JP2015013815A - Production method of guerbet alcohol - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a high quality Guerbet alcohol having low carbonyl value.SOLUTION: A production method of a Guerbet alcohol includes following steps: a step (I) dimerizing a primary fatty alcohol in 190-250°C under the presence of base catalysts of 0.12-1.0 mol/kg for the primary fatty alcohol which is a raw material, and under a condition with a metal catalyst under 5 mg/kg for the primary fatty alcohol which is the raw material; and a step (II) holding for 1-6 hours in 80-180°C under the presence of the base catalyst of 0.04-0.12 mol/kg for the primary fatty alcohol which is the raw material after the step (I).

Description

本発明は、ゲルベアルコールを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing Gerve alcohol.

ゲルベアルコールは、原料アルコールを二量化するGuerbet反応によって合成するβ−分岐アルコールであり、界面活性剤、繊維油剤、柔軟剤、化粧品、医薬品、潤滑油等の分野において、直接又は中間原料として用いられる有用な物質である。近年、化粧品、潤滑油等の用途においては、製品のにおいや性能の観点から、不純物の少ないゲルベアルコールが求められるようになってきた。   Gerve alcohol is a β-branched alcohol synthesized by Guerbet reaction that dimerizes raw alcohol, and is used directly or as an intermediate raw material in the fields of surfactants, fiber oils, softeners, cosmetics, pharmaceuticals, lubricants, etc. It is a useful substance. In recent years, in applications such as cosmetics and lubricating oils, Gerve alcohol with less impurities has been demanded from the viewpoint of product odor and performance.

特許文献1には脂肪族アルコールをアルカリ金属水酸化物に代表される強塩基および/又は金属触媒および/又は鉱物酸化物の存在下、195℃以上、減圧下で自己縮合させる方法が開示されている。
特許文献2には、水酸化カリウム等のアルカリ性物質とパラジウム担持カーボンを脱水素触媒とするゲルベアルコールの製造方法が開示されている。
Patent Document 1 discloses a method for self-condensing an aliphatic alcohol in the presence of a strong base typified by an alkali metal hydroxide and / or a metal catalyst and / or a mineral oxide at a temperature of 195 ° C. or higher under reduced pressure. Yes.
Patent Document 2 discloses a method for producing Gerve alcohol using an alkaline substance such as potassium hydroxide and palladium-supported carbon as a dehydrogenation catalyst.

特開平9−227424号公報JP-A-9-227424 国際公開公報WO2007/088625号International Publication No. WO2007 / 088625

ゲルベアルコールのカルボニル価は蒸留、水素添加等の方法により低減させることができるが、一般に炭素数の大きいゲルベアルコールの蒸留には、高真空、高温が必要であり、水添反応でも触媒や水素等の新たな原料を必要とするため経済的ではない。これらの方法によらない低カルボニル価のゲルベアルコールを安価に簡便に製造する方法が求められる。しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2記載の金属触媒を使用する調製法では反応終了後のゲルベアルコールのカルボニル価が高く品質の面で好ましくない。
そこで、本発明は、カルボニル価の低いゲルベアルコールが得られる、ゲルベアルコールの製造方法を提供することを課題とする。
The carbonyl number of Gerve alcohol can be reduced by methods such as distillation and hydrogenation. Generally, distillation of Gerve alcohol with a large number of carbon atoms requires high vacuum and high temperature. It is not economical because it requires new raw materials. There is a need for a method for easily and inexpensively producing low carbonyl gerber alcohol that does not depend on these methods. However, in the preparation method using the metal catalyst described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the carbonyl value of Gerve alcohol after completion of the reaction is high, which is not preferable in terms of quality.
Then, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of Gerve alcohol from which Gerve alcohol with a low carbonyl value is obtained.

本発明は、下記工程(I)及び(II)を有するゲルベアルコールの製造方法を提供する。
工程(I):第1級脂肪族アルコールを、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.12mol/kg以上1.0mol/kg以下の塩基触媒の存在下、金属触媒が原料の第1級脂肪族アルコールに対して5mg/kg未満の条件で、190℃以上290℃以下で二量化させる工程
工程(II):工程(I)の後、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.04mol/kg以上0.12mol/kg以下の塩基触媒の存在下、80℃以上180℃以下で1時間以上6時間以下保持を行う工程
The present invention provides a method for producing Gerve alcohol having the following steps (I) and (II).
Step (I): The primary aliphatic alcohol is used in the presence of a base catalyst of 0.12 mol / kg or more and 1.0 mol / kg or less with respect to the primary aliphatic alcohol of the raw material. Step of dimerization at 190 ° C. or higher and 290 ° C. or lower with a condition of less than 5 mg / kg with respect to the primary aliphatic alcohol Step (II): After step (I), 0 with respect to the primary aliphatic alcohol as a raw material Step of holding at 80 ° C. or higher and 180 ° C. or lower for 1 hour or more and 6 hours or less in the presence of a base catalyst of 0.04 mol / kg or more and 0.12 mol / kg or less

