JP2005089305A - New rosin compound, method for producing the same and surfactant or additive for resin comprising the same rosin compound - Google Patents

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陽一郎 恵崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new rosin compound having a rosin skeleton and a plurality of hydroxy groups in one molecule and exhibiting high surface-activity and to further provide a method for production by which the new rosin compound can selectively be produced in high yield. <P>SOLUTION: The rosin compound is obtained by reacting a rosin glycidyl ester (A) with a polyol (B) having ≥3 hydroxy groups and has the ≥3 hydroxy groups. The method for producing the rosin compound and a surfactant comprising the rosin compound are provided. An additive for a resin comprises the rosin compound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は疎水性のロジン骨格残基と親水性の複数の水酸基を有する新規ロジン化合物、およびその選択的合成法に関する。また、本発明は当該ロジン化合物を含有する界面活性剤および樹脂用添加剤に関する。   The present invention relates to a novel rosin compound having a hydrophobic rosin skeleton residue and a plurality of hydrophilic hydroxyl groups, and a selective synthesis method thereof. The present invention also relates to a surfactant and a resin additive containing the rosin compound.

界面活性剤は、一分子中に、疎水性部と親水性部を有する化合物からなるものである。そのため、一分子中に、親水性が高い水酸基を多く有しかつ疎水性が高いロジン骨格を有する化合物を製造することができれば、界面活性能に優れた界面活性剤とすることができ、かつ天然物に由来するロジン類を原料とするものであるから、環境に対する負荷も低減できると考えられる。また、このような化合物は、その化合物の構造から、プラスチック等の各種樹脂に添加することで、相溶化剤等の樹脂用添加剤として用いることができると考えられる。このような化合物としては、例えば、ポリオール類の水酸基の一部がロジン類でエステル化された化合物が好ましいものと考えられるが、当該化合物を製造するには、ポリオール類の一部を選択的にエステル化する必要がある。    The surfactant is composed of a compound having a hydrophobic part and a hydrophilic part in one molecule. Therefore, if it is possible to produce a compound having a lot of hydroxyl groups with high hydrophilicity and a rosin skeleton with high hydrophobicity in one molecule, it is possible to obtain a surfactant having excellent surface activity and natural. Since rosins derived from products are used as raw materials, it is considered that the burden on the environment can also be reduced. Moreover, it is thought that such a compound can be used as an additive for a resin such as a compatibilizing agent by adding it to various resins such as a plastic because of the structure of the compound. As such a compound, for example, a compound in which a part of hydroxyl groups of a polyol is esterified with a rosin is considered preferable. To produce the compound, a part of the polyol is selectively used. It is necessary to esterify.

このような化合物を製造する方法として、例えば、ロジン類とポリグリセリン等とのエステル化反応が提案されている(特許文献1参照)が、当該製造方法では、ロジン類のカルボキシル基とポリグリセリン等の水酸基とが同じ等量になるような仕込み比で反応させるものであるため、当該反応生成物中のポリグリセリン等の水酸基はほとんど全部がエステル化されたものであった。   As a method for producing such a compound, for example, an esterification reaction between rosins and polyglycerin has been proposed (see Patent Document 1). However, in the production method, a carboxyl group of rosins and polyglycerin and the like are proposed. The hydroxyl groups such as polyglycerin in the reaction product were almost all esterified because they were reacted at a charging ratio such that the hydroxyl groups in the reaction mixture had the same amount.

なお、ロジン類/ポリオール類の仕込み比を小さくし水酸基価の大きな反応物を製造するという方法も考えられるが、当該方法による場合には、ポリオール類の水酸基がほとんどエステル化された反応物と未反応のポリオール類との混合物が得られ、ポリオール類の水酸基の一部を選択的にエステル化した反応物は得られない。この理由としては、反応の初期段階において、ポリオール類の水酸基が一つだけロジン類でエステル化され、当該エステル化されたポリオール類の疎水性が高くなることで、疎水性の高いロジン類との相溶性が高くなり、親水性の高いポリオール類との相溶性が悪くなることにより、その結果、ロジン類は未反応ポリオール類よりはむしろ既に一部エステル化されたポリオール類と優先的にエステル化反応してしまうためと考えられる。また、ロジン類のカルボキシル基は第3級カルボキシル基であり、立体障害が大きいため、通常、エステル化に際し、280℃程度に加熱する必要があるが、高温で反応させることにより、エステル化反応が進行し易くなることに加え、このような高温下では、いったん生成したエステル化されたポリオール類どうしの間でエステル交換反応が生じ、このため、より多くエステル化されたポリオール類と、原料のポリオールが生成することも理由の一つと考えられる。 A method of reducing the charge ratio of rosins / polyols to produce a reaction product having a large hydroxyl value is also conceivable. A mixture with the polyol of the reaction is obtained, and a reaction product obtained by selectively esterifying a part of the hydroxyl groups of the polyol cannot be obtained. The reason for this is that, in the initial stage of the reaction, only one hydroxyl group of the polyol is esterified with rosins, and the hydrophobicity of the esterified polyols increases, so that High compatibility and poor compatibility with highly hydrophilic polyols, resulting in preferential esterification of rosins with already partially esterified polyols rather than unreacted polyols This is thought to be due to a reaction. Moreover, since the carboxyl group of rosins is a tertiary carboxyl group and has a large steric hindrance, it is usually necessary to heat to about 280 ° C. during esterification. In addition to being easy to proceed, at such a high temperature, a transesterification reaction occurs between the esterified polyols once formed, and as a result, more esterified polyols and the starting polyol One of the reasons is considered to be generated.

