JP5358835B2 - Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products - Google Patents
Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products Download PDFInfo
- Publication number
- JP5358835B2 JP5358835B2 JP2009115755A JP2009115755A JP5358835B2 JP 5358835 B2 JP5358835 B2 JP 5358835B2 JP 2009115755 A JP2009115755 A JP 2009115755A JP 2009115755 A JP2009115755 A JP 2009115755A JP 5358835 B2 JP5358835 B2 JP 5358835B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatty acid
- catalyst
- alkyl ether
- octylamine
- basic substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、アルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質と共存させた焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒の存在下で、脂肪酸エステルにアルキレンオキサイドを付加させて、脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを製造する方法に関する。 The present invention relates to a calcined alumina-magnesia composite oxide catalyst coexisting with a basic substance selected from alkali metal carbonates, silicates and carboxylates, organic amines having a molecular weight of less than 1000 and quaternary salts thereof. The present invention relates to a method for producing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether by adding an alkylene oxide to a fatty acid ester in the presence.
脂肪酸エステルのアルキレンオキシド付加物は、エステル型の非イオン界面活性剤として知られており、各種工業分野において乳化剤、分散剤等として使われている。脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを直接付加させる反応を行う固体触媒として、焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒が知られている。前記触媒を使用して脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを付加させた場合、生成物のアルキレンオキシドの付加モル数分布が広くなり、多くの未反応の脂肪酸エステルが残存する。この付加モル数分布を狭くし、未反応分の残存を抑制する触媒として、前記触媒を金属水酸化物や金属アルコキシドで処理した触媒が知られている(特許文献1)。
このような、金属水酸化物や金属アルコキシドで処理した焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒を用いて脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを直接付加させる反応を行った場合、狭い付加モル数分布のアルキレンオキシド付加物が得られるが、分子量数万のポリアルキレングリコールが多量に生成するという問題があった。この問題を解決するため、6A族、7A族および8族から選ばれる少なくとも1種の金属と、マグネシウムと、アルミニウムとを含有する球状の金属酸化物粒子であるアルコキシル化用触媒が検討されている(特許文献2)。
しかし、既存の触媒を用いて脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを付加させる場合、副生成物であるポリアルキレングリコールの発生を充分に抑えつつ、アルキレンオキシドの付加モル分布の幅の狭い脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを得る事は難しく、特にプロピレンオキシドを付加反応させる場合には、副生したポリプロピレングリコールはろ過による除去ができないために問題となる。
Alkylene oxide adducts of fatty acid esters are known as ester-type nonionic surfactants, and are used as emulsifiers, dispersants and the like in various industrial fields. A calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst is known as a solid catalyst for performing a reaction of directly adding an alkylene oxide to a fatty acid ester. When an alkylene oxide is added to a fatty acid ester using the above catalyst, the distribution of the number of added alkylene oxides in the product alkylene oxide is widened, and many unreacted fatty acid esters remain. As a catalyst that narrows the distribution of the added mole number and suppresses the remaining unreacted component, a catalyst obtained by treating the catalyst with a metal hydroxide or a metal alkoxide is known (Patent Document 1).
When such a reaction of directly adding alkylene oxide to a fatty acid ester using a calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst treated with a metal hydroxide or a metal alkoxide, an alkylene oxide adduct having a narrow addition mole number distribution is performed. However, there was a problem that a large amount of polyalkylene glycol having a molecular weight of tens of thousands was produced. In order to solve this problem, a catalyst for alkoxylation, which is spherical metal oxide particles containing at least one metal selected from Group 6A, Group 7A and Group 8, magnesium, and aluminum, has been studied. (Patent Document 2).
However, when an alkylene oxide is added to a fatty acid ester using an existing catalyst, the generation of polyalkylene glycol as a by-product is sufficiently suppressed, and the fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether having a narrow range of addition molar distribution of alkylene oxide. In particular, when propylene oxide is subjected to an addition reaction, the by-produced polypropylene glycol is problematic because it cannot be removed by filtration.
本発明は、副生成物であるポリアルキレングリコールの発生量を抑制できる、アルキレンオキシドの付加モル分布が狭い脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法及びこの方法で使用する触媒を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether having a narrow addition molar distribution of alkylene oxide, which can suppress the amount of polyalkylene glycol as a by-product, and a catalyst used in this method. To do.
本発明者等が鋭意検討した結果、特定の塩基性物質と共存させたマグネシウム・アルミニウム触媒を用いることで、上記目的が達成できることを見出した。
すなわち、本発明は、
アルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質と共存させた焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒の存在下で、脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを付加反応させる工程を含む下記式(1)で表される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法に関する;
R1COO(AO)nR2 ・・・(1)
(式中、R1は炭素数5〜21の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、Aは炭素数2〜4のアルキレン基であってnが1より大きい場合は同一又は異なるものであって良く、R2は炭素数1〜8の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、nは1≦n≦20である)。
また、本発明は、焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒をアルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質で処理して成る脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造用触媒に関する。
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the above object can be achieved by using a magnesium / aluminum catalyst coexisting with a specific basic substance.
That is, the present invention
In the presence of a calcined alumina-magnesia composite oxide catalyst coexisting with a basic substance selected from alkali metal carbonates, silicates and carboxylates and organic amines having a molecular weight of less than 1000 and quaternary salts thereof, A method for producing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the following formula (1), which comprises a step of subjecting a fatty acid ester to an alkylene oxide addition reaction;
R 1 COO (AO) n R 2 (1)
(In the formula, R 1 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms, A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n is larger than 1. The case may be the same or different, and R 2 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and n is 1 ≦ n ≦ 20).
Further, the present invention treats a calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst with a basic substance selected from alkali metal carbonates, silicates and carboxylates, organic amines having a molecular weight of less than 1000 and quaternary salts thereof. And a catalyst for producing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether.
本発明によれば、従来の方法と比べて副生成物であるポリアルキレングリコールの発生量を抑制しつつ、アルキレンオキシドの付加モル数分布が狭い脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを製造できる。特に本発明では、プロピレンオキシドを使用した場合に発生するポリプロピレングリコールの発生量を抑制できる点で有利である。 According to the present invention, it is possible to produce a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether having a narrow addition mole number distribution of alkylene oxide while suppressing the amount of polyalkylene glycol, which is a by-product, as compared with the conventional method. In particular, the present invention is advantageous in that the amount of polypropylene glycol generated when propylene oxide is used can be suppressed.
(A)焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒
本発明で用いる焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒とは、下記の式(2)で表わされる触媒、又は下記式(3)で示されるハイドロタルサイトを焼成して得られる触媒が好ましいものとしてあげられる。
nMgO・Al2O3・mH2O (2)
(nは2〜18、好ましくは2〜8、特に好ましくは2.5であり、mは0〜20であり、0〜12が好ましい)
〔Mg2+ 1-xAl3+ x(OH)2〕X+〔An-1 x/n・mH2O〕x- (3)
(xは0.1≦x≦0.5であり、0.25≦x≦0.45が特に好ましく、An-1は、CO3 2- 、 SO4 -2、OH- 、 NO3 - 、Fe(CN)6 3- 又はCH3COO- から選択される陰イオンを表す。)
焼成温度は400〜950℃が好ましく、400〜900℃がより好ましい。焼成時間は0.5〜12時間が好ましく、1〜5時間がより好ましい。
(A) A calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst The calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst used in the present invention is a catalyst represented by the following formula (2) or a hydrotalcite represented by the following formula (3). A catalyst obtained by calcination is preferred.
nMgO.Al 2 O 3 .mH 2 O (2)
(N is 2 to 18, preferably 2 to 8, particularly preferably 2.5, and m is 0 to 20, preferably 0 to 12)
[Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 ] X + [A n-1 x / n · mH 2 O] x- (3)
(X is 0.1 ≦ x ≦ 0.5, and 0.25 ≦ x ≦ 0.45 is particularly preferable, and A n-1 is CO 3 2− , SO 4 −2 , OH − , NO 3 −. , Fe (CN) 6 3- or CH 3 COO - represents an anion selected from).