本発明によれば、カルボニル価の低いゲルベアルコールが得られる、ゲルベアルコー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 manufacturing method of Gerve alcohol which can obtain Gerve alcohol with a low carbonyl value can be provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のゲルベアルコールの製造方法は、下記工程(I)及び(II)を有する。
工程(I):第1級脂肪族アルコールを、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.12mol/kg以上1.0mol/kg以下の塩基触媒の存在下、金属触媒が原料の第1級脂肪族アルコールに対して5mg/kg未満の条件で、190℃以上290℃以下で二量化させる工程
工程(II):工程(I)の後、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.14mol/kg以上0.12mol/kg以下の塩基触媒の存在下、80℃以上180℃以下で1時間以上6時間以下保持を行う工程
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing Gerve alcohol of the present invention includes the following steps (I) and (II).
Step (I): The primary aliphatic alcohol is used in the presence of a base catalyst of 0.12 mol / kg or more and 1.0 mol / kg or less with respect to the primary aliphatic alcohol of the raw material. Step of dimerization at 190 ° C. or higher and 290 ° C. or lower with a condition of less than 5 mg / kg with respect to the primary aliphatic alcohol Step (II): After step (I), 0 with respect to the primary aliphatic alcohol as a raw material Step for holding at 80 ° C. or higher and 180 ° C. or lower for 1 hour or more and 6 hours or less in the presence of a base catalyst of 14 mol / kg or more and 0.12 mol / kg or less

本発明は、反応後に塩基触媒が残存する系で高温保持することで、カルボニル価を低減し得る手法を提供し、より低カルボニル価であるゲルベアルコールを簡便に製造する方法を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a method capable of reducing the carbonyl value by maintaining at a high temperature in a system in which a base catalyst remains after the reaction, and can provide a method for easily producing Gerve alcohol having a lower carbonyl value. .

[工程I]
<原料>
本発明において原料として用いられる第一級脂肪族アルコールは、第一級水酸基を有する炭化水素であり、本発明の効果を顕著に奏する観点から、炭素数4〜22のものが好ましく、炭素数6〜18のものがより好ましく、炭素数8〜14のものが更に好ましい。本発明に用いる第一級脂肪族アルコールの炭素数は反応性の観点から4以上が好ましく、6以上がより好ましく、8以上が更に好ましい。また、本発明に用いる第一級アルコールの炭素数は反応性の観点から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。
[Step I]
<Raw material>
The primary aliphatic alcohol used as a raw material in the present invention is a hydrocarbon having a primary hydroxyl group, and preferably has 4 to 22 carbon atoms, and has 6 carbon atoms, from the viewpoint of remarkably achieving the effects of the present invention. -18 are more preferable, and those having 8-14 carbon atoms are more preferable. The primary aliphatic alcohol used in the present invention preferably has 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more, and still more preferably 8 or more from the viewpoint of reactivity. Moreover, the carbon number of the primary alcohol used in the present invention is preferably 22 or less, more preferably 18 or less, and still more preferably 14 or less, from the viewpoint of reactivity.

本発明の第一級脂肪族アルコールは、飽和でも不飽和でも、直鎖でも分岐でも、環状構造を有していてもよく、反応性の観点から、直鎖のものが好ましく、飽和のものが好ましい。   The primary aliphatic alcohol of the present invention may be saturated or unsaturated, linear or branched, or have a cyclic structure. From the viewpoint of reactivity, a linear aliphatic alcohol is preferable, and a saturated aliphatic alcohol is preferable. preferable.

第1級脂肪族アルコールの具体例としては、1−オクタノール、6−メチル−1−ヘプタノール、1−ノナノール、1−デカノール、1−ウンデカノール、1−ドデカノール、1−トリデカノール、1−テトラデカノール、1−ペンタデカノール等が挙げられる。
これらの原料アルコールは、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができ
る。
Specific examples of the primary aliphatic alcohol include 1-octanol, 6-methyl-1-heptanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, Examples include 1-pentadecanol.
These raw material alcohols can be used singly or in combination of two or more.

