JP3062774B2 - グリコシド脂肪酸エステル及びその製造方法 - Google Patents

グリコシド脂肪酸エステル及びその製造方法

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JP3062774B2 JP4017930A JP1793092A JP3062774B2 JP 3062774 B2 JP3062774 B2 JP 3062774B2 JP 4017930 A JP4017930 A JP 4017930A JP 1793092 A JP1793092 A JP 1793092A JP 3062774 B2 JP3062774 B2 JP 3062774B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なグリコシド脂肪
酸エステル及びその製造方法に関し、特に、トイレタリ
ー(洗面用化粧品)の分野等に用いられる非イオン界面
活性剤として有用なもので有る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トイレ
タリー分野等に使用される界面活性剤としては、陰イオ
ン界面活性剤に比して、手、肌に対する刺激性の少な
い、いわゆるマイルドな非イオン界面活性剤が望まし
い。ところが、ポリオキシエチレンアルキルエーテルに
代表される汎用の非イオン界面活性剤は、一般的に陰イ
オン界面活性剤に比べ、起泡力・洗浄力等において劣
る。
【0003】このため、汎用の非イオン界面活性剤に比
して、起泡力・泡安定性に優るグリコシド脂肪酸エステ
ルからなる非イオン界面活性剤が種々提案されている。
【0004】例えば、特開昭49−87623号公報に
おいて、下記構成のアルキル・ポリグリコシドの脂肪酸
エステルの製造方法が提案されている。
【0005】「(a) アルキル・ポリグリコシドと脂肪酸
又はその誘導体とをアルキル・ポリグリコシド中の単糖
類モル当たり脂肪酸0.2 ないし3.0 molが使用される量
で一緒にし、次いで(b) 得られた混合物をアルカリ性触
媒の存在下に加熱することを特徴とする。」また、「Th
e Journal of The American Oil Chemist' Society vo
l40 ( Feb.1963)」76〜78頁、において、グリコシ
ドのエチレンオキサイド(EO)・プロピレンオキサイ
ド(PO)ポリ付加体(付加数:15〜20)のグリコ
シド脂肪酸エステルが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各グリコ
シド脂肪酸エステルは、本発明者らが、試験検討した結
果、いずれも、まだ、起泡力・泡安定性において、市場
要求値を満足しがたいことが分かった。
【0007】本発明の目的は、上記にかんがみて、製法
が簡便で、しかも、非イオン界面活性剤として使用した
場合、起泡力・泡安定性において市場要求値を満足させ
ることのできるグリコシド脂肪酸エステルを提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記にかん
がみて、従来知られている界面活性剤の製造上、性能上
の欠点を改良し、トイレタリー分野等で有用な界面活性
剤を提供せんと鋭意研究を重ねた結果、特定のグリコシ
ド脂肪酸エステルが優れた起泡力・泡安定性を示すこと
を見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】(1) 請求項1に記載のグリコシド脂肪酸エ
ステルは、一般式(a) で表わされることを特徴とする。
【0010】Gn −A−R1 (a) ここで、 Gn :炭素数5〜6の単糖を単位とする還元糖に由来す
る糖残基(但し、糖単位数n=1〜20の整数)。
【0011】A:Gn とヘミアセタール結合をしている
式−O−R2 −O−又は−O[R 3 O]m −で示される
基(但し、R2 =炭素数4〜8のアルキレン基、R3
炭素数2〜3のアルキレン基、m=1〜5の整数)。
【0012】R1 :Aとエステル結合をしている炭素数
6〜22のアシル基。
【0013】(2) 請求項2のグリコシド脂肪酸エステル
の製造方法は、請求項1に記載のグリコシド脂肪酸エス
テルを製造する方法であって、下記第一・第二工程から
なることを特徴とする。
【0014】(i) 糖類とA基を有するジオールとを、酸
触媒存在・加熱下で反応させてヒドロキシアルキル−O
−グリコシドを生成させる第一工程、及び、(ii)第一工
程で製造したグリコシドと脂肪酸アルキルエステルと
を、アルカリ触媒存在・加熱下でエステル交換反応させ
る第二工程。
【0015】
【手段の詳細な説明】
A.本発明の新規なグリコシド脂肪酸エステルについて
詳説する。
【0016】(1) グリコシドの糖成分を示すGn は、炭
素数5〜6の単糖を単位とする還元糖に由来する糖残基
で、糖単位数を示すn=1〜20(好ましくは、n=1
〜5)とする。nが20を越えると、対応する脂肪酸の
炭素数かかわらず、所望の界面活性能を得ることができ
