JP2016121321A - Lignin derivative - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel lignin derivative.SOLUTION: A lignin derivative has a structure in which a lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bound to each other through a divalent linking group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リグニン誘導体に関する。より詳しくは、植物から得られるリグニンを原料として得られ、セメント混和剤等の用途に使用可能なリグニン誘導体に関する。 The present invention relates to a lignin derivative. More specifically, the present invention relates to a lignin derivative obtained from lignin obtained from a plant as a raw material and usable for applications such as a cement admixture.

リグニンは、木材等の植物系バイオマスの3大主成分のうちの一つ(3大主成分:セルロース、ヘミセルロース、リグニン)であり、天然の芳香族ポリマーとして地球上に最も豊富に存在している。リグニンの構造については、光合成(一次代謝)により同化された炭素化合物が更なる代謝(二次代謝)を受けることで合成されるフェニルプロパノイドのうち、p−クマリルアルコール・コニフェニルアルコール・シナピルアルコールという3種類の基本骨格であるリグニンモノマーが、ラッカーゼ・ペルオキシダーゼ等の酸化酵素により一電子酸化され、フェノキシラジカルとなり、これが不定形にラジカルカップリングすることにより、複雑な三次元網目構造をとっている。 Lignin is one of the three major components of plant biomass such as wood (three major components: cellulose, hemicellulose, lignin), and is the most abundant on the earth as a natural aromatic polymer. . Regarding the structure of lignin, among the phenylpropanoids synthesized by the carbon compound assimilated by photosynthesis (primary metabolism) undergoing further metabolism (secondary metabolism), p-coumaryl alcohol, coniphenyl alcohol, Lignin monomer, the three basic skeletons of pill alcohol, is one-electron oxidized by oxidases such as laccase and peroxidase to form phenoxy radicals, which form radical couplings in an indefinite form, resulting in a complex three-dimensional network structure. ing.

上述のように、リグニンの分子構造は複雑であり、また、植物体から単離する際の単離方法によりリグニンの化学的特性が大きく変化すること、及び、リグニンが基本的には疎水性物質であり、難水溶性であること等の理由により、これまでリグニンの工業材料としての利用は限られていた。 As described above, the molecular structure of lignin is complex, the chemical properties of lignin vary greatly depending on the isolation method used for isolation from plants, and lignin is basically a hydrophobic substance. Therefore, the use of lignin as an industrial material has been limited so far because it is poorly water-soluble.

しかし一方で、安価に入手可能なリグニンを工業的に利用すべく、種々の検討がなされており、例えば、リグニンにポリカルボン酸又はポリアルキレングリコール鎖を有する構造単位を導入した誘導体を製造し、セメント分散剤として使用することが開示されている(特許文献1〜3参照。)。 However, on the other hand, various studies have been made in order to industrially use lignin that can be obtained at low cost, for example, producing a derivative in which a structural unit having a polycarboxylic acid or polyalkylene glycol chain is introduced into lignin, It is disclosed that it is used as a cement dispersant (see Patent Documents 1 to 3).

特表2008−514402号公報Special table 2008-514402 gazette 特開2011−184230号公報JP 2011-184230 A 特開2011−240224号公報JP 2011-240224 A

上記のとおり、リグニンを原料とする誘導体が製造され、工業的利用が検討されているが、リグニンの誘導体についてまだ充分に検討が進んでいるとはいえず、更なる誘導体を開発する余地がある。天然由来の原料であり、安価に入手できるリグニンの工業用途への利用に対する期待は大きく、新たな構造の誘導体を開発することは、今後の様々な用途への展開を検討するうえでも好ましい。 As described above, derivatives using lignin as a raw material have been produced and are being studied for industrial use. However, lignin derivatives are not yet fully studied, and there is room for further development of derivatives. . There is great expectation for the use of lignin, which is a raw material derived from nature, and can be obtained at low cost, for industrial use, and it is preferable to develop a derivative having a new structure in consideration of future development for various uses.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、新規なリグニン誘導体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide a novel lignin derivative.

本発明者は、新規なリグニン誘導体について種々検討したところ、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有する新規なリグニン誘導体の製造に成功した。更に本発明者は、このリグニン誘導体がセメント混和剤として有用であることを見出し、本発明に到達したものである。 As a result of various studies on novel lignin derivatives, the present inventor has found a structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent linking group. We succeeded in producing a novel lignin derivative. Furthermore, the present inventors have found that this lignin derivative is useful as a cement admixture, and have reached the present invention.

すなわち本発明は、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有するリグニン誘導体である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is a lignin derivative having a structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent linking group.
The present invention is described in detail below.
A combination of two or more preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

本発明のリグニン誘導体は、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基(以下、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基ともいう)とが2価の連結基を介して結合した構造を有する。上記リグニン誘導体は、リグニン部位がセメント粒子に吸着し、セメント粒子に吸着したリグニンに結合している(ポリ)アルキレングリコール鎖同士の立体的な反発が生じることによりセメント粒子を分散させ、セメント組成物の流動性を向上させることができる。また、セメント組成物は、中に空気が混入されることによって作業性が良好になる等の効果が得られる一方、空気量が多すぎると強度低下の原因となる。本発明のリグニン誘導体は、このような構成をとることにより、リグニンの親水性が向上するため、上述のセメント組成物の流動性の向上に加えて、セメント組成物の連行空気量を低減することもできる。 In the lignin derivative of the present invention, lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain (hereinafter also referred to as (poly) alkylene glycol chain-containing amino group) are divalent linking groups. It has a structure connected through. The above lignin derivative disperses cement particles by adsorbing lignin sites to cement particles and causing steric repulsion between (poly) alkylene glycol chains bonded to the lignin adsorbed to the cement particles. The fluidity of can be improved. In addition, the cement composition has an effect such that workability is improved when air is mixed therein. On the other hand, when the amount of air is too large, the strength is lowered. Since the lignin derivative of the present invention has such a configuration, the hydrophilicity of the lignin is improved. In addition to the improvement of the fluidity of the cement composition, the entrained air amount of the cement composition is reduced. You can also.

本発明のリグニン誘導体がこのような構造を有するものである限り、リグニンと2価の連結基が結合する位置は特に制限されない。リグニンの分子は、複雑な三次元網目構造を有する大きな分子であり、1つのリグニン分子中に2価の連結基を介して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基と結合しうる反応サイトは複数存在する。このため、1つのリグニン分子中に複数の(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が2価の連結基を介して結合しうるが、本発明のリグニン誘導体は、少なくとも1つの(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が2価の連結基を介して結合していればよく、リグニンに結合する(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基の数は特に制限されない。また、リグニン分子中の反応サイトにおいて、2価の連結基を介して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が結合する位置も特に制限されず、全ての反応サイトにおいて、同じ位置で2価の連結基を介して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が結合していてもよく、異なる位置で結合していてもよい。 As long as the lignin derivative of the present invention has such a structure, the position at which the lignin and the divalent linking group are bonded is not particularly limited. The lignin molecule is a large molecule with a complex three-dimensional network structure, and there are multiple reaction sites in one lignin molecule that can bind to a (poly) alkylene glycol chain-containing amino group via a divalent linking group. To do. For this reason, a plurality of (poly) alkylene glycol chain-containing amino groups can be bonded to one lignin molecule via a divalent linking group, but the lignin derivative of the present invention has at least one (poly) alkylene glycol chain. The number of the (poly) alkylene glycol chain-containing amino group bonded to the lignin is not particularly limited as long as the containing amino group is bonded via a divalent linking group. In addition, the position at which the (poly) alkylene glycol chain-containing amino group is bonded via a divalent linking group at the reaction site in the lignin molecule is not particularly limited, and divalent linking is performed at the same position at all reaction sites. The (poly) alkylene glycol chain-containing amino group may be bonded via a group, or may be bonded at different positions.

本発明のリグニン誘導体の構造中の、2価の連結基を介して(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基が結合した反応サイトは、下記式(1)で表される構造であることが好ましい。 In the structure of the lignin derivative of the present invention, a reaction site in which an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is bonded via a divalent linking group is represented by the following formula (1). It is preferable that it is a structure represented.

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、Rは、水素原子又はアルコキシ基を表し、ベンゼン環に複数結合していてもよい。Xは、2価の連結基を表す。Yは、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基を表す。Zは、水素原子又は1価の官能基を表す。)
上記特許文献1、3に開示の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有するリグニン誘導体は、リグニン由来のチオール基に(ポリ)アルキレングリコール鎖を導入する方法により製造されているが、リグニンが有するチオール基の数が多くないことから、導入できる(ポリ)アルキレングリコール鎖の数が限られている。また上記特許文献2の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有するリグニン誘導体は、リグニン由来の水酸基に(ポリ)アルキレングリコール鎖を導入する方法により製造されているため、(ポリ)アルキレングリコール鎖の導入に伴ってリグニン由来の水酸基が減少し、リグニン誘導体のセメント粒子への吸着能が低下することになる。これに対し、2価の連結基を介して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が結合した反応サイトの構造が上記式(1)で表されるリグニン誘導体は、リグニン由来の水酸基を保持したまま、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が導入されたものであるため、リグニンが本来有する吸着能を低下させることなく、更に分散能を向上させた誘導体である。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkoxy group, and a plurality of them may be bonded to the benzene ring. X represents a divalent linking group. Y represents 1 having a (poly) alkylene glycol chain. Represents an amino group derived from a secondary or secondary amine compound, and Z represents a hydrogen atom or a monovalent functional group.)
The lignin derivative having a (poly) alkylene glycol chain disclosed in Patent Documents 1 and 3 is manufactured by a method of introducing a (poly) alkylene glycol chain into a lignin-derived thiol group. Since the number is not large, the number of (poly) alkylene glycol chains that can be introduced is limited. Moreover, since the lignin derivative having a (poly) alkylene glycol chain of Patent Document 2 is produced by a method of introducing a (poly) alkylene glycol chain into a hydroxyl group derived from lignin, it is accompanied by the introduction of the (poly) alkylene glycol chain. Thus, the hydroxyl groups derived from lignin are reduced, and the ability of the lignin derivative to adsorb to cement particles is reduced. In contrast, the lignin derivative in which the structure of the reaction site in which the (poly) alkylene glycol chain-containing amino group is bonded via a divalent linking group is represented by the above formula (1) retains the lignin-derived hydroxyl group. Since the (poly) alkylene glycol chain-containing amino group is introduced, it is a derivative having further improved dispersibility without reducing the inherent adsorption ability of lignin.

