JP2010148456A - Method for producing polyol partial ester - Google Patents

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亜希 泉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for selectively producing a polyol partial ester. <P>SOLUTION: The method includes the following steps: a hindered polyol and a fatty acid methyl ester are reacted with each other under a solventless condition, under a reduced pressure condition of 1-90 kPa of reduced-pressure degree, and at 20-100°C, in the presence of a lipase. In this step, Preferable embodiments are such that the fatty acid methyl ester is a 6-18C saturated or unsaturated methyl ester, and the hindered polyol is either trimethylolpropane or neopentyl glycol. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリオール部分エステルの製造方法に関し、特に、ヒンダードポリオールと、脂肪酸メチルエステルとを、温和な条件下で、リパーゼを用いて反応させるポリオール部分エステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polyol partial ester, and more particularly to a method for producing a polyol partial ester in which a hindered polyol and a fatty acid methyl ester are reacted with lipase under mild conditions.

従来より、ポリオールの広義なエステル化反応の触媒として、アルカリ触媒や酸触媒は良く知られている。例えば、触媒として重曹を用いた場合は、反応温度が高温(150〜220℃)であり、また、部分エステル化物の生成を制御することが困難であるという問題がある。
上記問題に対して、ポリオールのエステル化を温和な条件下で進行させ、精製工程における触媒の処理を容易にするために、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化が検討されている。
触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、2価カルボン酸エステルと水酸基を3個以上含有するアルコールとを、水不溶有機溶媒の存在下で、リパーゼを用いてエステル交換反応させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、この方法においては、水不溶有機溶媒の存在下で反応を行っているので、混合及び精製などにおいて問題がある。
また、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、β−位炭素上に水素原子を有しないポリオールと脂肪酸とを、リパーゼの存在下、水/有機溶媒の2相系において反応させる方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。しかし、この方法においては、水/有機溶媒の2相系において反応を行っているので、混合及び精製などにおいて問題がある。
また、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、溶融したエステル交換用有機原料に、実質的に無溶媒かつ無水条件下で、アルカリゲネス属に属する微生物から得られるリパーゼを、81〜130℃で作用させる方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。しかし、この方法においては、エステル化反応を制御して、選択的に部分エステル化物を生成することができないという問題がある。
また、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、酵素の存在下で、アルコールと、ヒドロキシ脂肪酸および/またはヒドロキシ脂肪酸アルキルエステルとを、場合により溶剤中で、必要により、大気圧よりも低い圧力および20℃〜110℃の温度において反応で生成する水またはアルコールを除去しながら、反応させる方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。しかし、この方法においては、エステル化反応を制御して、選択的に部分エステル化物を生成することができないという問題がある。
また、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、リパーゼ存在下、モノアルコール、多価アルコール部分エステルからなる群から選ばれる水酸基含有化合物と脂肪酸とをエステル化反応させる方法が知られている(例えば、特許文献5参照)。しかし、この方法においては、エステル化反応を制御して、選択的に部分エステル化物を生成することができないという問題がある。
また、触媒としてリパーゼを用いたポリオールのエステル化として、グリセリンにおける1位及び3位の水酸基を選択的にエステル化する方法は既に公知であるが、立体障害が大きいヒンダードポリオールにおける等価な水酸基を選択的にエステル化する方法は、未だ確立されていないのが現状である。
Conventionally, alkali catalysts and acid catalysts are well known as catalysts for the broad esterification reaction of polyols. For example, when baking soda is used as the catalyst, there are problems that the reaction temperature is high (150 to 220 ° C.) and it is difficult to control the formation of the partially esterified product.
In order to advance the esterification of the polyol under mild conditions and to facilitate the treatment of the catalyst in the purification process, the esterification of the polyol using lipase as a catalyst has been studied.
As a method of esterifying a polyol using lipase as a catalyst, a method is known in which a divalent carboxylic acid ester and an alcohol containing three or more hydroxyl groups are transesterified using lipase in the presence of a water-insoluble organic solvent. (For example, refer to Patent Document 1). However, in this method, since the reaction is carried out in the presence of a water-insoluble organic solvent, there is a problem in mixing and purification.
In addition, as a method of esterifying a polyol using lipase as a catalyst, a method is known in which a polyol having no hydrogen atom on the β-position carbon and a fatty acid are reacted in a water / organic solvent two-phase system in the presence of lipase. (For example, refer to Patent Document 2). However, in this method, since the reaction is carried out in a two-phase system of water / organic solvent, there is a problem in mixing and purification.
In addition, as an esterification of a polyol using lipase as a catalyst, a lipase obtained from a microorganism belonging to the genus Alkaligenes at a temperature of 81 to 130 ° C. is obtained on a molten organic material for transesterification under substantially solvent-free and anhydrous conditions. There is known a method of making it act (for example, see Patent Document 3). However, this method has a problem that the esterification reaction cannot be controlled to selectively produce a partially esterified product.
In addition, as esterification of a polyol using lipase as a catalyst, alcohol and a hydroxy fatty acid and / or a hydroxy fatty acid alkyl ester may be used in the presence of an enzyme, optionally in a solvent, and if necessary, at a pressure lower than atmospheric pressure. And the method of making it react, removing the water or alcohol produced | generated by reaction at the temperature of 20 to 110 degreeC (for example, refer patent document 4). However, this method has a problem that the esterification reaction cannot be controlled to selectively produce a partially esterified product.
In addition, as a method of esterifying a polyol using lipase as a catalyst, a method of esterifying a hydroxyl group-containing compound selected from the group consisting of a monoalcohol and a polyhydric alcohol partial ester in the presence of lipase and a fatty acid is known ( For example, see Patent Document 5). However, this method has a problem that the esterification reaction cannot be controlled to selectively produce a partially esterified product.
In addition, as a method of esterifying a polyol using lipase as a catalyst, a method of selectively esterifying hydroxyl groups at 1-position and 3-position in glycerin is already known, but an equivalent hydroxyl group in a hindered polyol having a large steric hindrance is used. The method of selectively esterifying has not been established yet.