<塩基触媒>
本発明において、使用できる塩基としては、無機塩基、有機系塩基等が挙げられる。無機塩基の具体例としては、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH等のアルカリ金属水酸化物、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等のアルカリ金属炭酸塩、LiHCO3、NaHCO3、KHCO3、RbHCO3、CsHCO3等のアルカリ金属炭酸水素塩、メトキシナトリウム、エトキシナトリウム、t一ブトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシカリウム、t一ブトキシカリウム等のアルカリ金属アルコキシド化合物等が挙げられる。これらの無機塩基はそのまま用いてもよいが、水溶液として用いることもできる。
<Base catalyst>
In the present invention, examples of the base that can be used include inorganic bases and organic bases. Specific examples of the inorganic base include alkali metal hydroxides such as LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 and the like. Alkali metal carbonates such as LiHCO 3 , NaHCO 3 , KHCO 3 , RbHCO 3 , CsHCO 3, etc., methoxy sodium, ethoxy sodium, t-butoxy sodium, methoxy potassium, ethoxy potassium, t-butoxy potassium, etc. And alkali metal alkoxide compounds. These inorganic bases may be used as they are, but can also be used as an aqueous solution.

これらの塩基の中でも、脱水素反応及びアルドール縮合反応を推し進めることができるような、塩基性が比較的強い塩基が好ましく、LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH等のアルカリ金属水酸化物、メトキシナトリウム、エトキシナトリウム、t‐ブトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシカリウム、t‐ブトキシカリウム等のアルカリ金属アルコキシド化合物がより好ましく、汎用性、経済性の観点から、KOH、メトキシナトリウム、t‐ブトキシカリウムが更に好ましい。   Among these bases, bases having a relatively strong basicity capable of promoting dehydrogenation reaction and aldol condensation reaction are preferable, alkali metal hydroxides such as LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, and methoxy sodium. Alkali metal alkoxide compounds such as ethoxysodium, t-butoxysodium, methoxypotassium, ethoxypotassium, and t-butoxypotassium are more preferable, and KOH, methoxysodium, and t-butoxypotassium are more preferable from the viewpoint of versatility and economy. .

上記の塩基触媒は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
塩基触媒の使用量は、反応速度及び副反応抑制の観点から、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.12mol/kg以上が好ましく、また、1.0mol/kg以下が好ましく、0.54mol/kg以下がより好ましく、0.27mol/kg以下が更に好ましい。
Said base catalyst can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The amount of the base catalyst used is preferably 0.12 mol / kg or more, preferably 1.0 mol / kg or less, based on the primary aliphatic alcohol as a raw material, from the viewpoint of reaction rate and side reaction suppression. 54 mol / kg or less is more preferable, and 0.27 mol / kg or less is still more preferable.

<ゲルベ反応>
本発明においては、第1級脂肪族アルコ一ルを、塩基触媒存在下に反応させる。この反応は脱水縮合反応(ゲルベ反応)であり、副生水が系内に滞留すると、副反応による脂肪酸生成を促進する。従って、反応速度向上及び副反応抑制のために、反応は、攪拌下、反応系内に窒素を導入し、生成する水を系外に除去しながら行うことが好ましい。
本発明の製造方法によれば、反応温度は、原料アルコールの沸点を考慮して適宜決定されるが、充分な反応速度を確保し、高い反応効率を得る観点から、190℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、220℃以上が更に好ましく、また、290℃以下が好ましく、270℃以下がより好ましく、250℃以下が更に好ましい。
反応時間は、反応温度及び原料アルコール等に左右されるが、通常1時間以上であり、また、好ましくは20時間以下、より好ましくは10時間以下である。
<Gerbe reaction>
In the present invention, the primary aliphatic alcohol is reacted in the presence of a base catalyst. This reaction is a dehydration condensation reaction (Gerbe reaction), and when by-product water stays in the system, it promotes fatty acid production by the side reaction. Therefore, in order to improve the reaction rate and suppress side reactions, the reaction is preferably carried out while introducing nitrogen into the reaction system with stirring and removing the generated water from the system.
According to the production method of the present invention, the reaction temperature is appropriately determined in consideration of the boiling point of the raw material alcohol, but is preferably 190 ° C. or higher from the viewpoint of securing a sufficient reaction rate and obtaining high reaction efficiency. ° C or higher is more preferable, 220 ° C or higher is more preferable, 290 ° C or lower is preferable, 270 ° C or lower is more preferable, and 250 ° C or lower is further preferable.
The reaction time depends on the reaction temperature, raw material alcohol and the like, but is usually 1 hour or longer, preferably 20 hours or shorter, more preferably 10 hours or shorter.