米国特許第1,696,337号明細書US Pat. No. 1,696,337

本発明は上記課題に照らし、一分子中にロジン骨格と複数の水酸基を有し、かつ高い界面活性能を発現できる新規なロジン化合物を提供し、さらには、当該新規ロジン化合物を選択的かつ高収率で製造できる製造方法を提供することを目的とする。   In light of the above problems, the present invention provides a novel rosin compound having a rosin skeleton and a plurality of hydroxyl groups in one molecule and capable of expressing high surface activity, and further, selectively and highly enhances the novel rosin compound. It aims at providing the manufacturing method which can be manufactured with a yield.

かかる目的を達成するために、本発明者は鋭意検討した結果、ロジングリシジルエステルとポリオール類を反応させることにより、分子中に多数の水酸基を有する新規ロジン化合物を提供し得ることを見出した。   In order to achieve this object, the present inventor has intensively studied and found that a novel rosin compound having a number of hydroxyl groups in the molecule can be provided by reacting rosin glycidyl ester with polyols.

すなわち、本発明は、ロジングリシジルエステル(A)と水酸基を3つ以上有するポリオール(B)とを反応させて得られる3つ以上の水酸基を有するロジン化合物;ロジングリシジルエステル(A)と水酸基を3つ以上有するポリオール(B)とを反応させる3つ以上の水酸基を有するロジン化合物の製造方法;当該ロジン化合物を含有することを特徴とする界面活性剤;当該ロジン化合物を含有することを特徴とする樹脂用添加剤に係る。   That is, the present invention relates to a rosin compound having three or more hydroxyl groups obtained by reacting rosin glycidyl ester (A) with a polyol (B) having three or more hydroxyl groups; rosin glycidyl ester (A) and 3 hydroxyl groups. A method for producing a rosin compound having three or more hydroxyl groups, which is reacted with at least one polyol (B); a surfactant characterized by containing the rosin compound; It relates to additives for resins.

本発明によれば、一分子中にロジン骨格と複数(少なくとも3つ以上)の水酸基を有する新規なロジン化合物を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、比較的低温で、速やかにポリオールの一部を選択的かつ高収率でロジンエステルを製造することができる。本発明で得られた新規ロジン化合物は高い界面活性能を有する。   According to the present invention, a novel rosin compound having a rosin skeleton and a plurality (at least three or more) of hydroxyl groups in one molecule can be provided. Further, according to the production method of the present invention, a rosin ester can be produced in a selective and high yield partly of a polyol quickly at a relatively low temperature. The novel rosin compound obtained in the present invention has a high surface activity.