特開2008−214417号公報JP 2008-214417 A 特開昭62−296884号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-29684 特開平7−79786号公報JP-A-7-79786 特開2002−191389号公報JP 2002-191389 A 特開2006−325465号公報JP 2006-325465 A

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ポリオール部分エステルを選択的に製造することができるポリオール部分エステルの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, this invention aims at providing the manufacturing method of the polyol partial ester which can selectively manufacture a polyol partial ester.

前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> ヒンダードポリオールと、脂肪酸メチルエステルとを、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼを用いて反応させることを含むことを特徴とするポリオール部分エステルの製造方法である。
該<1>に記載のポリオール部分エステルの製造方法では、ヒンダードポリオールと、脂肪酸メチルエステルとが、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼが用いられて反応させられる。その結果、ポリオール部分エステルが選択的に製造される。
<2> 脂肪酸メチルエステルが、飽和及び不飽和のいずれかの炭素数6〜18のメチルエステルである前記<1>に記載のポリオール部分エステルの製造方法である。
<3> ヒンダードポリオールが、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのいずれかである前記<1>から<2>のいずれかに記載のポリオール部分エステルの製造方法である。
Means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> including reacting a hindered polyol with a fatty acid methyl ester using a lipase under a solvent-free condition, under a reduced pressure condition of 1 kPa to 90 kPa in a reduced pressure, and under a temperature condition of 20 ° C. to 100 ° C. This is a process for producing a polyol partial ester.
In the method for producing a partial polyol ester according to <1>, the hindered polyol and the fatty acid methyl ester are solvent-free, under reduced pressure at a degree of vacuum of 1 kPa to 90 kPa, and at 20 ° C. to 100 ° C. Below, lipase is used to react. As a result, a polyol partial ester is selectively produced.
<2> The method for producing a partial polyol ester according to <1>, wherein the fatty acid methyl ester is a saturated or unsaturated methyl ester having 6 to 18 carbon atoms.
<3> The method for producing a polyol partial ester according to any one of <1> to <2>, wherein the hindered polyol is any one of trimethylolpropane and neopentyl glycol.

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、ポリオール部分エステルを選択的に製造することができるポリオール部分エステルの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the said conventional problems can be solved, the said objective can be achieved, and the manufacturing method of the polyol partial ester which can selectively manufacture a polyol partial ester can be provided.