反応時の圧力は、減圧、常圧、加圧のいずれの状態でもよく、反応を効率よく進めるためには、100kPa以下であることが好ましく、80kPa以下であることがより好ましく、60kPa以下であることが更に好ましく、また、1kPa以上が好ましい。   The pressure during the reaction may be any of reduced pressure, normal pressure, and pressurized, and is preferably 100 kPa or less, more preferably 80 kPa or less, and more preferably 60 kPa or less in order to advance the reaction efficiently. Is more preferable, and 1 kPa or more is preferable.

反応は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、副生する水を除去する観点から、該不活性ガスをキャリアとして流通させることが好ましい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、炭酸ガス等が好適に用いられる。
上記不活性ガスの流通は、反応液の上方を流通させる方法、あるいは、反応液中にバブリングさせる方法等により行うことができる。不活性ガスの流量には特に制限はないが、副生する水を効率的に除去でき、かつ、飛沫同伴によるロスが防げる程度に適宜調整することが望ましい。上記観点から、不活性ガスの流量は、好ましくは、反応液1kgあたり、0.02L/h以上が好ましく、0.1L/h以上がより好ましく、0.2L/h以上が更に好ましい。また、経済的観点から、不活性ガスの流通量は、反応液1kgあたり、10L/h以下が好ましく、2L/h以下がより好ましく、1L/h以下がさらに好ましい。
The reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere. From the viewpoint of removing by-product water, it is preferable to distribute the inert gas as a carrier. As the inert gas, nitrogen, argon, carbon dioxide gas or the like is preferably used.
The inert gas can be circulated by a method of circulating the reaction solution above or a method of bubbling in the reaction solution. There is no particular limitation on the flow rate of the inert gas, but it is desirable to adjust the flow rate appropriately so that by-product water can be efficiently removed and loss due to entrainment is prevented. From the above viewpoint, the flow rate of the inert gas is preferably 0.02 L / h or more, more preferably 0.1 L / h or more, and further preferably 0.2 L / h or more per 1 kg of the reaction solution. Further, from the economical viewpoint, the flow rate of the inert gas is preferably 10 L / h or less, more preferably 2 L / h or less, and further preferably 1 L / h or less per 1 kg of the reaction solution.

工程(I)終了時のアルコール転化率は、生産性の観点から、好ましくは40mol%以上、より好ましくは60mol%以上、また、過反応による不純物の混入を防ぐことができ、品質の観点から、好ましくは90mol%以下、より好ましくは85mol%以下である。   The alcohol conversion rate at the end of step (I) is preferably 40 mol% or more, more preferably 60 mol% or more from the viewpoint of productivity, and can prevent contamination by impurities due to overreaction, from the viewpoint of quality. Preferably it is 90 mol% or less, More preferably, it is 85 mol% or less.

本発明の工程(I)においては金属触媒を実質的に含有しない。本発明でいう金属触媒とは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属以外の金属を含む触媒であり、例えば、遷移金属触媒であり、中でも脱水素活性を有する遷移金属触媒であり、具体的にはCu,Fe,Ni、Pt,Pd,Ru等の金属が挙げられる。
金属触媒は、本発明の効果を阻害しない範囲で存在していてもよく、原料である第1級アルコールに対して、金属元素として好ましくは5mg/kg未満、より好ましくは2mg/kg以下、更に好ましくは0.5mg/kg以下である。
金属の量は、たとえばICP分析によって求めることができる。
In the step (I) of the present invention, the metal catalyst is substantially not contained. The metal catalyst referred to in the present invention is a catalyst containing a metal other than an alkali metal or an alkaline earth metal, for example, a transition metal catalyst, particularly a transition metal catalyst having dehydrogenation activity, specifically Cu. , Fe, Ni, Pt, Pd, Ru and the like.
The metal catalyst may be present within a range that does not impair the effects of the present invention, and is preferably less than 5 mg / kg, more preferably 2 mg / kg or less as a metal element with respect to the primary alcohol as a raw material, Preferably it is 0.5 mg / kg or less.
The amount of metal can be determined, for example, by ICP analysis.

[工程(II)]
<塩基触媒>
工程(II)における塩基触媒は工程(I)の残留物と同じでも別のものでもよい。
塩基触媒はゲルベ反応の中間体アルデヒドの不均化によって生成した酸と反応して石鹸を生成するため、減少する。従って、塩基触媒量は、工程(I)からの残存塩基触媒のみであってもよいし、工程(II)で更に塩基触媒を添加してもよいし、酸を加えて調節してもよい。
[Step (II)]
<Base catalyst>
The base catalyst in step (II) may be the same as or different from the residue in step (I).
The base catalyst is reduced because it reacts with the acid produced by the disproportionation of the Gerde reaction intermediate aldehyde to produce soap. Therefore, the amount of the base catalyst may be only the residual base catalyst from step (I), may be further added with a base catalyst in step (II), or may be adjusted by adding an acid.

