JP2014062073A - Method for producing sugar carboxylate - Google Patents

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Akira Matsuo
陽 松尾
Satoshi Izuno
諭 泉野
Masashi Yasuda
正史 安田
Kazuki Nitta
一毅 新多
Shunichiro Hata
俊一郎 畑
Kazuhiro Maeda
一大 前多
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DKS Co Ltd
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Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing sugar carboxylate, wherein sugar carboxylate of any average degree of esterification can be obtained in high yield even if a solvent incompatible with water is used.SOLUTION: Provided is a method for producing sugar carboxylate of any average degree of esterification by reacting sugar with an acylating agent, wherein sugar, an acylating agent, water, and a water-immiscible solvent are contacted with each other in a reaction system within the respective predetermined limits of a content ratio, wherein, in the reaction system, the content ratio of the acylating agent is 0.1-35 wt.%, the content ratio of water is 30-99 wt.%, and the content ratio of the water-immiscible solvent is 0.5-50 wt.%, and wherein the content ratio of sugar in the reaction system is a ratio which is determined as an equivalent to the acylating agent and corresponds to a desired average degree of esterification.

Description

本発明は、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを高収率に得ることができる糖カルボン酸エステルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a sugar carboxylic acid ester capable of obtaining a sugar carboxylic acid ester having an arbitrary degree of esterification in a high yield.

糖カルボン酸エステルは、様々な産業分野で使用される有用な化合物であり、非晶性樹脂、例えば、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの成形加工性、物性を向上させたり、結晶性ポリエステル樹脂の柔軟性、耐衝撃性を向上させることが知られている。糖カルボン酸エステルは、糖と、脂肪族または芳香族カルボン酸等とのエステル化反応の後、所定の精製工程を行い、さらに、反応・精製に用いた溶媒を除去することにより得ることができる。   Sugar carboxylic acid ester is a useful compound used in various industrial fields, and it has molding processability and physical properties such as amorphous resin such as ABS resin, polyvinyl chloride resin, epoxy resin and unsaturated polyester resin. It is known to improve or improve the flexibility and impact resistance of the crystalline polyester resin. The sugar carboxylic acid ester can be obtained by performing a predetermined purification step after the esterification reaction of sugar with an aliphatic or aromatic carboxylic acid, and further removing the solvent used for the reaction / purification. .

しかし、エステル化反応を、トルエンのような水と相溶しない溶媒を用いて行うと、平均エステル化度の高いエステル体しか得られないという問題があった。例えば、トルエンと水を用いたショ糖ベンゾエートの製造においては、得られるショ糖ベンゾエートの平均エステル化度は6.5〜8であった(特許文献1)。一方、アセトンのような水と相溶する溶媒を用いてエステル化反応を行う場合には、低置換〜高置換度のショ糖ベンゾエートを得ることができるものの(特許文献2)、この場合には、目的物単離の過程で、使用した溶媒を水から分離することが困難となるために、廃水処理への負荷や溶媒の回収・再利用の面で非常に不利となるという問題があった。そのため、水から分離することが容易な水と相溶しない溶媒(水不混和性溶媒)を用いて、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステル(例えば、平均エステル化度4.0〜6.5未満のショ糖カルボン酸エステル)を製造することが求められている。   However, when the esterification reaction is performed using a solvent that is incompatible with water, such as toluene, there is a problem that only an ester body having a high average degree of esterification can be obtained. For example, in the production of sucrose benzoate using toluene and water, the average degree of esterification of the obtained sucrose benzoate was 6.5 to 8 (Patent Document 1). On the other hand, when an esterification reaction is performed using a solvent compatible with water such as acetone, sucrose benzoate having a low substitution to a high substitution can be obtained (Patent Document 2). In the process of isolating the target product, it is difficult to separate the solvent used from the water, which causes a problem in terms of wastewater treatment load and recovery / reuse of the solvent. . For this reason, sugar carboxylic acid esters having an arbitrary degree of esterification (for example, an average degree of esterification of 4.0 to 6) using a solvent (water-immiscible solvent) that is easy to separate from water and incompatible with water. Less than .5 sucrose carboxylic esters).

特公昭40−5688号公報Japanese Patent Publication No. 40-5688 特開昭52−95625号公報JP 52-95625 A

本発明は、水と相溶しない溶媒を用いても、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを高収率に得ることができる糖カルボン酸エステルの製造方法を提供しようとするものである。   The present invention is intended to provide a method for producing a sugar carboxylate that can obtain a sugar carboxylate having an average degree of esterification in a high yield even when using a solvent that is incompatible with water. .

本発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意研究を進めた結果、糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内における含有量をそれぞれ所定の範囲内の含有比率に維持しながら、接触させることにより、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを高収率に得ることができることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。   As a result of diligent research aimed at solving the above problems, the present inventors have determined that the sugar, the acylating agent, water and the water-immiscible solvent have a content ratio within a predetermined range in the reaction system. It was found that a sugar carboxylic acid ester having any average degree of esterification can be obtained in a high yield by bringing it into contact with each other while maintaining the above, and further studies were completed to complete the present invention.

すなわち、本発明は、糖とアシル化剤を反応させることにより、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを製造する方法であって、
糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内において所定の範囲内の含有比率の下接触させるものであり、
反応系内におけるアシル化剤の該含有比率が0.1〜35重量%、水の該含有比率が30〜99重量%、および、水不混和性溶媒の該含有比率が0.5〜50重量%であり、かつ、該反応系内における糖の含有比率が、希望する平均エステル化度に相当する、アシル化剤に対する当量として定まる比率である、糖カルボン酸エステルの製造方法に関する。
That is, the present invention is a method for producing a sugar carboxylate having an average degree of esterification by reacting a sugar with an acylating agent,
A sugar, an acylating agent, water and a water-immiscible solvent are contacted in the reaction system at a content ratio within a predetermined range;
The content of the acylating agent in the reaction system is 0.1 to 35% by weight, the content of water is 30 to 99% by weight, and the content of the water-immiscible solvent is 0.5 to 50% by weight. And the sugar content in the reaction system is a ratio determined as an equivalent to the acylating agent corresponding to the desired average degree of esterification.

前記反応は、
原料を継続して供給する原料供給手段、および、反応後、生成物たる糖カルボン酸エステルを含む反応混合物を継続して回収する生成物回収手段を備えて構成される反応装置内で実施することが好ましい。
The reaction is
It is carried out in a reaction apparatus comprising raw material supply means for continuously supplying raw materials and product recovery means for continuously recovering a reaction mixture containing a sugar carboxylic acid ester as a product after the reaction. Is preferred.

前記反応は、水に可溶な触媒の共存下に実施することが好ましい。   The reaction is preferably carried out in the presence of a water-soluble catalyst.

前記糖は、ショ糖であることが好ましい。   The sugar is preferably sucrose.

前記アシル化剤は、カルボン酸塩化物であることが好ましい。   The acylating agent is preferably a carboxylic acid chloride.

前記反応装置は、攪拌機構を備えるものであることが好ましい。   The reactor is preferably equipped with a stirring mechanism.

前記任意の平均エステル化度は、平均エステル化度4.0以上の範囲における任意の平均エステル化度であることが好ましい。   The arbitrary average esterification degree is preferably an arbitrary average esterification degree in the range of the average esterification degree of 4.0 or more.