ない。
【0017】糖類として、具体的には、グルコース、フ
ラクトース、キシロースなどの単糖、マルトース、ラク
トース、水飴などのオリゴ糖、澱粉、キシランなどの多
糖から誘導される糖残基を挙げることができる。
【0018】(2) Gn とヘミアセタール結合をしている
Aは、式−O−R2 −O−又は−O[R3 O]m −で示
される基(但し、R2 =炭素数4〜8のアルキレン基、
3=炭素数2〜3のアルキレン基、m=1〜5の整
数)とする。望ましくは、R2=炭素数4〜6のアルキ
レン基、m=2〜3の整数である。
【0019】ここで、これらエーテル(R2 )中の炭素
数またはポリエーテル中のmが過多であると、第一工程
で製造した反応液から未反応ジオールを除く必要性のあ
る場合、ジオールの除去が困難となる。また、ポリエー
テル中のmが1の場合、第二工程でのエステル交換反応
の反応性が著しく低下する。
【0020】(3) アシル基を示すR1 は、炭素数6〜2
2(好ましくは、10〜18)のものとする。
【0021】具体的には、オクタン酸、デカン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
アラキン酸(以上飽和脂肪酸)、オレイン酸、リノール
酸、リノレン酸(以上、不飽和脂肪酸)等の高級脂肪酸
から誘導されるアシル基を挙げることができる。
【0022】B.次に、上記グリコシド脂肪酸エステル
の製造方法について詳説する。
【0023】(1)第一工程は、糖類とA基を有するジ
オールとを、酸触媒存在・加熱下で反応させてヒドロキ
シアルキル−O−グリコシド(以下「ヒドロキシグリコ
シド」という。)を生成させる。
【0024】上記糖類としては、前記A.(1) に例示
した単糖・オリゴ糖・多糖を使用可能である。
【0025】−O−R2 −O−(R2 =炭素数4〜8
のアルキレン基)で示されるA基に対応するジオールと
しては、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタン
ジオールなどを使用可能である。
【0026】また、−O[R3 O]m −(R3 =炭素数
2〜3のアルキレン基、m=1〜5の整数)で示される
A基に対応するジオールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコール、
1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオー
ル、ジプロピレングリコールなどを使用可能である。こ
れらのジオールは、糖類に対して 0.5〜20 molの範囲
で使用される。 0.5mol未満では、生成物が著しく高粘
性となり、また、20 molを越えると、大過剰の未反応
ジオールが生成物中に残存して効率的でない。
【0027】酸触媒としては、糖類とアルコールから
グリコシドを生成する反応の触媒作用を持つものであれ
ばいずれでも良く、例えば硫酸、p−トルエンスルホン
酸、リン酸、などが使用できる。酸触媒は、反応系全体
量の0.0001〜0.5 wt%(望ましくは 0.005〜 0.1wt%)
の範囲で使用する。
【0028】反応は、通常、反応は70℃以上の加熱
下で実施するが、好適には90〜120℃の範囲であ
る。反応中に生成する水は、反応進行中に減圧蒸留、あ
るいは還流時、水分離器を設置し分離するなどの方法に
より除去しても良い。還流する場合は、ヘキサン、トル
エン等炭化水素系溶媒が使用できる。本反応の終点は、
未反応原料糖含量によって判定でき、通常原料糖が10
wt%未満になった時点で(好ましくは5wt%未満)反応
終了とし、中和を行なう。糖含量は、たとえば高速液体
クロマトグラフィー(HPLC)によって測定できる。
【0029】(2) 第二工程は、第一工程で製造したヒド
ロキシグリコシドと脂肪酸アルキルエステルとを、アル
カリ触媒存在・加熱下でエステル交換反応させる。
【0030】ここで第二工程のエステル交換反応(アル
コーリシス)を行う前、第一工程の反応生成物から未反
応ジオールを蒸発、抽出等の手法で除去しておいても良
い。すなわち、未反応ジオールが存在したままエステル
交換反応を行うとジオール由来のモノエステル、ジエス
テルが生成し、最終的に性能に悪影響を及ぼす場合があ
るからである。
【0031】もちろん、ジオールが存在したままの反応
液を、そのまま次のエステル交換反応に用いて、すべて
の反応が終了した時点で、グリコシド脂肪酸エステルと
ジオール由来のエステルとに分離しても良いし、製品の
適用分野によっては、一切の分離を行わずに調製した、
混合物の形態で使用しても構わない。
【0032】アルカリ触媒としては、アルカリ金属、
あるいはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水
素塩、水素化物、アルコキシドがあげられ、具体的に
は、水酸化カリウム、炭酸カリウム、ナトリウムメトキ
シドなどである。このアルカリ触媒の使用量は、反応系
全体量に対して、0.05〜 5.0wt%(好ましくは 0.5〜2.