工程(II)における塩基触媒量は、原料の第一級脂肪族アルコールに対して、反応の効率の観点から、好ましくは0.04mol/kg以上、より好ましくは0.06mol/kg以上、また、石鹸や炭化水素の副生を防止する観点から、好ましくは0.12mol/kg以下、より好ましくは0.11mol/kg以下である。ここで「原料の第一級脂肪族アルコール」とは、工程(I)で原料として使用した第一級脂肪族アルコールの量を意味する。   The amount of the base catalyst in the step (II) is preferably 0.04 mol / kg or more, more preferably 0.06 mol / kg or more, from the viewpoint of the efficiency of the reaction with respect to the primary aliphatic alcohol of the raw material, From the viewpoint of preventing soap and hydrocarbon by-products, it is preferably 0.12 mol / kg or less, more preferably 0.11 mol / kg or less. Here, “raw primary aliphatic alcohol” means the amount of primary aliphatic alcohol used as a raw material in step (I).

<保持温度>
工程(II)における保持温度は、ゲルベアルコールのカルボニル価を低下させる観点から、80℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましく、また、180℃以下が好ましく、160℃以下がより好ましい。保持時間は、ゲルベアルコールのカルボニル価を低下させる観点から、1時間以上が好ましく、また、6時間以下が好ましく、5時間以下がより好ましく、3時間以下が更に好ましい。
<Holding temperature>
The holding temperature in the step (II) is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, more preferably 180 ° C. or lower, and more preferably 160 ° C. or lower from the viewpoint of reducing the carbonyl value of Gerve alcohol. The holding time is preferably 1 hour or longer, preferably 6 hours or shorter, more preferably 5 hours or shorter, and even more preferably 3 hours or shorter from the viewpoint of reducing the carbonyl value of Gerve alcohol.

工程(II)の保持温度は、工程(I)の温度よりも低く、工程(II)の保持温度の工程(I)の温度に対する差は、アルデヒド等の副生物の増加及び石鹸副生による品質低下を防止する観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上であり、また、カルボニル価低減の観点から、好ましくは100℃以下であり、より好ましくは90℃以下である。
反応系を一度80℃以下まで冷却し、再度80℃以上まで昇温、保持するなど、多段階的に行ってもよい。
The holding temperature of the step (II) is lower than the temperature of the step (I), and the difference of the holding temperature of the step (II) with respect to the temperature of the step (I) is an increase in by-products such as aldehyde and the quality of soap by-products. From the viewpoint of preventing the decrease, it is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and from the viewpoint of reducing the carbonyl value, it is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower.
The reaction system may be cooled to 80 ° C. or lower once, and heated up to 80 ° C. or higher again and held in multiple steps.

この工程(II)により、カルボニル価が低下する。
得られるゲルベアルコールのカルボニル価は、好ましくは3.0μmol/g以下、より好ましくは2.5μmol/g以下、更に好ましくは2.0μmol/g以下であり、生産性の観点から、0.01μmol/g以上である。
This step (II) reduces the carbonyl value.
The carbonyl value of the resulting Gerve alcohol is preferably 3.0 μmol / g or less, more preferably 2.5 μmol / g or less, still more preferably 2.0 μmol / g or less. From the viewpoint of productivity, 0.01 μmol / g g or more.

その理由は必ずしも明らかではないが、中間体アルデヒドの生成速度が遅く、アルデヒドの水素化反応が十分速い条件となっているものと推察される。   The reason is not necessarily clear, but it is presumed that the production rate of the intermediate aldehyde is low and the hydrogenation reaction of the aldehyde is sufficiently fast.

本発明の方法により得られたゲルベアルコールは、必要に応じて蒸留操作等によって精製することができるが、高純度なので、そのまま各種用途に用いることができる。ゲルベアルコールは、界面活性剤、繊維油剤、柔軟剤、化粧品、医薬品、潤滑油等の原料又は中間原料等として有用である。これらの用途に用いる観点から、ゲルベアルコールの純度は95質量%以上であることが好ましい。   The gel alcohol obtained by the method of the present invention can be purified by a distillation operation or the like as necessary, but since it has high purity, it can be used for various applications as it is. Gerve alcohol is useful as a raw material or intermediate raw material for surfactants, fiber oils, softeners, cosmetics, pharmaceuticals, lubricating oils, and the like. From the viewpoint of use in these applications, the purity of Gerve alcohol is preferably 95% by mass or more.