また、本発明は、前記糖カルボン酸エステルの製造方法により製造される、平均エステル化度が4.0以上の範囲におけるいずれかの値である糖カルボン酸エステルに関する。   The present invention also relates to a sugar carboxylic acid ester produced by the sugar carboxylic acid ester production method and having an average degree of esterification within a range of 4.0 or more.

本発明の糖カルボン酸エステルの製造方法によれば、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを、高収率で製造することができる。また、該製造方法は、溶媒として、水と水不混和性溶媒を用いるものであるため、目的物単離の過程で、水不混和性溶媒を水から分離することが容易である。したがって、本発明の製造方法は、廃水処理への負荷や溶媒の回収・再利用の面で非常に有利であり、工業的に非常に優れている。   According to the method for producing a sugar carboxylate of the present invention, a sugar carboxylate having an average degree of esterification can be produced in a high yield. In addition, since the production method uses water and a water-immiscible solvent as a solvent, it is easy to separate the water-immiscible solvent from water in the process of isolating the target product. Therefore, the production method of the present invention is very advantageous in terms of load on wastewater treatment and recovery / reuse of solvent, and is industrially very excellent.

また、本発明の製造方法において、エステル化反応を、原料を継続して供給する原料供給手段、および、反応後、生成物たる糖カルボン酸エステルを含む反応混合物を継続して回収する生成物回収手段を備えて構成される反応装置内で実施する場合には、目的物たる糖カルボン酸エステルを継続的かつ効率的に得ることができるという特長を有する。   Further, in the production method of the present invention, the raw material supply means for continuously supplying the raw material for the esterification reaction, and the product recovery for continuously recovering the reaction mixture containing the sugar carboxylic acid ester as the product after the reaction When the reaction is carried out in a reaction apparatus configured with means, the sugar carboxylic acid ester as the target product can be obtained continuously and efficiently.

本発明のエステル化反応を実施するための反応装置の一態様である、原料供給手段および生成物回収手段を備えた連続式横型反応機である。1 is a continuous horizontal reactor equipped with raw material supply means and product recovery means, which is an embodiment of a reaction apparatus for carrying out the esterification reaction of the present invention. 本発明のエステル化反応を実施するための反応装置の一態様である、原料供給手段および生成物回収手段を備えた循環式静止型混合器充填管である。It is a circulation type static mixer packed tube provided with a raw material supply means and a product recovery means, which is an embodiment of a reaction apparatus for carrying out the esterification reaction of the present invention. 本発明のエステル化反応を実施するための反応装置の一態様である、原料供給手段および生成物回収手段を備えた連続式縦型反応槽である。It is a continuous vertical reaction tank provided with a raw material supply means and a product recovery means, which is an embodiment of a reaction apparatus for carrying out the esterification reaction of the present invention. 本発明のエステル化反応を実施するための反応装置の一態様である、原料供給手段および生成物回収手段を備えた連続式管型反応機である。1 is a continuous tubular reactor equipped with raw material supply means and product recovery means, which is an embodiment of a reaction apparatus for carrying out the esterification reaction of the present invention.

本発明を構成する各要素について、以下説明する。   Each element constituting the present invention will be described below.

(目的物)
本発明において、糖カルボン酸エステルとは、糖とアシル化剤とを反応して得られる化合物をいう。
(Object)
In the present invention, a sugar carboxylate refers to a compound obtained by reacting a sugar with an acylating agent.

ここで、糖とは、グルコース、ガラクトース等の単糖、ショ糖(スクロース)、トレハロース、イソトレハロース、ネオトレハロース、ガラクトスクロース、マルチトール、ラクチトールなどの二糖、ラフィノースなどの三糖、あるいは、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のオリゴ糖などが挙げられる。このうち、好ましい糖の例としては、例えば、グルコース、ショ糖またはマルチトールである。   Here, the sugar is a monosaccharide such as glucose and galactose, sucrose (sucrose), trehalose, isotrehalose, neotrehalose, galactosucrose, disaccharides such as maltitol and lactitol, trisaccharide such as raffinose, or α -Oligosaccharides such as cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin and the like. Among these, examples of preferable sugars include, for example, glucose, sucrose, and maltitol.

糖は、1種または2種以上を使用することができる。   One kind or two or more kinds of sugars can be used.

アシル化剤とは、カルボン酸化合物またはその反応性誘導体をいう。ここで、カルボン酸化合物とは、分子内に少なくとも一つのカルボキシル基を有する化合物をいい、例えば、芳香族カルボン酸、脂肪族カルボン酸などが挙げられる。このうち、カルボキシル基の数が一つであるモノカルボン酸が好ましい。   An acylating agent refers to a carboxylic acid compound or a reactive derivative thereof. Here, the carboxylic acid compound means a compound having at least one carboxyl group in the molecule, and examples thereof include aromatic carboxylic acid and aliphatic carboxylic acid. Of these, monocarboxylic acids having one carboxyl group are preferred.

芳香族モノカルボン酸としては、例えば、
一般式(I)

Figure 2014062073
(式中、R1〜R5は、独立に、水素原子、アルキル基およびアルコキシ基からなる群から選択される基である。)
で示される芳香族モノカルボン酸が挙げられる。 As an aromatic monocarboxylic acid, for example,
Formula (I)
Figure 2014062073
(In the formula, R 1 to R 5 are groups independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and an alkoxy group.)
The aromatic monocarboxylic acid shown by these is mentioned.

ここで、R1〜R5は、それぞれ、独立に水素原子またはアルキル基であるものが好ましく、全てが水素原子である安息香酸またはその一つ(好ましくは、R3)がアルキル基で残りが水素原子であるものがより好ましい。 Here, each of R 1 to R 5 is preferably independently a hydrogen atom or an alkyl group, and benzoic acid or one of them (preferably R 3 ), all of which are hydrogen atoms, is an alkyl group and the rest What is a hydrogen atom is more preferable.

脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、
一般式(II)

6−COOH (II)

(式中、R6は、水素原子、アルキル基およびアルコキシ基からなる群から選択される基である。)
で示される脂肪族モノカルボン酸が挙げられる。
Examples of the aliphatic monocarboxylic acid include
Formula (II)

R 6 —COOH (II)

(In the formula, R 6 is a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group and an alkoxy group.)
The aliphatic monocarboxylic acid shown by these is mentioned.

ここで、R6は、水素原子またはアルキル基であるものが好ましい。 Here, R 6 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group.

本明細書において、アルキル基としては、炭素数1〜20のものが挙げられ、このうち、炭素数1〜5のものが好ましく、より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基またはイソプロピル基である。アルコキシ基としては、炭素数1〜20のものが挙げられ、このうち、炭素数1〜5のものが好ましく、より好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基またはイソプロピルオキシ基である。   In the present specification, examples of the alkyl group include those having 1 to 20 carbon atoms, and among these, those having 1 to 5 carbon atoms are preferable, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. is there. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 20 carbon atoms, and among these, those having 1 to 5 carbon atoms are preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, or an isopropyloxy group is more preferable.

カルボン酸化合物の反応性誘導体としては、対応する酸ハロゲン化物、酸無水物などが挙げられ、このうち、酸ハロゲン化物(フッ化物、塩化物、臭化物またはヨウ化物)、なかでも、酸塩化物が好ましい。   Examples of reactive derivatives of carboxylic acid compounds include the corresponding acid halides and acid anhydrides. Among these, acid halides (fluoride, chloride, bromide or iodide), among them, acid chlorides preferable.