0 wt%)とする。
【0033】炭素数6〜22の飽和又は不飽和脂肪酸
の低級アルキルエステル(炭素数1〜4)としては、例
えば、前述のA.(3) で例示した高級脂肪酸のメチル・
エチル・プロピル・ブチルエステル等を使用できる。特
に、メチルエステルが好ましい。
【0034】これらの脂肪酸低級アルキルエステルは第
1工程の反応で使用した糖1 molに対して、0.005 〜4
mol(好ましくは、0.1 〜 1.0 mol )の範囲で使用す
る。
【0035】本反応において、溶媒は特に用いなくても
よいが、ヒドロキシグリコシドと脂肪酸低級アルキルエ
ステルとの相溶性を高めるために、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシドを溶媒として用いてもよい。
【0036】本反応の終点は、未反応脂肪酸低級アルキ
ルエステル含量によって判定でき、通常、脂肪酸低級ア
ルキルエステルが5wt%未満になった時点(好ましくは
2wt%未満)で反応を終了する。脂肪酸低級アルキルエ
ステル含量は、例えばHPLCによって判定することが
できる。
【0037】本発明のグリコシド脂肪酸エステルは、さ
らにクロマトグラフィー等公知の方法により、糖の重合
度、エステル化度について所望の物質を単離し、使用す
ることもできるが、もちろん、このような分離を行わず
に、そのまま界面活性剤として使用することも可能であ
る。
【0038】
【発明の効果】本発明のグリコシド脂肪酸エステルは、
非イオン界面活性剤として使用した場合、後述の実施例
で支持される如く、優れた起泡力・泡安定性を示す。
【0039】また、本発明の製造方法は、煩雑な工程を
とらず、簡易に行うことができる。
【0040】従って、洗面化粧品等の分野におけるの洗
浄剤、乳化剤、増粘剤などの、幅広い用途に有効であ
る。
【0041】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0042】(1) グリコシド脂肪酸エステルの製造 <実施例1>無水グルコース36g(0.2 mol)、ジエ
チレングリコール114ml(1.2 mol)、p−トルエン
スルホン酸1水和物49mgを500ml反応容器中で加熱
撹拌した。80℃まで昇温後、系内圧力を徐々に減圧に
し、110℃、30mmHgで一定とした。1時間後、グル
コース含量が 0.8wt%であるのを確認した後、炭酸カリ
ウム22mgで中和した。
【0043】当該反応液を再び加熱撹拌し、120〜1
80℃、1〜5mmHgの条件下、反応液から未反応ジエチ
レングリコールを2wt%になるまで蒸発除去した。
【0044】ついで、デカン酸メチル18.6g(0.1 mo
l)、炭酸カリウム600mgを添加し、加熱撹拌しなが
ら140℃、25mmHgの条件に保持した。2時間後、デ
カン酸メチルが 1.0wt%であるのを確認し、冷却した。
【0045】この最終生成物は、HPLCで分析の結
果、ジエチレングリコールモノデカン酸エステルグリコ
シド55wt%、ジエチレングリコールグリコシド33wt
%であった。
【0046】<実施例2>実施例1のジエチレングリコ
ールのかわりに1,4ブタンジオール106ml(1.2 m
ol)を用いたほかは、実施例1と全く同様の方法で反応
を行った。
【0047】最終反応生成物は、HPLCで分析の結
果、ブチルデカン酸エステルグリコシド58wt%、ヒド
ロキシブチルグリコシド31wt%、デカン酸メチルが0.
8 wt%であった。
【0048】さらに、この反応生成物10gを用いて、
カラムクロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、溶
媒:ヘキサン/プロパノール/メタノール)により生成
を行ない、純度98wt%(HPLC分析値)のブチルデ
カン酸エステルグリコシド 1.9gを得た。
【0049】(2) 起泡力・泡安定性の測定 実施例1・2で得られた各グリコシド脂肪酸エステルの
起泡力を測定した。なお、比較例1・2は界面活性剤と
して、それぞれラウリルグリコシド(糖重合度1.2 )、
ラウロイルメチルタウリンナトリウムを用いた。
【0050】試験方法は、pHを7.0 に調製した各試料
0.1wt%水溶液10mlを50ml容試験管にとり、試験管
を密栓して20秒間に30回振とうし、30秒間静置後
の泡の高さを測定した。この泡の高さを100%とし、
さらに、5分後の泡残存量を測定し、泡安定性を判定し
た。なお、これらの試験は40℃で行った。
【0051】表1に示す結果から、実施例1・2で得ら
れた本発明品は、比較例1・2のラウリルグリコシド
(糖重合度1.2 )、ラウロイルメチルタウリンナトリウ
ムに比して起泡力、泡安定性に優れていることが分か
る。
【0052】
【表1】
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07H 15/06 C07H 15/08 B01F 17/56 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(a) で表わされることを特徴とす
    るグリコシド脂肪酸エステル。 Gn −A−R1 (a) ここで、 Gn :炭素数5〜6の単糖を単位とする還元糖に由来す
    る糖残基(但し、糖単位数n=1〜20の整数)。 A:Gn とヘミアセタール結合をしている式−O−R2
    −O−又は−O[R 3 O]m −で示される基(但し、R
    2 =炭素数4〜8のアルキレン基、R3 =炭素数2〜3
    のアルキレン基、m=1〜5の整数)。 R1 :Aとエステル結合をしている炭素数6〜22のア
    シル基。
  2. 【請求項2】請求項1のグリコシド脂肪酸エステルを製
    造する方法であって、下記第一・第二工程からなること
    を特徴とするグリコシド脂肪酸エステルの製造方法。 (i) 糖類とA基を有するジオールとを、酸触媒存在・加
    熱下で反応させてヒドロキシアルキル−O−グリコシド
    を生成させる第一工程、及び、 (ii)第一工程で製造したグリコシドと脂肪酸アルキルエ
    ステルとを、アルカリ触媒存在・加熱下でエステル交換
    反応させる第二工程。
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