JP2013151463A - ポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法 - Google Patents

ポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ポリグリセリンアルキルエーテルを高濃度で含む混合物を効率的に得ることができる製造方法の提供。
【解決手段】下記工程(1)〜(3)を含むポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
工程(1):ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加してポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物を得る工程。
工程(2):工程(1)で得られた反応生成物に疎水性有機溶媒を添加しポリグリセリンを分離除去する工程。
工程(3):工程(2)の後、ポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含有する混合物から疎水性有機溶媒を留去する工程。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリグリセリンアルキルエーテルを高濃度で含むポリグリセリンアルキルエ
ーテル混合物の製造方法に関するものである。
ポリグリセリンアルキルエーテルやポリグリセリン脂肪酸エステル等のポリグリセリン型界面活性剤は非イオン性界面活性剤として様々な分野で利用されている。
ポリグリセリンアルキルエーテルの製造方法としては、特許文献1に開示されている塩基性触媒下、アルコールにグリシドールを開環重合させる方法や、ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテルを付加させる方法、又はポリグリセリンにオレフィンを付加する方法が知られている(例えば特許文献2)。ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加して製造する方法は、グリセリンの重合度の制御がしやすい点で有利であるが、反応後に残る未反応のポリグリセリンの除去が必要となる。
しかし、ポリグリセリンは沸点が高く、簡便に留去することは困難であり、固体として析出させて簡便に分離することも困難である。
ポリグリセリンの分離方法としては、ポリグリセリン脂肪酸エステルの製造において、ポリグリセリン脂肪酸エステルと未反応のポリグリセリンを溶剤による液液分離によって分離する方法が知られている(例えば特許文献3参照)。
特許文献3では、溶剤として水溶性有機溶剤と非水溶性有機溶剤の併用を必須とする液液分離によって、ポリグリセリン脂肪酸エステルと未反応のポリグリセリンを分離する方法が開示されている。しかし、ポリグリセリンアルキルエーテルの製造において、未反応のポリグリセリンを分離する方法は開示されていない。
特開2005−281216号公報 特表2008−534652号公報 特開昭63−23837号公報
本発明は、ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加させて得たポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物から、未反応のポリグリセリンを簡便な方法により分離する工程を含む、ポリグリセリンアルキルエーテルを高濃度で含有するポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、課題の解決手段として、
ポリグリセリンとアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを反応させる工程を含むポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法であって、
ポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物に疎水性有機溶媒を添加し、分層させることによりポリグリセリンを分離除去する工程を含む、ポリグリセリンアルキルエーテルの製造方法を提供する。
また本発明は、課題の他の解決手段として、
下記工程(1)〜(3)を含むポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法を提供する。
工程(1):ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加してポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物を得る工程。
工程(2):工程(1)で得られた反応生成物に疎水性有機溶媒を添加しポリグリセリンを分離除去する工程。
工程(3):工程(2)の後、ポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含有する混合物から疎水性有機溶媒を留去する工程。
本発明の製造方法によれば、未反応のポリグリセリンを簡便な方法により分離することができる、高濃度のポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物を得ることができる。
<本発明の製造方法により得られるポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物>
本発明の製造方法により得られるポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物は、下記式(1)で表されるポリグリセリンアルキルエーテルを含むものである。