アシル化剤は、1種または2種以上を使用することができる。   One or more acylating agents can be used.

本発明に係わる糖カルボン酸エステルにおいて、平均エステル化度とは、1分子の糖における、エステル化されたアルコールの数の平均値をいう。エステル化度は、低い場合には親水性基であるヒドロキシ基の数が増えるため、水相に存在する糖カルボン酸エステルの割合が増加し、糖カルボン酸エステルを、水不混和性溶媒相(油相)のみならず、水相からも回収することが必要となるので、本発明において、該平均エステル化度は、所定の値以上であることが好ましく、そのような値としては、例えば、4.0が挙げられる。一方、平均エステル化度の上限値について特に限定はない。例えば、糖がショ糖である場合の平均エステル化度としては、4.0〜7.9が好ましい。7.9超のものは工業的生産が困難となる傾向がある。以上のとおりであるので、本発明の製造方法は、特許文献1の方法では製造が困難な、平均エステル化度6.5未満のショ糖ベンゾエートの製造にも有用である。   In the sugar carboxylic acid ester according to the present invention, the average degree of esterification means the average value of the number of esterified alcohols in one molecule of sugar. When the degree of esterification is low, the number of hydroxy groups, which are hydrophilic groups, increases, so the proportion of sugar carboxylic acid ester present in the aqueous phase increases, and the sugar carboxylic acid ester is mixed with the water-immiscible solvent phase ( In the present invention, the average degree of esterification is preferably not less than a predetermined value, and as such a value, for example, 4.0. On the other hand, there is no particular limitation on the upper limit of the average degree of esterification. For example, when the sugar is sucrose, the average degree of esterification is preferably 4.0 to 7.9. If it exceeds 7.9, industrial production tends to be difficult. As described above, the production method of the present invention is also useful for the production of sucrose benzoate having an average degree of esterification of less than 6.5, which is difficult to produce by the method of Patent Document 1.

(エステル合成)
本発明のエステル化反応は、常法により、上述した反応原料のうち、糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内において、所定の範囲内の含有比率の下、接触させることにより実施できる。
(Ester synthesis)
In the esterification reaction of the present invention, the sugar, acylating agent, water and water-immiscible solvent among the above-mentioned reaction raw materials are contacted in the reaction system in a conventional manner under a content ratio within a predetermined range. Can be implemented.

本発明において、エステル化反応に使用する溶媒は、水と水不混和性溶媒との混合溶媒である。ここで、水不混和性溶媒とは、少なくとも実用に供する程度には水と混和しないか、あるいは、全く水と混和しない、水との相溶性の低い溶媒であって、かつ、エステル化反応の結果生成する糖カルボン酸エステルを溶解することのできる溶媒である。そのような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素、二塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエチレンなどの塩素化脂肪族炭化水素、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどの低級脂肪族エーテル(ここで、「低級」とは、例えば、1つのアルキル基の炭素数が1〜4である。)などが挙げられる。   In the present invention, the solvent used for the esterification reaction is a mixed solvent of water and a water-immiscible solvent. Here, the water-immiscible solvent is a solvent that is not miscible with water at least to the extent that it is practically used, or is not miscible with water at all and has a low compatibility with water, and is used for the esterification reaction. It is a solvent that can dissolve the resulting sugar carboxylate. Examples of such solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and chlorobenzene, chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene dichloride, chloroform, carbon tetrachloride, and tetrachloroethylene, diethyl ether, and diisopropyl ether. And the like (herein, “lower” means, for example, that one alkyl group has 1 to 4 carbon atoms).

これら水不混和性溶媒は、単独で、または、2種以上を用いることができる。   These water-immiscible solvents can be used alone or in combination of two or more.

反応系内における水の含有量は、30〜99重量%である。30重量%未満では、高置換度体が優先的に生成し易くなり、反応の進行に伴い平均エステル化度が高くなり、高収率の条件では高置換度体のみが得られ易くなる傾向がある。一方、99重量%超では、生成する糖カルボン酸エステルの濃度が極めて低くなるため、生産性が著しく低下する傾向がある。水の含有量の下限値は、70重量%以上が好ましい。   The water content in the reaction system is 30 to 99% by weight. If it is less than 30% by weight, a highly substituted product tends to be preferentially produced, the average degree of esterification increases as the reaction proceeds, and only a highly substituted product tends to be easily obtained under high yield conditions. is there. On the other hand, if it exceeds 99% by weight, the concentration of the sugar carboxylic acid ester to be produced becomes extremely low, and the productivity tends to be remarkably lowered. The lower limit of the water content is preferably 70% by weight or more.

反応系内におけるアシル化剤の含有量は、0.1〜35重量%である。0.1重量%未満では、糖の含有量も希望する平均エステル化度に相当する程度に低下させねばならないため、生成する糖カルボン酸エステルの濃度が低下し、生産性が著しく低下する傾向がある。一方、35重量%超では、相対的に水の含有量が低下するため、上記と同様の傾向がある。   The content of the acylating agent in the reaction system is 0.1 to 35% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the sugar content must also be reduced to a degree corresponding to the desired average degree of esterification, so the concentration of the sugar carboxylic acid ester produced tends to decrease and the productivity tends to decrease significantly. is there. On the other hand, if it exceeds 35% by weight, the content of water is relatively lowered, and thus there is a tendency similar to the above.

反応系内における水不混和性溶媒の含有量は、0.5〜50重量%である。0.5重量%未満では、生成した糖カルボン酸エステルが溶解せず、粘着性固体として析出し易くなる傾向がある。一方、50重量%超では、相対的に水の含有量が低下するため、上記と同様の傾向がある。   The content of the water-immiscible solvent in the reaction system is 0.5 to 50% by weight. If it is less than 0.5% by weight, the produced sugar carboxylic acid ester does not dissolve and tends to precipitate as an adhesive solid. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the content of water is relatively lowered, and thus there is a tendency similar to the above.

反応系内における糖の含有量は、希望する平均エステル化度に相当する、アシル化剤に対する当量として定まる量である。本発明は、糖の含有量をこのように予め調節することで、対応する任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを得ることができるという特長を有するが、この場合において、糖およびアシル化剤の仕込量から計算される平均エステル化度と、実際に得られる目的物の平均エステル化度の間には、概ね±0.5程度の差異が生じうるものである。これは、糖とアシル化剤の反応率(収率)がそれぞれ独立に決定されるためであり、両者の反応率の差異が大きくなるほど、仕込量から計算される平均エステル化度と実際に得られる目的物の平均エステル化度の間の差異は大きくなる。   The sugar content in the reaction system is an amount determined as an equivalent to the acylating agent corresponding to a desired average degree of esterification. The present invention has a feature that a sugar carboxylic acid ester of any corresponding average degree of esterification can be obtained by previously adjusting the sugar content in this way. A difference of about ± 0.5 may occur between the average degree of esterification calculated from the charged amount of the agent and the average degree of esterification of the target product actually obtained. This is because the reaction rate (yield) of the saccharide and the acylating agent is determined independently. The larger the difference between the reaction rates of the two, the greater the average esterification degree calculated from the charged amount and the actual yield. The difference between the average degree of esterification of the desired object is large.