(ポリオール部分エステルの製造方法)
本発明のポリオール部分エステルの製造方法は、少なくとも反応工程を含み、さらに必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
(Method for producing polyol partial ester)
The method for producing a polyol partial ester of the present invention includes at least a reaction step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.

<ポリオール部分エステル>
前記ポリオール部分エステルとしては、ヒンダードポリオールのエステル化合物であり、且つ、ヒンダードポリオールの未反応水酸基を1個以上有するものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒンダードポリエステルがネオペンチルグリコールの場合は、モノエステル体が挙げられ、トリメチロールプロパンの場合は、モノエステル体又はジエステル体の各単品が挙げられ、ペンタエリスリトールの場合は、モノエステル体、ジエステリ体、又はトリエステル体の各単品が挙げられる。
<Polyol partial ester>
The polyol partial ester is not particularly limited as long as it is an ester compound of a hindered polyol and has at least one unreacted hydroxyl group of the hindered polyol, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, when the hindered polyester is neopentyl glycol, examples include monoesters, and when trimethylolpropane is used, examples include monoesters or diesters, and in the case of pentaerythritol, monoesters. , Diesteri or triester.

<反応工程>
前記反応工程は、ヒンダードポリオールと、脂肪酸メチルエステルとを、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼを用いて反応させる工程である。
<Reaction process>
The reaction step is a step of reacting a hindered polyol and a fatty acid methyl ester with lipase under a solvent-free condition, under a reduced pressure condition of 1 kPa to 90 kPa under reduced pressure, and under a temperature condition of 20 ° C. to 100 ° C. It is.

<<ヒンダードポリオール>>
前記ヒンダードポリオールとしては、ヒンダード炭素を含有し、2個以上の水酸基を有するポリオールである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、などが挙げられる。
中でも、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパンが、反応温度が低くても(温和な条件下)反応進行するという利点があり、好ましい。
<< Hindered Polyol >>
The hindered polyol is not particularly limited as long as it is a polyol containing hindered carbon and having two or more hydroxyl groups, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, neopentyl glycol, trimethylolethane , Trimethylolpropane, trimethylolbutane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and the like.
Among these, neopentyl glycol and trimethylolpropane are preferable because they have an advantage that the reaction proceeds even under a low reaction temperature (under mild conditions).

<<脂肪酸メチルエステル>>
前記脂肪酸メチルエステルとしては、炭素数6〜18の脂肪酸のメチルエステルである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カプロン酸メチル、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、ラウリン酸メチル、ミルスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、パームオレイン酸メチル、などが挙げられる。
中でも、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、ラウリン酸メチルが、融点が低く、低温での反応が可能となる点で、好ましい。
<< Fatty acid methyl ester >>
The fatty acid methyl ester is not particularly limited as long as it is a methyl ester of a fatty acid having 6 to 18 carbon atoms, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, methyl caproate, methyl caprylate, methyl caprate , Methyl laurate, methyl myristate, methyl palmitate, methyl stearate, methyl oleate, methyl palm oleate, and the like.
Among them, methyl caprylate, methyl caprate, and methyl laurate are preferable in that they have a low melting point and can be reacted at low temperatures.

<<ヒンダードポリオールに対する脂肪酸メチルエステルの定量比>>
前記ヒンダードポリオールに対する脂肪酸メチルエステルの定量比(脂肪酸メチルエステル/ヒンダードポリオール)は、特に制限はなく、原料の種類や合成するポリオール部分エステルに合わせて適宜選択することができるが、ヒンダードポリオールが2個のヒドロキシル基を有する場合、1〜3倍モルが好ましく、ヒンダードポリオールが3個のヒドロキシル基を有する場合、1〜5倍モルが好ましく、ヒンダードポリオールが4個のヒドロキシル基を有する場合、1〜8倍モルが好ましい。
<< Quantitative ratio of fatty acid methyl ester to hindered polyol >>
The quantitative ratio of fatty acid methyl ester to the hindered polyol (fatty acid methyl ester / hindered polyol) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of raw material and the polyol partial ester to be synthesized. Is preferably 1 to 3 moles when the hindered polyol has 3 hydroxyl groups, 1 to 5 moles are preferred and the hindered polyol has 4 hydroxyl groups. In this case, 1 to 8 times mole is preferable.