上記式(1)において、リグニン誘導体の反応サイトのリグニン由来のベンゼン環とXで表される2価の連結基とが結合する位置は特に制限されないが、リグニン誘導体が有する複数の反応サイトのうち少なくとも1つは、水酸基のオルト位でXで表される2価の連結基と結合していることが好ましい。 In the above formula (1), the position at which the lignin-derived benzene ring at the reaction site of the lignin derivative is bonded to the divalent linking group represented by X is not particularly limited, but among the multiple reaction sites of the lignin derivative At least one is preferably bonded to a divalent linking group represented by X at the ortho position of the hydroxyl group.

上記Rとしては、水素原子、炭素数1〜18のアルコキシ基のいずれかが好ましい。より好ましくは、水素原子、炭素数1〜2のアルコキシ基のいずれかである。
上記Zの1価の官能基としては、水酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等のアニオン性官能基;アミノ基等のカチオン性官能基のいずれかが好ましい。より好ましくは、水酸基、スルホン酸基、カルボン酸基のいずれかである。
上記リグニン誘導体は、上記式(1)で表される構造を複数有するが、それら複数の構造におけるR、X及びYは、同一でも異なっていてもよい。
R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms. More preferably, they are either a hydrogen atom or an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms.
The monovalent functional group of Z is preferably an anionic functional group such as a hydroxyl group, a sulfonic acid group, or a carboxylic acid group; or a cationic functional group such as an amino group. More preferably, it is any one of a hydroxyl group, a sulfonic acid group, and a carboxylic acid group.
The lignin derivative has a plurality of structures represented by the above formula (1), and R 1 , X and Y in the plurality of structures may be the same or different.

本発明のリグニン誘導体における2価の連結基は、特に制限されず、炭化水素基であってもよく、炭素、水素以外の原子を含む基であってもよい。炭素、水素以外の原子を含む基としては、窒素原子含有基等が挙げられる。窒素原子含有基としては、下記式(2−1)や(2−2); The divalent linking group in the lignin derivative of the present invention is not particularly limited, and may be a hydrocarbon group or a group containing atoms other than carbon and hydrogen. Examples of the group containing atoms other than carbon and hydrogen include nitrogen atom-containing groups. As a nitrogen atom containing group, following formula (2-1) and (2-2);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(R、Rは、同一又は異なって、水素原子又は1価の炭化水素基を表す。Qは、炭素数1〜5の3価の炭化水素基を表す。)で表される基が挙げられる。R、Rが1価の炭化水素基である場合、炭素数1〜5の炭化水素基が好ましい。
本発明のリグニン誘導体における2価の連結基は、これらの中でも2価の炭化水素基であることが好ましい。
2価の炭化水素基としては、炭素数1〜18の2価の炭化水素基が好ましい。より好ましくは、炭素数1〜4の2価の炭化水素基であり、更に好ましくは、炭素数1の2価の炭化水素基、すなわち、メチレン基である。
上記式(1)においてXで表される2価の連結基もこのような構造であることが好ましい。
(R 2 and R 3 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. Q represents a trivalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.) Can be mentioned. When R < 2 >, R < 3 > is a monovalent hydrocarbon group, a C1-C5 hydrocarbon group is preferable.
Among these, the divalent linking group in the lignin derivative of the present invention is preferably a divalent hydrocarbon group.
As a bivalent hydrocarbon group, a C1-C18 bivalent hydrocarbon group is preferable. A divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable, and a divalent hydrocarbon group having 1 carbon atom, that is, a methylene group is more preferable.
It is preferable that the divalent linking group represented by X in the above formula (1) also has such a structure.

上記式(1)において、Yで表される(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基は、下記の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基であることが好ましい。 In the above formula (1), the amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain represented by Y is a primary or secondary amine compound having the following (poly) alkylene glycol chain: The amino group is preferably derived from.

本発明において、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物は、(ポリ)アルキレングリコール鎖及び1級又は2級アミノ基を少なくとも1つずつ有する化合物である限り特に制限されない。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物としては、下記式(3);
In the present invention, the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is not particularly limited as long as it is a compound having at least one (poly) alkylene glycol chain and one primary or secondary amino group.
Examples of the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain include the following formula (3);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(R、Rは、同一又は異なって、水素原子、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基、置換基を有していてもよい炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基である。R、Rのうち少なくとも一方は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基である。)で表される化合物であることが好ましい。 (R 4 and R 5 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a (poly) alkylene glycol chain-containing group, or a hydrocarbon group having a C 1-8 main chain which may have a substituent. It is preferable that at least one of R 4 and R 5 is a (poly) alkylene glycol chain-containing group.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基は、構造中に(ポリ)アルキレングリコール鎖を含む置換基であり、(ポリ)アルキレングリコール鎖のみからなる置換基も含まれる。
(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基は、下記式(4);
The (poly) alkylene glycol chain-containing group is a substituent containing a (poly) alkylene glycol chain in the structure, and includes a substituent consisting only of a (poly) alkylene glycol chain.
The (poly) alkylene glycol chain-containing group has the following formula (4);

−A−(RO)−B (4) -A- (R 6 O) n -B (4)

(式中、Aは、直接結合又は2価の連結基を表す。Bは、水素原子又は1価の有機基を表す。Rは、同一又は異なって、アルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。)で表される基であることが好ましい。 (In the formula, A represents a direct bond or a divalent linking group. B represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 6 is the same or different and represents an alkylene group. N represents oxy. It represents an average added mole number of an alkylene group and is a number of 1 to 300).

上記式(4)中、Rで表されるアルキレン基は、炭素数2〜18のアルキレン基であることが好ましい。より好ましくは、炭素数2〜8のアルキレン基であり、更に好ましくは、炭素数2又は3のアルキレン基である。炭素数2又は3のアルキレン基である場合、(ポリ)アルキレングリコール鎖は、(ポリ)エチレングリコール鎖又は(ポリ)プロピレングリコール鎖となる。
なお、上記式(4)中、Rは、「同一又は異なって、」アルキレン基を表すが、これは、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基中にn個存在するROのアルキレン基が全て同一であってもよく、異なっていてもよいことを意味する。
In the above formula (4), the alkylene group represented by R 6 is preferably an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms. More preferably, it is a C2-C8 alkylene group, More preferably, it is a C2-C3 alkylene group. In the case of an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms, the (poly) alkylene glycol chain is a (poly) ethylene glycol chain or a (poly) propylene glycol chain.
In the above formula (4), R 6 represents an alkylene group “same or different”, and this is represented by n R 6 O alkylene groups present in the (poly) alkylene glycol chain-containing group. It means that they may all be the same or different.

上記式(4)中、Aが2価の連結基である場合、2価の連結基としては、炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、特に制限されないが、炭素数1〜4のアルキル基、水酸基、カルボン酸基等が挙げられる。また、炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基の炭素原子は、硫黄原子等のヘテロ原子に置換されていてもよい。 In the above formula (4), when A is a divalent linking group, examples of the divalent linking group include a hydrocarbon group having a main chain having 1 to 8 carbon atoms. The hydrocarbon group having a main chain having 1 to 8 carbon atoms may have a substituent, and the substituent is not particularly limited, but is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, or a carboxylic acid group. Etc. Moreover, the carbon atom of the hydrocarbon group having a main chain of 1 to 8 carbon atoms may be substituted with a hetero atom such as a sulfur atom.

上記式(4)中、Bが1価の有機基である場合、1価の有機基としては、炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1〜4の炭化水素基が好ましい。
上記式(4)中、nは、1〜300であることが好ましい。より好ましくは、2〜250であり、更に好ましくは、5〜200である。
In the above formula (4), when B is a monovalent organic group, examples of the monovalent organic group include hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms. Among these, a C1-C4 hydrocarbon group is preferable.
In the above formula (4), n is preferably 1 to 300. More preferably, it is 2-250, More preferably, it is 5-200.

上記R、Rにおける置換基を有していてもよい炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基は特に制限されないが、好ましくは、炭素数1〜8の主鎖を有するアルキル基、アルケニル基である。より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜8のアルキル基であり、更に好ましくはエチル基等の炭素数1〜3のアルキル基である。 The hydrocarbon group having a main chain of 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent in R 4 or R 5 is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having a main chain of 1 to 8 carbon atoms. , An alkenyl group. More preferably, it is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a tert-butyl group, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as an ethyl group. It is an alkyl group.

上記置換基としては、特に制限されないが、水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基、アミド基、チオール基等が挙げられる。置換基として好ましくは水酸基、アミノ基、チオール基である。 Although it does not restrict | limit especially as said substituent, A hydroxyl group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, an amino group, an amide group, a thiol group etc. are mentioned. The substituent is preferably a hydroxyl group, an amino group, or a thiol group.

本発明における(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物は、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基がアミノ基に1つ結合した1級アミン化合物であってもよく、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基がアミノ基に2つ結合した2級アミン化合物であってもよく、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基と上記置換基を有していてもよい炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基が1つずつアミノ基に結合した2級アミン化合物であってもよい。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物としては、(ポリ)アルキレングリコール鎖含有基がアミノ基に1つ結合した1級アミン化合物であることが好ましい。
The primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain in the present invention may be a primary amine compound in which one (poly) alkylene glycol chain-containing group is bonded to an amino group, and (poly) alkylene. A secondary amine compound in which two glycol chain-containing groups are bonded to an amino group may be used, and a (poly) alkylene glycol chain-containing group and a main chain having 1 to 8 carbon atoms which may have the above substituents. A secondary amine compound in which each hydrocarbon group is bonded to an amino group may be used.
The primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is preferably a primary amine compound in which one (poly) alkylene glycol chain-containing group is bonded to an amino group.

上記式(4)におけるAが、直接結合である場合、例えば、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物としては、下記式(5); When A in the above formula (4) is a direct bond, for example, as a primary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, the following formula (5);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、Rは、式(4)におけるRと同様である。Rは、水素原子、炭素数1〜30の炭化水素基又はアミノ基を表す。mは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜300の数である。)で表される化合物等が挙げられる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物として好ましくは、下記式(6);

Figure 2016121321
(Wherein, R 6 is .R 7 is the same as R 6 in formula (4) is a hydrogen atom, .m representing a hydrocarbon group or an amino group having 1 to 30 carbon atoms, the average oxyalkylene group Represents the number of added moles, and is a number of 1 to 300.).
The primary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is preferably the following formula (6);
Figure 2016121321

(式中、R及びmは、上記(5)におけるR及びmと同様である。Rは、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜16のアルキル基を表す。)で表される化合物等が挙げられる。上記Rにおける炭化水素基は特に制限されないが、アルキル基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。Rとして好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。上記式(6)で表される化合物におけるm個のRが、すべて同一である場合、Rは、水素原子であることが好ましい。 (Wherein, R 7 and m are the (5 .R 8 is the same as R 7 and m is in) the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms.) Table with And the like. The hydrocarbon group for R 7 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group and an aromatic hydrocarbon group. R 7 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When m R 8 in the compound represented by the above formula (6) is all the same, R 8 is preferably a hydrogen atom.