The firing temperature is preferably 400 to 950 ° C, more preferably 400 to 900 ° C. The firing time is preferably 0.5 to 12 hours, and more preferably 1 to 5 hours.
焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒として、例えば特開平2−71841号公報に記載されているような焼成ハイドロタルサイト、特開平8−268919号公報に記載された水酸化アルミニウム・マグネシウム焼成物等のAl−Mg系複合酸化物触媒などが使用できる。
これらの触媒の内、Al/Mgモル比が0.1/0.9〜0.5/0.5、さらには0.25/0.75〜0.45/0.55である触媒を使用することが好ましい。Al/Mgモル比を0.1/0.9より高くすることにより反応性を高めることができ、0.5/0.5より小さくすることにより副生物の発生量を抑制できる。
Examples of the calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst include calcined hydrotalcite described in JP-A-2-71841, calcined aluminum hydroxide / magnesium described in JP-A-8-268919, and the like. An Al—Mg based complex oxide catalyst or the like can be used.
Among these catalysts, a catalyst having an Al / Mg molar ratio of 0.1 / 0.9 to 0.5 / 0.5, and further 0.25 / 0.75 to 0.45 / 0.55 is used. It is preferable to do. By increasing the Al / Mg molar ratio from 0.1 / 0.9, the reactivity can be increased, and by reducing the Al / Mg molar ratio from 0.5 / 0.5, the amount of by-products generated can be suppressed.
(B)塩基性物質
アルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質であれば特に制限無く使用できる。アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどが挙げられる。アルカリ金属のケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、オルソケイ酸ナトリウム等が挙げられる。アルカリ金属のカルボン酸塩としては、例えば、酢酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム等が挙げられる。分子量が1,000未満の有機アミンとしては、例えば、2−エチルヘキシルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン、オクタデシルアミンなどの1級アミン類、ジイソブチルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、ジベンジルアミン、ジ−n−オクチルアミンなどの2級アミン類、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミンなどの3級アミン類、インドリン、ピロリドン、ピロール、ピラゾール、ピリジン、キノリン、4−ベンジルピリジン、キヌクリジン、イミダゾリンなどの環状アミン類、ポリオキシエチレンヤシアルキルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミンなどのポリオキシアルキレンアルキレンアミン類、N,N−ビス(3−アミノプロピル)ドデシルアミン、N−ヤシアルキル1,3−ジアミノプロパンなど複数のアミノ基を有するポリアミン類、リン原子を含むフォスファゼン型やプロアザフォスファトラン型のアミン類が挙げられる。前記アミンの4級塩は、例えば、塩化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウムなどが挙げられる。これら有機アミンの内でも、1〜3級アミン及び環状アミンを選択することが好ましい。
(B) Basic substance Any basic substance selected from alkali metal carbonates, silicates and carboxylates, organic amines having a molecular weight of less than 1000, and quaternary salts thereof can be used without particular limitation. Examples of the alkali metal carbonate include potassium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate and the like. Examples of the alkali metal silicate include potassium silicate, sodium metasilicate, and sodium orthosilicate. Examples of the alkali metal carboxylate include sodium acetate and sodium stearate. Examples of the organic amine having a molecular weight of less than 1,000 include primary amines such as 2-ethylhexylamine, 3- (2-ethylhexyloxy) propylamine, 3-lauryloxypropylamine, octadecylamine, diisobutylamine, and di-2. -Secondary amines such as ethylhexylamine, dibenzylamine, di-n-octylamine, tertiary such as trimethylamine, triethylamine, tri-n-octylamine, tributylamine, triethanolamine, dimethyloctylamine, dimethyllaurylamine Amines, cyclic amines such as indoline, pyrrolidone, pyrrole, pyrazole, pyridine, quinoline, 4-benzylpyridine, quinuclidine, imidazoline, polyoxyethylene palm alkylamine, polyoxyethylene olei Polyoxyalkylene alkylene amines such as amine, N, N-bis (3-aminopropyl) dodecylamine, polyamines having a plurality of amino groups such as N-cocoalkyl 1,3-diaminopropane, phosphazene type containing a phosphorus atom, Examples include proazaphosphatran type amines. Examples of the quaternary salt of the amine include tetramethylammonium chloride and tetraethylammonium hydroxide. Among these organic amines, it is preferable to select primary to tertiary amines and cyclic amines.
これらの塩基性物質の中で、25℃の水中で生じるその共役酸の酸解離定数(pKa)が9〜12の範囲にある塩基性物質を選択することがより好ましい。このようにpKaの値が9〜12の範囲にある物質は、例えば、トリ−n−オクチルアミン(pKa=10.38)、キヌクリジン(pKa=10.65)、炭酸カリウム(pKa=10.2)、炭酸ナトリウム(pKa=10.2)が挙げられる。酸解離定数(pKa)の測定方法は、特に限定されないが、実験的に調べる方法としては通常の滴定法が挙げられる。また、化学便覧(日本化学会編<丸善株式会社>)等の文献から文献既知のpKaを調べることも可能であり、化合物の構造から、ACD/pKa DB等の計算ソフトにより算出することも可能である。
また後述する水分除去の工程を行う場合には、これらの塩基性物質のうち沸点150℃を超える塩基性物質を使用することが好ましく、このような塩基性物質として、例えば、炭酸カリウムや炭酸ナトリウム等の炭酸塩、嵩高いアルキル基(例えば、炭素数6〜18のアルキル基)を有するアミン、例えば、2−エチルヘキシルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン、オクタデシルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、ジベンジルアミン、インドリン、ピロリドン、ジ−n−オクチルアミン、ピラゾール、トリ−n−オクチルアミン、トリブチルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミン、キノリン、4−ベンジルピリジン、トリエタノールアミン、キヌクリジン、ポリオキシエチレンヤシアルキルアミン、ポリオキシエチレンオレイルアミン、N,N−ビス(3−アミノプロピル)ドデシルアミン、N−ヤシアルキル1,3−ジアミノプロパンなどを選択することが好ましい。
Among these basic substances, it is more preferable to select a basic substance having an acid dissociation constant (pKa) of the conjugate acid generated in water at 25 ° C. in the range of 9 to 12. Thus, substances having a pKa value in the range of 9 to 12 include, for example, tri-n-octylamine (pKa = 10.38), quinuclidine (pKa = 10.65), potassium carbonate (pKa = 10.2). ), Sodium carbonate (pKa = 10.2). The method for measuring the acid dissociation constant (pKa) is not particularly limited, but as a method for experimentally examining, a usual titration method can be mentioned. In addition, it is possible to examine the pKa known from the literature such as the chemical handbook (Chemical Society of Japan <Maruzen Co., Ltd.>), and it is also possible to calculate from the compound structure by calculation software such as ACD / pKa DB. It is.
In addition, when performing the water removal step described later, it is preferable to use a basic substance having a boiling point higher than 150 ° C among these basic substances. Examples of such basic substances include potassium carbonate and sodium carbonate. A carbonate having a bulky alkyl group (for example, an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms) such as 2-ethylhexylamine, 3- (2-ethylhexyloxy) propylamine, 3-lauryloxypropylamine, Octadecylamine, di-2-ethylhexylamine, dibenzylamine, indoline, pyrrolidone, di-n-octylamine, pyrazole, tri-n-octylamine, tributylamine, dimethyloctylamine, dimethyllaurylamine, quinoline, 4-benzyl Pyridine, triethanolamine, quinuclidine Polyoxyethylene coconut alkyl amine, polyoxyethylene oleyl amine, N, N- bis (3-aminopropyl) dodecylamine, be selected such N- coconut alkyl 1,3-diaminopropane preferred.