反応温度は、20℃以下が好ましい。20℃を超えると収率が著しく低下する傾向がある。また、反応温度は、0℃以上が好ましい。0℃未満では反応系内の水が凝固し易くなる傾向がある。   The reaction temperature is preferably 20 ° C. or lower. When it exceeds 20 ° C., the yield tends to decrease remarkably. The reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher. If it is less than 0 degreeC, there exists a tendency for the water in a reaction system to coagulate easily.

反応時間は、エステル化が十分に進行する時間以上である限り特に制限はなく、そのような反応時間は、原料の種類、反応温度、反応装置の種類などの、反応を実施する際の条件により異なる。一方、反応時間は、できるだけ短時間である方が、製法として効率的であることはいうまでもない。具体的な製造条件における反応時間は実施例の項に示されている。このような状況下、当業者であれば、具体的なエステル化反応の実施にあたり、適当な反応時間を見出すことは容易である。   The reaction time is not particularly limited as long as it is longer than the time required for the esterification to proceed sufficiently. Different. On the other hand, it is needless to say that a reaction time as short as possible is more efficient as a production method. The reaction time under specific production conditions is shown in the Examples section. Under such circumstances, it is easy for those skilled in the art to find an appropriate reaction time for carrying out a specific esterification reaction.

本発明のエステル化反応は、触媒の存在下、実施することができる。かかる触媒としては、通常、エステル化反応に使用される塩基または酸触媒を同様に使用することができる。塩基触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの塩基性化合物が挙げられる。酸触媒としては、例えば、硫酸、塩化水素などの酸性化合物が挙げられる。   The esterification reaction of the present invention can be carried out in the presence of a catalyst. As such a catalyst, a base or an acid catalyst usually used for an esterification reaction can be similarly used. Examples of the base catalyst include basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonia, trimethylamine, and triethylamine. Examples of the acid catalyst include acidic compounds such as sulfuric acid and hydrogen chloride.

触媒を添加する場合、反応系内における触媒の含有率の適当な量は、反応を実施する際の条件により異なるが、好ましい範囲としては、例えば、0.1〜10重量%である。0.1重量%未満では、反応速度が著しく低下する傾向がある一方、10重量%超では、高置換度体が優先的に生成し易くなり、平均エステル化度が高くなる傾向がある。   When a catalyst is added, an appropriate amount of the catalyst content in the reaction system varies depending on conditions for carrying out the reaction, but a preferable range is, for example, 0.1 to 10% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the reaction rate tends to be remarkably reduced. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, a highly substituted product tends to be preferentially produced, and the average degree of esterification tends to increase.

触媒は、単独で、または、2種以上を用いることができる。   The catalyst can be used alone or in combination of two or more.

本発明のエステル化反応は、常法により、上述した反応原料のうち、糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内において、所定の範囲内の含有比率の下、接触させることにより実施できる。したがって、例えば、上記反応原料を一括で混合し、所望により、攪拌することで実施可能である。あるいは、何れかの反応原料については、分割で仕込むことも可能である。例えば、触媒を使用する場合において、他の反応原料の全量と触媒の半量のみを仕込んだ横型反応槽へ、残りの触媒を3等分し、該反応槽側面の3ヶ所から投入すること等ができる。   In the esterification reaction of the present invention, the sugar, acylating agent, water and water-immiscible solvent among the above-mentioned reaction raw materials are contacted in the reaction system in a conventional manner under a content ratio within a predetermined range. Can be implemented. Therefore, for example, it can be carried out by mixing the reaction raw materials at once and, if desired, stirring. Alternatively, any of the reaction raw materials can be charged in a divided manner. For example, when a catalyst is used, the remaining catalyst is divided into three equal parts into a horizontal reaction tank in which only the entire amount of the other reaction raw materials and half of the catalyst are charged, and it is introduced from three places on the side of the reaction tank. it can.

アシル化剤として、酸ハロゲン化物を用いる場合、強アルカリ性下(例えば、反応温度等にもよるが、pH13以上など)では、アシル化剤の加水分解の副反応が著しいため、たとえば、pH5〜13程度で行うことが好ましい。   When an acid halide is used as the acylating agent, the side reaction of hydrolysis of the acylating agent is significant under strong alkalinity (for example, pH 13 or more depending on the reaction temperature, etc.). It is preferable to carry out at a degree.

反応後、反応混合物を静置した後、分離した水層を除去することにより、糖カルボン酸エステルとそのエステル合成に使用した溶媒との混合物を得ることができる。また、該混合物は、所望により、水またはその他の精製用の溶媒によって、単回もしくは複数回さらに洗浄して、精製することができる。このような精製に使用することができる溶媒としては、トルエン、o−キシレン、m−キシレンなどの有機溶媒が挙げられる。これら精製用の溶媒は、単独で、または、2種以上を混合して用いることができる。   After the reaction, the reaction mixture is allowed to stand, and then the separated aqueous layer is removed to obtain a mixture of the sugar carboxylic acid ester and the solvent used for the ester synthesis. In addition, the mixture can be purified by further washing with water or other purification solvent one or more times, if desired. Examples of the solvent that can be used for such purification include organic solvents such as toluene, o-xylene, and m-xylene. These purification solvents can be used alone or in admixture of two or more.

(反応装置)
本発明のエステル化反応は、各反応原料を所定の範囲内の含有比率の下接触させるものであるため、原料を継続して供給する原料供給手段、および、反応後、生成物たる糖カルボン酸エステルを含む反応混合物を継続して回収する生成物回収手段を備えて構成される反応装置を用いることにより、好適に実施することができる。また、このような反応装置の利用は、生成物を継続的かつ効率的に得ることができるという面からも有利である。
(Reactor)
In the esterification reaction of the present invention, each reaction raw material is brought into contact under a content ratio within a predetermined range. Therefore, a raw material supply means for continuously supplying the raw material, and a sugar carboxylic acid as a product after the reaction It can implement suitably by using the reaction apparatus provided with the product collection | recovery means which collect | recovers the reaction mixture containing ester continuously. Use of such a reaction apparatus is also advantageous from the viewpoint that the product can be obtained continuously and efficiently.

原料供給手段としては、各反応原料を、あるいは、各反応原料のうち少なくとも糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内における含有比率を所定の範囲内に保つべく継続的に供給できる限り、如何なる手段であっても好適に使用することができるが、さらに、各原料の供給量を、適宜調節できる手段を備えるものが好ましい。また、生成物回収手段としては、反応後、生成物たる糖カルボン酸エステルを含む反応混合物を継続して回収できるものであれば、如何なる手段であっても好適に使用することができるが、さらに、回収した反応混合物から水を分離できる手段を備えるものが好ましい。また、反応装置としては、供給された反応原料から生成物に至るエステル化反応を好適に実施できるものであれば特に限定はないが、エステル化反応を効率よく進行させる観点からは、攪拌機構を備えたものであることが好ましく、反応温度を所定の範囲内に管理する観点からは、反応温度をモニター(温度計)および調節(冷却機構)する装置を備えたものであることが好ましい。   As the raw material supply means, each reaction raw material, or at least sugar, acylating agent, water and water-immiscible solvent among the respective reaction raw materials is continuously maintained so that the content ratio in the reaction system is within a predetermined range. Any means can be suitably used as long as it can be supplied to the tank. However, it is preferable to provide means capable of appropriately adjusting the supply amount of each raw material. As the product recovery means, any means can be suitably used as long as it can continuously recover the reaction mixture containing the sugar carboxylic acid ester as the product after the reaction. It is preferable to provide a means capable of separating water from the recovered reaction mixture. The reaction apparatus is not particularly limited as long as the esterification reaction from the supplied reaction raw material to the product can be suitably carried out, but from the viewpoint of allowing the esterification reaction to proceed efficiently, a stirring mechanism is provided. From the viewpoint of managing the reaction temperature within a predetermined range, it is preferable to include a device for monitoring (thermometer) and adjusting (cooling mechanism) the reaction temperature.