上記式(6)で表される化合物におけるm個のRが、異なる場合、上記式(6)で表される化合物として好ましくは下記式(7); When m R 8 in the compound represented by the above formula (6) is different, the compound represented by the above formula (6) is preferably the following formula (7);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、xは、1〜200の数である。yは、1〜100の数である。Rは、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜16のアルキル基を表す。)で表される化合物である。上記Rとしては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
xとしては、1〜200が好ましく、より好ましくは1〜180であり、更に好ましくは1〜160である。
yとしては、1〜100が好ましく、より好ましくは1〜70であり、更に好ましくは1〜40である。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物として最も好ましくは、上記式(7)で表される化合物におけるRがメチル基、xが19、yが3であるジェファーミン(登録商標)M−1000及び上記式(7)で表される化合物におけるRがメチル基、xが31、yが10であるジェファーミン(登録商標)M−2070である。
(In the formula, x is a number of 1 to 200. y is a number of 1 to 100. R 9 is the same or different and represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms.) It is a compound represented by these. As said R < 9 >, a C1-C6 alkyl group is preferable, More preferably, it is a methyl group.
As x, 1-200 are preferable, More preferably, it is 1-180, More preferably, it is 1-160.
As y, 1-100 are preferable, More preferably, it is 1-70, More preferably, it is 1-40.
Most preferably, the primary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is Jeffamine (registered trademark) in which R 9 is a methyl group, x is 19 and y is 3 in the compound represented by the formula (7). In the compound represented by M-1000 and the above formula (7), R 9 is a methyl group, x is 31, and y is 10, which is Jeffamine (registered trademark) M-2070.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物が上記式(5)で表される化合物である場合、市販品を用いてもよいが、例えば、特表平8−505082号公報に記載の方法と同様のアミン化合物へのアルキレンオキシドの付加反応又は特表2008−543955号公報に記載の方法と同様の(ポリ)アルキレングリコール類とアミン化合物との反応等により製造したものを用いてもよい。 When the primary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is a compound represented by the above formula (5), a commercially available product may be used. For example, as described in JP-T-8-505082, An alkylene oxide addition reaction to an amine compound similar to the method, or a product prepared by a reaction of a (poly) alkylene glycol with an amine compound similar to the method described in JP-T-2008-543955 may be used. .

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の製造に用いられるアミン化合物としては、特に制限されないが、アンモニア;エチルアミン等の炭素数1〜8のモノアルキルアミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン等の炭素数2〜16のジアルキルアミン;2−アミノエタノール、2−プロパノールアミン等の炭素数1〜8のモノアルカノールアミン;ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の炭素数2〜16のジアルカノールアミン;2−(メチル)アミノエタノール等の炭素数2〜16のアルキルアルカノールアミン;1,3−ジアミノ−2−プロパノール等の炭素数2〜8のジアミノアルカノール;1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン;化学式HO−C−NH−C−NH若しくはHO−C−(NHC)n−NHを満たす化合物;エチレンジアミン、N−メチルエチレンジアミン等の炭素数2〜16のアルキレンジアミン;ビス(2−アミノエチル)アミン等の炭素数2〜16のジアルキレントリアミン;尿素等の炭素数1〜8のカルバミド化合物;システアミン等の炭素数1〜8のアミノアルカンチオール等が挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially as an amine compound used for manufacture of the primary or secondary amine compound which has the said (poly) alkylene glycol chain | strand, C1-C8 monoalkylamines, such as ethylamine, dimethylamine, diethylamine Dialkylamines having 2 to 16 carbon atoms such as: monoalkanolamines having 1 to 8 carbon atoms such as 2-aminoethanol and 2-propanolamine; dialkanolamines having 2 to 16 carbon atoms such as diethanolamine and diisopropanolamine; 2 A C2-C16 alkyl alkanolamine such as (methyl) aminoethanol; a C2-C8 diaminoalkanol such as 1,3-diamino-2-propanol; 1- (2-hydroxyethyl) piperazine; -C 2 H 4 -NH-C 2 H 4 -N 2 or HO-C 2 H 4 - ( NHC 2 H 4) Compounds satisfying the n-NH 2; ethylenediamine, having 2 to 16 carbon atoms, such as N- methyl-ethylenediamine alkylenediamines; bis (2-aminoethyl) such as an amine Examples thereof include dialkylene triamines having 2 to 16 carbon atoms; carbamide compounds having 1 to 8 carbon atoms such as urea; and aminoalkanethiols having 1 to 8 carbon atoms such as cysteamine.

上記(ポリ)アルキレングリコール類としては、特に制限されないが、(ポリ)エチレングリコール等の(ポリ)アルキレングリコール;メトキシ(ポリ)エチレングリコール等のアルコキシ(ポリ)アルキレングリコール;エチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコール;エポキシ基を有する(ポリ)アルキレングリコール等が挙げられる。 The (poly) alkylene glycols are not particularly limited, but (poly) alkylene glycols such as (poly) ethylene glycol; alkoxy (poly) alkylene glycols such as methoxy (poly) ethylene glycol; having an ethylenically unsaturated group (Poly) alkylene glycol; (Poly) alkylene glycol having an epoxy group and the like can be mentioned.

上記アルキレンオキシドとしては、特に制限されないが、アルキレン基の具体例及び好ましい例は、上述の式(4)におけるアルキレン基と同様である。 Although it does not restrict | limit especially as said alkylene oxide, The specific example and preferable example of an alkylene group are the same as that of the alkylene group in the above-mentioned formula (4).

上記式(4)におけるAが、炭素数1〜8の主鎖を有する炭化水素基であって、炭素原子が硫黄原子に置換されている2価の連結基である場合、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物としては、下記式(8); When A in the above formula (4) is a hydrocarbon group having a main chain of 1 to 8 carbon atoms and a divalent linking group in which the carbon atom is substituted with a sulfur atom, (poly) alkylene glycol As the primary amine compound having a chain, the following formula (8);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、R、nは、式(4)のR、nと同様である。R10、R11は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜2のアルキル基、水酸基、カルボン酸基を表す。R12は、水素原子又は1価の有機基を表す。pは、1〜4の数である。qは、2〜5の数である。)で表される化合物であることが好ましい。なお、R10、R11において、「同一又は異なって」とは、上記式(8)で表される化合物において複数存在するR10及びR11がそれぞれ、同一であっても異なっていてもよく、また、R10とR11とが同一であっても異なっていてもよいことを意味する。上記R12における1価の有機基としては、炭素数1〜30の炭化水素基等が挙げられる。
上記式(8)で表される化合物の中でも、下記式(9);
(Wherein, R 6, n is .R 10, R 11 is the same as R 6, n of formula (4) may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, a hydroxyl group, R 12 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, p is a number from 1 to 4, and q is a number from 2 to 5. Preferably there is. In R 10 and R 11 , “same or different” means that a plurality of R 10 and R 11 present in the compound represented by the formula (8) may be the same or different. In addition, it means that R 10 and R 11 may be the same or different. Examples of the monovalent organic group for R 12 include a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
Among the compounds represented by the above formula (8), the following formula (9);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、R、R12、n、p、qは、式(8)の、R、R12、n、p、qと同様である。R13は、水素原子、炭素数1〜2のアルキル基、水酸基を表す。)で表される化合物であることがより好ましい。
上記R12としては、水素原子であることが好ましい。上記R13としては、水素原子、メチル基、水酸基であることが好ましく、より好ましくは水素原子又はメチル基である。上記pとしては、1〜2の数であることが好ましい。上記qとしては、2〜4の数であることが好ましい。
(Wherein, R 6, R 12, n , p, q is the formula (8), R 6, R 12, n, p, is the same as the q .R 13 is a hydrogen atom, 1 to carbon atoms 2 represents an alkyl group and a hydroxyl group.).
R 12 is preferably a hydrogen atom. R 13 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or a hydroxyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. As said p, it is preferable that it is the number of 1-2. The q is preferably a number from 2 to 4.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物が上記式(8)で表される化合物である場合、例えば、チオール基を有するアミン化合物とエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコール類とのエン−チオール反応又はチオール基を有するアミン化合物とエポキシ基を有する(ポリ)アルキレングリコール類との反応等により(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物を製造することができる。 When the primary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is a compound represented by the above formula (8), for example, an amine compound having a thiol group and (poly) alkylene glycols having an ethylenically unsaturated group A primary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain can be produced by an ene-thiol reaction with or a reaction of an amine compound having a thiol group with a (poly) alkylene glycol having an epoxy group.

上記チオール基を有するアミン化合物としては、例えば、システアミン、システイン等の、カルボン酸基等の置換基を有していてもよい炭素数1〜8のアミノアルカンチオール等が挙げられる。
上記エチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコール類としては、例えば、(ポリ)エチレングリコールモノビニルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールモノビニルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、(ポリ)エチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、(ポリ)プロピレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アリルエーテル等の、下記式(10);
As an amine compound which has the said thiol group, C1-C8 amino alkane thiol etc. which may have substituents, such as carboxylic acid groups, such as cysteamine and cysteine, etc. are mentioned, for example.
Examples of the (poly) alkylene glycols having an ethylenically unsaturated group include (poly) ethylene glycol monovinyl ether, (poly) propylene glycol monovinyl ether, (poly) ethylene glycol mono (meth) allyl ether, (poly) Propylene glycol mono (meth) allyl ether, (poly) ethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, (poly) propylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, methoxy (poly) ethylene glycol ( Formula (10) below, such as (meth) allyl ether;

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、rは、0〜3の数である。R、R12、nは、式(8)のR、R12、nと同様である。R14は、水素原子又は炭素数1〜2のアルキル基を表す。)で表される化合物が挙げられる。 (Wherein, r is the number a is .R 6, R 12, n of 0-3, R 6, R 12, is similar to the n .R 14 is a hydrogen atom or a carbon atoms of the formula (8) Represents an alkyl group of 1 to 2).

上記エポキシ基を有する(ポリ)アルキレングリコール類としては、(ポリ)エチレングリコールモノグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールモノグリシジルエーテル等の、下記式(11); Examples of the (poly) alkylene glycol having an epoxy group include the following formula (11) such as (poly) ethylene glycol monoglycidyl ether and (poly) propylene glycol monoglycidyl ether;

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、sは、1〜4の数である。R、R12、nは、式(8)のR、R12、nと同様である。)で表される化合物が挙げられる。 (Wherein, s is, .R 6, R 12 is the number of 1 to 4, n is, R 6, R 12, is the same as n. Of formula (8)), and compounds represented by the .