(C)脂肪酸エステル
出発原料として用いられる脂肪酸エステルは、下記式(4)で表される化合物である。
R1COOR2 ・・・(4)
式中、R1は炭素数5〜21、好ましくは7〜19、より好ましくは11〜17の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基である。R2は炭素数1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜4の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基である。 これら脂肪酸エステルとして、例えばヘプタン酸メチル、ヘプタン酸エチル、ヘプタン酸イソプロピル、ヘプタン酸イソブチル、ヘプタン酸−2−エチルヘキシル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチル、カプリン酸イソプロピル、カプリン酸イソブチル、カプリン酸−2−エチルヘキシル、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸イソブチル、ラウリン酸−2−エチルヘキシル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソブチル、ミリスチン酸−2−エチルヘキシル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソブチル、パルミチン酸−2−エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン酸−2−エチルヘキシル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸イソブチル、オレイン酸−2−エチルヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソプロピル、リノール酸イソブチル、リノール酸−2−エチルヘキシル、リノレン酸メチル、リノレン酸エチル、リノレン酸イソプロピル、リノレン酸イソブチル、リノレン酸−2−エチルヘキシルが使用できる。またこれらの内、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸イソブチル、ラウリン酸−2−エチルヘキシル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソブチル、ミリスチン酸−2−エチルヘキシル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソブチル、パルミチン酸−2−エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン酸−2−エチルヘキシル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸イソプロピル、オレイン酸イソブチル、オレイン酸−2−エチルヘキシル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸イソプロピル、リノール酸イソブチル、リノール酸−2−エチルヘキシルを使用することが、入手の容易さ及び製造時に取り扱いが容易である点から好ましい。さらに、これらの内でも、ラウリン酸メチル、ラウリン酸イソプロピル、ラウリン酸イソブチル、ラウリン酸−2−エチルヘキシル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸イソブチル、ミリスチン酸−2−エチルヘキシル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソブチル、パルミチン酸−2−エチルヘキシル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン酸−2−エチルヘキシルが、分子中に二重結合が少なく、酸化安定性に優れる化合物が得られるためより好ましい。このような脂肪酸エステルの市販品として、例えば、パステルM−12、パステルM−14、パステルM−16、パステルM−180、パステルM−181、パステルM−182、パステル2H−08、パステル2H−16(以上ライオン(株)製品)が使用できる。本発明においては、上記の様な脂肪酸エステルを単独で、又は2種以上を組み合わせて使用できる。
(C) Fatty acid ester The fatty acid ester used as a starting material is a compound represented by the following formula (4).
R 1 COOR 2 (4)
In the formula, R 1 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms, preferably 7 to 19 carbon atoms, more preferably 11 to 17 carbon atoms. R 2 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms. Examples of these fatty acid esters include methyl heptanoate, ethyl heptanoate, isopropyl heptanoate, isobutyl heptanoate, 2-ethylhexyl heptanoate, methyl caprate, ethyl caprate, isopropyl caprate, isobutyl caprate, 2-caprate Ethylhexyl, methyl laurate, ethyl laurate, isopropyl laurate, isobutyl laurate, -2-ethylhexyl laurate, methyl myristate, ethyl myristate, isopropyl myristate, isobutyl myristate, 2-ethylhexyl myristate, palmitic acid Methyl, ethyl palmitate, isopropyl palmitate, isobutyl palmitate, 2-ethylhexyl palmitate, methyl stearate, ethyl stearate, Isopropyl allate, isobutyl stearate, 2-ethylhexyl stearate, methyl oleate, ethyl oleate, isopropyl oleate, isobutyl oleate, 2-ethylhexyl oleate, methyl linoleate, ethyl linoleate, isopropyl linoleate, Isobutyl linoleate, 2-ethylhexyl linoleate, methyl linolenate, ethyl linolenate, isopropyl linolenate, isobutyl linolenate, 2-ethylhexyl linolenate can be used. Of these, methyl laurate, ethyl laurate, isopropyl laurate, isobutyl laurate, 2-ethylhexyl laurate, methyl myristate, ethyl myristate, isopropyl myristate, isobutyl myristate, 2-ethylhexyl myristate , Methyl palmitate, ethyl palmitate, isopropyl palmitate, isobutyl palmitate, 2-ethylhexyl palmitate, methyl stearate, ethyl stearate, isopropyl stearate, isobutyl stearate, 2-ethylhexyl stearate, methyl oleate , Ethyl oleate, isopropyl oleate, isobutyl oleate, 2-ethylhexyl oleate, methyl linoleate, ethyl linoleate, isolinoleate Propyl, isobutyl linoleate, it is used linoleic acid-2-ethylhexyl, preferable because it is easy to handle during ease and manufacturing availability. Furthermore, among these, methyl laurate, isopropyl laurate, isobutyl laurate, 2-ethylhexyl laurate, methyl myristate, isopropyl myristate, isobutyl myristate, 2-ethylhexyl myristate, methyl palmitate, palmitate Isopropyl acid, isobutyl palmitate, 2-ethylhexyl palmitate, methyl stearate, isopropyl stearate, isobutyl stearate, 2-ethylhexyl stearate are compounds with few double bonds in the molecule and excellent oxidation stability. Since it is obtained, it is more preferable. Examples of such commercially available fatty acid esters include pastel M-12, pastel M-14, pastel M-16, pastel M-180, pastel M-181, pastel M-182, pastel 2H-08, pastel 2H- 16 (Lion Corporation products) can be used. In the present invention, the above fatty acid esters can be used alone or in combination of two or more.
(D)アルキレンオキシド
付加重合されるアルキレンオキシドとしては、炭素数2〜4(Aの炭素数2〜4)のものが好ましく、特に炭素数2〜3のエチレンオキシド、プロピレンオキシドが好ましい。上記アルキレンオキシドは、それぞれ単独で又は2種以上の混合物として使用できる。本発明の方法では、特にプロピレンオキシドを使用した場合に、副生成物であるポリプロピレングリコールの発生量を抑制できる点で有利である。
(D) Alkylene oxide As the alkylene oxide to be subjected to addition polymerization, those having 2 to 4 carbon atoms (2 to 4 carbon atoms in A) are preferable, and ethylene oxide and propylene oxide having 2 to 3 carbon atoms are particularly preferable. The alkylene oxides can be used alone or as a mixture of two or more. The method of the present invention is advantageous in that the amount of polypropylene glycol, which is a byproduct, can be suppressed, particularly when propylene oxide is used.