1O−(C362n−H (1)
(式中、R1は炭素数8〜22の炭化水素基を示し、(C362nはポリグリセリン部位を示し、nはポリグリセリン部位におけるグリセロール残基の質量平均重合度を示し、2〜10の数である。)
1は、炭素数8〜22の飽和又は不飽和の直鎖状、分岐又は環状の炭化水素基である。炭化水素基としては、炭素数は8〜22が好ましく、10〜18がより好ましく、12〜14が更に好ましい。
ポリグリセリンの分離除去容易性、及びポリグリセリルアルキルエーテルの洗浄性能の観点から、8以上が好ましく、10以上がより好ましく、12以上が更に好ましい。
ポリグリセリンの分離除去容易性、及びポリグリセリルアルキルエーテルの物性の観点から、22以下が好ましく、18以下がより好ましく、14以下が更に好ましい。
また、炭化水素基としては、ポリグリセリンの分離除去容易性の観点、並びにポリグリセリルアルキルエーテルの洗浄性能及び物性の観点から、好ましくは飽和又は不飽和の直鎖状並びに分岐鎖状であり、より好ましくは飽和又は不飽和の直鎖状であり、更に好ましくは飽和の直鎖状である。
また、炭化水素基としては、ポリグリセリンの分離除去容易性の観点、並びにポリグリセリルアルキルエーテルの洗浄性能及び物性の観点から、1級又は2級の炭化水素基が好ましく、1級の炭化水素基がより好ましい。
一般式(1)において、ポリグリセリンの分離除去容易性の観点、及びポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物の洗浄剤として使用したときの洗浄力の観点から、nは2〜10が好ましく、2〜4がより好ましい。(C362nで示されるポリグリセリン部位の具体的構造としては、直鎖部分が下記式(1-1)〜(1-3)から選ばれる1種以上の構造からなるものが挙げられ、分岐部分を含む場合は、分岐部分の構造が下記式(1-4)〜(1-6)から選ばれる構造であるものが挙げられる。
Figure 2013151463
(式中、q、r、s、t、u、vは1以上の整数を示す。)
ポリグリセリン部位が分岐部分を含む場合は、一般式(1-4)〜(1-6)において、ポリグリセリンの分離除去容易性の観点、及びポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物の洗浄剤として使用したときの洗浄力の観点から、q、r、s、t、u、vは1〜8が好ましく、1〜3がより好ましく、1〜2が更に好ましい。
本発明のポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物中のポリグリセリンアルキルエーテル濃度は、好ましくは50〜100質量%であり、より好ましくは60〜98質量%であり、更に好ましくは70〜95質量%である。
ポリグリセリンの分離除去性、及び反応の高収率化の観点から、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。
本発明のポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物中のポリグリセリンアルキルエーテル濃度は、製造方法の簡便性の観点から、100質量%以下であることが好ましく、98質量%以下であることがより好ましく、95質量%以下であることが更に好ましい。
<ポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物の製造方法>
本発明のポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物の製造方法は、ポリグリセリンを原料としてポリグリセリンアルキルエーテルを生成させる工程を含んでおり、ポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物に疎水性有機溶媒を添加し、分層させることによりポリグリセリンを分離除去する工程を含むことを特徴する方法である。上記のポリグリセリンアルキルエーテルを生成させる方法としては、ポリグリセリンとアルキルグリシジルエーテルを反応させる方法とポリグリセリンとオレフィンを反応させる方法が知られている。
なお、アルキルグリシジルエーテルとポリグリセリンは公知の製造方法により得ることができる。
アルキルグリシジルエーテルは、例えば特許3544134号公報に記載されているようにアルコール類とα-エピハロヒドリンとを反応させた後、アルカリ処理により閉環させることで得られる。
ポリグリセリンは、アルカリ触媒を用いたグリセリンの脱水縮合反応など、広く知られている製造方法にて製造することができる。
以下、工程(1)〜(3)を含む好ましい実施形態について説明する。
〔工程(1)〕
工程(1)は、ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加してポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物を得る工程である。
工程(1)として、ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテルを付加する工程について、以下、説明する。
アルキルグリシジルエーテルに対するポリグリセリンの仕込み量は好ましくは1〜10モル倍であり、より好ましくは1.2〜7モル倍であり、更に好ましくは2〜6モル倍である。
アルキルグリシジルエーテルに対するポリグリセリンの仕込み量の下限値は、アルキルグリシジルエーテル過剰付加体の生成量を低減させる観点から、1モル倍以上が好ましく、1.2モル倍以上がより好ましく、2モル倍以上が更に好ましい。