本発明のリグニン誘導体において、リグニン1000gに対して2価の連結基を介して結合する(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の重量は、10〜100000gであることが好ましい。このような重量の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物が付加することで、吸着能を有するリグニン部位由来の水酸基と分散能を有する(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基とが好ましい割合となり、セメント組成物に対する流動性をより充分に向上させることができる。(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の重量は、より好ましくは50〜50000gであり、更に好ましくは100〜10000gであり、特に好ましくは250〜4000gであり、最も好ましくは400〜2500gである。 In the lignin derivative of the present invention, the weight of the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain bonded to 1000 g of lignin via a divalent linking group is preferably 10 to 100,000 g. By adding a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain having such a weight, a hydroxyl group derived from a lignin site having adsorbability and a (poly) alkylene glycol chain-containing amino group having dispersibility Becomes a preferred ratio, and the fluidity to the cement composition can be more sufficiently improved. The weight of the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is more preferably 50 to 50000 g, still more preferably 100 to 10000 g, particularly preferably 250 to 4000 g, and most preferably 400. ~ 2500g.

本発明のリグニン誘導体は、重量平均分子量が1000〜100000であるものが好ましい。リグニン誘導体がこのような重量平均分子量を有するものであると、後述するセメント混和剤としてより好適なものとなる。リグニン誘導体の重量平均分子量は、より好ましくは、1500〜80000であり、更に好ましくは、2000〜60000である。
リグニン誘導体の重量平均分子量は、GPCを用い、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
The lignin derivative of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. When the lignin derivative has such a weight average molecular weight, it becomes more suitable as a cement admixture described later. The weight average molecular weight of the lignin derivative is more preferably 1500 to 80000, and still more preferably 2000 to 60000.
The weight average molecular weight of the lignin derivative can be measured by using GPC under the conditions described in Examples described later.

本発明のリグニン誘導体の原料となるリグニンは特に制限されず、針葉樹や広葉樹由来の木本系リグニンであってもよく、草本系リグニンであってもよい。また、蒸解方法も特に制限されず、アルカリ蒸解で得られるアルカリリグニン、クラフト蒸解で得られるクラフトリグニン、酢酸蒸解で得られる酢酸リグニン、サルファイト蒸解で得られるリグニンスルホン酸のいずれを用いてもよい。本発明のリグニン誘導体においては、リグニン由来の水酸基、スルホン酸基等の官能基を利用して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基を導入するのではなく、原料となるリグニン由来の官能基の種類や量に依存せず、上記アミノ基を導入することができるため、様々な蒸解方法により得られたリグニンを利用することができる。上記リグニン誘導体の原料となるリグニンとして好ましくは、アルカリリグニン、クラフトリグニン、酢酸リグニンである。 The lignin used as a raw material for the lignin derivative of the present invention is not particularly limited, and may be a woody lignin derived from coniferous trees or hardwoods, or may be a herbaceous lignin. The cooking method is not particularly limited, and any of alkaline lignin obtained by alkali cooking, kraft lignin obtained by kraft cooking, acetic acid lignin obtained by acetic acid cooking, and lignin sulfonic acid obtained by sulfite cooking may be used. . In the lignin derivative of the present invention, instead of introducing a (poly) alkylene glycol chain-containing amino group using a functional group such as a lignin-derived hydroxyl group or sulfonic acid group, the type of lignin-derived functional group used as a raw material Since the amino group can be introduced without depending on the amount, lignin obtained by various cooking methods can be used. The lignin used as the raw material for the lignin derivative is preferably alkaline lignin, kraft lignin, or acetic acid lignin.

本発明のリグニン誘導体の原料となるリグニンの重量平均分子量は特に限定されないが、例えば、重量平均分子量1000〜80000のリグニンを使用することが好ましい。より好ましくは、重量平均分子量1500〜60000のリグニンであり、更に好ましくは、重量平均分子量2000〜40000のリグニンである。
重量平均分子量は、GPC分析法を用い、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。
Although the weight average molecular weight of the lignin used as the raw material of the lignin derivative of this invention is not specifically limited, For example, it is preferable to use a lignin with a weight average molecular weight of 1000-80000. More preferred is a lignin having a weight average molecular weight of 1500 to 60000, and still more preferred is a lignin having a weight average molecular weight of 2000 to 40000.
The weight average molecular weight can be measured by the GPC analysis method under the conditions described in Examples described later.

本発明はまた、リグニン、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物及びアルデヒド化合物を原料として反応させて得られるリグニン誘導体でもある。
リグニン、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物及びアルデヒド化合物を原料として反応させることで、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが結合したリグニン誘導体を得ることができる。また、上記反応は、アルデヒド化合物を用いた縮合反応により、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とを結合させる反応であることが好ましい。このような反応で得られる、リグニンに対して(ポリ)アルキレングリコール鎖含有アミノ基が2価の連結基を介して結合した構造のリグニン誘導体は、上述したとおり、これまでに知られていない化合物である。
このような新しいリグニン誘導体を製造することができる方法、すなわち、リグニン、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物及びアルデヒド化合物を原料として用いてリグニン誘導体を製造する方法もまた、本発明の1つである。本発明の製造方法で製造されるリグニン誘導体の反応サイトの構造は、上記式(1)で表される構造であることが好ましい。
リグニン誘導体の製造方法に使用するリグニン、及び、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物は上述したものと同様であり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の好ましいものも上述したものと同様である。
The present invention is also a lignin derivative obtained by reacting lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, and an aldehyde compound as raw materials.
By reacting lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and an aldehyde compound as raw materials, lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain; A lignin derivative bound to can be obtained. In addition, the above reaction is preferably a reaction in which lignin and a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are combined by a condensation reaction using an aldehyde compound. A lignin derivative obtained by such a reaction and having a structure in which a (poly) alkylene glycol chain-containing amino group is bound to a lignin via a divalent linking group is a compound that has not been known so far, as described above. It is.
A method capable of producing such a new lignin derivative, that is, a method of producing a lignin derivative using lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and an aldehyde compound as raw materials, is also provided. It is one of the present inventions. The structure of the reaction site of the lignin derivative produced by the production method of the present invention is preferably a structure represented by the above formula (1).
The lignin and primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain used in the method for producing a lignin derivative are the same as those described above, and the primary or secondary amine having a (poly) alkylene glycol chain. Preferred compounds are the same as those described above.

上記アルデヒド化合物は、下記式(12);
15−CHO (12)
(式中、R15は水素原子又は1価の炭化水素基を表す。)で表されることが好ましい。アルデヒド化合物としてこのような構造の化合物を用いると、リグニン又は(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物に下記式(13);
The aldehyde compound is represented by the following formula (12);
R 15 —CHO (12)
(Wherein R 15 represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group). When a compound having such a structure is used as the aldehyde compound, a primary or secondary amine compound having a lignin or (poly) alkylene glycol chain is represented by the following formula (13);

Figure 2016121321
Figure 2016121321

(式中、R15は、式(12)のR15と同様である。)で表される基が導入された中間体を経て、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の炭化水素基を介して結合した構造を有するリグニン誘導体を製造することができる。
この場合、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とがR15より炭素数が1多い2価の炭化水素基を介して結合した構造を有するリグニン誘導体となる。
(Wherein, R 15 is the same as R 15 is of formula (12).) Through an intermediate group introduced represented by, primary or secondary with lignin and (poly) alkylene glycol chain A lignin derivative having a structure in which an amino group derived from an amine compound is bonded via a divalent hydrocarbon group can be produced.
In this case, a lignin derivative having a structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent hydrocarbon group having 1 more carbon than R 15 It becomes.

式(12)中、R15としては、水素原子又は炭素数1〜17の炭化水素基が好ましい、より好ましくは、水素原子又は炭素数1〜3の炭化水素基であり、特に好ましくは、水素原子である。水素原子である場合、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とがメチレン基を介して結合した構造のリグニン誘導体を製造することができる。
式(12)のR15が水素原子である場合、式(12)のアルデヒド化合物はホルムアルデヒドとなる。式(12)のR15が炭素数1〜3の炭化水素基である場合、式(12)のアルデヒド化合物は、それぞれアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブタナールとなる。
In the formula (12), R 15 is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 17 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably hydrogen. Is an atom. When it is a hydrogen atom, a lignin derivative having a structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a methylene group can be produced.
When R 15 in formula (12) is a hydrogen atom, the aldehyde compound in formula (12) is formaldehyde. When R 15 in Formula (12) is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, the aldehyde compound in Formula (12) is acetaldehyde, propionaldehyde, or butanal, respectively.

本発明のリグニン誘導体の製造方法としては、更に(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を製造する工程を含むことがより好ましい。
すなわち、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を製造する第1工程と、リグニン、上記第1工程により得られた(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物、及び、アルデヒド化合物を原料として用いてリグニン誘導体を製造する第2工程とを含むリグニン誘導体の製造方法もまた、本発明の1つである。
More preferably, the method for producing a lignin derivative of the present invention further comprises a step of producing a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain.
That is, a first step for producing a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, and lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain obtained by the first step. And the manufacturing method of a lignin derivative including the 2nd process of manufacturing a lignin derivative using an aldehyde compound as a raw material is also one of this invention.

上記第1工程は、特に制限されないが、アミン化合物とアルキレンオキシド又は(ポリ)アルキレングリコール類とを原料として用いて(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を製造する工程であることが好ましい。 The first step is not particularly limited, but is a step of producing a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain using an amine compound and an alkylene oxide or (poly) alkylene glycol as raw materials. It is preferable.

上記アミン化合物及び(ポリ)アルキレングリコール類は、特に制限されないが、具体例としては、上述の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の製造に用いられるアミン化合物及び(ポリ)アルキレングリコール類と同様である。
上記第1工程において、アミン化合物とアルキレンオキシドとを原料として用いて(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を製造する場合、アミン化合物としては、アミノアルコールが好ましい。
上記アミノアルコールとしては、上述のモノアルカノールアミン、ジアルカノールアミン、ジアミノアルカノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン及び化学式HO−C−NH−C−NH若しくはHO−C−(NHC)n−NHを満たす化合物が好ましい。
The amine compound and the (poly) alkylene glycol are not particularly limited, but specific examples include the amine compound and (poly) used for the production of the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain. The same as alkylene glycols.
In the first step, when a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is produced using an amine compound and an alkylene oxide as raw materials, the amine compound is preferably an amino alcohol.
Examples of the amino alcohol include the monoalkanolamine, dialkanolamine, diaminoalkanol, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, and the chemical formula HO—C 2 H 4 —NH—C 2 H 4 —NH 2 or HO—C. 2 H 4 - (NHC 2 H 4) compounds satisfying n-NH 2 are preferred.