<<減圧度>>
前記減圧度としては、1kPa〜90kPaである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、3.5kPa〜90kPaが好ましい。前記減圧度が1kPa未満であると、低沸点の原料を用いた場合原料が留出するメタノールと共沸してしまうため、好ましくなく、前記減圧度が90kPaを超えると、反応系中で生成したメタノールが留出しにくくなる。
<< Decompression degree >>
The degree of decompression is not particularly limited as long as it is 1 kPa to 90 kPa, and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 3.5 kPa to 90 kPa. If the degree of vacuum is less than 1 kPa, the raw material will azeotrope with the distilled methanol when a low boiling point raw material is used, which is not preferable. If the degree of vacuum exceeds 90 kPa, it is generated in the reaction system. Methanol becomes difficult to distill.

<<温度>>
前記温度としては、20℃〜100℃である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、45℃〜80℃が好ましい。前記温度が45℃未満である又は80℃を超えると、酵素の触媒活性が低下して反応が進行しにくくなることがある。
<< Temperature >>
The temperature is not particularly limited as long as it is 20 ° C. to 100 ° C., and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 45 ° C. to 80 ° C. If the temperature is lower than 45 ° C or higher than 80 ° C, the catalytic activity of the enzyme may decrease and the reaction may not proceed easily.

<<リパーゼ>>
前記リパーゼは、加水分解酵素の一種であり、樹脂等の担体に担持させた固定化酵素として使用することもできるし、粉末として使用することもできる。
前記リパーゼとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、シュードモナス(Psedomonas)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、キャンディダ(Candida)属、リゾプス(Rhizopus)属、アスペルギル(Aspergillus)属、リゾプス(Rhizopus)属、ムコール(Mucor)属などの微生物から得られる種々の起源のものが挙げられる。
前記リパーゼの市販品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Novozym、Lipozym(ノボザイムジャパン社製)、ニューラーゼ(天野エンザイム社製)、ウマミザイム(天野エンザイム社製)、プロレザー(天野エンザイム社製)、などが挙げられる。
中でも、Novozym(登録商標)435として市販されている固定化リパーゼが、触媒として失活しにくい点で、好ましい。
前記リパーゼの添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ヒンダードポリオール及び前記脂肪酸メチルエステルの総質量に対して1質量%〜10質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。前記リパーゼの添加量が1質量%未満であると、反応速度が遅いことがあり、10質量%を超えても、さらなる選択率の向上は期待できないこともあり、またコスト面、攪拌・濾過効率を考慮すると好ましくないことがある。
<< Lipase >>
The lipase is a kind of hydrolase, and can be used as an immobilized enzyme supported on a carrier such as a resin, or can be used as a powder.
The lipase is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples include various sources obtained from microorganisms such as the genus Rhizopus, the genus Aspergillus, the genus Rhizopus and the genus Mucor.
The commercial product of the lipase is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. And Pro Leather (Amano Enzyme).
Among them, an immobilized lipase commercially available as Novozym (registered trademark) 435 is preferable in that it is difficult to deactivate as a catalyst.
The addition amount of the lipase is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. It is preferably 1% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the hindered polyol and the fatty acid methyl ester, 5 mass% is more preferable. If the amount of the lipase added is less than 1% by mass, the reaction rate may be slow, and if it exceeds 10% by mass, further improvement in selectivity may not be expected. May be undesirable.

<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、精製工程、などが挙げられる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a refinement | purification process etc. are mentioned.