本発明に用いるロジングリシジルエステル(A)(以下、(A)成分という)としては、公知のロジンおよびその誘導体等(以下、ロジン類という)のグリシジルエステルなどが挙げられる。具体的には、ガムロジングリシジルエステル、ウッドロジングリシジルエステル、トール油ロジングリシジルエステル、不均化ロジングリシジルエステル、水素化ロジングリシジルエステル、脱水素化ロジングリシジルエステル、マレイン化ロジングリシジルエステル、フマル化ロジングリシジルエステル、アクリル化ロジングリシジルエステルなどが挙げられる。また、これらのロジン類を精製した樹脂酸のグリシジルエステルとしてアビエチン酸グリシジルエステル、レボピマル酸グリシジルエステル、ネオアビエチン酸グリシジルエステル、パラストリン酸グリシジルエステル、ピマル酸グリシジルエステル、イソピマル酸グリシジルエステル、サンダラコピマル酸グリシジルエステル、デヒドロアビエチン酸グリシジルエステル、ジヒドロアビエチン酸グリシジルエステル、テトラヒドロアビエチン酸グリシジルエステル、マレオピマル酸トリグリシジルエステル、フマロピマル酸トリグリシジルエステル、アクリロピマル酸ジグリシジルエステルなども使用できる。(A)成分は、通常、ロジン類等とエピクロロヒドリン等とを反応させることにより得られる。当該製造法としては、例えば、特開平1−069680号公報、特開昭59−039885号公報および特開昭59−039886号公報に記載の方法を採用することができる。   Examples of the rosin glycidyl ester (A) (hereinafter referred to as component (A)) used in the present invention include known rosin and its derivatives (hereinafter referred to as rosins) glycidyl ester. Specifically, gum rosin glycidyl ester, wood rosin glycidyl ester, tall oil rosin glycidyl ester, disproportionated rosin glycidyl ester, hydrogenated rosin glycidyl ester, dehydrogenated rosin glycidyl ester, maleated rosin glycidyl ester, fumarated rosin Examples thereof include glycidyl ester and acrylated rosin glycidyl ester. In addition, as glycidyl esters of resin acids obtained by purifying these rosins, abietic acid glycidyl ester, levopimaric acid glycidyl ester, neoabietic acid glycidyl ester, pastrinic acid glycidyl ester, pimaric acid glycidyl ester, isopimaric acid glycidyl ester, sandaracopimalic acid Glycidyl ester, dehydroabietic acid glycidyl ester, dihydroabietic acid glycidyl ester, tetrahydroabietic acid glycidyl ester, maleopimalic acid triglycidyl ester, fumaropimaric acid triglycidyl ester, acrylopimaric acid diglycidyl ester, and the like can also be used. The component (A) is usually obtained by reacting rosins and the like with epichlorohydrin and the like. As the production method, for example, methods described in JP-A-1-069680, JP-A-59-039885 and JP-A-59-039886 can be employed.

また、本発明で用いる水酸基を3つ以上有するポリオール(B)(以下、(B)成分という)としては、特に限定されず、公知の各種のものを使用することができる。具体的には、例えば、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等のポリグリセリン類、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、エリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタトリオール、ソルビトール、ソルビタン、マンニトール等が挙げられる。これらポリオール類は、いずれかを単独で使用、または2種以上を併用しても良い。なお、これらの中では、特に、グリセリン、ポリグリセリン類を用いた場合には、界面活性が高い反応生成物が得られるため、界面活性効果により着目する場合にはこれらポリオール類が好ましい。   Moreover, it does not specifically limit as polyol (B) (henceforth (B) component) which has three or more hydroxyl groups used by this invention, Various well-known things can be used. Specifically, for example, polyglycerins such as diglycerin, triglycerin, tetraglycerin, glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, erythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentatriol, sorbitol, sorbitan, mannitol, etc. Can be mentioned. Any of these polyols may be used alone or in combination of two or more. Among these, in particular, when glycerin or polyglycerins are used, a reaction product having a high surface activity is obtained. Therefore, these polyols are preferable when attention is paid to the surface active effect.

本発明に用いる(A)成分と(B)成分の使用量は、(B)成分の分子量と使用する(A)成分のエポキシ当量とを考慮して適宜に決定される。なお、(A)成分のエポキシ当量とは、エポキシ基1個当たりの(A)成分の分子量に相当する。なお、(B)成分が、ポリグリセリン等の複数の成分からなる混合物である場合には、(数平均)分子量は、(B)成分の水酸基価と理論水酸基価とから計算することにより決定される。(B)成分のモル数と(A)成分のエポキシ当量を基準にした(A)成分のモル数との比については、適宜に選択決定できるが、界面活性効果を考慮した場合、{(B)成分のモル数}/{(A)成分のエポキシ当量を基準にした(A)成分のモル数}は、通常1.0〜5.0程度が適当とされ、好ましくは1.0〜3.0である。1.0に満たない場合は未反応の(B)成分が残存し、収率が低下する傾向にあり、5.0を超える場合には得られるロジン化合物の親水性が小さくなり、界面活性効果が小さくなる場合が多い。  The amount of component (A) and component (B) used in the present invention is appropriately determined in consideration of the molecular weight of component (B) and the epoxy equivalent of component (A) to be used. The epoxy equivalent of component (A) corresponds to the molecular weight of component (A) per epoxy group. In addition, when (B) component is a mixture which consists of several components, such as polyglycerol, (number average) molecular weight is determined by calculating from the hydroxyl value and theoretical hydroxyl value of (B) component. The The ratio of the number of moles of the component (B) to the number of moles of the component (A) based on the epoxy equivalent of the component (A) can be selected and determined as appropriate, but when considering the surface active effect, {(B ) Number of moles of component} / {number of moles of component (A) based on epoxy equivalent of component (A)} is usually about 1.0 to 5.0, preferably 1.0 to 3 .0. If it is less than 1.0, the unreacted component (B) remains, and the yield tends to decrease. If it exceeds 5.0, the hydrophilicity of the obtained rosin compound is reduced, and the surface active effect is obtained. Is often small.