本発明における反応装置の具体例としては、例えば、図1〜図4に示す反応装置が挙げられる。   Specific examples of the reaction apparatus in the present invention include the reaction apparatuses shown in FIGS.

図1は、モーター付き攪拌翼11(攪拌翼については、例えば、「十字型攪拌翼」など)および温度指示調節計12を供えた横型反応機13である反応装置1と、糖溶解槽21、糖水溶液用タンク22、触媒用タンク23、アシル化剤用タンク24、水不混和性溶媒用タンク25、ポンプ26、調節弁27、および流量指示調節計28を備えた原料供給手段2と、油水分離槽31および糖カルボン酸エステル用タンク32を備えた生成物回収手段3とからなる反応装置を表す。   FIG. 1 shows a reaction apparatus 1 which is a horizontal reactor 13 provided with a stirring blade 11 with a motor (for example, a “cross-shaped stirring blade” for a stirring blade) and a temperature indicating controller 12, a sugar dissolving tank 21, Raw material supply means 2 comprising an aqueous sugar solution tank 22, a catalyst tank 23, an acylating agent tank 24, a water-immiscible solvent tank 25, a pump 26, a control valve 27, and a flow rate indicating controller 28; The reaction apparatus which consists of the product collection means 3 provided with the separation tank 31 and the tank 32 for sugar carboxylate ester is represented.

該反応装置においては、原料である糖が、糖溶解槽21において溶解され、糖水溶液用タンクにて、糖水溶液とされる。「糖水溶液」、「触媒」、「アシル化剤」および「水不混和性溶媒」の各原料は、まず、「糖水溶液」と「触媒」とが混合されかつ「アシル化剤」と「水不混和性溶媒」とが混合された上で、これら両混合液が合わされた後、反応装置へと供給される。各原料の供給速度は、流量指示調節計28でモニターしながら、ポンプ26および調節弁27によって適当な速度に調節される。なお、触媒が固体の場合、予め水に溶解して液体とされる。あるいは、触媒が液体であっても、濃度もしくは粘ちょう性の調節のため、予め水で希釈して液体とされる。   In the reaction apparatus, the raw sugar is dissolved in the sugar dissolution tank 21 and converted into a sugar aqueous solution in the sugar aqueous solution tank. Each raw material of “aqueous sugar solution”, “catalyst”, “acylating agent” and “water-immiscible solvent” is first mixed with “aqueous sugar solution” and “catalyst” and “acylating agent” and “water” After the “immiscible solvent” is mixed, both the mixed liquids are combined and then supplied to the reaction apparatus. The supply speed of each raw material is adjusted to an appropriate speed by a pump 26 and a control valve 27 while being monitored by a flow rate indicating controller 28. In addition, when a catalyst is solid, it melt | dissolves in water beforehand and is made into a liquid. Alternatively, even if the catalyst is liquid, it is diluted with water in advance to obtain a liquid in order to adjust the concentration or viscosity.

こうして供給された原料により、反応装置1内でエステル化反応が進行する。図1ではモーターを備えた攪拌翼11が装備されているため、反応が効率的に進行する。反応温度は温度指示調節計12によりモニターできる。反応装置は、その周囲に冷却水を循環させることにより、反応液が所定の温度を維持するように管理することができる。   The esterification reaction proceeds in the reactor 1 by the raw material thus supplied. In FIG. 1, since the stirring blade 11 provided with the motor is equipped, the reaction proceeds efficiently. The reaction temperature can be monitored by the temperature indicating controller 12. The reaction apparatus can be managed such that the reaction liquid maintains a predetermined temperature by circulating cooling water around it.

反応が終了した反応混合物は、生成物回収手段3により回収される。回収された反応混合物は、油水分離槽31で、常法により、水層と油層とに分離して水および水に含まれる不純物を除去したのち、糖カルボン酸エステル用タンク32に回収され、さらに、所望により精製した後、溶媒を留去することにより、糖カルボン酸エステルが得られる。   The reaction mixture after completion of the reaction is recovered by the product recovery means 3. The recovered reaction mixture is separated into an aqueous layer and an oil layer by an ordinary method in an oil / water separation tank 31 to remove water and impurities contained in the water, and then recovered in the sugar carboxylate ester tank 32. After purification as required, a sugar carboxylic acid ester is obtained by distilling off the solvent.

図2は、図1において、反応装置1を、温度指示調節計12、反応混合物槽14、三方弁15および水浴16を備えた静止型混合器充填管17とした反応装置である。該反応装置においては、攪拌機構として、静止型混合器が充填されており、流体たる原料化合物を効率的に攪拌・混合することができる。また、該反応装置は、三方弁を備えていることから、静止型混合器充填管17を通過した反応混合物を反応混合物槽14へ導くことにより、再度、静止型混合器充填管17に通してエステル化反応を繰り返すことができる。水浴16は、反応温度を所定の範囲内に管理するのに有用である。温度指示調節計12の役割は上述のとおりである。   FIG. 2 is a reaction apparatus in which the reaction apparatus 1 in FIG. 1 is a static mixer filling tube 17 including a temperature indicating controller 12, a reaction mixture tank 14, a three-way valve 15, and a water bath 16. In the reaction apparatus, a static mixer is filled as a stirring mechanism, and the raw material compound as a fluid can be efficiently stirred and mixed. In addition, since the reaction apparatus is provided with a three-way valve, the reaction mixture that has passed through the static mixer filling pipe 17 is led to the reaction mixture tank 14 to be passed through the static mixer filling pipe 17 again. The esterification reaction can be repeated. The water bath 16 is useful for controlling the reaction temperature within a predetermined range. The role of the temperature indicating controller 12 is as described above.

図3は、図1において、反応装置1を、温度指示調節計12およびモーター付きミキサー18を備えた連続式攪拌槽19とした反応装置である。モーター付きミキサー18(具体的には、ホモミキサなど)は攪拌機構として機能する。温度指示調節計12の役割は上述のとおりである。   FIG. 3 is a reaction apparatus in which the reaction apparatus 1 in FIG. 1 is a continuous stirring tank 19 having a temperature indicating controller 12 and a motor-equipped mixer 18. The motor-equipped mixer 18 (specifically, a homomixer or the like) functions as a stirring mechanism. The role of the temperature indicating controller 12 is as described above.

図4は、図1において、反応装置1を、温度指示調節計12および水浴16を備えた管型反応機111とした反応装置である。温度指示調節計12および水浴16の役割は上述のとおりである。   4 is a reaction apparatus in which the reaction apparatus 1 in FIG. 1 is a tubular reactor 111 having a temperature indicating controller 12 and a water bath 16. The roles of the temperature indicating controller 12 and the water bath 16 are as described above.

一方、本発明のエステル化反応は、バッチ式の反応に付すことによっても、好適に実施することができる。そのような反応装置としては、攪拌槽や、各種循環型の反応装置などが挙げられる。   On the other hand, the esterification reaction of the present invention can also be suitably carried out by subjecting it to a batch-type reaction. Examples of such a reaction apparatus include a stirring tank and various circulation reaction apparatuses.