アルキルグリシジルエーテルに対するポリグリセリンの仕込み量の上限値は、ポリグリセリンの使用量を低減させる観点から、10モル倍以下が好ましく、7モル倍以下がより好ましく、6モル倍以下が更に好ましい。
塩基性触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等を用いることができる。
反応温度は好ましくは40〜220℃であり、より好ましくは100〜210℃であり、更に好ましくは150〜200℃であり、更に好ましくは180〜200℃である。
反応温度の下限値は、反応速度を高め、工程時間を短縮させる観点からは、40℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、150℃以上が更に好ましく、180℃以上が更に好ましい。
反応温度の上限値は、付加物の着色及び/又は臭いを抑制する観点からは、好ましくは220℃以下であり、より好ましくは210℃であり、更に好ましくは200℃以下である。
工程(1)で得られる反応生成物中のポリグリセリンアルキルエーテルの濃度は、5質量%以上50質量%未満であることが好ましく、10〜45質量%がより好ましく、15〜40質量%が更に好ましい。
工程(2)で得られるポリグリセリンアルキルエーテルの高純度化の観点から、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、更に好ましくは15質量%以上である。工程(1)での反応の選択性の観点から、好ましくは50質量%未満であり、より好ましくは45質量%以下であり、更に好ましくは40質量%以下である。
〔工程(2)〕
工程(2)は、工程(1)で得られた反応生成混合物に疎水性有機溶媒を添加しポリグリセリンを分離除去する工程である。
工程(2)は、工程(1)で得られた反応生成混合物に疎水性有機溶媒を添加し、ポリグリセリンを下層に分層させることにより分離除去することができるが、その他、遠心分離法を適用することもできる。この工程(2)によりポリグリセリン濃度が低減されたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒溶液を含有する混合物が得られる。
工程(2)で用いる疎水性有機溶媒は、ポリグリセリンの分離除去容易性の観点から、炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族アルコール、アルキルグリシジルエーテル類であり、好ましくは炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族アルコールである。
工程(2)で用いる疎水性有機溶媒は、分離効率及びポリグリセリンアルキルエーテルの高純度化の観点から、SP値(溶解度パラメータ)が14〜21(MPa)1/2の疎水性溶媒であることが好ましく、15〜20(MPa)1/2のものがより好ましく、16〜19(MPa)1/2のものが更に好ましい。
ここで、疎水性溶媒の溶解度パラメーターとは液体分子凝集エネルギーとEと分子容Vから(E/V)1/2(MPa)1/2で与えられる物質定数である。各種方法で求められるが、本発明における溶解度パラメーターは、J. BRANDR UP著「POLYMER HANDBOOK 4th 」(JHON WILEY & SONS,INC 1999年発行)、VII688〜694項に示された値、又はFedorsの方法に従い、 J. BRANDR UP著「POLYMER HANDBOOK 4th 」、VII685〜686項に示されるパラメーターを用いて算出した値を用いることができる。
具体的には、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
工程(2)における疎水性有機溶媒の添加量は、分離効率及びポリグリセリンアルキルエーテルの高純度化の観点から、工程(1)で得られる反応生成混合物100質量部に対して1〜200質量部であることが好ましく、5〜100質量部がより好ましく、10〜50質量部が更に好ましく、12〜30質量部が更に好ましい。
〔工程(3)〕
工程(3)は、工程(2)の後、ポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含有する混合物から疎水性有機溶媒を留去する工程である。
〔工程(2a)〕
本発明の製造方法では、純度の高いポリグリセリンアルキルエーテルを製造する観点から、更に工程(2)と工程(3)の間に工程(2a)を含むことができる。
工程(2a)は、工程(2)で得られたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含有する混合物に多価アルコールを添加して、工程(2)で得られた混合物に残留しているポリグリセリンを分離除去する工程である。
工程(2a)では、ポリグリセリンアルキルエーテル、疎水性有機溶媒及びポリグリセリンを含む混合物に多価アルコールを添加して、ポリグリセリンアルキルエーテルを含む疎水性有機溶媒層とポリグリセリンを含む多価アルコール層とに分層させる。
工程(2a)では上記操作を好ましくは1〜10回、より好ましくは1〜5回、更に好ましくは1〜2回繰り返す。得られる混合物中のポリグリセリンアルキルエーテルの純度の観点から好ましくは1回以上であり、ポリグリセリンアルキルエーテルの生産性の観点から10回以下が好ましく、5回以下がより好ましく、2回以下が更に好ましい。
工程(2a)で用いる多価アルコールは、1013.25hPa(1atm)での沸点が300℃以下であることが好ましい。1013.25hPa(1atm)での沸点が300℃以下の多価アルコールは、ポリグリセリンを溶解し、かつポリグリセリンアルキルエーテルと相分離するものであれば構わないが、グリセリンであることが好ましい。