上記第1工程において、アルキレンオキシドを原料として用いる場合、アルキレンオキシドの添加量は、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物におけるアルキレンオキシドの付加モル数に依存するが、アミン化合物100モル%に対して、100〜30000モル%であることが好ましい。 In the first step, when alkylene oxide is used as a raw material, the amount of alkylene oxide added depends on the number of moles of alkylene oxide added in the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, but is an amine compound. It is preferable that it is 100-30000 mol% with respect to 100 mol%.

上記第1工程において、上記アミン化合物としてアミノアルコールを用いる場合、水酸基をアルコレート基に変化させて、アルキレンオキシドと反応させることが好ましい。
上記水酸基をアルコレート基に変化させる反応は、塩基を用いて行うことが好ましい。
上記塩基としては、特に制限されないが、例えば、ジフェニルメタンのアルカリ金属塩、アルカリ金属の水素化物、アルカリ金属アミド又は微粉化したアルカリ金属、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金属のアルコレート等が挙げられる。上記塩基として好ましくはジフェニルメタンのアルカリ金属塩、アルカリ金属の水素化物、アルカリ金属アミド又は微粉化したアルカリ金属であり、より好ましくはジフェニルメチルカリウム、カリウムの水素化物、カリウムアミド、または微粉化したカリウムである。
In the first step, when an amino alcohol is used as the amine compound, the hydroxyl group is preferably changed to an alcoholate group and reacted with an alkylene oxide.
The reaction for changing the hydroxyl group to an alcoholate group is preferably performed using a base.
The base is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal salts of diphenylmethane, alkali metal hydrides, alkali metal amides or finely divided alkali metals, alkali metal hydroxides, alkali metal alcoholates, and the like. . The base is preferably an alkali metal salt of diphenylmethane, an alkali metal hydride, an alkali metal amide or a finely divided alkali metal, more preferably diphenylmethyl potassium, potassium hydride, potassium amide or finely divided potassium. is there.

上記第1工程において、アミン化合物とアルキレンオキシドとを原料として用いて反応させる場合、溶媒としては、特に制限されないが、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
上記第1工程において、アミン化合物として水酸基をアルコレート基に変化させたアミノアルコールを用いる場合、アミン化合物とアルキレンオキシドとの反応は、非プロトン性溶媒又は無水溶剤を用いて行うことが好ましい。より好ましくはテトラヒドロフラン、ジグリム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)、ジメチルスルホキシド又はヘキサメチルホスホルアミドである。
上記反応温度は、特に制限されないが、0〜200℃であることが好ましい。より好ましくは20〜120℃である。
In the first step, when the reaction is performed using an amine compound and an alkylene oxide as raw materials, the solvent is not particularly limited, and examples thereof include diethyl ether, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide and the like.
In the first step, when an amino alcohol having a hydroxyl group changed to an alcoholate group is used as the amine compound, the reaction between the amine compound and the alkylene oxide is preferably performed using an aprotic solvent or an anhydrous solvent. More preferred is tetrahydrofuran, diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), dimethyl sulfoxide or hexamethylphosphoramide.
The reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 0 to 200 ° C. More preferably, it is 20-120 degreeC.

上記第1工程において(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物として、上記式(5)で表される化合物を製造する場合、アミン化合物としては、アンモニアを用いることが好ましい。
上記(5)で表される化合物を製造する場合、上記(ポリ)アルキレングリコール類としては、アルコキシ(ポリ)アルキレングリコールが好ましい。上記アルキレン基の具体例及び好ましい例は、上述の式(4)におけるアルキレン基と同様である。
上記アルコキシ基としては、炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基であり、更に好ましくはメトキシ基である。
When producing the compound represented by the above formula (5) as the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain in the first step, it is preferable to use ammonia as the amine compound.
When producing the compound represented by (5) above, the (poly) alkylene glycols are preferably alkoxy (poly) alkylene glycols. Specific examples and preferred examples of the alkylene group are the same as the alkylene group in the above formula (4).
As said alkoxy group, a C1-C30 alkoxy group is preferable, More preferably, it is a C1-C4 alkoxy group, More preferably, it is a methoxy group.

上記第1工程においてアミン化合物としてアンモニアを用いる場合、(ポリ)アルキレングリコールとアンモニアとの反応に金属触媒を使用することが好ましい。
上記金属触媒としては、遷移金属であることが好ましく、より好ましくは、コバルトである。
上記反応におけるアンモニアの使用量は、特に制限されないが、アルコキシ(ポリ)アルキレングリコール100モル%に対して、100〜1000モル%であることが好ましい。
When ammonia is used as the amine compound in the first step, it is preferable to use a metal catalyst for the reaction between the (poly) alkylene glycol and ammonia.
The metal catalyst is preferably a transition metal, more preferably cobalt.
Although the usage-amount of ammonia in the said reaction is not restrict | limited in particular, It is preferable that it is 100-1000 mol% with respect to 100 mol% of alkoxy (poly) alkylene glycol.

上記反応における反応温度は、50〜250℃であることが好ましい。
上記反応における反応圧力は、1〜300バールであることが好ましい。
The reaction temperature in the above reaction is preferably 50 to 250 ° C.
The reaction pressure in the above reaction is preferably 1 to 300 bar.

上記第1工程において(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物として、上記式(8)で表される化合物を製造する場合、アミン化合物として炭素数1〜8のアミノアルカンチオール、(ポリ)アルキレングリコール類としてエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールを用いることが好ましい。アミノアルカンチオール及びエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールの具体例は上述の式(8)で表される化合物の製造におけるチオール基を有するアミン化合物とエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコール類と同様である。
上記アミノアルカンチオールとしては、システアミン、システインが好ましい。
上記エチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールとしては、上記式(10)で表される化合物であることが好ましい。より好ましくは上記式(10)におけるR12が炭素数1〜3のアルキル基、rが1である化合物であり、更に好ましくはメトキシ(ポリ)エチレングリコールアリルエーテルである。
When producing the compound represented by the above formula (8) as a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain in the first step, an aminoalkanethiol having 1 to 8 carbon atoms as the amine compound, It is preferable to use a (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group as the (poly) alkylene glycol. Specific examples of the (poly) alkylene glycol having an aminoalkanethiol and an ethylenically unsaturated group have an amine compound having a thiol group and an ethylenically unsaturated group in the production of the compound represented by the above formula (8) (poly ) Same as alkylene glycols.
As the aminoalkanethiol, cysteamine and cysteine are preferable.
The (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group is preferably a compound represented by the above formula (10). More preferred is a compound wherein R 12 in the above formula (10) is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and r is 1, and more preferred is methoxy (poly) ethylene glycol allyl ether.

上記エチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールの製造方法は、特に制限されないが、(ポリ)アルキレングリコールとアリルブロミド等のアリルハライドとを反応させて製造することが好ましい。上記反応のpHは特に制限されないが、塩基性条件下で反応を行うことが好ましく、アルカリ金属の水酸化物等の塩基を用いて反応系を塩基性とすることができる。 The method for producing the (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group is not particularly limited, but it is preferably produced by reacting (poly) alkylene glycol with an allyl halide such as allyl bromide. The pH of the reaction is not particularly limited, but the reaction is preferably performed under basic conditions, and the reaction system can be made basic using a base such as an alkali metal hydroxide.

上記アミノアルカンチオールとエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールとの反応におけるアミノアルカンチオールの使用量は、特に制限されないが、エチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコール100モル%に対して100〜5000モル%であることが好ましい。 The amount of aminoalkanethiol used in the reaction between the aminoalkanethiol and the (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group is not particularly limited, but is 100 mol% of the (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group. It is preferable that it is 100-5000 mol% with respect to it.

上記アミノアルカンチオールとエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールとの反応における溶媒としては、特に制限されないが、メタノール、エタノールが好ましい。
上記反応における反応温度は、特に制限されないが、5〜90℃であることが好ましい。
上記反応における反応時間は、特に制限されないが、1〜10時間であることが好ましい。
The solvent in the reaction between the aminoalkanethiol and the (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group is not particularly limited, but methanol and ethanol are preferable.
The reaction temperature in the above reaction is not particularly limited, but is preferably 5 to 90 ° C.
The reaction time in the above reaction is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 hours.

上記アミノアルカンチオールとエチレン性不飽和基を有する(ポリ)アルキレングリコールとの反応は、ラジカル開始剤の存在下で行うことが好ましい。
上記ラジカル開始剤としては、特に制限されないが、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等の光ラジカル開始剤が好ましい。このような光ラジカル開始剤を使用する場合、反応溶液に紫外線を照射して反応を行うことが好ましい。
The reaction between the aminoalkanethiol and the (poly) alkylene glycol having an ethylenically unsaturated group is preferably performed in the presence of a radical initiator.
The radical initiator is not particularly limited, but a photo radical initiator such as 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone is preferable. When using such a photoradical initiator, it is preferable to carry out the reaction by irradiating the reaction solution with ultraviolet rays.

本発明の製造方法における第2工程は、第1工程により得られた(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物、及び、アルデヒド化合物を原料として用いてリグニン誘導体を製造する工程であれば、特に制限されないが、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物とを反応させる工程と、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程とを含むことが好ましい。
このような2つの工程におけるアルデヒド化合物を用いた縮合反応により、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有するリグニン誘導体を製造することができる。
このように、2段階の工程を経てリグニン誘導体を製造することにより、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級若しくは2級アミン化合物(アミノ酸を除く)のリグニンへの導入効率をより向上させることができる。
このような製造方法は、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物(アミノ酸を除く)由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有するリグニン誘導体の好ましい製造方法である。
The second step in the production method of the present invention is a step of producing a lignin derivative using a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain obtained in the first step and an aldehyde compound as raw materials. If there is no particular limitation, a step of reacting a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and an aldehyde compound, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and an aldehyde It is preferable to include a step of reacting a reaction product of the compound with lignin.
A structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent linking group by a condensation reaction using an aldehyde compound in such two steps. A lignin derivative having can be produced.
Thus, the efficiency of introducing a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain (excluding amino acids) into lignin can be further improved by producing a lignin derivative through a two-step process. it can.
Such a production method comprises a lignin derivative having a structure in which a lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound (excluding amino acids) having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent linking group. Is a preferable production method.