(E)脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法
本発明の製造方法は、触媒とアルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質を共存させてアルキレンオキシドの付加反応を行うことを特徴としている。このように触媒と塩基性物質を共存させる方法は、反応を行う容器中に触媒と塩基性物質を添加する方法を採用することができるが、以下に説明するように、触媒を前もってアルカリ金属の炭酸塩、ケイ酸塩及びカルボン酸塩並びに分子量が1000未満の有機アミン及びその4級塩から選択される塩基性物質で処理して、このような処理した触媒を付加反応において使用する方法も採用できる。
このような焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒の処理方法は、特に限定されないが焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒に、前記塩基性物質の水溶液(溶液濃度は、触媒に対する塩基性物質の量、使用する装置の種類その他条件により変わり得るが、例えば10〜60質量%の溶液を用いる)を噴霧した後、乾燥(100℃〜120℃で30〜180分)する方法が好適に使用しうる。尚、前記水溶液は、エタノール、メタノール及びプロパノール等のアルコール又はOH基を含まないアセトンなどのケトン系の溶媒を含んでいても良い。
(E) Method for Producing Fatty Acid Polyoxyalkylene Alkyl Ether The production method of the present invention is selected from a catalyst and an alkali metal carbonate, silicate and carboxylate, an organic amine having a molecular weight of less than 1000, and a quaternary salt thereof. The addition of alkylene oxide is carried out in the presence of a basic substance. As described above, the method of coexisting the catalyst and the basic substance can employ a method of adding the catalyst and the basic substance into the reaction vessel. However, as described below, the catalyst is made of an alkali metal in advance. It is also possible to treat with a basic substance selected from carbonates, silicates and carboxylates, organic amines with a molecular weight of less than 1000 and their quaternary salts, and use such treated catalysts in addition reactions. it can.
A method for treating such a calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst is not particularly limited, but the calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst is used as an aqueous solution of the basic substance (the solution concentration is the amount of the basic substance relative to the catalyst. The method of spraying (for example, using a solution of 10 to 60% by mass) and drying (100 ° C. to 120 ° C. for 30 to 180 minutes) can be suitably used. The aqueous solution may contain an alcohol such as ethanol, methanol and propanol, or a ketone solvent such as acetone which does not contain an OH group.
本発明の反応は、通常の操作手順および反応条件の下で容易に行なうことができる。反応温度は80〜230℃、好ましくは120〜180℃である。また、反応圧力は反応温度にもよるが0〜2MPa、好ましくは0.2〜0.8MPaである。触媒の使用量は、反応に供されるアルキレンオキシドと脂肪酸エステルとのモル比によっても変わるが、通常は脂肪酸エステル量の0.1〜10質量%が好ましい。
本発明の反応は、例えばオートクレーブ中に脂肪酸エステルと前記のように処理した触媒とを仕込み、脱ガス、脱水処理した後、窒素雰囲気中、所定の温度、圧力条件下でアルキレンオキシドを添加して反応させ、次いで反応液を冷却し、触媒を濾別することにより行なうことができる。
また、他の方法として、オートクレーブ中に脂肪酸エステル、焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒及び塩基性物質を添加、混合し、上記のように、脱ガス、脱水処理を行ない、次いで所定の反応温度、圧力、雰囲気下でアルキレンオキシドを付加重合し、さらに反応液を冷却、触媒を分離することによっても行なうことができる。この方法において、原料脂肪酸エステル、焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒並びに塩基性物質の添加順序は特に限定されない。この際、塩基性物質を低級アルコールや各種溶媒に塩基性物質を分散させた溶液として添加することが、触媒表面活性点をより均質に、かつより選択的に改質できるため好ましい。
本発明の方法において、焼成アルミナ・マグネシア複合酸化物触媒100質量部に対する前記塩基性物質の量は、1から20質量部が好ましく、3〜15質量部がより好ましく、5〜12質量部がさらに好ましい。塩基性物質の量を1質量部以上にすることで、活性点であるAlに対して充分に作用し、ポリアルキレングリコールの生成を抑制できる。また塩基性物質の量を20質量部以下にすることで、活性点であるAlへの改質が過度になることを防ぎ、アルキレンオキシドの付加反応を過度に抑制することを防止できる。
The reaction of the present invention can be easily carried out under ordinary operating procedures and reaction conditions. The reaction temperature is 80 to 230 ° C, preferably 120 to 180 ° C. The reaction pressure is 0 to 2 MPa, preferably 0.2 to 0.8 MPa, although it depends on the reaction temperature. Although the usage-amount of a catalyst changes also with the molar ratio of the alkylene oxide and fatty acid ester with which it uses for reaction, 0.1-10 mass% of the amount of fatty acid esters is preferable normally.
In the reaction of the present invention, for example, a fatty acid ester and a catalyst treated as described above are charged in an autoclave, degassed and dehydrated, and then an alkylene oxide is added under a predetermined temperature and pressure in a nitrogen atmosphere. The reaction can then be carried out by cooling the reaction and filtering off the catalyst.
Further, as another method, fatty acid ester, calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst and basic substance are added and mixed in the autoclave, degassing and dehydrating treatment are performed as described above, and then a predetermined reaction temperature, It can also be carried out by addition polymerization of alkylene oxide under pressure and atmosphere, further cooling the reaction solution and separating the catalyst. In this method, the order of addition of the raw material fatty acid ester, the calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst and the basic substance is not particularly limited. At this time, it is preferable to add the basic substance as a solution in which the basic substance is dispersed in a lower alcohol or various solvents because the catalytic surface active sites can be more uniformly and selectively modified.
In the method of the present invention, the amount of the basic substance with respect to 100 parts by mass of the calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 3 to 15 parts by mass, and further more preferably 5 to 12 parts by mass. preferable. By setting the amount of the basic substance to 1 part by mass or more, it can sufficiently act on Al which is an active site, and the production of polyalkylene glycol can be suppressed. In addition, by making the amount of the basic substance 20 parts by mass or less, it is possible to prevent excessive modification to Al which is an active site and to prevent excessive addition of alkylene oxide.
アルキレンオキシドを付加する前に、反応系の水分量を60ppm以下とすることで、副生成物(ポリアルキレングリコール)の生成と、不溶性であるポリアルキレングリコールによる液外観の濁りとをより効率的に抑制できる。本発明者等の検討により、水分量を調整するだけでもポリアルキレングリコールの生成量をある程度抑制できることがわかった。従って、本発明の製造方法に、水分量を調整する工程を加えることも、ポリアルキレングリコールの生成量を抑制するのに有効である。
アルキレンオキシドを付加させる前の反応系の水分量を200ppm以下、さらにより好ましくは水分量60ppm以下とすることで副生成物であるポリアルキレングリコールの発生量を抑制し、液外観の透明さを維持できる。
アルキレンオキシド付加前の水分量を60ppm以下とすることで、副反応の出発物質であるOH基を低減させ、副生物のより効率的な低減が可能となる。アルキレンオキシド付加前の水分量を60ppm以下にする脱水方法としては特に限定されないが、以下のようなものが好ましい。
(a)減圧度が0.4KPa以下の高減圧度での脱水方法。温度はできるだけ高温が好ましいが、例えば60℃以上で目標水分値となるまで実施する。
(b)160℃以上の高温での脱水方法。減圧度はできるだけ低い方が好ましいが、例えば1.3KPa以下で目標水分値となるまで実施する。
(c)エタノールを添加し、水との共沸混合物を形成した後に蒸留により脱水する方法。温度は共沸混合物の沸点付近、蒸留時の圧力は常圧が好ましいが、例えば温度は50℃〜120℃で目標水分値となるまで実施する。
(d)N2を用いたバブリングによる脱水方法。例えば温度は40℃〜150℃、圧力は+13.3KPa以下で目標水分値となるまで実施する。
(e)N2を0.1MPaまで導入し、続いて1.0KPa以下まで減圧する操作により、N2と水を同伴させて除去する脱水方法。例えば温度は60℃〜150℃、N2導入圧力は0.2MPa以下、減圧度は1.0KPa以下で目標水分値となるまで実施する。
これらの方法の内、(a)、(d)及び(e)の方法を使用することが、品質に影響を及ぼすことなく、比較的安価に目標水分量まで脱水させることが可能であるため、好ましい。
By adding the water content of the reaction system to 60 ppm or less before adding the alkylene oxide, the generation of by-products (polyalkylene glycol) and the turbidity of the liquid appearance due to the insoluble polyalkylene glycol are more efficiently performed. Can be suppressed. As a result of studies by the present inventors, it has been found that the amount of polyalkylene glycol produced can be suppressed to some extent only by adjusting the water content. Therefore, adding a step of adjusting the amount of water to the production method of the present invention is also effective in suppressing the amount of polyalkylene glycol produced.