これら(A)成分と(B)成分の種類や使用割合を適宜に選択し、反応させることにより、所望の分子量、水酸基価を有するロジン化合物を製造することができる。(A)成分と(B)成分の反応は、(A)成分のエポキシ基と(B)成分の水酸基とが反応する付加反応であり、エポキシ基に水酸基が付加することにより、エポキシ環が開環し、新たな水酸基が生じる。   A rosin compound having a desired molecular weight and hydroxyl value can be produced by appropriately selecting and reacting the types and use ratios of the component (A) and the component (B). The reaction between the component (A) and the component (B) is an addition reaction in which the epoxy group of the component (A) reacts with the hydroxyl group of the component (B), and the epoxy ring is opened by adding the hydroxyl group to the epoxy group. To form a new hydroxyl group.

なお、(A)成分と(B)成分の反応においては、反応触媒を格別使用する必要はないが、反応触媒を使用することにより反応時間を短縮することができる利点がある。当該反応触媒としては、一般的な無機酸類、有機酸類等を使用することができる。当該無機酸類としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸などが挙げられる。また、当該有機酸類としては、例えば、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などをあげることができる。(A)成分と(B)成分への溶解を考慮した場合、特に硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などを用いることが好ましい。これら触媒の使用量は通常(A)成分の重量の0.0001重量%から10重量%程度であり、好ましくは0.01重量%から1重量%である。0.0001重量%に満たない場合は反応時間が長くなる場合があり、また10重量%を超えて使用しても特に有利な点は無い。 In the reaction of the component (A) and the component (B), it is not necessary to use a reaction catalyst, but there is an advantage that the reaction time can be shortened by using the reaction catalyst. As the reaction catalyst, general inorganic acids, organic acids and the like can be used. Examples of the inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like. Examples of the organic acids include methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, and the like. In consideration of dissolution in the component (A) and the component (B), it is particularly preferable to use sulfuric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid and the like. The amount of these catalysts used is usually about 0.0001% to 10% by weight, preferably 0.01% to 1% by weight, based on the weight of component (A). If it is less than 0.0001% by weight, the reaction time may be long, and even if it exceeds 10% by weight, there is no particular advantage.

(A)成分と(B)成分の反応においては、溶媒を用いなくても反応は進行するが、必要に応じて各種公知の溶剤を用いることができる。当該溶剤としては、エポキシ基や水酸基と反応しないものであれば自由に使用でき、具体的には、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤、MEK、MIBK等のケトン系溶剤、DMF、DMSO、スルホランなどをあげることができる。なお、使用する溶剤は、沸点が80℃以上のものが好ましい。沸点が80℃に満たない場合、反応温度によっては加圧系の反応となるのでかえって不利になる場合がある。   In the reaction of component (A) and component (B), the reaction proceeds without using a solvent, but various known solvents can be used as necessary. As the solvent, any solvent that does not react with an epoxy group or a hydroxyl group can be used freely. Specifically, ether solvents such as tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ketone solvents such as MEK and MIBK, DMF, and the like. , DMSO, sulfolane and the like. The solvent used preferably has a boiling point of 80 ° C. or higher. When the boiling point is less than 80 ° C., depending on the reaction temperature, it may be disadvantageous because it is a pressurized reaction.

本発明での(A)成分と(B)成分との反応温度は、特に限定されないが、60℃〜250℃程度が好ましく、特に好ましくは80℃〜180℃である。反応温度が60℃に満たない場合は、反応が進行しにくくなる場合があり、250℃を超える場合には特に有利な点は無い。なお、反応触媒を用いる場合には、低温で反応を進行させることができる。   Although the reaction temperature of (A) component and (B) component in this invention is not specifically limited, About 60 to 250 degreeC is preferable, Especially preferably, it is 80 to 180 degreeC. When reaction temperature is less than 60 degreeC, reaction may become difficult to advance, and when it exceeds 250 degreeC, there is no advantage in particular. In addition, when using a reaction catalyst, reaction can be advanced at low temperature.