本発明の製造方法の第2工程において、リグニン1000gに対して2価の連結基を介して結合させる(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の重量は、10〜100000gであることが好ましい。このような重量の(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を付加させることで、得られるリグニン誘導体が、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来の構造を有することの効果をより充分に発揮することができる。(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の重量は、より好ましくは、50〜50000gであり、更に好ましくは、100〜10000gであり、特に好ましくは250〜4000gであり、最も好ましくは400〜2500gである。 In the second step of the production method of the present invention, the weight of the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain bonded to 1000 g of lignin via a divalent linking group is 10 to 100,000 g. It is preferable. A structure derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is obtained by adding a primary or secondary amine compound having such a weight of a (poly) alkylene glycol chain. The effect of having can be more fully exhibited. The weight of the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is more preferably 50 to 50000 g, still more preferably 100 to 10000 g, particularly preferably 250 to 4000 g, most preferably. Is 400-2500 g.

上記第2工程における(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物とを反応させる工程(以下、工程aともいう。)において使用する(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物の量は、アルデヒド化合物100モル%に対して、10〜300モル%であることが好ましい。より好ましくは、50〜200モル%であり、更に好ましくは、80〜120モル%ある。 Primary having a (poly) alkylene glycol chain used in the step of reacting a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and an aldehyde compound in the second step (hereinafter also referred to as step a). Or it is preferable that the quantity of a secondary amine compound is 10-300 mol% with respect to 100 mol% of aldehyde compounds. More preferably, it is 50-200 mol%, More preferably, it is 80-120 mol%.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物とを反応させる工程に用いる溶媒は、反応が進行する限り特に制限されず、水の他、メタノール、プロパノール、エチレングリコール、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒も用いることができる。 The solvent used in the step of reacting the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain and the aldehyde compound is not particularly limited as long as the reaction proceeds. In addition to water, methanol, propanol, ethylene glycol, Organic solvents such as dioxane, ethyl acetate and dimethyl sulfoxide can also be used.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応は、反応が進行する限り酸性、塩基性のいずれの条件下で行ってもよいが、好ましくは塩基性条件下である。上記反応を塩基性条件下において行う場合、反応溶液のpHを8〜14として行うことが好ましい。より好ましくは、反応溶液のpHを9〜13として行うことである。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物が酸性の化合物である場合には、塩基性物質を用いてpHを調節することができる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物が塩基性の化合物である場合、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を添加することにより反応溶液のpHを塩基性領域とすることができるが、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物以外の塩基性物質を用いてpHを調節してもよい。上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物以外の塩基性物質としては、特に制限されないが、例えばナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。反応溶液のpHは、pHメーター(pHメーターD−51:堀場製作所製)により測定することができる。
The reaction between the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain and the aldehyde compound may be performed under either acidic or basic conditions as long as the reaction proceeds, preferably basic conditions. It is below. When performing the said reaction on basic conditions, it is preferable to carry out pH of the reaction solution as 8-14. More preferably, the reaction solution is adjusted to pH 9-13.
When the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is an acidic compound, the pH can be adjusted using a basic substance.
When the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is a basic compound, the pH of the reaction solution can be adjusted by adding the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain. The basic region can be used, but the pH may be adjusted by using a basic substance other than the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain. The basic substance other than the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain is not particularly limited, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as sodium. The pH of the reaction solution can be measured with a pH meter (pH meter D-51: manufactured by Horiba, Ltd.).

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物とを反応させる工程の反応温度は、10〜60℃であることが好ましい。より好ましくは、20〜50℃である。
また反応時間は、0.5〜10時間であることが好ましい。より好ましくは、1〜4時間である。
The reaction temperature in the step of reacting the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain with the aldehyde compound is preferably 10 to 60 ° C. More preferably, it is 20-50 degreeC.
The reaction time is preferably 0.5 to 10 hours. More preferably, it is 1 to 4 hours.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程(以下、工程bともいう。)において使用するリグニンは上述したものと同様である。
上記工程において使用する(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物の量は、リグニン1000gに対して、10〜100000gであることが好ましい。より好ましくは、50〜50000gであり、更に好ましくは、100〜10000gである。
The lignin used in the step of reacting a reaction product of a primary or secondary amine compound having an (poly) alkylene glycol chain with an aldehyde compound and lignin (hereinafter also referred to as step b) is the same as described above. It is.
The amount of the reaction product of the primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain and the aldehyde compound used in the above step is preferably 10 to 100,000 g with respect to 1000 g of lignin. More preferably, it is 50-50000g, More preferably, it is 100-10000g.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程に用いる溶媒は、反応が進行する限り特に制限されず、水の他、メタノール、プロパノール、エチレングリコール、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒も用いることができる。好ましくは、水である。 The solvent used in the step of reacting the reaction product of the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain with the aldehyde compound and lignin is not particularly limited as long as the reaction proceeds. Organic solvents such as methanol, propanol, ethylene glycol, dioxane, ethyl acetate and dimethyl sulfoxide can also be used. Preferably, it is water.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程は、反応が進行する限り酸性、塩基性のいずれの条件下で行ってもよいが、好ましくは塩基性条件下で行うことである。上記反応を塩基性条件下において行う場合、反応溶液のpHを8〜14として行うことが好ましい。より好ましくは、反応溶液のpHを9〜13として行うことである。また、反応後に必要に応じて反応溶液を中和する工程を含んでいてもよい。
反応溶液のpH調整剤としては、特に制限されないが、例えば、ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。好ましくは、水酸化ナトリウムである。
The step of reacting the reaction product of the primary or secondary amine compound having the (poly) alkylene glycol chain with the aldehyde compound and lignin is carried out under either acidic or basic conditions as long as the reaction proceeds. However, it is preferably performed under basic conditions. When performing the said reaction on basic conditions, it is preferable to carry out pH of the reaction solution as 8-14. More preferably, the reaction solution is adjusted to pH 9-13. Moreover, the process of neutralizing the reaction solution as needed after reaction may be included.
Although it does not restrict | limit especially as a pH adjuster of a reaction solution, For example, the hydroxide of alkali metals, such as sodium, etc. are mentioned. Sodium hydroxide is preferable.

上記(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物とアルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程の反応温度は、20〜120℃であることが好ましい。より好ましくは、50〜90℃である。
また反応時間は、0.5〜40時間であることが好ましい。より好ましくは1〜20時間である。
The reaction temperature in the step of reacting the reaction product of the primary or secondary amine compound having an (poly) alkylene glycol chain with an aldehyde compound and lignin is preferably 20 to 120 ° C. More preferably, it is 50-90 degreeC.
The reaction time is preferably 0.5 to 40 hours. More preferably, it is 1 to 20 hours.

本発明のリグニン誘導体は、リグニン由来の構造と、アミノ基と、(ポリ)アルキレングリコール鎖とを有することにより、セメント組成物に添加することでセメント組成物の流動性を高めることができ、セメント混和剤として好適に用いることができる。このような、本発明のリグニン誘導体を含むセメント混和剤もまた、本発明の1つであり、該セメント混和剤とセメントとを含むことを特徴とするセメント組成物もまた、本発明の1つである。
リグニン系セメント混和剤を用いた場合、セメント組成物中の連行空気量が多いことが問題点として挙げられる。それに対し、本発明のリグニン誘導体は、アミノ基と(ポリ)アルキレングリコール鎖とを有することによりリグニンの親水性が向上し、連行空気量を低減することができる。
The lignin derivative of the present invention has a lignin-derived structure, an amino group, and a (poly) alkylene glycol chain, and can be added to the cement composition to increase the fluidity of the cement composition. It can be suitably used as an admixture. Such a cement admixture containing the lignin derivative of the present invention is also one aspect of the present invention, and a cement composition comprising the cement admixture and cement is also one aspect of the present invention. It is.
When a lignin cement admixture is used, the problem is that the amount of entrained air in the cement composition is large. On the other hand, the lignin derivative of the present invention has an amino group and a (poly) alkylene glycol chain, whereby the hydrophilicity of lignin is improved and the amount of entrained air can be reduced.

上記セメント組成物としては、セメント、水、細骨材、粗骨材等を含むものが好適であり、セメントとしては、ポルトランドセメント(普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、及びそれぞれの低アルカリ形);各種混合セメント(高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント);白色ポルトランドセメント;アルミナセメント;超速硬セメント(1クリンカー速硬性セメント、2クリンカー速硬性セメント、リン酸マグネシウムセメント);グラウト用セメント;油井セメント;低発熱セメント(低発熱型高炉セメント、フライアッシュ混合低発熱型高炉セメント、ビーライト高含有セメント);超高強度セメント;セメント系固化材;エコセメント(都市ごみ焼却灰、下水汚泥焼却灰の1種以上を原料として製造されたセメント)等の他、これらに高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石灰石粉末等の微粉体や石膏を添加したもの等が挙げられる。
上記骨材としては、砂利、砕石、水砕スラグ、再生骨材等以外に、珪石質、粘土質、ジルコン質、ハイアルミナ質、炭化珪素質、黒鉛質、クロム質、クロマグ質、マグネシア質等の耐火骨材等が挙げられる。
As the above-mentioned cement composition, those containing cement, water, fine aggregate, coarse aggregate and the like are suitable. As the cement, Portland cement (ordinary, early strength, very early strength, moderate heat, sulfate resistance, Various mixed cements (blast furnace cement, silica cement, fly ash cement); white Portland cement; alumina cement; super fast cement (1 clinker fast cement, 2 clinker fast cement, magnesium phosphate cement) ); Grout cement; oil well cement; low exothermic cement (low exothermic blast furnace cement, fly ash mixed low exothermic blast furnace cement, high content of belite); ultra high strength cement; cement-based solidified material; Cement produced from one or more of incineration ash and sewage sludge incineration ash G) other such, these blast furnace slag, fly ash, cinder ash, clinker ash, husk ash, silica fume, silica powder, and a film obtained by adding a fine powder and gypsum limestone powder.
As the above aggregate, in addition to gravel, crushed stone, granulated slag, recycled aggregate, etc., siliceous, clay, zircon, high alumina, silicon carbide, graphite, chrome, chromic, magnesia, etc. Refractory aggregate and the like.

上記セメント組成物の1mあたりの単位水量、セメント使用量及び水/セメント比(質量比)としては、例えば、単位水量100〜185kg/m、使用セメント量200〜800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.1〜0.7とすることが好適である。より好ましくは、単位水量120〜175kg/m、使用セメント量250〜800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.2〜0.65とすることである。 Examples of the unit water amount per 1 m 3 of the cement composition, the cement use amount, and the water / cement ratio (mass ratio) include, for example, a unit water amount of 100 to 185 kg / m 3 , a use cement amount of 200 to 800 kg / m 3 , and a water / cement ratio. Cement ratio (mass ratio) is preferably 0.1 to 0.7. More preferably, the unit water amount is 120 to 175 kg / m 3 , the cement amount used is 250 to 800 kg / m 3 , and the water / cement ratio (mass ratio) is 0.2 to 0.65.