By controlling the amount of water in the reaction system before addition of alkylene oxide to 200 ppm or less, and even more preferably 60 ppm or less, the amount of polyalkylene glycol, which is a byproduct, is suppressed, and the liquid appearance is kept transparent. it can.
By setting the amount of water before addition of alkylene oxide to 60 ppm or less, OH groups, which are starting materials for side reactions, can be reduced, and by-products can be more efficiently reduced. The dehydration method for reducing the water content before addition of alkylene oxide to 60 ppm or less is not particularly limited, but the following is preferable.
(A) Dehydration method at a high vacuum level with a vacuum level of 0.4 KPa or less The temperature is preferably as high as possible, but is carried out, for example, at 60 ° C. or higher until the target moisture value is reached.
(B) A dehydration method at a high temperature of 160 ° C. or higher. The degree of decompression is preferably as low as possible, but is performed until the target moisture value is reached at 1.3 KPa or less, for example.
(C) A method in which ethanol is added to form an azeotrope with water and then dehydrated by distillation. The temperature is preferably near the boiling point of the azeotropic mixture, and the pressure during distillation is preferably normal pressure. For example, the temperature is 50 ° C. to 120 ° C. until the target moisture value is reached.
(D) A dehydration method by bubbling using N 2 . For example, the temperature is 40 ° C. to 150 ° C. and the pressure is +13.3 KPa or less until the target moisture value is reached.
(E) a N 2 was introduced to 0.1 MPa, followed 1.0KPa by operation of vacuum to below, the dehydration method of removing by entrainment of N 2 and water. For example, the temperature is 60 ° C. to 150 ° C., the N 2 introduction pressure is 0.2 MPa or less, and the degree of vacuum is 1.0 KPa or less until the target moisture value is reached.
Among these methods, the use of the methods (a), (d), and (e) can be dehydrated to the target moisture amount relatively inexpensively without affecting the quality. preferable.
(F)得られる脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
本発明の方法により、下記式(1)で表される化合物を得ることができる。
R1COO(AO)nR2 ・・・(1)
式中、R1は炭素数5〜21、好ましくは7〜19、より好ましくは11〜17の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基である。Aは炭素数2〜4、好ましくは炭素数2〜3、より好ましくは3のアルキレン基であり、nが1より大きい場合は同一又は異なるものであって良い。R2は炭素数1〜8、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜4の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基である。
nは、1≦n≦20、好ましくは3≦n≦12、より好ましくは5≦n≦9である。nが1以上であることにより、未反応の脂肪酸エステルの残存量が少なく、臭気の問題を生じることも少ないので好ましい。nが20以下であることにより、生成物の分子量が過度に高くなる事による粘度の過度な上昇を抑えることができ、固体触媒を取り除く精製工程において、濾過時間を短縮し、ろ過回数を減らす事により、製造原価を抑えることができるので好ましい。
R1が炭素数11〜17の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、Aが炭素数2〜3のアルキレン基であってnが1より大きい場合は同一又は異なるものであって良く、R2が炭素数1〜8の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、nが1≦n≦20であることが、原料である脂肪酸エステルおよびアルキレンオキシドの入手が容易であるため、より好ましい。また、R1が炭素11〜17の直鎖又は分岐の一価の飽和又は不飽和炭化水素基であり、Aが同一又は異なるものであって良い炭素数2〜3のアルキレン基であり、R2が炭素数1〜8の直鎖又は分岐の一価の飽和又は不飽和炭化水素基であり、nが3≦n≦12であることがより好ましい。
(F) Obtained fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether By the method of this invention, the compound represented by following formula (1) can be obtained.
R 1 COO (AO) n R 2 (1)
In the formula, R 1 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms, preferably 7 to 19 carbon atoms, more preferably 11 to 17 carbon atoms. A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably 2 to 3 carbon atoms, more preferably 3 carbon atoms, and when n is larger than 1, they may be the same or different. R 2 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.
n is 1 ≦ n ≦ 20, preferably 3 ≦ n ≦ 12, more preferably 5 ≦ n ≦ 9. It is preferable that n is 1 or more because the remaining amount of unreacted fatty acid ester is small and the problem of odor is less likely to occur. When n is 20 or less, an excessive increase in viscosity due to an excessively high molecular weight of the product can be suppressed, and in the purification process for removing the solid catalyst, the filtration time can be shortened and the number of filtrations can be reduced. Is preferable because the manufacturing cost can be suppressed.
R 1 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 11 to 17 carbon atoms, A is an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms, and n is greater than 1, or the same or The raw material is that R 2 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and n is 1 ≦ n ≦ 20. Since it is easy to obtain fatty acid esters and alkylene oxides, it is more preferable. R 1 is a linear or branched monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 11 to 17 carbon atoms, A is an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms which may be the same or different, and R More preferably, 2 is a linear or branched monovalent saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and n is 3 ≦ n ≦ 12.
本発明の方法により、アルキレンオキシドの付加モル数分布が狭い脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが製造できる。ここで、平均付加モル数が同一の場合、付加モル数分布が狭くシャープな分布となるほど、未反応の脂肪酸エステルの残存量が少なくなる。 By the method of the present invention, a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether having a narrow distribution of added mole number of alkylene oxide can be produced. Here, when the average number of added moles is the same, the remaining amount of unreacted fatty acid ester decreases as the added mole number distribution becomes narrower and sharper.
また、本発明の方法を使用することで、副生成物としてのポリアルキレングリコールの発生量を抑制することができる。本発明において、副生成物であるポリアルキレングリコールは、数平均分子量10,000以上のポリアルキレングリコールを意味する。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、ポリエチレングリコールを基準として測定した値である。本発明の方法を使用することにより、副生成物であるポリアルキレングリコールの発生量を、アルキレンオキシドの付加反応後の反応液の全質量に対して、0.1質量%以下、好ましくは0.05質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下まで抑制できる。 Moreover, the generation amount of polyalkylene glycol as a by-product can be suppressed by using the method of the present invention. In the present invention, the polyalkylene glycol as a by-product means a polyalkylene glycol having a number average molecular weight of 10,000 or more. The number average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography based on polyethylene glycol. By using the method of the present invention, the generated amount of polyalkylene glycol as a by-product is 0.1% by mass or less with respect to the total mass of the reaction solution after the addition reaction of alkylene oxide, preferably 0.8%. It can be suppressed to 05 mass% or less, more preferably 0.01 mass% or less.