本発明での(A)成分と(B)成分との反応時間は、反応温度に依存するが、通常、1〜48時間程度である。反応の終了を決定するためには、ガスクロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーなどを用い、ロジングリシジルエステルのピークが消失した時点で反応を終了すればよい。   In the present invention, the reaction time between the component (A) and the component (B) depends on the reaction temperature, but is usually about 1 to 48 hours. In order to determine the end of the reaction, gas chromatography, gel permeation chromatography, liquid chromatography or the like may be used, and the reaction may be terminated when the peak of rosin glycidyl ester disappears.

なお、(B)成分には水が含有されている場合があるが、その場合には水が(A)成分のエポキシ基と反応してしまう可能性があるため、(B)成分を使用する前に脱水操作を行うことが好ましい。脱水方法としては、公知の方法を用いることができるが、例えば、反応を行う前に反応器に(B)成分を入れ、減圧下、加熱し水を蒸発除去する方法などが採用できる。また、加熱温度によっては反応器に(A)成分と(B)成分を入れ減圧しながら水を蒸発除去しても良い。 In addition, although (B) component may contain water, in that case, since water may react with the epoxy group of (A) component, (B) component is used. It is preferable to perform a dehydration operation before. As the dehydration method, a known method can be used. For example, a method in which the component (B) is put in a reactor before the reaction is performed, and the water is evaporated and removed under reduced pressure can be employed. Depending on the heating temperature, the components (A) and (B) may be placed in the reactor, and water may be removed by evaporation while reducing the pressure.

このようにして得られたロジン化合物は、(B)成分の少なくとも一つの水酸基が(A)成分のエポキシ環と反応したものであり、1分子中に少なくとも3つ以上の水酸基を有するものである。当該ロジン化合物は、例えば、(A)成分としてデヒドロアビエチン酸グリシジルエーテルを用い、(B)成分としてグリセリンを用い反応させた場合には、一般式(1):   The rosin compound thus obtained is one in which at least one hydroxyl group of the component (B) is reacted with the epoxy ring of the component (A) and has at least three or more hydroxyl groups in one molecule. . For example, when the rosin compound is reacted using glycidyl ether of dehydroabietic acid as the component (A) and glycerin as the component (B), the general formula (1):

Figure 2005089305
Figure 2005089305

で表されるものであり、(A)成分としてデヒドロアビエチン酸グリシジルエーテルを用い、(B)成分としてポリグリセリンを用い反応させたものでは、一般式(2): In the case where glycidyl ether of dehydroabietic acid is used as the component (A) and polyglycerin is used as the component (B), the general formula (2):

Figure 2005089305
Figure 2005089305

(式中、nは2以上の整数)で表されるものである。なお、目的とするロジン化合物は、通常、外観が黄色で、常温で粘ちょう液体である。当該ロジン化合物の水酸基価は、用いる(B)成分により異なるが、通常、150〜600程度である。 (Where n is an integer of 2 or more). The target rosin compound usually has a yellow appearance and is a viscous liquid at room temperature. The hydroxyl value of the rosin compound varies depending on the component (B) used, but is usually about 150 to 600.

当該ロジン化合物は、高い界面活性能を有するため、界面活性剤として用いることができる。界面活性剤として用いる場合には、通常、水酸基価を、400〜600程度とすることが好ましい。 Since the rosin compound has high surface activity, it can be used as a surfactant. When used as a surfactant, the hydroxyl value is usually preferably about 400 to 600.

また、当該ロジン化合物は樹脂用添加剤としても用いることができる。樹脂用添加剤として用いる場合には、使用する樹脂に応じ、適宜、水酸基価等を制御することが好ましい。 The rosin compound can also be used as an additive for resins. When used as an additive for resins, it is preferable to appropriately control the hydroxyl value and the like according to the resin used.

以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
攪拌装置、温度計、減圧装置および冷却管を備えた反応容器にデヒドロアビエチン酸グリシジルエステル35.6g(0.1モル)およびグリセリン9.2g(0.1モル)およびパラトルエンスルホン酸・一水和物35.6mgを仕込み150℃、5KPaで6時間反応させ、44.7gの微黄色粘ちょう液体を得た。なお、ゲル浸透クロマトグラフィーにて反応生成物の分析を行った結果、デヒドロアビエチン酸グリシジルエステルは消失しており、当該水酸基価は405であった。
Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, decompressor and condenser, 35.6 g (0.1 mol) of glycidyl dehydroabietic acid and 9.2 g (0.1 mol) of glycerin and paratoluenesulfonic acid / water 35.6 mg of the Japanese product was charged and reacted at 150 ° C. and 5 KPa for 6 hours to obtain 44.7 g of a slightly yellow viscous liquid. As a result of analyzing the reaction product by gel permeation chromatography, dehydroabietic acid glycidyl ester disappeared and the hydroxyl value was 405.