工程(2a)で用いる多価アルコールの添加量は、分離効率及びポリグリセリンアルキルエーテルの高純度化の観点から、工程(2)で得られたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含む混合物100質量部に対して1〜1000質量部であることが好ましく、10〜600質量部がより好ましく、100〜500質量部が更に好ましく、300〜450質量部が更に好ましい。
本発明の製造方法が工程(2a)を含むときは、続く工程(3)では、ポリグリセリンアルキルエーテル、疎水性有機溶媒、及び多価アルコールを含有する混合物から、多価アルコールを疎水性有機溶媒と共に留去することが好ましい。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の製造方法を開示する。
<1>
ポリグリセリンとアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを反応させる工程を含むポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法であって、
前記ポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物が下記式(1)で表されるポリグリセリンアルキルエーテルを含むものであり、
ポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物に疎水性有機溶媒を添加し、分層させることによりポリグリセリンを分離除去する工程を含む、ポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
1O−(C362n−H (1)
(式中、R1は炭素数8〜22の炭化水素基を示し、(C362nはポリグリセリン部位を示し、nはポリグリセリン部位におけるグリセロール残基の質量平均重合度を示し、2〜10の数である。)
<2>
前記ポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物中のポリグリセリンアルキルエーテルの式(1)中のR1の炭素数が好ましくは8〜22、より好ましくは10〜18、更に好ましくは12〜14であり、好ましくは8以上であり、より好ましくは10以上であり、更に好ましくは12以上であり、好ましくは22以下であり、より好ましくは18以下であり、更に好ましくは14以下である前記<1>に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<3>
炭化水素基が好ましくは1級又は2級の炭化水素基であり、より好ましくは1級の炭化水素基である前記<2>に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<4>
ポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物中のポリグリセリンアルキルエーテル濃度が好ましくは50〜100質量%であり、より好ましくは60〜98質量%であり、更に好ましくは70〜95質量%であり、好ましくは50質量%で以上あり、より好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上であり、一方、好ましくは100質量%以下であり、より好ましくは98質量%以下であり、更に好ましくは95質量%以下である前記<1>〜<3>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<5>
工程(1)で得られる反応生成物中のポリグリセリンアルキルエーテルの濃度が、好ましくは5質量%以上50質量%未満であり、より好ましくは10〜45質量%であり、更に好ましくは15〜40質量%であり、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、更に好ましくは15質量%以上であり、一方、好ましくは50質量%未満であり、より好ましくは45質量%以下であり、更に好ましくは40質量%以下である前記<1>〜<4>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<6>
工程(1)において、アルキルグリシジルエーテルに対するポリグリセリンの仕込み量が好ましくは1〜10モル倍であり、より好ましくは1.2〜7モル倍であり、更に好ましくは2〜6モル倍であり、下限値が好ましくは1モル倍以上であり、より好ましくは1.2モル倍以上であり、更に好ましくは2モル倍以上であり、一方、上限値は、好ましくは10モル倍以下であり、より好ましくは7モル倍以下であり、更に好ましくは6モル倍以下である前記<1>〜<5>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<7>
工程(1)において、反応温度が好ましくは40〜220℃であり、より好ましくは100〜210℃であり、更に好ましくは150〜200℃であり、更に好ましくは180〜200℃であり、反応温度の下限値が好ましくは40℃以上であり、より好ましくは100℃以上であり、更に好ましくは150℃以上であり、更に好ましくは180℃以上であり、一方、反応温度の上限値は、好ましくは220℃以下であり、より好ましくは210℃以下であり、更に好ましくは200℃以下である前記<1>〜<6>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<8>