(樹脂改質剤)
本発明に係わる糖カルボン酸エステルは、樹脂改質剤として有用であり、非晶性樹脂、例えば、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの成形加工性、物性を向上させたり、結晶性ポリエステルの柔軟性、耐衝撃性を向上させるのに有用である。
(Resin modifier)
The sugar carboxylate according to the present invention is useful as a resin modifier and improves the molding processability and physical properties of amorphous resins such as ABS resin, polyvinyl chloride resin, epoxy resin, and unsaturated polyester resin. It is useful for improving the flexibility and impact resistance of the crystalline polyester.

ABS樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、アクリル系ゴム(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等)と、アクリルニトリル、スチレン、アクリル酸、アクリル酸アマイド、2−クロロエチルビニルエーテル等との共重合体等ゴム状重合体に、アクリルニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、メタアクリル酸メチル等をグラフト重合させて得られるものが挙げられ、さらには、アクリルニトリル−ポリブタジエン−スチレン系のグラフト共重合体などが挙げられる。ABS樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The ABS resin is not particularly limited. For example, polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, chlorinated polyethylene, acrylic rubber (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, Butyl acrylate, etc.) and acrylonitrile, styrene, acrylic acid, acrylic acid amide, 2-chloroethyl vinyl ether, and other rubbery polymers such as acrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, methacrylic acid Examples thereof include those obtained by graft polymerization of methyl and the like, and further include acrylonitrile-polybutadiene-styrene graft copolymers. ABS resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

ポリ塩化ビニル樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、塩化ビニル単独重合樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩化ビニル単量体と共重合し得るすべての単量体のうち1つ以上とランダム共重合あるいはブロック共重合して得られる塩化ビニル共重合樹脂(例えば酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等)、また上記の樹脂に水酸基などの官能基をグラフトさせて得られる樹脂やこうした官能基と反応性化合物を反応せしめグラフト結合させたものを挙げることができる。ポリ塩化ビニル樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。   The polyvinyl chloride resin is not particularly limited, and for example, vinyl chloride homopolymer resin, chlorinated vinyl chloride resin, one or more monomers copolymerizable with vinyl chloride monomer, A vinyl chloride copolymer resin (for example, vinyl acetate-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, etc.) obtained by random copolymerization or block copolymerization, or a functional group such as a hydroxyl group is grafted to the above resin. And a resin obtained by reacting such a functional group with a reactive compound and graft-bonding them. A polyvinyl chloride resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

エポキシ樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールビフェニルアラルキルエポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等を挙げることができる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The epoxy resin is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, alkylphenol novolac type epoxy resin, phenol biphenyl aralkyl epoxy resin. Aralkyl type epoxy resins, biphenol type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, anthracene type epoxy resins, condensates of phenols and aromatic aldehydes having phenolic hydroxyl groups Examples include epoxidized products, triglycidyl isocyanurate, and alicyclic epoxy resins. An epoxy resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

不飽和ポリエステル樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、α,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸またはその無水物とグリコールの付加反応または脱水縮合反応によって合成されるものである。また飽和ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸またはその無水物あるいはカルボン酸と反応するジシクロペンタジエンなども併用することができる。α,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸の例としては、例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸およびこれらジカルボン酸の無水物が挙げられる。これらα,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸と併用されるジカルボン酸の例としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、フタル酸無水物、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラクロロフタル酸などが挙げられる。これらの中で、α,β−オレフィン系不飽和ジカルボン酸としてフマル酸、及びジカルボン酸としてイソフタル酸を併用することが好ましい。不飽和ポリエステル樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The unsaturated polyester resin is not particularly limited. For example, the unsaturated polyester resin is synthesized by addition reaction or dehydration condensation reaction of α, β-olefinic unsaturated dicarboxylic acid or its anhydride and glycol. Further, saturated dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids or anhydrides thereof, or dicyclopentadiene that reacts with carboxylic acids can be used in combination. Examples of the α, β-olefin unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and anhydrides of these dicarboxylic acids. Examples of dicarboxylic acids used in combination with these α, β-olefinic unsaturated dicarboxylic acids include, for example, adipic acid, sebacic acid, succinic acid, phthalic anhydride, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid And tetrachlorophthalic acid. Among these, it is preferable to use fumaric acid as the α, β-olefinic unsaturated dicarboxylic acid and isophthalic acid as the dicarboxylic acid. An unsaturated polyester resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

結晶性ポリエステル樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−1,4−ブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート、ポリ−1,4−ブチレンジフェニル−4,4’−ジカルボキシレート、ポリエチレンオキシベンゾエート、ポリ−1,3−プロピレンテレフタレート、ポリ−1,6−ヘキシレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステルが挙げられ、このうち、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−1,4−ブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナノフタレートが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The crystalline polyester resin is not particularly limited. For example, polyethylene terephthalate, poly-1,4-butylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polycyclohexanedimethanol terephthalate, poly-1,4-butylene. Examples thereof include crystalline polyesters such as diphenyl-4,4′-dicarboxylate, polyethyleneoxybenzoate, poly-1,3-propylene terephthalate, poly-1,6-hexylene terephthalate, and among these, polyethylene terephthalate, poly- 1,4-butylene terephthalate and polyethylene-2,6-nanophthalate are preferred. A crystalline polyester resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

なお、これら樹脂には、必要に応じて、衝撃強度改質剤、安定剤、滑剤、充填剤、顔料、発泡剤、紫外線安定剤等の各種添加剤を添加することができる。   In addition, various additives, such as an impact strength modifier, a stabilizer, a lubricant, a filler, a pigment, a foaming agent, and an ultraviolet stabilizer, can be added to these resins as necessary.

本発明の糖カルボン酸エステルを樹脂改質剤として使用する場合の、樹脂への配合割合は、樹脂100部に対して、1〜40部が好ましく、1〜30部がさらに好ましい。1部未満では、目的とする性能が得られない傾向があり、40部より多い場合には、長期保存などによるブリードアウトの可能性が高くなる。   When the sugar carboxylic acid ester of the present invention is used as a resin modifier, the blending ratio to the resin is preferably 1 to 40 parts, more preferably 1 to 30 parts, relative to 100 parts of the resin. If the amount is less than 1 part, the intended performance tends not to be obtained, and if it exceeds 40 parts, the possibility of bleeding out due to long-term storage or the like increases.

本明細書において、単に「部」というときは、「重量部」を意味する。糖カルボン酸エステルにおける「平均エステル化度」は、プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)によって求めた値である。 In the present specification, the term “parts” simply means “parts by weight”. The “average esterification degree” in the sugar carboxylate is a value determined by proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR).