当該反応生成物を、サーモ・ニコレー社、AVATOR360
FT-IR分光計にてATR法で測定した。結果は以下のとおりであった。
IR:3600−3200cm−1、1723cm−1、1711cm−1、1245cm−1、1124cm−1、1109cm−1、1039cm−1
また、当該反応生成物10gをトルエン100gに溶解し、無水酢酸10.2g(0.1モル)およびトリエチルアミン10.1g(0.1モル)を加え室温で18時間攪拌した。攪拌後、5gのエタノールと200g水を加え1時間攪拌した後、分液ロートにて有機層と水相を分離した。有機層は200gの水で3回洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。トルエンを留去することにより12.2gのアセチル化物を得た。得られたアセチル化物を4g採取し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて分離した。(シリカゲル量は300g、溶媒はヘキサン/酢酸エチル=90/10から70/30へと徐々に順次組成を変えて溶出)
分離された溶出留分から溶媒を留去し、2.95gの微黄色粘ちょう液体を得た。このものをNMRにて分析した、NMRはブルッカー社製、ATR−300を用いた。結果は以下のとおりであった。
H−NMR(δ、CDCl):7.16(1H,d)、6.97(1H,d)、6.87(1H,d)、5.1−5.3(2H、m)4.29(2H、m)、4.13(2H、m)、3.5−3.7(4H、m)、2.86(2H、m)、2.81(1H、m)、2.23(1H、d)、2.21(1H、m)2.05(9H、s)、1.4−2.0(7H、m)1.27(3H、S)1.22(6H、d)、1.21(3H、s)
The reaction product is obtained from Thermo Nicolet, AVATOR360.
It measured by ATR method with the FT-IR spectrometer. The results were as follows.
IR: 3600-3200 cm −1 , 1723 cm −1 , 1711 cm −1 , 1245 cm −1 , 1124 cm −1 , 1109 cm −1 , 1039 cm −1
Further, 10 g of the reaction product was dissolved in 100 g of toluene, and 10.2 g (0.1 mol) of acetic anhydride and 10.1 g (0.1 mol) of triethylamine were added and stirred at room temperature for 18 hours. After stirring, 5 g of ethanol and 200 g of water were added and stirred for 1 hour, and then the organic layer and the aqueous phase were separated with a separatory funnel. The organic layer was washed 3 times with 200 g of water and then dried over anhydrous sodium sulfate. Toluene was distilled off to obtain 12.2 g of acetylated product. 4 g of the obtained acetylated product was collected and separated by silica gel column chromatography. (Silica gel amount is 300 g, solvent is hexane / ethyl acetate = elution by gradually changing the composition from 90/10 to 70/30)
The solvent was distilled off from the separated elution fraction to obtain 2.95 g of a slightly yellow viscous liquid. This was analyzed by NMR. NMR was ATR-300 manufactured by Bruker. The results were as follows.
1 H-NMR (δ, CDCl 3 ): 7.16 (1H, d), 6.97 (1H, d), 6.87 (1H, d), 5.1-5.3 (2H, m) 4.29 (2H, m), 4.13 (2H, m), 3.5-3.7 (4H, m), 2.86 (2H, m), 2.81 (1H, m), 2 .23 (1H, d), 2.21 (1H, m) 2.05 (9H, s), 1.4-2.0 (7H, m) 1.27 (3H, S) 1.22 (6H D), 1.21 (3H, s)

IRの結果より、微黄色粘ちょう液体は水酸基を有することが明らかであり、また、上記NMRの結果より、このものは一般式(1): From the IR results, it is clear that the slightly yellow viscous liquid has a hydroxyl group, and from the NMR results, this liquid has the general formula (1):

Figure 2005089305
Figure 2005089305

(式中、Acはアセチル基を表す)
で表される化合物と推定される。すなわち、アセチル化する前の構造は、一般式(2):
(In the formula, Ac represents an acetyl group)
It is estimated that it is a compound represented by. That is, the structure before acetylation has the general formula (2):

Figure 2005089305
Figure 2005089305

で表される化合物と推定される。このものはロジングリシジルエステルとグリセリンの反応物である。 It is estimated that it is a compound represented by. This is a reaction product of rosin glycidyl ester and glycerin.