工程(2)において、疎水性有機溶媒の添加量が工程(1)で得られた反応生成混合物100質量部に対して好ましくは1〜200質量部であり、より好ましくは5〜100質量部であり、更に好ましくは10〜50質量部であり、更に好ましくは12〜30質量部である前記<1>〜<7>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の
製造方法。
<9>
工程(2)において使用する疎水性溶媒のSP値が好ましくは14〜21(MPa)1/2であり、より好ましくは15〜20(MPa)1/2であり、更に好ましくは16〜19(MPa)1/2であり、具体的には、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセン、オクタデセン、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、トルエン、キシレンである<1>〜<8>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<10>
工程(2a)で用いる多価アルコールの添加量が、工程(2)で得られたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含む混合物100質量部に対して好ましくは1〜1000質量部であり、より好ましくは10〜600質量部であり、更に好ましくは100〜500質量部であり、更に好ましくは300〜450質量部である前記<1>〜<9>のいずれかに記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
<分析方法>
<ガスクロマトグラフィー(GC)分析>
試料にトリメチルシリル化剤(GLサイエンス社製、TMSI−H)を添加混合し、固形分をろ別後、以下の条件のGCにて定量分析した。
・装置: HP6850 Series(HEWLETT PACKARD社製)
・カラム:DB1−HT(J&W社製、内径0.25mm、長さ15m、膜厚0.1mm)
キャリアガス:He
ガス流量:1.0mL/分
注入口温度:300℃
検出器:FID方式
検出器温度:300℃
カラム温度条件:60℃を2分間保持→毎分10℃で昇温→350℃を保持
<高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析>
試料にアセトニトリル/水を添加混合し、以下の条件のHPLCにて定量分析した。
HPLC装置:HITACHI D−7000
流量:1.0mL/分
検出器:ESA Biosciences社製 Corona CAD Detector
[ポリグリセリン分析]
カラム:東ソー社製 TSK−GEL Amide−80、5μm、4.6×250mm
溶液条件:50体積%アセトニトリル/水(蒸留水)
[PGE分析]
カラム:GL Science社製InertsilC8−3、5μm 4.6×150mm
溶液条件:アセトニトリル/水(蒸留水)
アセトニトリル45体積%を3分間保持、45から98体積%まで9分間のリニアグラジエント、その後98体積%を保持。
[トルエン分析]
カラム:化学物質評価研究機構製L−Column ODS、5μm 4.6×150mm
溶液条件:70体積%アセトニトリル/水(蒸留水)
<ポリグリセリンの合成方法>
実施例1
反応槽にグリセリン500kgと炭酸カリウム(和光純薬社製)3.75kgを添加し、撹拌を開始した。67kPaに減圧後、240℃に昇温した。撹拌を継続し反応で生じた水を除去しながら8.5時間その温度と圧力を維持しグリセリンを重合させた。
次いで生成物に脱イオン水460L添加して水溶液とした。水溶液にイオン交換樹脂(PuroliteRMB378LT)198kgを添加し、スラリーの温度を40℃に維持して、5時間撹拌を行い、脱イオンを行った。
反応槽から全てのスラリーを抜き出し、イオン交換樹脂をろ別した。
ろ液を反応槽に添加し、圧力を0.47kPa、温度を145℃にしてろ液から脱水を行った。
その後、圧力を0.47kPaのまま、230℃まで液温を上げて、グリセリンの重合度の低い成分を留去した。
反応槽の圧力を0.17kPaに下げて、260℃まで液温を上げて、ジグリセリンを主成分とする留分を得た。
反応槽に残存した成分に上記留分を混合した混合物をポリグリセリンとして工程(1)に用いた。各成分の含有量はグリセリン:0質量%、ジグリセリン:24質量%、トリグリセリン:49質量%、テトラグリセリン:17質量%、ペンタグリセリン:6質量%、ヘキサグリセリン:4質量%であった。
工程(1)
ラウリルグリシジルエーテル19.8gとポリグリセリン121gを4ツ口フラスコに一括で仕込み、200℃、窒素雰囲気下、無触媒条件で4時間反応を行った。
反応により得られた液をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、ポリグリセリンラウリルエーテル18.0質量%(モノアルキルエーテル16.0質量%、ジアルキルエーテル2.00質量%)、未反応ポリグリセリン82.0質量%であった。
なお、原料であるポリグリセリンは、ガスクロマトグラフィーにより分析した結果、ジグリセリン24.0質量%、トリグリセリン49.0質量%、テトラグリセリン17.0質量%、ペンタグリセリン6.00質量%、ヘキサグリセリン2.00質量%、ヘプタグリセリン1.00質量%、平均縮合度は3.1であった。
工程(2)
30mLスクリュー管に工程(1)で得たポリグリセリンラウリルエーテルとポリグリセリンを含む反応生成物7.90g、トルエン2.00gを仕込み、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、液は2層に分離した。