以下に、実施例及び比較例を示すがこれに限定されるものではない。各種測定方法及び物性の評価方法を以下に示す。   Examples and Comparative Examples are shown below, but are not limited thereto. Various measurement methods and physical property evaluation methods are shown below.

実施例1
(工程I)
攪拌装置付きフラスコに、1−ドデカノール(花王株式会社製、品名:カルコール2098)600.0g(3.22モル)、塩基触媒として48%水酸化カリウム水溶液(キシダ化学株式会社製)11.3g(0.16mol/kg対1−ドデカノール)を仕込み、攪拌下、240℃にて窒素を系内に流通させながら(窒素流通量:2.3mL/min)、真空度50kPa、3.5時間、反応を行った。なお、水酸化カリウムは通常鉄、アルミニウムその他の金属成分を含有するが、含量が100mg/kg以下のものを用いており、反応系中のアルカリ金属又はアルカリ金属以外の金属成分は0.5mg/kgを超えない。
反応終了後の溶液をヘキサンにより希釈した後、ガスクロマトグラフィー〔カラム:Ultra−alloyキャピラリーカラム30.0m×250μm(Frontier Laboratories社製)、検出器:FID、インジェクション温度:300℃、ディテクター温度:300℃、He流量4.6mL/min.〕にて分析し、生成物を定量した。
その結果、アルコール転化率は40%、ゲルベアルコール収率は36%となった。カルボニル価は3.2μmol/gであり、アルカリ濃度は0.10mol/kgであった。
(工程II)
反応後、160℃で4時間にわたり31kPa下で攪拌を行った。得られたゲルベアルコールのカルボニル価は1.9μmol/gとなった。
Example 1
(Process I)
In a flask equipped with a stirrer, 600.0 g (3.22 mol) of 1-dodecanol (manufactured by Kao Corporation, product name: Calcoal 2098), 11.3 g of 48% potassium hydroxide aqueous solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) as a base catalyst ( 0.16 mol / kg vs. 1-dodecanol), while stirring, nitrogen was circulated in the system at 240 ° C. (nitrogen circulation amount: 2.3 mL / min), vacuum degree 50 kPa, 3.5 hours, reaction Went. In addition, although potassium hydroxide usually contains iron, aluminum and other metal components, those having a content of 100 mg / kg or less are used, and metal components other than alkali metals or alkali metals in the reaction system are 0.5 mg / kg. Does not exceed kg.
The solution after completion of the reaction was diluted with hexane, followed by gas chromatography (column: Ultra-alloy capillary column 30.0 m × 250 μm (manufactured by Frontier Laboratories), detector: FID, injection temperature: 300 ° C., detector temperature: 300 ° C. He flow rate 4.6 mL / min. The product was quantified.
As a result, the alcohol conversion was 40%, and the Gerve alcohol yield was 36%. The carbonyl value was 3.2 μmol / g, and the alkali concentration was 0.10 mol / kg.
(Process II)
After the reaction, the mixture was stirred at 160 ° C. for 4 hours under 31 kPa. The gerbe alcohol obtained had a carbonyl value of 1.9 μmol / g.

なお、アルコール転化率とゲルベアルコール収率は、ガスクロマトグラフィーの結果から以下の式より算出した。
アルコール転化率(%)=100−[残存アルコールの量(モル)/原料アルコールの仕込み量(モル)]×100
ゲルベアルコールの収率(%)=[生成ゲルベアルコールの量(モル)×2/原料アルコールの仕込み量(モル)]×100
カルボニル価は日本油化学会制定「基準油脂分析試験法 2.3.4(1996)」に従い測定を行った。
工程(II)におけるアルカリ濃度は、日本油化学会制定「基準油脂分析試験法 2.3.1(1996)」に従い測定した酸価[mgKOH/g]から、以下の式により求めた。

Figure 2015013815
The alcohol conversion rate and Gerve alcohol yield were calculated from the following formulas from the results of gas chromatography.
Alcohol conversion rate (%) = 100− [Amount of residual alcohol (mol) / Amount of raw material alcohol (mol)] × 100
Yield of Gerve alcohol (%) = [Amount of formed Gerve alcohol (mole) × 2 / Amount of raw material alcohol charged (mole)] × 100
The carbonyl value was measured in accordance with “Oil Analytical Test Method 2.3.4 (1996)” established by the Japan Oil Chemists' Society.
The alkali concentration in the step (II) was determined from the acid value [mg KOH / g] measured according to “Standard Oil Analysis Test Method 2.3.1 (1996)” established by the Japan Oil Chemists' Society according to the following formula.
Figure 2015013815