実施例2
攪拌装置、温度計、減圧装置および冷却管を備えた反応容器に不均化ロジングリシジルエステル(荒川化学工業株式会社製、KE−309、エポキシ当量423)42.3gおよびグリセリン9.2g(0.1モル)およびパラトルエンスルホン酸・一水和物42.3mgを仕込み150℃、5KPaで6時間反応させ、51.1gの黄色粘ちょう液体を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーにて反応物の分析を行った結果、ロジングリシジルエステルは消失しており、当該水酸基価は360であった。
IR:3600−3200cm−1、1722cm−1、1709cm−1、1244cm−1、1124cm−1、1111cm−1、1040cm−1
Example 2
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a decompression device and a cooling tube, 42.3 g of disproportionated rosin glycidyl ester (Arakawa Chemical Industries, KE-309, epoxy equivalent 423) and 9.2 g of glycerin (0. 1 mol) and 42.3 mg of paratoluenesulfonic acid monohydrate were added and reacted at 150 ° C. and 5 KPa for 6 hours to obtain 51.1 g of a yellow viscous liquid. As a result of analyzing the reaction product by gel permeation chromatography, rosin glycidyl ester disappeared and the hydroxyl value was 360.
IR: 3600-3200cm -1, 1722cm -1, 1709cm -1, 1244cm -1, 1124cm -1, 1111cm -1, 1040cm -1

実施例3
実施例2のグリセリンに変えてジグリセリン(坂本薬品工業株式会社製、ジグリセリンS)16、6g(0.1モル)に変えた以外は同様な操作を行い水酸基価375で、黄色の粘ちょう液体57.9gを得た。
IR:3600−3200cm−1、1723cm−1、1712cm−1、1245cm−1、1124cm−1、1110cm−1、1040cm−1
Example 3
The same procedure as in Example 2 was repeated, except that diglycerin (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., Diglycerin S) 16 and 6 g (0.1 mol) was used. 57.9 g of liquid was obtained.
IR: 3600-3200cm -1, 1723cm -1, 1712cm -1, 1245cm -1, 1124cm -1, 1110cm -1, 1040cm -1

実施例4
攪拌装置、温度計、減圧装置および冷却管を備えた反応容器に不均化ロジングリシジルエステル(荒川化学工業株式会社製、KE−309、エポキシ当量423)42.3gおよびポリグリセリン(坂本薬品工業株式会社製、ポリグリセリン#500、水酸基価962、水分10.1重量%含有)38.7gを仕込み、100℃、5KPaにて脱水した。これにパラトルエンスルホン酸・一水和物42.3mgを加え、150℃で8時間反応させ、76.0gの黄色粘ちょう液体を得た。ゲル浸透クロマトグラフィーにて反応物の分析を行った結果、ロジングリシジルエステルは消失しており、当該水酸基価は452であった。
IR:3600−3200cm−1、1724cm−1、1710cm−1、1245cm−1、1125cm−1、1109cm−1、1038cm−1
Example 4
Disproportionated rosin glycidyl ester (Arakawa Chemical Industries, Ltd., KE-309, epoxy equivalent 423) 42.3 g and polyglycerin (Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd. stock) in a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, decompressor and condenser. 38.7 g (manufactured by company, polyglycerin # 500, hydroxyl value 962, containing 10.1% by weight of water) was added and dehydrated at 100 ° C. and 5 KPa. To this, 42.3 mg of paratoluenesulfonic acid monohydrate was added and reacted at 150 ° C. for 8 hours to obtain 76.0 g of a yellow viscous liquid. As a result of analyzing the reaction product by gel permeation chromatography, rosin glycidyl ester disappeared and the hydroxyl value was 452.
IR: 3600-3200 cm −1 , 1724 cm −1 , 1710 cm −1 , 1245 cm −1 , 1125 cm −1 , 1109 cm −1 , 1038 cm −1

実施例5
実施例4のポリグリセリンの仕込み量を19.4gに変えた以外は同様な操作を行い水酸基価298で、黄色粘ちょう液体59.6gを得た。
IR:3600−3200cm−1、1722cm−1、1709cm−1、1245cm−1、1125cm−1、1110cm−1、1039cm−1
Example 5
The same procedure was performed except that the amount of polyglycerin charged in Example 4 was changed to 19.4 g, to obtain 59.6 g of a yellow viscous liquid having a hydroxyl value of 298.
IR: 3600-3200cm -1, 1722cm -1, 1709cm -1, 1245cm -1, 1125cm -1, 1110cm -1, 1039cm -1