各層の組成をガスクロマトグラフィー、液クロマトグラフィーを用いた内部標準法によって定量した。なお、トルエンの溶解度パラメーターは18.2(MPa)1/2である。
分析の結果、上層はポリグリセリン31.8質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル38.0質量%、トルエン30.2質量%となり、下層はポリグリセリン97.7質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル2.30質量%となった。
工程(3)
得られた上層からトルエンを留去し、ポリグリセリンラウリルエーテルとポリグリセリンの混合物を得た。分析の結果、ポリグリセリンラウリルエーテルの濃度は56.0質量%であった。
実施例2
工程(2a)
実施例1の工程(2)で得られた上層2.40gに対し、グリセリンを9.73g添加し、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、液は2層に分離した。
各層の組成を、ガスクロマトグラフィーを用いた内部標準法によって定量した。
分析の結果、上層はポリグリセリン4.00質量%、グリセリン51.0質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル28.0質量%、トルエン17.0質量%となり、下層はポリグリセリン7.30質量%、グリセリン91.7質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル0.400質量%、トルエン0.600質量%となった。
工程(3)
得られた上層からトルエンとグリセリンを留去し、ポリグリセリンとポリグリセリンラウリルエーテルの混合物を得た。分析の結果、ポリグリセリンラウリルエーテルの濃度は82.0質量%であった。
実施例3
工程(2)
30mLスクリュー管に製造例1で得たポリグリセリンラウリルエーテルとポリグリセリンを含む反応生成物4.00g、ラウリルアルコール1.07gを仕込み、液が均一になるまで振とうした後70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、液は2層に分離した。
各層の組成をガスクロマトグラフィー、液クロマトグラフィーを用いた内部標準法によって定量した。
分析の結果、上層はポリグリセリン20.1質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル38.3質量%、ラウリルアルコール41.6質量%となり、下層はポリグリセリン97.4質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル2.30質量%、ラウリルアルコール0.300質量%となった。なお、ラウリルアルコールの溶解度パラメーターは16.6(MPa)1/2である。
工程(2a)
得られた上層0.800gに対し、グリセリンを3.40g添加し、同様の方法で分離検討を行った。
分析の結果、上層はポリグリセリン9.00質量%、グリセリン20.1質量%、ポリグリセリンラウリルエーテル32.5質量%、ラウリルアルコール38.4質量%となり、下層はポリグリセリン2.90質量%、グリセリン97.1質量%となった。
工程(3)
得られた上層からラウリルアルコールとグリセリンを留去し、ポリグリセリンとポリグリセリンラウリルエーテルの混合物を得た。分析の結果、ポリグリセリンラウリルエーテルの濃度は78.0質量%であった。
実施例4
工程(1)
ラウリルグリシジルエーテル30.0gとジグリセリン(東京化成社製)25.8gを4ツ口フラスコに一括で仕込み、200℃、窒素雰囲気下、無触媒条件で6時間反応を行った。
反応により得られた液をガスクロマトグラフィーにて分析したところ、ジグリセリンラウリルエーテル32.2質量%(モノアルキルエーテル28.9質量%、ジアルキルエーテル3.20質量%)、未反応ジグリセリン67.8質量%であった。
工程(2)
30mLスクリュー管に製造例2で合成したジグリセリンラウリルエーテルとジグリセリンを含む反応生成物8.32g、ドデカン1.07gを仕込み、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、液は2層に分離した。
各層の組成を、ガスクロマトグラフィーを用いた内部標準法によって定量した。
分析の結果、上層はジグリセリン22.8質量%、ジグリセリンラウリルエーテル52.0質量%、ドデカン25.2質量%となり、下層はジグリセリン99.6質量%、ジグリセリンラウリルエーテル0.400質量%となった。なお、ドデカンの溶解度パラメーターは16.2(MPa)1/2である。
工程(3)
得られた上層からドデカンを留去し、ジグリセリンラウリルエーテルとジグリセリンの混合物を得た。分析の結果、ジグリセリンラウリルエーテルの濃度は70.0質量%であった。
実施例5
工程(2a)
実施例2の工程(2)で得られた上層2.40gに対し、グリセリンを10.0g添加し、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、液は2層に分離した。
各層の組成を、ガスクロマトグラフィーを用いた内部標準法によって定量した。
分析の結果、上層はシグリセリン3.30質量%、グリセリン23.6質量%、ジグリセリンラウリルエーテル47.3質量%、ドデカン25.8質量%となり、下層はジグリセリン8.30質量%、グリセリン91.3質量%、ジグリセリンラウリルエーテル0.400質量%、トルエン0.600質量%となった。