<<精製工程>>
前記精製工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、触媒としてのリパーゼを濾別する触媒濾別工程、残留する脂肪酸メチルエステルを単蒸留にて除去する脂肪酸メチルエステル除去工程、などが挙げられる。
<< Purification process >>
The purification step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a catalyst filtration step for separating lipase as a catalyst, a fatty acid for removing residual fatty acid methyl ester by simple distillation And a methyl ester removing step.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
冷却管を取り付けたフラスコに、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34g、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製、分子量134.18)10g、及び触媒としてのNovozym(登録商標)435(キャンディダ属、ノボザイムジャパン社製)2.28gを加え、無溶媒条件下、減圧度3.5kPaの減圧条件下、及び65℃の温度条件下で、生成するメタノールを除去しながら10時間反応させた。触媒(Novozym(登録商標)435)を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去した。ガスクロマトグラフィー(HP−5890、ヒューレットパッカード製)で反応液を測定した結果、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率82%で得られたことが分かった。
なお、ガスクロマトグラフィーの測定条件は、以下に示す通りである。
カラム:HP ULTRA2
オーブン温度:80〜330℃、10℃/min
気化室温度:330℃
検出器温度:330℃(FID)
キャリアガス:He
Example 1
In a flask equipped with a condenser tube, 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24), 10 g of trimethylolpropane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., molecular weight 134.18), and 2.28 g of Novozym (registered trademark) 435 (Candida genus, manufactured by Novozyme Japan) as a catalyst is added, under no-solvent conditions, under a reduced pressure condition of 3.5 kPa, and under a temperature condition of 65 ° C. The reaction was carried out for 10 hours while removing the produced methanol. The catalyst (Novozym® 435) was filtered off and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. As a result of measuring the reaction solution by gas chromatography (HP-5890, manufactured by Hewlett Packard), it was found that trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 82%.
In addition, the measurement conditions of gas chromatography are as shown below.
Column: HP ULTRA2
Oven temperature: 80-330 ° C, 10 ° C / min
Vaporization chamber temperature: 330 ° C
Detector temperature: 330 ° C. (FID)
Carrier gas: He

また、選択率(%)は、下記式(1)により算出される。
選択率(%)=反応液中の部分エステル化物のピーク面積/反応液中の全反応生成物のピーク面積×100・・・(1)
なお、全反応生成物とは、原料以外の化合物で、反応開始後に生成した物である。
The selectivity (%) is calculated by the following formula (1).
Selectivity (%) = peak area of partially esterified product in reaction solution / peak area of all reaction products in reaction solution × 100 (1)
The total reaction product is a compound other than the raw material, which is generated after the start of the reaction.

(実施例2)
実施例1において、反応時間を10時間から3時間に変えた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去し、反応液を測定した。その結果、トリメチロールプロパンモノカプリレートが選択率81%で得られたことが分かった。
(Example 2)
In Example 1, except that the reaction time was changed from 10 hours to 3 hours, the reaction was performed in the same manner as in Example 1, the catalyst was filtered off, and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation, and the reaction was performed. The liquid was measured. As a result, it was found that trimethylolpropane monocaprylate was obtained with a selectivity of 81%.

(実施例3)
冷却管を取り付けたフラスコに、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)23.7g、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製、分子量134.18)10g、及び触媒としてのNovozym(登録商標)435(キャンディダ属、ノボザイムジャパン社製)2.28gを加え、無溶媒条件下、減圧度3.5kPaの減圧条件下、及び65℃の温度条件下で、生成するメタノールを除去しながら5時間反応させた。触媒(Novozym(登録商標)435)を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去した。ガスクロマトグラフィー(HP−5890、ヒューレットパッカード製)で反応液を測定した結果、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率68%で得られたことが分かった。
Example 3
In a flask equipped with a condenser tube, 23.7 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24), 10 g of trimethylolpropane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc., molecular weight 134.18), and 2.28 g of Novozym (registered trademark) 435 (Candida genus, manufactured by Novozyme Japan) as a catalyst is added, under no-solvent conditions, under a reduced pressure condition of 3.5 kPa, and under a temperature condition of 65 ° C. The reaction was carried out for 5 hours while removing the produced methanol. The catalyst (Novozym® 435) was filtered off and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. As a result of measuring the reaction solution by gas chromatography (HP-5890, manufactured by Hewlett Packard), it was found that trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 68%.

(実施例4)
実施例1において、反応温度を65℃から95℃に変えた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去し、反応液を測定した。その結果、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率71%で得られたことが分かった。
(Example 4)
In Example 1, except that the reaction temperature was changed from 65 ° C. to 95 ° C., the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, the catalyst was filtered off, and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. The liquid was measured. As a result, it was found that trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 71%.

