等のアミン系酸化防止剤、ベンゾチアゾール等の
硫黄系酸化防止剤等があげられ、極圧剤、油性向上剤と
しては、ジアルキルチオリン酸亜鉛等の亜鉛化合物、ト
リクレジルホスフェート等のリン化合物、ジベンゾチオ
フェン等の硫黄化合物等があげられ、消泡剤としては、
ジメチルポリシロキサン等のシリコーン油、ジエチルシ
リケート等のオルガノシリケート類等があげられ、金属
不活性剤としてはキニザリン、メルカプトベンゾチアゾ
ール等があげられる。
【0018】
【実施例】以下に実施例を用いて本発明を詳しく説明す
るが、本発明は、これらの例によってなんら限定される
ものでない。
【0019】また、反応液は以下のガスクロマトグラフ
ィー条件で分析した。 (ガスクロマトグラフィー分析条件) カラム:OV−17(ガスクロ工業社製)3.2cm(内
径)×3m(長さ) 検出機器:FID 温度条件:150℃で5分保持後、10℃/分で昇温、
300℃で30分保持
【0020】実施例1 攪拌機、温度計、窒素吹込み管、および冷却管付きの脱
水管を取り付けた1Lの4つ口フラスコを用意し、ペン
タエリスリトール136.2g(1モル)と、2−エチ
ルヘキサン酸663.3g(4.6モル)を仕込み、常
圧で、220〜290℃で反応させ、フルエステルの生
成率が90%の時点で反応を終了させた。続いて減圧
(0.4kPa)下、過剰の脂肪酸を留去した後、25
%水酸化ナトリウム水溶液5.5gと水62gを添加し
て洗浄し、さらに、水洗(600mlの水で4回)を行
った後、減圧下で脱水(200℃以下、1.3kPa以
下)を1時間行った結果、得られたペンタエリスリトー
ルのフルエステルを含む組成物の酸無水物量は0.01
重量%以下であり、水酸基価は9.2mgKOH/gで
あった。
【0021】実施例2 フルエステルの生成率96%の時点で反応を終了させた
以外は実施例1と全く同様の操作を行った結果、得られ
たペンタエリスリトールのフルエステルを含む組成物の
酸無水物量は0.06重量%であり、水酸基価は2.9
mgKOH/gであった。
【0022】実施例3 攪拌機、温度計、窒素吹込み管、および冷却管付きの脱
水管を取り付けた1Lの4つ口フラスコを用意し、ペン
タエリスリトール136.2g(1モル)と、2−エチ
ルヘキサン酸331.7g(2.3モル)、3,5,5
−トリメチルヘキサン酸363.9g(2.3モル)を
仕込み、常圧で、220〜290℃で反応させ、フルエ
ステルの生成率95%の時点で反応を終了させた。続い
て実施例1と同様の方法で精製を行った結果、得られた
ペンタエリスリトールのフルエステルを含む組成物の酸
無水物量は0.02重量%であり、水酸基価は3.5m
gKOH/gであった。
【0023】実施例4 攪拌機、温度計、窒素吹込み管、および冷却管付きの脱
水管を取り付けた1Lの4つ口フラスコを用意し、トリ
メチロールプロパン134.0g(1モル)と、2−エ
チルヘキサン酸497.5g(3.45モル)を仕込
み、常圧で、220〜290℃で反応させ、フルエステ
ルの生成率95%の時点で反応を終了させた。続いて実
施例1と同様の方法で精製を行った結果、得られたトリ
メチロールプロパンのフルエステルを含む組成物の酸無
水物量は0.02重量%であり、水酸基価は6.1mg
KOH/gであった。
【0024】実施例5 攪拌機、温度計、窒素吹込み管、および冷却管付きの脱
水管を取り付けた1Lの4つ口フラスコを用意し、2,
4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール160.3g
(1モル)と、2−エチルヘキサン酸432.6g
(3.0モル)を仕込み、常圧で、200〜250℃で
反応させ、フルエステルの生成率97%の時点で反応を
終了させた。続いて実施例1と同様の方法で精製を行っ
た結果、得られた2,4−ジエチル−1,5−ペンタン
ジオールのフルエステルを含む組成物の酸無水物量は
0.02重量%であり、水酸基価は4.8mgKOH/
gであった。
【0025】比較例1 フルエステルの生成率98.5%の時点で反応を終了さ
せた以外は実施例1と全く同様の操作を行った結果、得
られたペンタエリスリトールのフルエステルを含む組成
物の酸無水物量は0.8重量%であった。
【0026】比較例2 フルエステルの生成率99.1%の時点で反応を終了さ
せた以外は実施例1と全く同様の操作を行った結果、得
られたペンタエリスリトールのフルエステルを含む組成
物の酸無水物量は2.1重量%であった。
【0027】比較例3 フルエステルの生成率99.3%の時点で反応を終了さ
せた以外は実施例3と全く同様の操作を行った結果、得
られたペンタエリスリトールのフルエステルを含む組成
物の酸無水物量は3.2重量%であった。
【0028】試験例1 上記の実施例1〜5および比較例1〜3で得られた脂肪
族多価アルコールのフルエステルを含む組成物につい
て、その保存安定性を調べるため、以下に示す条件で試
験を行った。すなわち、100mlバイアル瓶に、試料
のエステル組成物50gを取り封栓して、60℃で60
日間放置し、酸価を調べた。酸価の測定はJIS K−
2501に準拠して行った。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1より、本発明の製造法で得られたフル
エステルを含む組成物の試験後の酸価が低いことがわか
り、安定性に優れていることがわかる。
【0031】
【発明の効果】本発明により、酸無水物の副生量が極め
て少ない脂肪族多価アルコールのエステルの製造方法が
提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 隆 三重県四日市市大協町二丁目3番地 協和 油化株式会社四日市研究所内 (72)発明者 久世 行伸 三重県四日市市大協町二丁目3番地 協和 油化株式会社四日市研究所内 (72)発明者 石黒 友康 千葉県市原市五井南海岸11−1 協和油化 株式会社千葉工場内 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC48 BC37 BC38 BC40 KA06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脂肪族多価アルコールと飽和脂肪族モノ
    カルボン酸をエステル化反応に付し、脂肪族多価アルコ
    ールの水酸基全部がエステル化されたエステル(フルエ
    ステル)を製造する方法において、下記の式 【数1】 で算出される脂肪族多価アルコールのフルエステルの生
    成率が98%以下でエステル化反応を停止することを特
    徴とする脂肪族多価アルコールのフルエステルの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 飽和脂肪族モノカルボン酸が炭素数2〜
    36の飽和脂肪族モノカルボン酸である請求項1記載の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 炭素数2〜36の飽和脂肪族モノカルボ
    ン酸が2−エチルヘキサン酸または3,5,5−トリメ
    チルヘキサン酸である請求項2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 脂肪族多価アルコールが炭素数2〜20
    の脂肪族多価アルコールである請求項1記載の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 炭素数2〜20の脂肪族多価アルコール
    がペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまた
    は2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールである
    請求項4記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 フルエステルの生成率が70〜98%で
    エステル化反応を停止する請求項1〜5のいずれかに記
    載の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006290787A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Nippon Fine Chem Co Ltd 化粧料用油剤又は皮膚外用剤用油剤、並びに化粧料又は皮膚外用剤
JP2007204451A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Idemitsu Kosan Co Ltd ポリエーテル化合物及びそれを含む潤滑油用基油と潤滑油組成物

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