本発明のセメント混和剤をセメント組成物に使用する場合、その配合割合としては、本発明のセメント混和剤の必須成分であるリグニン誘導体が、固形分換算で、セメント質量の全量100質量%に対して、0.01〜10質量%となるように設定することが好ましい。0.01質量%未満では性能的に充分とはならないおそれがあり、逆に10質量%を超えると、その効果は実質上頭打ちとなり経済性の面からも不利となるおそれがある。より好ましくは0.02〜8質量%であり、更に好ましくは0.05〜6質量%である。 When the cement admixture of the present invention is used in a cement composition, the lignin derivative, which is an essential component of the cement admixture of the present invention, is used as a blending ratio with respect to the total amount of cement mass of 100% by mass in terms of solid content. Therefore, it is preferable to set it to be 0.01 to 10% by mass. If it is less than 0.01% by mass, the performance may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 10% by mass, the effect will substantially reach its peak, which may be disadvantageous in terms of economy. More preferably, it is 0.02-8 mass%, More preferably, it is 0.05-6 mass%.

本発明のリグニン誘導体は、上述の構成よりなり、リグニンに対して(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基が結合した、新たな構造のリグニン誘導体であり、セメント混和剤として好適に用いることができる。 The lignin derivative of the present invention is a lignin derivative having a new structure in which an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain is bonded to lignin. It can be suitably used as an admixture.

実施例1で得られたリグニン誘導体1のキャピラリー電気泳動の結果を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of capillary electrophoresis of lignin derivative 1 obtained in Example 1.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “mass%”.

<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)>
リグニン誘導体の重量平均分子量は、以下の測定方法により測定した。
装置:Waters Alliance 2695(Waters社製)
解析ソフト:Empowerプロフェッショナル+GPCオプション(Waters社製)
カラム:TSKgel ガードカラムα(内径6.0×40mm)+α5000+α4000+α3000(各内径7.8×長さ300mm)(東ソー社製)
カラム温度:40℃
溶媒:100mMホウ酸水溶液14371gに水酸化ナトリウム29gとアセトニトリル3600gを混合した溶液
流速:1.0ml/min
試料導入量:100μl
試料濃度:0.5質量%
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters社製、Waters 2414)
較正曲線:標準物質として東ソー社製ポリエチレングリコール(Mp=300000、200000、107000、50000、27700、11840、6450、1470、1010、400)を使用し、Mpと溶出時間を基礎に3次式で作成
<Gel permeation chromatography (GPC)>
The weight average molecular weight of the lignin derivative was measured by the following measuring method.
Apparatus: Waters Alliance 2695 (manufactured by Waters)
Analysis software: Empower Professional + GPC option (manufactured by Waters)
Column: TSKgel guard column α (inner diameter 6.0 × 40 mm) + α5000 + α4000 + α3000 (each inner diameter 7.8 × length 300 mm) (manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: Solution of 29 g of sodium hydroxide and 3600 g of acetonitrile mixed with 14371 g of 100 mM boric acid aqueous solution Flow rate: 1.0 ml / min
Sample introduction amount: 100 μl
Sample concentration: 0.5% by mass
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414, manufactured by Waters)
Calibration curve: Tosoh's polyethylene glycol (Mp = 300000, 200000, 107000, 50000, 27700, 11840, 6450, 1470, 1010, 400) is used as a standard substance, and a cubic equation is created based on Mp and elution time.

<キャピラリー電気泳動>
得られたリグニン誘導体の電荷特性は、以下の測定方法により測定した。
装置:P/ACE システムMDQ(ベックマン・コールター社製)
解析ソフト:32Karat(ベックマン・コールター社製)
カラム:フューズドシリカキャピラリーカラム P/N=338454(内径75μm×長さ50cm)(ベックマン・コールター社製)
カラム温度:25℃
電圧:20kV
溶媒:50mMホウ酸水溶液
試料濃度:2質量%
検出器:UV、Hgランプ210nm
<Capillary electrophoresis>
The charge characteristics of the obtained lignin derivative were measured by the following measuring method.
Equipment: P / ACE system MDQ (manufactured by Beckman Coulter)
Analysis software: 32 Karat (Beckman Coulter)
Column: Fused silica capillary column P / N = 338454 (inner diameter 75 μm × length 50 cm) (manufactured by Beckman Coulter)
Column temperature: 25 ° C
Voltage: 20kV
Solvent: 50 mM boric acid aqueous solution Sample concentration: 2% by mass
Detector: UV, Hg lamp 210nm

<高速液体クロマトグラフィー(LC)>
反応原料として用いたアミン化合物の残存量の確認は、以下の測定方法により測定した。
装置:Waters Alliance 2695(Waters社製)
解析ソフト:Empowerプロフェッショナル(Waters社製)
カラム:CAPCELL PAK SCX UG80 5μm(内径4.6mm×長さ250mm、資生堂社製)
カラム温度:40℃
溶媒:100mMリン酸水溶液にリン酸二水素ナトリウム二水和物156gを溶解させた溶液
流速:1.0ml/min
試料導入量:100μl
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414)
<High performance liquid chromatography (LC)>
Confirmation of the residual amount of the amine compound used as a reaction raw material was measured by the following measuring method.
Apparatus: Waters Alliance 2695 (manufactured by Waters)
Analysis software: Empower Professional (manufactured by Waters)
Column: CAPCELL PAK SCX UG80 5 μm (inner diameter 4.6 mm × length 250 mm, manufactured by Shiseido Co., Ltd.)
Column temperature: 40 ° C
Solvent: 156 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate dissolved in 100 mM phosphoric acid aqueous solution Flow rate: 1.0 ml / min
Sample introduction amount: 100 μl
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414)

<実施例1>
(工程a)
ジェファーミンM−1000を145.6g、脱イオン水を69.0gセパラブルフラスコへ仕込み、セパラブルフラスコを40℃に昇温し、撹拌しながら37%ホルムアルデヒド水溶液11.8gと脱イオン水23.6gとの混合液を1時間かけて滴下した。反応系のpHは11.3であった。滴下終了後、40℃でさらに1時間撹拌し、ジェファーミンM−1000のメチロール化物(PAG鎖含有アミン化合物)を得た。
(工程b)
次に、クラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)9.0g、脱イオン水68.1g、30%NaOH水溶液2.6g及び工程aで得られた、ジェファーミンM−1000のメチロール化物の溶液10.3gをセパラブルフラスコへ仕込み、セパラブルフラスコを70℃に昇温し、6時間撹拌した。反応系のpHは11.0であった。その後、冷却し、本発明のリグニン誘導体1を得た。
リグニン誘導体1の重量平均分子量は18900であった。リグニン誘導体1のキャピラリー電気泳動の結果を図1に示す。図1には、得られたリグニン誘導体1の他、リグニンの電気泳動の結果も示した。チオ尿素は電荷のない基準物質である。電気泳動測定で保持時間が長いほど陰イオン性が高いことを意味する。得られた生成物は反応前のリグニンよりも陰イオン性が低い側へシフトしており、この結果から、電荷のないジェファーミンM−1000がリグニンに付加していることが確認された。LC測定から求めた、ジェファーミンM−1000のメチロール化物の消費率は96%であった。
<Example 1>
(Process a)
Charge 145.6 g of Jeffamine M-1000 and 69.0 g of deionized water to a separable flask, heat the separable flask to 40 ° C., and stir it with 11.8 g of 37% formaldehyde aqueous solution and 23. deionized water. The liquid mixture with 6g was dripped over 1 hour. The pH of the reaction system was 11.3. After completion of the dropping, the mixture was further stirred at 40 ° C. for 1 hour to obtain a methylolated product (PAG chain-containing amine compound) of Jeffamine M-1000.
(Process b)
Next, 9.0 g of kraft lignin (weight average molecular weight 17700, manufactured by ALDRICH), 68.1 g of deionized water, 2.6 g of 30% NaOH aqueous solution, and a solution of the methylolated product of Jeffamine M-1000 obtained in step a. 10.3 g was charged into a separable flask, and the separable flask was heated to 70 ° C. and stirred for 6 hours. The pH of the reaction system was 11.0. Then, it cooled and obtained the lignin derivative 1 of this invention.
The weight average molecular weight of the lignin derivative 1 was 18900. The result of capillary electrophoresis of lignin derivative 1 is shown in FIG. In addition to the obtained lignin derivative 1, FIG. 1 also shows the results of electrophoresis of lignin. Thiourea is an uncharged reference material. It means that anionic property is so high that holding time is long by electrophoresis measurement. The obtained product was shifted to a side having a lower anionic property than the lignin before the reaction, and from this result, it was confirmed that Jeffamine M-1000 having no charge was added to the lignin. The consumption rate of the methylolated product of Jeffamine M-1000 determined from LC measurement was 96%.

<実施例2〜4>
各原料の仕込み量を表1のとおりに変更した以外は実施例1と同様の処方により実施例2〜4のリグニン誘導体2〜4を製造した。
<Examples 2 to 4>
Except having changed the preparation amount of each raw material as shown in Table 1, the lignin derivatives 2-4 of Examples 2-4 were manufactured by the prescription similar to Example 1. FIG.