実施例6
実施例4のポリグリセリン(坂本薬品工業株式会社製、ポリグリセリン#500、水酸基価962、水分10.1重量%含有)38.7gに変えポリグリセリン(坂本薬品工業株式会社製、ポリグリセリン#750、水酸基価885、水分10.1重量%含有)42.0gに変えた以外は同様な操作を行い水酸基価440で、黄色粘ちょう液体79.3gを得た。
IR:3600−3200cm−1、1723cm−1、1711cm−1、1246cm−1、1124cm−1、1112cm−1、1042cm−1
Example 6
The polyglycerol of Example 4 (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., polyglycerin # 500, hydroxyl value 962, containing 10.1% by weight of water) was changed to 38.7 g. (Hydroxyl value 885, containing 10.1% by weight of water) The same operation was performed except that the content was changed to 42.0 g, to obtain 79.3 g of a yellow viscous liquid having a hydroxyl value of 440.
IR: 3600-3200 cm −1 , 1723 cm −1 , 1711 cm −1 , 1246 cm −1 , 1124 cm −1 , 1112 cm −1 , 1042 cm −1

実施例7
実施例6のポリグリセリンの仕込み量を21.0gに変えた以外は同様な操作を行い水酸基価295で、黄色粘ちょう液体60.8gを得た。
IR:3600−3200cm−1、1722cm−1、1711cm−1、1245cm−1、1124cm−1、1109cm−1、1038cm−1
Example 7
The same procedure was performed except that the amount of polyglycerin charged in Example 6 was changed to 21.0 g, to obtain 60.8 g of a yellow viscous liquid having a hydroxyl value of 295.
IR: 3600-3200cm -1, 1722cm -1, 1711cm -1, 1245cm -1, 1124cm -1, 1109cm -1, 1038cm -1

評価例1
実施例4および6で得られたロジン化合物を水99gに対し、1gを加え、攪拌を行ったところ、ミセル状に分散した。
Evaluation Example 1
When 1 g of the rosin compound obtained in Examples 4 and 6 was added to 99 g of water and stirred, it was dispersed in a micelle form.

本発明の新規ロジン化合物はノニオン系界面活性剤として使用することができる。当該界面活性剤は、特に食品用、製紙用エマルジョンザイズ剤、粘着用エマルジョンなどの界面活性剤として好適に使用できる。また、本発明の新規ロジン化合物は、プラスチック、ゴム等の改質剤、具体的には特にプラスチックフィルムの防曇剤、帯電防止剤、ポリマーアロイの相溶化剤、コーティング材料の改質剤などに広く適用できる。 The novel rosin compound of the present invention can be used as a nonionic surfactant. In particular, the surfactant can be suitably used as a surfactant for foods, papermaking emulsion sizes, adhesive emulsions and the like. Further, the novel rosin compound of the present invention is used as a modifier for plastics, rubber, etc., specifically as an antifogging agent for plastic films, an antistatic agent, a compatibilizer for polymer alloys, a modifier for coating materials, etc. Widely applicable.

Claims (6)

ロジングリシジルエステル(A)と水酸基を3つ以上有するポリオール(B)とを反応させて得られる3つ以上の水酸基を有するロジン化合物。 A rosin compound having three or more hydroxyl groups obtained by reacting rosin glycidyl ester (A) with a polyol (B) having three or more hydroxyl groups. 水酸基を3つ以上有するポリオール(B)がグリセリンおよびポリグリセリンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項1に記載のロジン化合物 The rosin compound according to claim 1, wherein the polyol (B) having three or more hydroxyl groups is at least one selected from the group consisting of glycerin and polyglycerin. ロジングリシジルエステル(A)と水酸基を3つ以上有するポリオール(B)とを反応させることを特徴とする3つ以上の水酸基を有するロジン化合物の製造方法。 A method for producing a rosin compound having three or more hydroxyl groups, comprising reacting rosin glycidyl ester (A) with a polyol (B) having three or more hydroxyl groups. 酸触媒の存在下に反応させる請求項3記載のロジン化合物の製造方法。 The method for producing a rosin compound according to claim 3, wherein the reaction is carried out in the presence of an acid catalyst. 請求項1または2に記載のロジン化合物を含有することを特徴とする界面活性剤。 A surfactant comprising the rosin compound according to claim 1. 請求項1または2に記載のロジン化合物を含有することを特徴とする樹脂用添加剤。
A resin additive comprising the rosin compound according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009120542A (en) * 2007-11-15 2009-06-04 Chisso Corp Polymerizable abietic acid derivative
JP2022553583A (en) * 2019-10-14 2022-12-23 ヘキシオン・インコーポレイテッド Renewable source-derived alpha, alpha-branched acid glycidyl esters and blends thereof
WO2024052332A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-14 Lamberti Spa Novel surfactants derived from glycidyl esters of rosin acids

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