実施例2〜4,比較例1〜3
工程(I)及び工程(II)の条件を下記の表1に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2〜4、比較例1〜3を行った。
製造条件及び結果を表に示す。
なお、表中の工程(I)の圧力の「[−4h]50→[−6h]31」とする標記は、4時間までの圧力が50kPaであり、その後6時間までの圧力が31kPaであることを示す(その他の標記もこれに準じる)。
Examples 2-4, Comparative Examples 1-3
Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were performed in the same manner as in Example 1 except that the conditions of Step (I) and Step (II) were changed to the conditions shown in Table 1 below.
Production conditions and results are shown in the table.
In the table, the pressure “[−4h] 50 → [−6h] 31” in the step (I) in the table indicates that the pressure up to 4 hours is 50 kPa, and then the pressure up to 6 hours is 31 kPa. (Other notations follow this as well.)

Figure 2015013815
Figure 2015013815

表から、実施例1の製造方法によれば、50kPaで3.5時間反応し、工程(I)でアルコール転化率40%、カルボニル価が3.2μmol/gとなる。その後工程(II)でアルカリ濃度0.10mol/kgにおいて、160℃まで冷却し4時間保持することで、収率36%でカルボニル価1.9μmol/gのゲルベアルコールが得られることが分かる。
実施例2では、6時間反応により、工程(I)でアルコール転化率85%、カルボニル価が6.6μmol/gとなる。その後工程(II)でアルカリ濃度0.05mol/kgにおいて、160℃まで冷却し4時間保持することで、収率81%でカルボニル価2.8μmol/gのゲルベアルコールが得られることが分かる。
それに対し、低温保持を行っていない比較例1では、工程(II)においてアルカリ濃度0.05mol/kgであってもカルボニル価は4.3μmol/gである。
また、比較例2では、アルカリ濃度0.01mol/kgで、低温保持を160℃で4時間行うと、ゲルベアルコールのカルボニル価は6.8μmol/gとなる。つまり、反応後、充分なアルカリ濃度がある系で低温保持を行うことでカルボニル価が低減し、より高品質なゲルベアルコールが得られていることが分かる。
実施例3では、工程(II)においてアルカリ濃度が0.09mol/kgで低温保持を160℃で1時間行うと、カルボニル価が2.0μmol/gのゲルベアルコールが得られることが分かる。このことから、充分なアルカリ濃度がある系では1時間の低温保持でも効果が得られることが分かる。
実施例4と比較例3を比較すれば、アルカリ濃度0.08mol/kgの実施例4と0.03mol/kgの比較例3では、同様に100℃で4時間の低温保持を行っても、得られる効果が異なることが分かる。アルカリ濃度がカルボニル低減に大きく関与することが分かる。
From the table, according to the production method of Example 1, it reacts at 50 kPa for 3.5 hours, and in step (I), the alcohol conversion is 40% and the carbonyl value is 3.2 μmol / g. Thereafter, in step (II), at an alkali concentration of 0.10 mol / kg, by cooling to 160 ° C. and holding for 4 hours, it can be seen that Gerve alcohol having a carbonyl value of 1.9 μmol / g can be obtained in a yield of 36%.
In Example 2, the reaction for 6 hours gives an alcohol conversion of 85% and a carbonyl value of 6.6 μmol / g in step (I). Thereafter, in step (II), at an alkali concentration of 0.05 mol / kg, by cooling to 160 ° C. and holding for 4 hours, it can be seen that Gerve alcohol having a carbonyl value of 2.8 μmol / g can be obtained with a yield of 81%.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the low temperature holding is not performed, the carbonyl value is 4.3 μmol / g even if the alkali concentration is 0.05 mol / kg in the step (II).
Moreover, in Comparative Example 2, when the alkali concentration is 0.01 mol / kg and the low-temperature holding is performed at 160 ° C. for 4 hours, the carbonyl value of Gerve alcohol becomes 6.8 μmol / g. That is, it can be seen that, after the reaction, the carbonyl value is reduced by holding at a low temperature in a system having a sufficient alkali concentration, and a higher-quality gel alcohol is obtained.
In Example 3, it can be seen that when the alkali concentration is 0.09 mol / kg and the low-temperature holding is performed at 160 ° C. for 1 hour in Step (II), Gerve alcohol having a carbonyl value of 2.0 μmol / g is obtained. From this, it can be seen that in a system having a sufficient alkali concentration, the effect can be obtained even by holding at a low temperature for 1 hour.
Comparing Example 4 and Comparative Example 3, in Example 4 having an alkali concentration of 0.08 mol / kg and Comparative Example 3 having a concentration of 0.03 mol / kg, even if low temperature holding at 100 ° C. for 4 hours was performed, It can be seen that the obtained effects are different. It can be seen that the alkali concentration is greatly involved in carbonyl reduction.