(実施例5)
冷却管を取り付けたフラスコに、ラウリン酸メチル(パステルM−12、ライオン株式会社製、分子量214.34)80.4g、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製、分子量134.18)10g、及びNovozym(登録商標)435(キャンディダ属、ノボザイムジャパン社製)2.9gを加え、無溶媒条件下、減圧度3.5kPaの減圧条件下、及び65℃の温度条件下で、生成するメタノールを除去しながら1時間反応させた。触媒(Novozym(登録商標)435)を濾別し、残留するラウリン酸メチルを単蒸留にて除去した。ガスクロマトグラフィー(HP−5890、ヒューレットパッカード製)で反応液を測定した結果、トリメチロールプロパンモノラウレートが選択率89%で得られたことが分かった。
(Example 5)
In a flask equipped with a condenser tube, 80.4 g of methyl laurate (Pastel M-12, Lion Corporation, molecular weight 214.34), 10 g of trimethylolpropane (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., molecular weight 134.18), and 2.9 g of Novozym (registered trademark) 435 (Candida sp., Novozyme Japan) is added, and methanol is produced under solvent-free conditions, under reduced pressure at a reduced pressure of 3.5 kPa, and at 65 ° C. The reaction was allowed to proceed for 1 hour. The catalyst (Novozym® 435) was filtered off and the remaining methyl laurate was removed by simple distillation. As a result of measuring the reaction solution by gas chromatography (HP-5890, manufactured by Hewlett Packard), it was found that trimethylolpropane monolaurate was obtained with a selectivity of 89%.

(実施例6)
冷却管を取り付けたフラスコに、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)11.86g、ネオペンチルグリコール(三菱ガス化学株式会社製、分子量104.15)7.8g及びNovozym(登録商標)435(キャンディダ属、ノボザイムジャパン社製)0.98gを加え、無溶媒条件下、減圧度3.5kPaの減圧条件下、及び65℃の温度条件下で、生成するメタノールを除去しながら1時間反応させた。触媒(Novozym(登録商標)435)を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去した。ガスクロマトグラフィー(HP−5890、ヒューレットパッカード製)で反応液を測定した結果、ネオペンチルグリコールモノカプリレートが選択率71%で得られたことが分かった。
(Example 6)
In a flask equipped with a condenser, methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24) 11.86 g, neopentyl glycol (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., molecular weight 104.15) 7.8 g And Novozym (Registered Trademark) 435 (Candida sp., Novozyme Japan) 0.98 g is added, and it is produced under a solvent-free condition, a reduced pressure condition of 3.5 kPa, and a temperature condition of 65 ° C. The reaction was allowed to proceed for 1 hour while removing methanol. The catalyst (Novozym® 435) was filtered off and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. As a result of measuring the reaction solution by gas chromatography (HP-5890, manufactured by Hewlett Packard), it was found that neopentyl glycol monocaprylate was obtained with a selectivity of 71%.

(実施例7)
実施例1において、減圧度を3.5kPaから80kPaに変えた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去し、反応液を測定した。その結果、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率79%で得られたことが分かった。
(Example 7)
In Example 1, except that the degree of vacuum was changed from 3.5 kPa to 80 kPa, the reaction was performed in the same manner as in Example 1, the catalyst was filtered off, and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation, and the reaction was performed. The liquid was measured. As a result, it was found that trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 79%.

(比較例1)
冷却管を取り付けたフラスコに、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34g、トリメチロールプロパン(三菱ガス化学株式会社製、分子量134.18)10g、及び重曹(炭酸水素ナトリウム(Cat.No.37116−00)、関東化学株式会社製)2.28gを加え、無溶媒条件下、減圧度3.5kPaの減圧条件下、及び170℃の温度条件下で、生成するメタノールを除去しながら10時間反応させた。触媒(重曹)を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去した。ガスクロマトグラフィー(HP−5890、ヒューレットパッカード製)で反応液を測定した結果、トリメチロールプロパンモノカプリレートが選択率1%で得られ、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率19%で得られたことが分かった。
(Comparative Example 1)
In a flask equipped with a condenser tube, 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24), 10 g of trimethylolpropane (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., molecular weight 134.18), and 2.28 g of sodium bicarbonate (sodium hydrogen carbonate (Cat. No. 37116-00), manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added, and under solvent-free conditions, reduced pressure conditions of 3.5 kPa, and 170 ° C. The reaction was carried out for 10 hours while removing the produced methanol. The catalyst (sodium bicarbonate) was filtered off and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. As a result of measuring the reaction solution by gas chromatography (HP-5890, manufactured by Hewlett Packard), trimethylolpropane monocaprylate was obtained with a selectivity of 1%, and trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 19%. I understood that.

(比較例2)
実施例1において、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34gの代わりに、カプリル酸(n−オクタン酸、東京化成工業株式会社製、分子量144.21)53.7gを用い、反応時間を10時間から5時間に変えた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、反応液を測定した。その結果、トリメチロールプロパンモノカプリレートが選択率56%で得られ、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率9%で得られたことが分かった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, caprylic acid (n-octanoic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight 144.21) was used instead of 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24). ) The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 53.7 g was used and the reaction time was changed from 10 hours to 5 hours. The catalyst was filtered off and the reaction solution was measured. As a result, it was found that trimethylolpropane monocaprylate was obtained with a selectivity of 56%, and trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 9%.

(比較例3)
実施例1において、反応温度を65℃から110℃に変えた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去し、反応液を測定した。その結果、トリメチロールプロパンモノカプリレートが選択率56%で得られ、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率は44%で得られたことが分かった。
(Comparative Example 3)
In Example 1, except that the reaction temperature was changed from 65 ° C. to 110 ° C., the reaction was carried out in the same manner as in Example 1, the catalyst was filtered off, and the remaining methyl caprylate was removed by simple distillation. The liquid was measured. As a result, it was found that trimethylolpropane monocaprylate was obtained with a selectivity of 56%, and trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 44%.

(比較例4)
実施例1において、減圧度を3.5kPaの減圧条件から常圧(101.3kPa)に変えて反応させた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、残留するカプリル酸メチルを単蒸留にて除去し、反応液を測定した。トリメチロールプロパンモノカプリレートが選択率9%で得られ、トリメチロールプロパンジカプリレートが選択率2%で得られたことが分かった。
(Comparative Example 4)
In Example 1, the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the degree of vacuum was changed from the reduced pressure condition of 3.5 kPa to the normal pressure (101.3 kPa), and the reaction was performed, and the catalyst was filtered off and remained. Methyl caprylate was removed by simple distillation, and the reaction solution was measured. It was found that trimethylolpropane monocaprylate was obtained with a selectivity of 9%, and trimethylolpropane dicaprylate was obtained with a selectivity of 2%.

(比較例5)
実施例1において、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34gの代わりに、オレイン酸(オレイン酸、関東化学株式会社製、分子量282.46)105.92gを用いた以外は、実施例1と同様にして、反応させ、触媒を濾別し、反応液を測定した。トリメチロールプロパンモノオレートが選択率1%で得られ、トリメチロールプロパンジオレートが選択率1%で得られた。
(Comparative Example 5)
In Example 1, instead of 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24) 59.34 g, oleic acid (oleic acid, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., molecular weight 282.46) 105. The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 92 g was used, the catalyst was filtered off, and the reaction solution was measured. Trimethylolpropane monooleate was obtained with a selectivity of 1% and trimethylolpropanediolate was obtained with a selectivity of 1%.

(比較例6)
実施例1において、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34gの代わりに、12−ヒドロキシステアリン酸(12−ヒドロキシステアリン酸、東京化成工業株式会社製、分子量300.48)112.68gを用いた以外は、実施例1と同様にして、反応させた。その結果、12−ヒドロキシステアリン酸の融点が78℃であるため反応中溶解しなかった。
(Comparative Example 6)
In Example 1, instead of 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24), 12-hydroxystearic acid (12-hydroxystearic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) The reaction was conducted in the same manner as in Example 1 except that 112.68 g of molecular weight 300.48) was used. As a result, since 12-hydroxystearic acid had a melting point of 78 ° C., it did not dissolve during the reaction.