工程(3)
得られた上層からドデカンとグリセリンを留去し、ジグリセリンとジグリセリンラウリルエーテルの混合物を得た。分析の結果、ジグリセリンラウリルエーテルの濃度は93.4質量%であった。
比較例1
30mLスクリュー管に実施例1の工程(1)で得たポリグリセリンラウリルエーテルとポリグリセリンを含む反応生成物4.00g、脱イオン水1.07gを仕込み、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、均一溶液となり、分離しなかった。なお、水の溶解度パラメーターは47.9(MPa)1/2である。
比較例2
30mLスクリュー管に実施例1の工程(1)で得たポリグリセリンラウリルエーテルとポリグリセリンを含む反応生成物4.00g、グリセリン1.07gを仕込み、液が均一になるまで振とうした後、70℃の恒温乾燥機で2時間静置したところ、均一溶液となり、分離しなかった。なお、グリセリンの溶解度パラメーターは33.8(MPa)1/2である。
Figure 2013151463
Figure 2013151463
実施例1、4と比較例1、2から、工程(2)を実施することによりポリグリセリンを分離除去できることが確認された。
実施例1と実施例2との対比、実施例4と実施例5との対比から、工程(2a)を付加することで、混合物中のポリグリセリンアルキルエーテル濃度が高められることが確認された。

Claims (11)

  1. ポリグリセリンとアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを反応させる工程を含むポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法であって、
    ポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物に疎水性有機溶媒を添加し、分層させることによりポリグリセリンを分離除去する工程を含む、ポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  2. ポリグリセリンアルキルエーテルを含む混合物中のポリグリセリンアルキルエーテル濃度が50〜100質量%である請求項1に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  3. 下記工程(1)〜(3)を含む請求項1又は2に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
    工程(1):ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを付加してポリグリセリンとポリグリセリンアルキルエーテルを含む反応生成物を得る工程。
    工程(2):工程(1)で得られた反応生成物に疎水性有機溶媒を添加しポリグリセリンを分離除去する工程。
    工程(3):工程(2)の後、ポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含有する混合物から疎水性有機溶媒を留去する工程。
  4. ポリグリセリンとアルキルグリシジルエーテル又はオレフィンを反応させる工程が、ポリグリセリンにアルキルグリシジルエーテルを付加する工程である請求項1〜3のいずれか1項記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  5. 更に工程(2)と工程(3)の間に工程(2a)を含む、請求項3又は4に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
    工程(2a):工程(2)で得られたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒を含む混合物に多価アルコールを添加してポリグリセリンを分離除去する工程。
  6. 工程(1)で得られる反応生成物中のポリグリセリンアルキルエーテルの濃度が5〜60質量%である請求項3〜5のいずれか1項記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  7. 工程(1)において、アルキルグリシジルエーテルに対するポリグリセリンの仕込み量が1〜10モル倍である請求項3〜6のいずれか1項記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  8. 工程(2)において、疎水性有機溶媒の添加量が工程(1)で得られた反応混合物100質量部に対して1〜200質量部である請求項3〜7のいずれか1項に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  9. 工程(2)において使用する疎水性有機溶媒のSP値が14〜21(MPa)1/2である請求項3〜8のいずれか1項に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  10. 工程(2a)で用いる多価アルコールの添加量が、工程(2)で得られたポリグリセリンアルキルエーテルと疎水性有機溶媒の混合物100質量部に対して1〜1000質量部である請求項5〜9のいずれか1項に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
  11. 多価アルコールがグリセリンである請求項5〜10のいずれか1項に記載のポリグリセリンアルキルエーテル混合物の製造方法。
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