比較例4
特許文献1記載の比較例6の製造法に従い、ゲルベアルコールを製造した。
すなわち、ステアリルアルコール(花王株式会社製、品名:カルコール8098)に水酸化カリウム(片山化学工業(株)製)1重量%(0.18mol/kg)と5%Pd担持カーボン(N.E.CHEMCAT製)を100mg/kg加え、200Torr(26.7kPa)下、220℃で10時間反応した。アルコール転化率は95%であり、反応後のアルカリ濃度は0.08mol/kgとなり、カルボニル価8.5μmol/gのゲルベアルコールを得た。その後80℃で170分間保持を行ったところカルボニル価は8.7μmol/gとなった。このことより、金属触媒を用いた系では工程2を実施してもカルボニル低減効果は得られないことが分かる。
Comparative Example 4
According to the production method of Comparative Example 6 described in Patent Document 1, Guerbet alcohol was produced.
That is, stearyl alcohol (Kao Corporation, product name: Calcoal 8098), potassium hydroxide (Katayama Chemical Co., Ltd.) 1% by weight (0.18 mol / kg) and 5% Pd-supported carbon (NE CHEMCAT) 100 mg / kg), and reacted at 220 ° C. for 10 hours under 200 Torr (26.7 kPa). The alcohol conversion was 95%, the alkali concentration after the reaction was 0.08 mol / kg, and Gerve alcohol having a carbonyl value of 8.5 μmol / g was obtained. Thereafter, holding at 80 ° C. for 170 minutes gave a carbonyl value of 8.7 μmol / g. From this, it can be seen that in the system using a metal catalyst, the carbonyl reduction effect cannot be obtained even if Step 2 is performed.

以上のとおり、本発明は高品質ゲルベアルコールの製造方法として極めて有利である。   As described above, the present invention is extremely advantageous as a method for producing high-quality Gerve alcohol.

Claims (4)

下記工程(I)および工程(II)を有するゲルベアルコールの製造方法。
工程(I):第1級脂肪族アルコールを、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.12mol/kg以上1.0mol/kg以下の塩基触媒の存在下、金属触媒が原料の第1級脂肪族アルコールに対して5mg/kg未満の条件で、190℃以上290℃以下で二量化させる工程
工程(II):工程(I)の後、原料の第1級脂肪族アルコールに対して0.04mol/kg以上0.12mol/kg以下の塩基触媒の存在下、80℃以上180℃以下で1時間以上6時間以下保持を行う工程
The manufacturing method of Gerve alcohol which has the following process (I) and process (II).
Step (I): The primary aliphatic alcohol is used in the presence of a base catalyst of 0.12 mol / kg or more and 1.0 mol / kg or less with respect to the primary aliphatic alcohol of the raw material. Step of dimerization at 190 ° C. or higher and 290 ° C. or lower with a condition of less than 5 mg / kg with respect to the primary aliphatic alcohol Step (II): After step (I), 0 with respect to the primary aliphatic alcohol as a raw material Step of holding at 80 ° C. or higher and 180 ° C. or lower for 1 hour or more and 6 hours or less in the presence of a base catalyst of 0.04 mol / kg or more and 0.12 mol / kg or less
前記塩基触媒がアルカリ金属の水酸化物である請求項1に記載のゲルベアルコールの製造方法。   The method for producing Gerve alcohol according to claim 1, wherein the base catalyst is an alkali metal hydroxide. 前記第1級脂肪族アルコールが、炭素数8〜14の第1級直鎖脂肪族アルコールである請求項1又は2に記載のゲルベアルコールの製造方法。   3. The method for producing Gerve alcohol according to claim 1, wherein the primary aliphatic alcohol is a primary linear aliphatic alcohol having 8 to 14 carbon atoms. 前記工程(I)を、前記第1級脂肪族アルコールの反応転化率が40%以上90%以下になるまで行う請求項1〜3のいずれか1項に記載のゲルベアルコールの製造方法。   4. The method for producing Gerve alcohol according to claim 1, wherein the step (I) is performed until the reaction conversion rate of the primary aliphatic alcohol is 40% or more and 90% or less. 5.
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