Figure 2016121321
Figure 2016121321

<製造例1:ポリアルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物の製造>
10%ポリエチレングリコールメチルエーテルトルエン溶液(エチレンオキシドの平均付加モル数:80)100gに水酸化カリウム1.6gを混合し、2時間還流した。得られた溶液を50℃まで冷却し、アリルブロミド3.4gをゆっくりと添加し、攪拌させながら一晩反応させた。得られた溶液をセライトろ過し、その後セライトをジクロロメタン(DCM)で洗浄し、溶媒を減圧して除去した。得られた残渣をDCMで再度溶解させた。得られた溶液にエーテル/ヘキサン(1:1v/v)混合溶媒を液滴添加することによりメトキシポリエチレングリコールアリルエーテル(以下、MeO−PEG−Allylともいう。)が析出した。減圧乾燥を行い、白色固体のMeO−PEG−Allylを得た。
MeO−PEG−Allyl7gをメタノール35mLに溶解させ、システアミン塩酸塩8.9gと2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(DMPA)0.1gを添加した。溶液に15分間窒素パージを行い、365nmの紫外線を2時間照射した。その後溶液を蒸発乾固させ、粗混合物を1N水酸化ナトリウムに溶解させた。この水層をDCMで3回抽出した後、有機層をセライトろ過し、減圧蒸発を行った。得られた残渣をDCMで再度溶解させ、エーテル/ヘキサン(1:1v/v)混合溶媒を液滴添加することにより白色のポリアルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物が析出した。析出したポリアルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物をろ過し、エーテルで洗浄した後、ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥を行った。得られたポリエチレングリコール鎖を有する1級アミン化合物の重量平均分子量は、3600であった。
<Production Example 1: Production of primary amine compound having polyalkylene glycol chain>
1.6 g of potassium hydroxide was mixed with 100 g of a 10% polyethylene glycol methyl ether toluene solution (average added mole number of ethylene oxide: 80), and the mixture was refluxed for 2 hours. The resulting solution was cooled to 50 ° C., 3.4 g of allyl bromide was slowly added, and the mixture was allowed to react overnight with stirring. The resulting solution was filtered through celite, after which the celite was washed with dichloromethane (DCM) and the solvent was removed under reduced pressure. The resulting residue was redissolved with DCM. Methoxypolyethyleneglycol allyl ether (hereinafter also referred to as MeO-PEG-Allyl) was precipitated by adding dropwise an ether / hexane (1: 1 v / v) mixed solvent to the resulting solution. Drying under reduced pressure gave MeO-PEG-Allyl as a white solid.
7 g of MeO-PEG-Allyl was dissolved in 35 mL of methanol, and 8.9 g of cysteamine hydrochloride and 0.1 g of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA) were added. The solution was purged with nitrogen for 15 minutes and irradiated with 365 nm UV light for 2 hours. The solution was then evaporated to dryness and the crude mixture was dissolved in 1N sodium hydroxide. The aqueous layer was extracted 3 times with DCM, and then the organic layer was filtered through Celite and evaporated under reduced pressure. The obtained residue was redissolved with DCM, and a mixed solvent of ether / hexane (1: 1 v / v) was added dropwise to precipitate a primary amine compound having a white polyalkylene glycol chain. The precipitated primary amine compound having a polyalkylene glycol chain was filtered, washed with ether, then washed with hexane, and dried under reduced pressure. The weight average molecular weight of the obtained primary amine compound having a polyethylene glycol chain was 3600.

<実施例5>
クラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)7.5g、脱イオン水34.4g、30%NaOH水溶液2.6g、37%ホルムアルデヒド水溶液0.5g及び製造例1で得られたポリエチレングリコール鎖を有する1級アミン化合物5.0gをセパラブルフラスコへ仕込み、セパラブルフラスコを40℃に昇温し、6時間撹拌した。反応系のpHは11.5であった。その後、冷却し、リグニン誘導体5を得た。得られた生成物(リグニン誘導体5)の重量平均分子量は22800であった。
<Example 5>
Kraft lignin (weight average molecular weight 17700, manufactured by ALDRICH) 7.5 g, deionized water 34.4 g, 30% NaOH aqueous solution 2.6 g, 37% formaldehyde aqueous solution 0.5 g and the polyethylene glycol chain obtained in Production Example 1 A primary amine compound (5.0 g) was charged into a separable flask, and the separable flask was heated to 40 ° C. and stirred for 6 hours. The pH of the reaction system was 11.5. Then, it cooled and the lignin derivative 5 was obtained. The obtained product (lignin derivative 5) had a weight average molecular weight of 22,800.

<比較例1>
実施例1〜5で使用したリグニンと同様のリグニンを比較例1のリグニンとした。
<Comparative Example 1>
The lignin similar to the lignin used in Examples 1 to 5 was used as the lignin of Comparative Example 1.

実施例1〜4で製造したリグニン誘導体及び比較例1のリグニンについて、以下の方法によりモルタル試験を行った。結果を表2に示す。 A mortar test was conducted on the lignin derivatives produced in Examples 1 to 4 and the lignin of Comparative Example 1 by the following method. The results are shown in Table 2.

<モルタル試験>
モルタル試験は、温度が20℃±1℃、相対湿度が60%±15%の環境下で行った。
モルタル配合は、C/S/W=500/1350/250(g)とした。
ただし、
C:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
S:セメント強さ試験用標準砂(セメント協会製)
W:試料と消泡剤のイオン交換水溶液
とし、Wについては消泡剤MA−404(BASFジャパン社製)を各試料の固形分に対して40質量%加え、更にイオン交換水を加えて所定量とし、充分に均一溶解させた。表2において、各試料の添加量は、セメント質量に対する各試料の固形分の質量%で表されている。
モルタルの調製はJIS−R5201−1997に準拠して次のように行った。ホバート型ミキサー(型番N−50;ホバート社製)を用い、C、Wを投入し、1速で30秒間混練した。更に1速で混練しながら、Sを30秒かけて投入した。
S投入終了後、2速で30秒間混練した後、ミキサーを停止し、15秒間モルタルの掻き落としを行い、その後、75秒間静置した。75秒間静置後、更に2速で60秒間混練を行い、モルタルを調製した。
得られたモルタルを混練容器からポリエチレン製1L容器に移し、スパチュラで左右各10回かき混ぜた後、直ちにフロー測定板(30cm×30cm)に置かれたミニスランプコーン(JISマイクロコンクリートスランプコーン、上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mm)に半量詰めて15回突き棒で突き、更にモルタルをミニスランプコーンのすりきりいっぱいまで詰めて15回突き棒で突き、最後に不足分を補い、ミニスランプコーンの表面をならした。その後、最初にミキサーを始動させてから5分30秒後にミニスランプコーンを垂直に引き上げ、広がったモルタルの直径(最も長い部分の直径(長径)及び前記長径に対して90度をなす部分の直径)を2箇所測定し、その平均値をモルタルフロー値とした。なお、モルタルフロー値は、数値が大きいほど分散性能が優れていることを示す。
<Mortar test>
The mortar test was performed in an environment where the temperature was 20 ° C. ± 1 ° C. and the relative humidity was 60% ± 15%.
The mortar formulation was C / S / W = 500/1350/250 (g).
However,
C: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
S: Standard sand for cement strength test (Cement Association)
W: An ion exchange aqueous solution of a sample and an antifoaming agent. For W, an antifoaming agent MA-404 (manufactured by BASF Japan) is added in an amount of 40% by mass based on the solid content of each sample, and ion exchange water is further added The amount was fixed and dissolved sufficiently uniformly. In Table 2, the addition amount of each sample is represented by mass% of the solid content of each sample with respect to the cement mass.
The mortar was prepared as follows in accordance with JIS-R5201-1997. Using a Hobart mixer (model number N-50; manufactured by Hobart), C and W were added and kneaded at a first speed for 30 seconds. Further, S was added over 30 seconds while kneading at a first speed.
After the completion of S addition, after kneading for 30 seconds at the second speed, the mixer was stopped, the mortar was scraped off for 15 seconds, and then allowed to stand for 75 seconds. The mixture was allowed to stand for 75 seconds and then kneaded at a second speed for 60 seconds to prepare mortar.
The obtained mortar was transferred from a kneading container to a polyethylene 1L container, and after stirring 10 times each left and right with a spatula, immediately followed by a mini slump cone (JIS micro concrete slump cone, top inner diameter). 50mm, inner diameter 100mm, height 150mm), squeezed 15 times with butt stick, mortar filled to the full size of mini slump cone, struck with 15 butt stick, finally compensated for shortage, mini slump cone Leveled the surface. Then, 5 minutes and 30 seconds after starting the mixer for the first time, the mini slump cone was pulled up vertically, and the diameter of the expanded mortar (the diameter of the longest part (major axis) and the diameter of the part forming 90 degrees with respect to the major axis) ) Was measured at two locations, and the average value was taken as the mortar flow value. In addition, a mortar flow value shows that dispersion performance is excellent, so that a numerical value is large.

<モルタル空気量の測定>
上記モルタル空気量(初期空気量)の測定は、JIS−A−1128(2005年改正)の方法により行った。モルタルを500mLのガラス製メスシリンダーに約200mL詰め、径8mmの丸棒で突き、手で軽く振動させて粗い気泡を抜いた。更にモルタルを約200mL加えて同様に気泡を抜いた後、モルタルの体積と質量を測り、各材料の密度から空気量を計算した。
<Measurement of mortar air volume>
The mortar air amount (initial air amount) was measured by the method of JIS-A-1128 (revised in 2005). About 200 mL of mortar was packed in a 500 mL glass graduated cylinder, struck with a round bar having a diameter of 8 mm, and gently bubbled by hand to remove coarse bubbles. Further, about 200 mL of mortar was added and air bubbles were similarly removed. Then, the volume and mass of the mortar were measured, and the amount of air was calculated from the density of each material.

Figure 2016121321
Figure 2016121321

実施例1〜4は、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基を有しないリグニンの比較例1よりも、モルタルフロー値が大きい。したがって、リグニン誘導体5についても、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級アミン化合物由来のアミノ基を有するため、モルタル試験において優れた分散性能の発現が期待される。 Examples 1-4 have a larger mortar flow value than Comparative Example 1 of lignin having no amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain. Therefore, since the lignin derivative 5 also has an amino group derived from a primary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, it is expected to exhibit excellent dispersion performance in a mortar test.

Claims (7)

リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有することを特徴とするリグニン誘導体。 A lignin derivative having a structure in which lignin and an amino group derived from a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain are bonded via a divalent linking group. 前記2価の連結基は、2価の炭化水素基であることを特徴とする請求項1に記載のリグニン誘導体。 The lignin derivative according to claim 1, wherein the divalent linking group is a divalent hydrocarbon group. リグニン、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物及びアルデヒド化合物を原料として反応させて得られることを特徴とするリグニン誘導体。 A lignin derivative obtained by reacting lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain, and an aldehyde compound as raw materials. 請求項1〜3のいずれかに記載のリグニン誘導体を含むことを特徴とするセメント混和剤。 A cement admixture comprising the lignin derivative according to any one of claims 1 to 3. 請求項4に記載のセメント混和剤とセメントとを含むことを特徴とするセメント組成物。 A cement composition comprising the cement admixture according to claim 4 and cement. リグニン、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物及びアルデヒド化合物を原料として用いてリグニン誘導体を製造することを特徴とするリグニン誘導体の製造方法。 A method for producing a lignin derivative, comprising producing a lignin derivative using lignin, a primary or secondary amine compound having an (poly) alkylene glycol chain, and an aldehyde compound as raw materials. リグニン誘導体を製造する方法であって、
該製造方法は、(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物を製造する第1工程と、
リグニン、該第1工程により得られた(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物、及び、アルデヒド化合物を原料として用いてリグニン誘導体を製造する第2工程とを含むことを特徴とするリグニン誘導体の製造方法。


A method for producing a lignin derivative comprising:
The production method includes a first step of producing a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain;
A lignin, a primary or secondary amine compound having a (poly) alkylene glycol chain obtained in the first step, and a second step of producing a lignin derivative using an aldehyde compound as a raw material. A method for producing a lignin derivative.


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