(実施例1)
2.5MgO・Al2O3・mH2Oのアルミナ・マグネシア複合酸化物(協和化学工業製キョーワード300)を窒素気流下、750℃で3時間焼成し、焼成アルミナ・マグネシア(Al/Mgモル比=0.44/0.56)複合酸化物触媒を得た。4Lオートクレーブに、ラウリン酸メチル(パーム油由来の炭素数12留分由来の脂肪酸メチルエステル、商品名パステルM12、ライオン株式会社製)617gと、前記触媒を14.4g、塩基性物質として、K2CO3粉末(純正化学製試薬、特級)0.80gを仕込み、窒素置換を行った。次いで、原料に含まれる水分を除去するため、100℃まで昇温し、0.4kPaで1h脱水処理を行った。脱水処理後、プロピレンオキシド(PO)付加反応前の水分量は48ppmであった。その後180℃まで昇温して、窒素により反応容器内を常圧に戻し、PO1169g(ラウリン酸メチル1モルに対して7モル相当)を徐々に容器内へ滴下した。滴下終了直後、0.34MPaであった圧力が反応進行とともに低下し、2時間後に圧力0.29MPaで一定となるまでPO付加反応を継続して行った。得られたろ過前の反応液を高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、ポリプロピレングリコール(PPG)はtraceであった。次いで、反応液1350gにハイフロスーパーセル(セライト社製:珪藻土)20.25g(反応液に対し1.5質量%)を添加し、均一に分散させた後、80℃で加圧ろ過を行った。得られたろ過後の反応液を高速液体クロマトグラフィーにより分析した結果、PPGはtraceであり、白濁沈殿物量は2mlであった。また、得られた精製物をガスクロマトグラフィーにより分析した結果、未反応のラウリン酸メチル残存量は2.1質量%であった。
Example 1
2.5MgO · Al 2 O 3 · mH 2 O of alumina magnesia complex oxide (Kyowa Chemical Industry Co., Kyoward 300) under a nitrogen stream, then calcined 3 hours at 750 ° C., calcined alumina-magnesia (Al / Mg molar Ratio = 0.44 / 0.56) A composite oxide catalyst was obtained. In a 4 L autoclave, 617 g of methyl laurate (fatty acid methyl ester derived from palm oil derived from a carbon number 12 fraction, trade name: Pastel M12, manufactured by Lion Corporation), 14.4 g of the catalyst as a basic substance, K 2 0.80 g of CO 3 powder (Pure Chemicals reagent, special grade) was charged, and nitrogen substitution was performed. Subsequently, in order to remove the water | moisture content contained in a raw material, it heated up to 100 degreeC and performed 1-h dehydration process at 0.4 kPa. After the dehydration treatment, the water content before the propylene oxide (PO) addition reaction was 48 ppm. Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C., the inside of the reaction vessel was returned to normal pressure with nitrogen, and 1169 g of PO (equivalent to 7 mol per 1 mol of methyl laurate) was gradually dropped into the vessel. Immediately after completion of the dropping, the pressure of 0.34 MPa decreased with the progress of the reaction, and PO addition reaction was continued until the pressure became constant at 0.29 MPa after 2 hours. As a result of analyzing the obtained reaction liquid before filtration by high performance liquid chromatography, polypropylene glycol (PPG) was trace. Subsequently, 20.25 g (1.5% by mass with respect to the reaction solution) of Hyflo Supercell (manufactured by Celite: diatomaceous earth) was added to 1350 g of the reaction solution, and uniformly dispersed, and then pressure filtration was performed at 80 ° C. . As a result of analyzing the obtained reaction liquid after filtration by high performance liquid chromatography, PPG was trace and the amount of cloudy precipitate was 2 ml. Moreover, as a result of analyzing the obtained purified product by gas chromatography, the residual amount of unreacted methyl laurate was 2.1% by mass.
(実施例2)
塩基性物質として、K2CO3粉末1.60gを用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は54ppmであった。ろ過前のPPGはtraceであり、ろ過後のPPGはtraceであり、白濁沈殿物量は3mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は0.8質量%であった。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that 1.60 g of K 2 CO 3 powder was used as the basic substance. The water content before PO addition was 54 ppm. The PPG before filtration was trace, the PPG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 3 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 0.8 mass%.
(実施例3)
塩基性物質として、Na2CO3粉末(純正化学製試薬、特級)0.61gを用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は44ppmであった。ろ過前のPPGはtraceであり、ろ過後のPPGはtraceであり、白濁沈殿物量は2mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は2.5質量%であった。
(Example 3)
The same procedure as in Example 1 was performed except that 0.61 g of Na 2 CO 3 powder (Pure Chemicals reagent, special grade) was used as the basic substance. The water content before PO addition was 44 ppm. The PPG before filtration was trace, the PPG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 2 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 2.5 mass%.
(実施例4)
塩基性物質として、トリ−n−オクチルアミン(光栄化学工業試薬)2.04gを用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は53ppmであった。ろ過前のPPGはtraceであり、ろ過後のPPGはtraceであり、白濁沈殿物量は7mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は3.8質量%であった。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that 2.04 g of tri-n-octylamine (Koei Chemical Industry Reagent) was used as the basic substance. The amount of water before addition of PO was 53 ppm. The PPG before filtration was trace, the PPG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 7 ml. Moreover, the residual amount of unreacted methyl laurate was 3.8% by mass.
(実施例5)
塩基性物質として、キヌクリジン(純正化学製試薬、特級)0.64gを用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は51ppmであった。ろ過前のPPGはtraceであり、ろ過後のPPGはtraceであり、白濁沈殿物量は6mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は2.2質量%であった。
(Example 5)
The same procedure as in Example 1 was performed except that 0.64 g of quinuclidine (a reagent manufactured by Junsei Kagaku, special grade) was used as a basic substance. The water content before PO addition was 51 ppm. The PPG before filtration was trace, the PPG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 6 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 2.2 mass%.
(実施例6)
原料脂肪酸メチルエステルとして、オレイン酸メチル(ライオン株式会社製、商品名パステルM−182、ヨウ素価:91)755gとK2CO3粉末1.60g、POを1031g(オレイン酸メチル1モルに対して7モル相当)用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は51ppmであった。ろ過前のPPGはtraceであり、ろ過後のPPGはtraceであり、白濁沈殿物量は1mlであった。また、未反応のオレイン酸メチル残存量は1.4質量%であった。
(Example 6)
As raw material fatty acid methyl esters, 755 g of methyl oleate (product name: Pastel M-182, iodine number: 91) manufactured by Lion Corporation, 1.60 g of K 2 CO 3 powder, 1031 g of PO (based on 1 mol of methyl oleate) The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that it was used. The water content before PO addition was 51 ppm. The PPG before filtration was trace, the PPG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 1 ml. Moreover, the unreacted methyl oleate residual amount was 1.4 mass%.
(実施例7)
原料脂肪酸メチルエステルとして、ラウリン酸メチル724gと、EOを1064g(ラウリン酸メチル1モルに対して7モル相当)用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。EO付加前の水分量は50ppmであった。ろ過前のPEG(ポリエチレングリコール)は0.27質量%であり、ろ過後のPEGはtraceであり、白濁沈殿物量は8mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は1.0質量%であった。
(Example 7)
The same procedure as in Example 1 was performed except that 724 g of methyl laurate and 1064 g of EO (equivalent to 7 mol per 1 mol of methyl laurate) were used as the raw material fatty acid methyl ester. The amount of water before EO addition was 50 ppm. The PEG (polyethylene glycol) before filtration was 0.27% by mass, the PEG after filtration was trace, and the amount of white turbid precipitate was 8 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 1.0 mass%.
(比較例1)
K2CO3粉末の代わりに、KOH(純正化学製試薬、特級)の40質量%水溶液0.82gを用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は50ppmであった。ろ過前のPPGは0.60質量%であり、ろ過後のPPGは0.61質量%であり、白濁沈殿物量は19mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は2.0質量%であった。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that 0.82 g of a 40% by mass aqueous solution of KOH (Pure Chemicals reagent, special grade) was used in place of the K 2 CO 3 powder. The water content before PO addition was 50 ppm. The PPG before filtration was 0.60% by mass, the PPG after filtration was 0.61% by mass, and the amount of white turbid precipitate was 19 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 2.0 mass%.