(比較例7)
実施例4において、カプリル酸メチル(パステルM−08、ライオン株式会社製、分子量158.24)59.34gの代わりに、12−ヒドロキシステアリン酸(12−ヒドロキシステアリン酸、東京化成工業株式会社製、分子量300.48)112.68gを用いた以外は、実施例4と同様にして、反応させた。その結果、トリメチロールプロパンモノ−12−ヒドロキシステアレートが選択率47%で得られ、トリメチロールプロパンジ−12−ヒドロキシステアレートが選択率27%で得られた。
(Comparative Example 7)
In Example 4, instead of 59.34 g of methyl caprylate (Pastel M-08, manufactured by Lion Corporation, molecular weight 158.24), 12-hydroxystearic acid (12-hydroxystearic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) The reaction was conducted in the same manner as in Example 4 except that 112.68 g of molecular weight 300.48) was used. As a result, trimethylolpropane mono-12-hydroxystearate was obtained with a selectivity of 47%, and trimethylolpropane di-12-hydroxystearate was obtained with a selectivity of 27%.

表1に、実施例1〜7及び比較例1〜7についての結果を示す。
なお、表1の「ヒンダード型ポリオール」の欄において、「TMP」は、トリメチロールプロパンを表し、「NP」は、ネオペンチルグリコールを表す。
In Table 1, the result about Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7 is shown.
In the column of “hindered polyol” in Table 1, “TMP” represents trimethylolpropane, and “NP” represents neopentyl glycol.

Figure 2010148456
Figure 2010148456

表1より、トリメチロールプロパンと、脂肪酸メチルエステルとを、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼを用いて反応させた実施例1〜5及び7では、モノエステル及びジエステルのいずれかの選択率が65%以上となっており、ポリオール部分エステルが選択的に製造されている。
また、ネオペンチルグリコールと、脂肪酸メチルエステルとを、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼを用いて反応させた実施例6では、モノエステルの選択率が65%以上となっており、ポリオール部分エステルが選択的に製造されている。
一方、比較例1〜7では、モノエステル及びジエステルのいずれの選択率も65%未満となっており、ポリオール部分エステルが選択的に製造されていない。
Table 1 shows that trimethylolpropane and a fatty acid methyl ester were reacted with lipase under solvent-free conditions, under reduced pressure conditions of 1 kPa to 90 kPa, and at 20 ° C to 100 ° C. In Examples 1 to 5 and 7, the selectivity of either monoester or diester is 65% or more, and the polyol partial ester is selectively produced.
In addition, Example 6 in which neopentyl glycol and fatty acid methyl ester were reacted with lipase under a solvent-free condition, under a reduced pressure condition of 1 kPa to 90 kPa under reduced pressure, and under a temperature condition of 20 ° C. to 100 ° C. Then, the selectivity of the monoester is 65% or more, and the polyol partial ester is selectively produced.
On the other hand, in Comparative Examples 1-7, the selectivity of both monoester and diester is less than 65%, and the polyol partial ester is not selectively produced.

本発明のポリオール部分エステルの製造方法により製造されたポリオール部分エステルは、様々な工業用途に用いられ、例えば、潤滑油、樹脂添加剤用途に用いられる。   The polyol partial ester produced by the method for producing a polyol partial ester of the present invention is used for various industrial uses, for example, for lubricating oils and resin additives.

Claims (3)

ヒンダードポリオールと、脂肪酸メチルエステルとを、無溶媒条件下、減圧度1kPa〜90kPaの減圧条件下、及び20℃〜100℃の温度条件下で、リパーゼを用いて反応させることを含むことを特徴とするポリオール部分エステルの製造方法。   It comprises reacting a hindered polyol with a fatty acid methyl ester using a lipase under a solvent-free condition, under a reduced pressure condition of 1 kPa to 90 kPa under reduced pressure, and under a temperature condition of 20 ° C. to 100 ° C. A method for producing a polyol partial ester. 脂肪酸メチルエステルが、飽和及び不飽和のいずれかの炭素数6〜18のメチルエステルである請求項1に記載のポリオール部分エステルの製造方法。   The method for producing a polyol partial ester according to claim 1, wherein the fatty acid methyl ester is a saturated or unsaturated methyl ester having 6 to 18 carbon atoms. ヒンダードポリオールが、トリメチロールプロパン及びネオペンチルグリコールのいずれかである請求項1から2のいずれかに記載のポリオール部分エステルの製造方法。   The method for producing a polyol partial ester according to claim 1, wherein the hindered polyol is trimethylolpropane or neopentyl glycol.
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