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。   The present invention will be described in detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

(使用した原料等)
糖(1):スクロース(ナカライテスク株式会社製)
糖(2):D−(+)−グルコース(ナカライテスク株式会社製)
アシル化剤(1):塩化ベンゾイル(ナカライテスク株式会社製)
アシル化剤(2):安息香酸(ナカライテスク株式会社製)
水不混和性溶媒(1):トルエン(ナカライテスク株式会社製)
水不混和性溶媒(2):ジエチルエーテル(ナカライテスク株式会社製)
触媒(1):水酸化ナトリウム(ナカライテスク株式会社製)
触媒(2):硫酸(ナカライテスク株式会社製)
(Raw materials used)
Sugar (1): Sucrose (manufactured by Nacalai Tesque)
Sugar (2): D-(+)-glucose (manufactured by Nacalai Tesque)
Acylating agent (1): Benzoyl chloride (manufactured by Nacalai Tesque)
Acylating agent (2): Benzoic acid (manufactured by Nacalai Tesque)
Water-immiscible solvent (1): Toluene (manufactured by Nacalai Tesque)
Water-immiscible solvent (2): diethyl ether (manufactured by Nacalai Tesque)
Catalyst (1): Sodium hydroxide (manufactured by Nacalai Tesque)
Catalyst (2): sulfuric acid (manufactured by Nacalai Tesque)

(使用した反応装置)
反応装置(1):図1の連続式横型反応機(攪拌機構:攪拌機構(1)(十字攪拌翼))
反応装置(2):図2の循環式静止型混合器充填管(攪拌機構:攪拌機構(2)(スタティックミキサー、株式会社ノリタケカンパニーリミテド製)
反応装置(3):図3の連続式縦型反応槽(攪拌機構:攪拌機構(3)(ミキサー:「連続式ホモミックラインフロー」、プライミクス株式会社製))
反応装置(4):図4の連続式管型反応機(攪拌機構:なし)
反応装置(5):バッチ式攪拌槽(攪拌機構:攪拌機構(4)(アンカー))
反応装置(6):バッチ式攪拌槽(攪拌機構:攪拌機構(5)(ミキサー:「ホモミクサMarkII」、プライミクス株式会社製))
(Reactor used)
Reactor (1): Continuous horizontal reactor of FIG. 1 (stirring mechanism: stirring mechanism (1) (cross stirrer blade))
Reactor (2): Circulating static mixer filling tube of FIG. 2 (stirring mechanism: stirring mechanism (2) (static mixer, manufactured by Noritake Company Limited)
Reactor (3): Continuous vertical reaction tank of FIG. 3 (stirring mechanism: stirring mechanism (3) (mixer: “continuous homomic line flow”, manufactured by Primix Corporation))
Reactor (4): Continuous tubular reactor of FIG. 4 (stirring mechanism: none)
Reactor (5): Batch type stirring tank (stirring mechanism: stirring mechanism (4) (anchor))
Reactor (6): Batch-type stirring tank (stirring mechanism: stirring mechanism (5) (mixer: “Homomixa Mark II”, manufactured by Primix Corporation)

実施例1
表1に記載のとおり、各原料を反応装置(1)に供して、エステル化反応を実施した。すなわち、各原料は、反応装置(1)の原料供給手段2により、反応系内における含有率が表1記載のとおりとなるように供給され、反応装置(1)を通過する間に、表1記載の反応条件下、エステル化反応に供された。ここにおいて、反応時間とは、各原料が所定の流入速度の下反応装置(1)に流入してから反応混合液として流出するまでの時間(滞留時間)として計算される時間である(特にことわりのない限り、以下の連続式の装置においても同様)。こうして得た反応混合液を、生成物回収手段3により回収し、油水分離槽31で水層を除去した後、糖カルボン酸エステル用タンク32に回収した。ロータリーエバポレータを用いて回収された反応混合液から溶媒を留去することにより、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。結果を表1に示す。
Example 1
As shown in Table 1, each raw material was supplied to the reactor (1) to carry out an esterification reaction. That is, each raw material is supplied by the raw material supply means 2 of the reactor (1) so that the content in the reaction system is as shown in Table 1, and while passing through the reactor (1), Table 1 It was subjected to an esterification reaction under the reaction conditions described. Here, the reaction time is a time calculated as the time (residence time) from when each raw material flows into the reaction apparatus (1) at a predetermined inflow rate to when it flows out as a reaction mixture (particularly different). Unless otherwise noted, the same applies to the following continuous devices). The reaction mixture thus obtained was recovered by the product recovery means 3, and after removing the aqueous layer in the oil / water separation tank 31, it was recovered in the sugar carboxylate ester tank 32. The solvent was distilled off from the reaction mixture collected using a rotary evaporator to obtain sucrose benzoate as a target product. The results are shown in Table 1.

実施例2〜11
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例1と同様に処理して、それぞれ、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。結果を表1に示す。
Examples 2-11
Corresponding raw material compounds were treated in the same manner as in Example 1 in accordance with the description in Table 1, to obtain sucrose benzoate as a target product. The results are shown in Table 1.

実施例12
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例1と同様に処理して、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。但し、反応装置は、反応装置(1)に代えて反応装置(2)(循環式静止型混合器充填管)を使用した。なお、反応装置(2)において、循環を開始する際には、原料供給を停止して行った。原料供給を再循環させる回数は17回とした。ここに、反応時間とは、原料が静止型混合器充填管(17)により攪拌されている時間である。結果を表1に示す。
Example 12
The corresponding starting material compound was treated in the same manner as in Example 1 according to the description in Table 1 to obtain the objective sucrose benzoate. However, instead of the reactor (1), the reactor (2) (circulation type static mixer packed tube) was used as the reactor. In the reactor (2), when starting the circulation, the raw material supply was stopped. The number of recycles of the raw material supply was 17 times. Here, the reaction time is the time during which the raw material is stirred by the static mixer filling tube (17). The results are shown in Table 1.

実施例13
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例1と同様に処理して、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。但し、反応装置は、反応装置(1)に代えて反応装置(3)を使用した。結果を表1に示す。
Example 13
The corresponding starting material compound was treated in the same manner as in Example 1 according to the description in Table 1 to obtain the objective sucrose benzoate. However, the reaction apparatus (3) was used instead of the reaction apparatus (1). The results are shown in Table 1.

実施例14
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例1と同様に処理して、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。但し、反応装置は、反応装置(1)に代えて反応装置(4)を使用した。結果を表1に示す。
Example 14
The corresponding starting material compound was treated in the same manner as in Example 1 according to the description in Table 1 to obtain the objective sucrose benzoate. However, the reaction apparatus (4) was used instead of the reaction apparatus (1). The results are shown in Table 1.

実施例15
表1記載の原料化合物を、アンカーによる攪拌機構を備えた攪拌槽(反応装置(5))に仕込み、表1記載の条件下、エステル化反応を実施した。その後、静置分離により水層と油層に分離し、水層を除去することによりショ糖ベンゾエートを含む油層を得た。ロータリーエバポレータを用いて該油層からトルエンを留去して、目的物たるショ糖ベンゾエート327.2gを得た。結果を表1に示す。
Example 15
The raw material compounds shown in Table 1 were charged into an agitation tank (reaction apparatus (5)) equipped with an agitation mechanism using an anchor, and an esterification reaction was carried out under the conditions shown in Table 1. Then, it separated into the water layer and the oil layer by stationary separation, and the oil layer containing sucrose benzoate was obtained by removing the water layer. Toluene was distilled off from the oil layer using a rotary evaporator to obtain 327.2 g of sucrose benzoate as a target product. The results are shown in Table 1.

実施例16
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例15と同様に処理して、目的物たるショ糖ベンゾエート71.4gを得た。但し、反応装置は、反応装置(5)に代えて反応装置(6)(攪拌槽の攪拌機構が、ミキサー(ホモミクサMarkII、プライミクス株式会社製)によるもの)とした。結果を表1に示す。
Example 16
The corresponding raw material compound was treated in the same manner as in Example 15 according to the description in Table 1 to obtain 71.4 g of the objective sucrose benzoate. However, instead of the reaction apparatus (5), the reaction apparatus was a reaction apparatus (6) (the stirring mechanism of the stirring tank was a mixer (Homomixer Mark II, manufactured by Primix Co., Ltd.)). The results are shown in Table 1.

実施例17〜19
対応原料化合物を、表1の記載に従い、実施例1と同様に処理して、それぞれ、目的物たるショ糖ベンゾエートまたはグルコースベンゾエートを得た。結果を表1に示す。
Examples 17-19
Corresponding raw material compounds were treated in the same manner as in Example 1 in accordance with the description in Table 1, to obtain sucrose benzoate or glucose benzoate as target compounds, respectively. The results are shown in Table 1.

比較例1および2
対応原料化合物を、表2の記載に従い、実施例1と同様に処理して、それぞれ、目的物たるショ糖ベンゾエートを得た。結果を表2に示す。
Comparative Examples 1 and 2
Corresponding raw material compounds were treated in the same manner as in Example 1 according to the description in Table 2 to obtain sucrose benzoate as the target product. The results are shown in Table 2.

Figure 2014062073
Figure 2014062073

Figure 2014062073
Figure 2014062073

上記のとおり、本発明の実施例1〜19においては、エステル反応の際の反応系における所定の原料の含有比率を所定の範囲内とすることで、意図したエステル化度(仕込量における当量比)との差異が小さいエステル化度である糖エステルを、高収率で得ることができたのに対し、反応系内における水の含有比率が本願所定の範囲外(23重量%)である比較例1および2においては、意図したエステル化度との差異が大きくかつ収率も低いものしか得られなかった。そして、比較例1および2の対比から明らかなとおり、収率を高くすべく反応時間を延長した場合には、意図したエステル化度との差異がより大きくなった。   As described above, in Examples 1 to 19 of the present invention, by setting the content ratio of the predetermined raw material in the reaction system during the ester reaction within the predetermined range, the intended degree of esterification (equivalent ratio in the charged amount) Compared with the content ratio of water in the reaction system outside the prescribed range (23% by weight), while the sugar ester having a small esterification degree with a small difference from) was obtained in high yield In Examples 1 and 2, only those having a large difference from the intended degree of esterification and a low yield were obtained. As apparent from the comparison between Comparative Examples 1 and 2, when the reaction time was extended to increase the yield, the difference from the intended degree of esterification became larger.

本発明によれば、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを高収率で製造することができ、加えて、廃水処理への負荷や溶媒の回収・再利用の面で非常に有利な、工業的に優れた糖カルボン酸エステルの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a sugar carboxylate having an average degree of esterification can be produced in a high yield, and in addition, it is very advantageous in terms of wastewater treatment load and solvent recovery / reuse. Industrially excellent methods for producing sugar carboxylic acid esters can be provided.

1 反応装置
11 モーター付き攪拌翼
12 温度指示調節計
13 横型反応機
14 反応混合物槽
15 三方弁
16 水浴
17 静止型混合器充填管
18 モーター付きミキサー
19 連続式攪拌槽
111 管型反応機
2 原料供給手段
21 糖溶解槽
22 糖水溶液用タンク
23 触媒溶液用タンク
24 アシル化剤用タンク
25 水不混和性溶媒用タンク
26 ポンプ
27 調節弁
28 流量指示調節計
29 モーター付き攪拌翼
3 生成物回収手段
31 油水分離槽
32 糖カルボン酸エステル用タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction apparatus 11 Stirring blade with motor 12 Temperature indicating controller 13 Horizontal reactor 14 Reaction mixture tank 15 Three-way valve 16 Water bath 17 Static mixer filling pipe 18 Motorized mixer 19 Continuous stirring tank 111 Tube reactor 2 Feeding of raw material Means 21 Sugar dissolution tank 22 Sugar aqueous solution tank 23 Catalyst solution tank 24 Acylating agent tank 25 Water immiscible solvent tank 26 Pump 27 Control valve 28 Flow rate indicating controller 29 Stirring blade 3 with motor Product recovery means 31 Oil / water separation tank 32 Sugar carboxylic acid ester tank

Claims (8)

糖とアシル化剤を反応させることにより、任意の平均エステル化度の糖カルボン酸エステルを製造する方法であって、
糖、アシル化剤、水および水不混和性溶媒を、反応系内においてそれぞれ所定の範囲内の含有比率の下接触させるものであり、
反応系内におけるアシル化剤の該含有比率が0.1〜35重量%、水の該含有比率が30〜99重量%、および、水不混和性溶媒の該含有比率が0.5〜50重量%であり、かつ、該反応系内における糖の含有比率が、希望する平均エステル化度に相当する、アシル化剤に対する当量として定まる比率である、糖カルボン酸エステルの製造方法。
A method for producing a sugar carboxylate having an average degree of esterification by reacting a sugar with an acylating agent,
A sugar, an acylating agent, water and a water-immiscible solvent are brought into contact with each other at a content ratio within a predetermined range in the reaction system,
The content of the acylating agent in the reaction system is 0.1 to 35% by weight, the content of water is 30 to 99% by weight, and the content of the water-immiscible solvent is 0.5 to 50% by weight. %, And the sugar content in the reaction system is a ratio determined as an equivalent to the acylating agent corresponding to the desired average degree of esterification.
前記反応を、
原料を継続して供給する原料供給手段、および、反応後、生成物たる糖カルボン酸エステルを含む反応混合物を継続して回収する生成物回収手段を備えて構成される反応装置内で実施する、請求項1記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。
The reaction
It is carried out in a reaction apparatus comprising a raw material supply means for continuously supplying raw materials, and a product recovery means for continuously recovering a reaction mixture containing a sugar carboxylic acid ester as a product after the reaction. A process for producing a sugar carboxylate according to claim 1.
前記反応を、水に可溶な触媒の共存下に実施する、請求項1または2記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。 The method for producing a sugar carboxylate according to claim 1 or 2, wherein the reaction is carried out in the presence of a water-soluble catalyst. 前記糖がショ糖である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。 The method for producing a sugar carboxylate according to any one of claims 1 to 3, wherein the sugar is sucrose. 前記アシル化剤がカルボン酸塩化物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。 The method for producing a sugar carboxylic acid ester according to any one of claims 1 to 4, wherein the acylating agent is a carboxylic acid chloride. 前記反応装置が攪拌機構を備えるものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。 The method for producing a sugar carboxylate according to any one of claims 1 to 5, wherein the reaction apparatus comprises a stirring mechanism. 前記任意の平均エステル化度が、平均エステル化度4.0以上の範囲における任意の平均エステル化度である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の糖カルボン酸エステルの製造方法。 The method for producing a sugar carboxylate according to any one of claims 1 to 6, wherein the arbitrary average esterification degree is an arbitrary average esterification degree in a range of an average esterification degree of 4.0 or more. 請求項7記載の糖カルボン酸エステルの製造方法により製造される、平均エステル化度が4.0以上の範囲におけるいずれかの値である糖カルボン酸エステル。 A sugar carboxylate produced by the method for producing a sugar carboxylate according to claim 7, wherein the average degree of esterification is any value in the range of 4.0 or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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