(比較例2)
K2CO3粉末の代わりに、50質量%CsOH水溶液(関東化学製)を1.75g用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は52ppmであった。ろ過前のPPGは0.76質量%であり、ろ過後のPPGは0.63質量%であり、白濁沈殿物量は40mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は0.4質量%であった。
(Comparative Example 2)
K 2 CO 3 instead of powder, except that 50 wt% CsOH aqueous solution (manufactured by Kanto Kagaku) was used 1.75 g, it was performed in the same manner as in Example 1. The water content before PO addition was 52 ppm. The PPG before filtration was 0.76% by mass, the PPG after filtration was 0.63% by mass, and the amount of white turbid precipitate was 40 ml. Moreover, the unreacted methyl laurate residual amount was 0.4 mass%.
(比較例3)
K2CO3粉末の代わりに、28質量%NaOMeメタノール溶液(純正化学製)を1.11g用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。PO付加前の水分量は54ppmであった。ろ過前のPPGは1.45質量%であり、ろ過後のPPGは0.78質量%であり、白濁沈殿物量は15mlであった。また、未反応のラウリン酸メチル残存量は5.2質量%であった。
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that 1.11 g of a 28% by mass NaOMe methanol solution (manufactured by Junsei Kagaku) was used in place of the K 2 CO 3 powder. The water content before PO addition was 54 ppm. The PPG before filtration was 1.45% by mass, the PPG after filtration was 0.78% by mass, and the amount of white turbid precipitate was 15 ml. Moreover, the residual amount of unreacted methyl laurate was 5.2% by mass.
上記のように製造した各実施例及び比較例を、以下の評価方法で評価した。
(1)評価方法
(i)外観
各実施例及び比較例で得られたろ過後の反応液を80℃で30min加熱し、均一に溶解する。その後100mL容比色管(内径25mm×長さ200mm)に100ml採取、20℃に冷却し、72時間経過後の白濁沈殿物の量を比色管目盛りの値で読み取った。
点数 白濁沈殿物量(ml)
5点 0
4点 2〜10
3点 10〜20
2点 20〜50
1点 50以上
Each Example and Comparative Example manufactured as described above were evaluated by the following evaluation methods.
(1) Evaluation method (i) Appearance The filtered reaction liquid obtained in each of the examples and comparative examples is heated at 80 ° C. for 30 minutes and dissolved uniformly. Thereafter, 100 ml was collected in a 100 mL colorimetric tube (inner diameter 25 mm × length 200 mm), cooled to 20 ° C., and the amount of cloudy precipitate after 72 hours was read with the value of the colorimetric tube scale.
Point Amount of cloudy sediment (ml)
5 points 0
4 points 2 to 10
3 points 10-20
2 points 20-50
1 point 50 or more
(2)分析方法
(i)PPG/PEGの定量
反応により副生する高分子PPG(ポリプロピレングリコール)/PEG(ポリエチレングリコール)の定量は下記により行った。これらの高分子量体不純物は外観不良を引き起こすこと、目的物の収率を低下させることから、ゼロに近いことが望ましい。なお、100ppm以下をtraceとした。
(a)副生成物がPPGの場合
標準物質としてPPG10000(旭硝子株式会社製プレミノール、分子量10,000)0.25gを高速液体クロマトグラフィー用THF(純正化学製)25mlで希釈し、濃度1%PPG溶液とした。さらにTHFにより希釈して、濃度を変えたPPG溶液を用いて検量線を作成した。
試料0.25gをTHFで25mlにメスアップし、2000μl注入。得られたピーク高さと検量線から試料中に含まれるPPGの定量を行った。
(2) Analytical method (i) Quantification of PPG / PEG Quantification of polymer PPG (polypropylene glycol) / PEG (polyethylene glycol) by-produced by the reaction was carried out as follows. Since these high molecular weight impurities cause poor appearance and reduce the yield of the target product, it is desirable that these impurities be close to zero. In addition, 100 ppm or less was made into trace.
(A) When the by-product is PPG As a standard substance, 0.25 g of PPG 10000 (Preminol, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., molecular weight 10,000) is diluted with 25 ml of high-performance liquid chromatography THF (manufactured by Junsei Kagaku), and a 1% concentration PPG solution did. Further, a calibration curve was prepared using a PPG solution diluted with THF and having different concentrations.
0.25 g of sample was made up to 25 ml with THF, and 2000 μl was injected. PPG contained in the sample was quantified from the obtained peak height and calibration curve.
装置条件
高速液体クロマトグラム:PLC−561(GLサイエンス製)
検出器:RI−704(GLサイエンス製)、カラム:Diol(20φ×250mm)、温度:40℃、溶媒:THF(純正化学製 高速液体クロマト用)、流速:5ml/min
Equipment conditions High performance liquid chromatogram: PLC-561 (manufactured by GL Sciences)
Detector: RI-704 (manufactured by GL Science), column: Diol (20φ × 250 mm), temperature: 40 ° C., solvent: THF (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd. for high performance liquid chromatography), flow rate: 5 ml / min
(b)副生成物がPEGの場合
標準物質としてPEG(Poly ethylene oxide、東ソー製、分子量約45,000)0.15gを分析用アセトニトリル/H2O溶媒10mlで希釈し、濃度1.5%PEG溶液とした。さらに分析用溶媒により希釈して、濃度を変えたPEG溶液を用いて検量線を作成した。
試料0.2gを分析用溶媒10mlで希釈し、200μl注入。得られたピーク高さと検量線から試料中に含まれるPEGの定量を行った。
(B) When the by-product is PEG 0.15 g of PEG (Polyethylene oxide, manufactured by Tosoh Corp., molecular weight of about 45,000) as a standard substance is diluted with 10 ml of acetonitrile / H 2 O solvent for analysis, and the concentration is 1.5%. A PEG solution was obtained. Further, a calibration curve was prepared using a PEG solution that had been diluted with an analytical solvent and changed in concentration.
Dilute 0.2 g of sample with 10 ml of analytical solvent and inject 200 μl. Quantification of PEG contained in the sample was performed from the obtained peak height and calibration curve.
装置条件
高速液体クロマトグラム:検出器:RID−10A(島津製作所製)、カラム:GF−310HQ(昭和電工製)、温度:30℃、溶媒:アセトニトリル/H2O=45/55、アセトニトリル(関東化学製 高速液体クロマトグラフィー用)、蒸留水(和光純薬工業製)、流速:0.6ml/min
Apparatus conditions High performance liquid chromatogram: Detector: RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation), column: GF-310HQ (manufactured by Showa Denko), temperature: 30 ° C., solvent: acetonitrile / H 2 O = 45/55, acetonitrile (Kanto) Chemical high performance liquid chromatography), distilled water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), flow rate: 0.6 ml / min
(ii)未反応脂肪酸メチルエステルの定量
各実施例及び比較例で使用したメチルエステル試料0.5gをアセトン5mlに均一溶解した後、マイクロシリンジを用いて1μl注入し、分析を行った。得られたクロマトグラムの各ピーク面積を用い、未反応脂肪酸メチルエステルを定量した。
(Ii) Quantification of unreacted fatty acid methyl ester After 0.5 g of the methyl ester sample used in each example and comparative example was uniformly dissolved in 5 ml of acetone, 1 μl was injected using a microsyringe and analyzed. Unreacted fatty acid methyl ester was quantified using each peak area of the obtained chromatogram.
装置条件
ガスクロマトグラム:HP−5890(ヒューレットパッカード製)、検出器:FID(ヒューレットパッカード製)、カラム:ULTRA−2(長さ25m×ID0.2mm×膜厚0.11μm)、溶媒:アセトン(純正化学製、特級)、温度:初期80℃(2min保持)→昇温(5℃/min)→100℃→昇温(25℃/min)→320℃(20min保持)、スプリットベント流量:50ml/min、パージベント流量:3.5ml/min、スプリット比:1/50、INJECTION:300℃、DETECTOR:320℃
Apparatus conditions Gas chromatogram: HP-5890 (manufactured by Hewlett Packard), detector: FID (manufactured by Hewlett Packard), column: ULTRA-2 (length 25 m × ID 0.2 mm × film thickness 0.11 μm), solvent: acetone (genuine) Chemical, special grade), temperature: initial 80 ° C. (2 min hold) → temperature rise (5 ° C./min)→100° C. → temperature rise (25 ° C./min)→320° C. (20 min hold), split vent flow rate: 50 ml / min, purge vent flow rate: 3.5 ml / min, split ratio: 1/50, INJECTION: 300 ° C., DETECTOR: 320 ° C.
(iii)アルキレンオキシドを付加する前の水分量の測定
装置電源を入れ、液を安定させるために約1時間攪拌した。その後、試料約2gを2mlポリスポイトを用いて注入し測定した。なお、測定はカール・フィシャー電量滴定法により行った。
(Iii) Measurement of moisture content before addition of alkylene oxide The apparatus was turned on and stirred for about 1 hour to stabilize the solution. Thereafter, about 2 g of the sample was injected and measured using a 2 ml poly dropper. The measurement was performed by Karl Fischer coulometric titration.
装置条件
微量水分測定装置:AQ−7(平沼産業製)、発生液:ハイドラナール アクアライトRO、測定モード:Medium
Equipment conditions: Trace moisture measuring device: AQ-7 (manufactured by Hiranuma Sangyo), generated liquid: Hydranal Aqualite RO, measurement mode: Medium
上記の評価方法による、各実施例及び比較例の評価結果を以下の表1に示す。
Claims (9)
R1COO(AO)nR2 ・・・(1)
(式中、R1は炭素数5〜21の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、Aは炭素数2〜4のアルキレン基であってnが1より大きい場合は同一又は異なるものであって良く、R2は炭素数1〜8の一価の飽和又は不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、nは1≦n≦20である)。 Potassium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, diisobutylamine, trimethylamine, triethylamine, 2-ethylhexylamine, 3-lauryloxypropylamine, octadecylamine, di-2-ethylhexylamine, di-n-octylamine, Including a step of adding an alkylene oxide to a fatty acid ester in the presence of a calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst coexisting with a basic material selected from the group consisting of tri-n-octylamine, tributylamine and quinuclidine. A process for producing a fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether represented by the following formula (1);
R 1 COO (AO) n R 2 (1)
(In the formula, R 1 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms, A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n is larger than 1. The case may be the same or different, and R 2 is a monovalent saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and n is 1 ≦ n ≦ 20).
nMgO・Al2O3・mH2O (2)
(nは2〜18の数であり、mは0〜20の数である)
〔Mg2+ 1-xAl3+ x(OH)2〕X+〔An-1 x/n・mH2O〕x- (3)
(0.1≦x≦0.5であり、An-1はCO3 2- 、 SO 4 2- 、OH- 、 NO3 - 、Fe(CN)6 3- 又はCH3COO- から選択される陰イオンを表し、mは0〜20である。) The calcined alumina / magnesia composite oxide catalyst is a catalyst obtained by calcining the catalyst represented by the formula (2) or the hydrotalcite represented by (3) at 400 to 950 ° C. for 0.5 to 12 hours. the method according to any one of claims 1 to 3:
nMgO.Al 2 O 3 .mH 2 O (2)
(N is a number from 2 to 18, and m is a number from 0 to 20)
[Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 ] X + [A n-1 x / n · mH 2 O] x- (3)
(0.1 ≦ x ≦ 0.5, and A n-1 is selected from CO 3 2− , SO 4 2− , OH − , NO 3 − , Fe (CN) 6 3− or CH 3 COO −. And m is 0-20.)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009115755A JP5358835B2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009115755A JP5358835B2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010265187A JP2010265187A (en) | 2010-11-25 |
JP5358835B2 true JP5358835B2 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=43362525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009115755A Expired - Fee Related JP5358835B2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5358835B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI555729B (en) * | 2011-09-29 | 2016-11-01 | 中日合成化學股份有限公司 | Method of producing fatty acid ester of polyoxyalkylene alkyl ether |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5154513A (en) * | 1974-11-06 | 1976-05-13 | Nisso Petrochemical Ind Co Ltd | ARUKIRENGURIKOORUEETERUESUTERUNO SEIZOHO |
DE4242017A1 (en) * | 1992-12-12 | 1994-06-16 | Henkel Kgaa | Process for the preparation of light-colored, storage-stable nonionic surfactants |
JP3563798B2 (en) * | 1993-12-24 | 2004-09-08 | ライオン株式会社 | Method for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether |
JPH10137592A (en) * | 1996-11-13 | 1998-05-26 | Kao Corp | Catalyst for production of ester alkoxylate and production of ester alkoxylate by using this catalyst |
DE19909272A1 (en) * | 1999-03-03 | 2000-09-07 | Cognis Deutschland Gmbh | Process for the production of alkoxylated nonionic surfactants |
JP4762399B2 (en) * | 2000-05-09 | 2011-08-31 | ライオン株式会社 | Alkoxylation catalyst, process for producing the same, and process for producing alkylene oxide adducts using the catalyst |
JP2010006964A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Lion Corp | Method of producing alkylene oxide addition product |
-
2009
- 2009-05-12 JP JP2009115755A patent/JP5358835B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010265187A (en) | 2010-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI359806B (en) | Polyglycerin monoether and method for producing th | |
JP4540482B2 (en) | Polyglycerin, polyglycerin fatty acid ester, and production method thereof | |
JP2008523178A (en) | Process for the preparation of pure alpha-alkoxy-omega-hydroxy-polyalkylene glycols | |
JP2010265193A (en) | Method for producing alkyl chlorohydrin ether and method for producing alkyl glycidyl ether | |
TW201908367A (en) | Methods of preparing and purifying polyalkylene glycol derivatives | |
JP5358835B2 (en) | Process for producing fatty acid polyoxyalkylene alkyl ether with less by-products | |
US5371253A (en) | Process for producing esterified alkoxylated monoglycerides and diglycerides | |
WO2011016431A1 (en) | Production method for nonionic surfactant | |
KR20140117590A (en) | Improved alkanolysis process | |
TWI642655B (en) | Hydroxyalkyl acrylate and its production method | |
KR101929604B1 (en) | Processes for preparing polytrimethylene ether glycol | |
TWI659942B (en) | Method for producing fatty acid alkyl ester alkoxylate | |
JP4451356B2 (en) | Method for producing polyglycerol fatty acid ester | |
JP3743206B2 (en) | Antifoam composition | |
JP7363025B2 (en) | Method for producing (poly)alkylene glycol (meth)acrylate | |
JP4826026B2 (en) | Production method of (meth) acrylic acid ester | |
US20150158976A1 (en) | Alkanolysis process and method for separating catalyst from product mixture | |
KR20160107181A (en) | Inhibitor combination for lithium salt-catalyzed transesterification process and method for removing lithium salt | |
KR102549700B1 (en) | Ethoxylation catalyst and method for producing the same | |
JPH0717577B2 (en) | Process for producing methacrylic acid ester of ether group-containing alcohol | |
US20100280279A1 (en) | Alkyl alkoxylates containing unique end groups | |
JP2014224069A (en) | Method for producing polyglyceryl group-containing (meth)acrylate compound | |
MX2011010769A (en) | Processes for preparing polytrimethylene glycol using ion exchange resins. | |
JP2006069975A (en) | Method for production of alkylene oxide adduct | |
JP7094141B2 (en) | Silsesquioxane composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130510 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130812 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130813 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5358835 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |