JP5442991B2 - ジアンヒドロヘキシトールジエステル組成物の調製方法 - Google Patents

Description

本発明の主題は、イソソルビド、イソイジド、イソマンニド、またはイソガラクチド等のジアンヒドロヘキシトールのジエステル組成物の調製のための新規な方法である。

本発明はまた、とりわけそのジエステル含量及び/または着色の特徴に関して選択される、新規な工業製品としてのこれらのうちいくつかの組成物にも関する。

最後に、本発明はまた、様々な工業分野、特にプラスチックにおける前述の組成物の使用にも関する。

アンヒドロヘキシトールのエステルの調製は、６０年以上もの間知られており、特に１９４０年代にAtlas Powder Companyの名で公開された下記の特許に開示されている。
・ＵＳ２３２２８２０、ヘキシタン（ソルビタン、マンニタン）及び/またはヘキシド（ソルビド＝イソソルビド、あるいはマンニド＝イソマンニド）のモノエステルの組成物の調製に関する；
・ＵＳ２３２２８２１、イソソルビドまたはイソマンニドモノエステルの組成物の調製に関し、前記組成物は著しい濃度のヘキシドジエステルを含んでいてよい；
・ＵＳ２３８７８４２、イソソルビドまたはイソマンニドのジエステルもしくはジエステル混合物の調製に関する。

後者の特許には、ヘキシトール（ソルビトール、マンニトール）から、またはジアンヒドロヘキシトール（イソソルビドまたはイソマンニド）から出発するジエステルの調製が例示されている。例示はないが、モノアンヒドロヘキシトール（またはヘキシタン）から出発する可能性にも言及されている。

いずれにしても、ヘキシトールとジアンヒドロヘキシトールとのいずれから出発するかによらず、エステル化反応自体は、水を除去するための手段としてのトルエンの存在下で、且つほぼ全ての実施例において酸触媒の存在下で、体系的に行われる。前記酸触媒は常に濃硫酸である。

中和し、水で洗った後、反応媒質を真空下でのトルエンの蒸発の処理に一度だけ処する。

得られるエステルは、その後プラスチック用の可塑剤として試験される（ポリビニルクロリド、クロロアセテート、及びブチロール）。

同時に、特許ＧＢ６１３４４４は、還流による継続的な水の除去に次いで、真空下での反応媒質の単純蒸留を行う、イソソルビドからのイソソルビドジテトラヒドロフルケートもしくはジブチレートの調製に言及している。

イソソルビドエステルは、樹脂及びセルロース性物質用の優れた柔軟剤または可塑剤として提示されている。

１９５３年には、Y. Hachihama及びI. Hayashi(Techno. Repts. Osaka Univ. 1953, Vol. 3, pp. 191-200)が、イソソルビドジエステルのポリビニルクロライド（ＰＶＣ）用の可塑剤としての利点を確認している。エステル化は、硫酸またはパラ-トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）の存在下で、且つほぼ全ての実施例においてトルエンまたはキシレンの存在下で、行われている。処理、特に精製の付加的な手段については、何ら言及されていない。

特許ＵＳ３０２３２２３には、イソイジド（１，４−３，６−ジアンヒドロ−Ｌ−イジトール）の調製が、これはモノカルボン酸とのエステル化によって合成樹脂用の可塑剤として使用可能なジエステルに変換しうるとの単純記載によって開示されている。

特許ＵＳ３４５４６０３には、イソイジド及びイソソルビドの調製が、これらは脂肪酸またはエステルとのエステル化によって界面活性剤に変換しうるとの記載によって開示されている。

例示のために、０．０５％のＰＴＳＡの存在下、２００℃で、４時間に亘り、不活性雰囲気下でのイソイジドもしくはイソソルビドモノステアレートの可能な調製について言及がなされているのみである。

特許ＪＰ４４−２９６４には、モノアンヒドロヘキシトールのエステルに基づき、この場合は「ＳＰＡＮ」型のソルビタンエステルである界面活性剤の調製が開示されている。筆者は、前記エステルがより軽度の最終的な着色を得るためには、非常に厳密な割合でアルカリ剤（例えば炭酸ナトリウム）とリン酸または次亜リン酸またはこれらの塩とを強制混合する触媒系を使用することが推奨されるとしている。これらの条件下では、リン酸によれば次亜リン酸によって得られるよりも軽微な着色を達成することが可能である。しかしながら、この着色も許容しがたく、塩化ナトリウムまたは過酸化水素による脱色の付加的処理の利用が必要になる。

特許ＥＰ６５２６７は、モノアンヒドロヘキシトールのエステルの調製におけるアルカリ触媒の使用並びに適正な色を有する製品を得るための過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）での漂白処理を実行する必要性を確認している。

同時に、１９８１に公開された特許ＵＳ４２９７２９０は、これによれば着色が改善された製品を得ることを目的として、エステル化反応が塩基の存在下にて２１５℃以下の温度で行われる、ソルビタンエステルの製造を開示している。

この特許の実施例によれば、エステル化が行われるが、脱色手段としての活性炭の存在下で行われるのである。

さらにまた、反応媒質は、ａ）９３℃での安定性試験の間の着色を制限することを目的としてリン酸で中和され、その後ｂ）過酸化水素で処理されるが、その度毎に珪藻土の存在下でろ過される。

ずっと最近では、特許出願ＷＯ９９／４５０６０には、真に詳細には説明されていないものの、特にイソソルビドまたはイソマンニドのジエステルの調製が、ポリマー用の溶媒または可塑剤としてのその使用を目的として例示されている。

この調製は、ジアンヒドロヘキシトールから出発し、４％のＰＴＳＡ及び溶媒（キシレン）の存在下で行われる。冷却した反応粗製物を、別の溶媒（ジエチルエーテル）で処理した後に（ＮａＯＨ含有）水ですすぎ、蒸発させる。実施例によれば、ジエステルの収率は８６乃至９５％の範囲である。しかしながら、詳細は全く開示されておらず、正確な条件、特に反応媒質が加熱され/沸騰する温度及び蒸発する温度について推測することも不可能であるが、これらの条件は必然的に最終製品の着色に影響するものである。

最後に、特許出願ＷＯ０１／８３４８８には、マクロ多孔質酸イオン交換樹脂型の酸触媒の使用によって改善された、ソルビタンまたはイソソルビドエステルの調製方法が開示されている。筆者によれば、この使用により、高度（９８％−１００％）の変換度をもって、上述の特許出願ＷＯ９９／４５０６０に開示された製品と比べて実質的に着色が改善された製品を得ることが可能になり、したがっていかなる蒸留工程も行わずに済む。

色におけるこの改善は、前記マクロ多孔質樹脂に起因する、１５０℃未満の温度でエステル化反応を実行する可能性によってもたらされると提示されている。

さらにまた筆者は、脱水反応はエステル化自体のための１４５−１５０℃に加温される前に比較的低温（１２０−１２５℃）で行われることから、イソソルビドからでなくソルビトールまたはソルビタンから出発して同様の効果を得る可能性を強調している。

いずれにしても、この方法は、前記マクロ多孔質樹脂の使用というまさにそのことにより高価であるという欠点を有する。これは、これら触媒が高価であることに加え、この特許の実施例によれば著しい量、すなわち約１３％（乾燥重量／イソソルビドの乾燥重量で）の量で使用されるためである。

前記実施例の多くはさらに以下：
１．過剰の脂肪酸（ｎ-オクタン酸または２−エチルヘキサン酸）を除去するために反応媒質を蒸留する、常に存在する必要性；
２．マクロ多孔質樹脂を除去する必要性及びこれを予め６０−８０℃に冷却した反応媒質の濾過によって行う必要性；及び
３．前記反応媒質を８０−１００℃の温度に再加熱した後のことであるが、該反応媒質を活性炭で処理する必要性；
を示す。

マクロ多孔質樹脂の除去後に使用される活性炭の正確な量はこの出願ＷＯ０１／８３４８８では特定されていないが、前記量とは無関係に、かく想定される方法には、一回目はマクロ多孔質樹脂を除去するための、二回目は活性炭を除去するための、二度の濾過工程が課されるために、現実的には複雑であることが認められる。

それにも関わらず、この方法では、活性炭で処理しても、蒸発を行っても行わなくても、真に無色である反応媒質を得ることはできない。

少なくともこの媒質の色は「淡黄色」と評価されているが、それ自体開示されているであろういかなる測定技術の機能としても、最低着色値がさらに示されてはいない。

この特許の実施例５には、いかなる着色測定も行うことなく、「目視によれば無色透明」と評価され、外見上はより色の薄いイソソルビド＝２，５−ジ（ｎ−オクタノエート）組成物の最終的な製造が開示されている。

いずれにしても、この実施例５に特に開示された方法は、下記：
ａ）活性炭を二度に亘り著しい量で、すなわち１）エステル化反応の間に乾燥物質／イソソルビド乾燥物質として７重量％の量で、次いで再度２）蒸留後に乾燥物質／イソソルビド乾燥物質として３．５重量％の量で使用すること；
ｂ）生成する反応媒質を、蒸留後に、１）有機溶媒、この場合はｎ−ヘキサンで、次いで２）活性炭（cf. supra）で二重処理すること；
を想定するために複雑且つ高価である。

この方法は、エステル化反応の間に活性炭と同時に使用されるマクロ多孔質樹脂が、前記炭素によって、またこれにより吸収される着色種によって汚染されるために有効に再利用できないことから、いっそう複雑且つ高価である。
特許ＵＳ２３２２８２０ 特許ＵＳ２３２２８２１ 特許ＵＳ２３８７８４２ 特許ＧＢ６１３４４４ 特許ＵＳ３０２３２２３ 特許ＵＳ３４５４６０３ 特許ＪＰ４４−２９６４ 特許ＥＰ６５２６７ 特許ＵＳ４２９７２９０ 特許出願ＷＯ９９／４５０６０ 特許出願ＷＯ０１／８３４８８ Y. Hachihama及びI. Hayashi(Techno. Repts. Osaka Univ. 1953, Vol. 3, pp. 191-200)

特にジアンヒドロヘキシトールジエステルの調製に関しては、こうした製品、より広範にはアンヒドロヘキシトールエステルの精製及び／または脱色を補助しうる、当業者に利用可能な手段にも関わらず、今日までは同時に単純であり、経済的であり、高性能であり、且つ危険性のない工業的方法、特に同時に：
ａ）エステル化反応の間にマクロ多孔質樹脂の強制的使用を課さず、また通常の、より安価な触媒、例えば硫酸またはＰＴＳＡに応用可能であり；
ｂ）ジアンヒドロヘキシトールジエステルの高含量、すなわち９０％超、好ましくは少なくとも９５％、更に好ましくは少なくとも９８％の含量を得ることが可能であり、通常の蒸留処理以外の精製手段を必須に使用することなく、とりわけ有機溶媒を全く使用することがなく；
ｃ）許容される色の製品を得ることを目的として、活性炭及び／または著しい量（すなわち出発ジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥物質の重量で表して３−４％、特に少なくとも５％）の活性炭を用いる処理の数工程を必須に利用することを課さず；
ｄ）許容される色の製品を得ることを目的として、過酸化水素の必須の使用を課さず；
ｅ）こうしたジエステルの中間体または最終組成物の色をさらに改善することを可能にし、且つ当該方法の一般的経済性を損なうことがなく；
ｆ）先行技術に比較のために開示されている調製である、イソソルビドまたはイソマンニドジエステルの調製に有利に応用可能であるのみならず、別のジアンヒドロヘキシトールのジエステルの調製、特にこれまでは真に例示されることが皆無であったイソイジドジエステルの調製にも応用可能である；
方法を得ることが不可能であったようである。

出願人の功績は、多大な研究及び分析の後に、
１．原料として、ヘキシトールまたはヘキシタン（モノアンヒドロヘキシトール）からではなく、必ずジアンヒドロヘキシトールから出発すること；及び
２．エステル化の間にａ）酸触媒及びｂ）次亜リン酸を必ず使用すること；
という二重の特性を有する方法からなる手段を見いだしたことである。

出願人は、最初の一連の研究の間に、ヘキシトール（例えばソルビトール）から出発して、８５％超またはこれに届くジアンヒドロヘキシトールジエステル（例えばイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート））含量を有する組成物を調製することが不可能であることを、まず観察した。試験した非常に数多くの酸触媒の中で、この場合はマクロ多孔質樹脂が最も効果的であるが、約７８−８１％を超えるジエステル含量を得ることは不可能であることが判明した。ＰＴＳＡ等の通常の触媒では、ここでは、操作条件（ＰＴＳＡ／ソルビトール比、ｎ−オクタン酸の使用の条件、反応温度等）を変えてさえも７０％のジエステル含量も達成可能になっていない。これは、原料としてヘキシトールから出発すると、触媒としてのマクロ多孔質樹脂の存在下における場合を含む全ての場合において、所望のジエステル以外の種、特にモノアンヒドロヘキシトールトリエステル及びテトラエステル（例えばソルビタントリオクタノエート及びテトラオクタノアエート）の非常に多量の副生成物が観察されているためである。

これが、第二の一連の研究の間に、出願人が、いかなる所望のジエステル（例えばイソソルビドジオクタノエート）を調製するためにも、原料としてジアンヒドロヘキシトール（例えばイソソルビド）を使用することを断固として決定している理由である。

この場合、マクロ多孔質樹脂を強制的に使用することなくジエステルの豊富な組成物を得ることが可能であるのみならず、エステル化反応の間の次亜リン酸の付加的使用によれば、反応粗製物の状態のみならず、特に蒸留によって過剰のカルボン酸を除去する目的で該ジエステルを蒸発処理に処し、任意に活性炭及び／または過酸化水素を用いる通常の脱色処理を行った後にもジエステル組成物の色がないという点で特に有利な効果を得ることが可能になることが観察されている。

出願人は、特に驚くべき且つ予期せぬことに、エステル化反応の間の次亜リン酸（Ｈ_３ＰＯ_２）の使用により、
・非常に構造的に類似する酸、例えば特許ＪＰ４４−２９６４にソルビタンエステル向けに特に推奨されているリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、またはオルトリン酸（Ｈ_３ＰＯ_３）を使用した場合よりも着色が格段に軽微な反応粗製物を得ること；
・先のエステル化工程の間に次亜リン酸の非存在下または活性炭の存在下では、蒸発による精製後に得られる組成物が著しく暗い色を有する一方で、前記反応粗製物の蒸発による精製後に、その色が蒸発による精製の前の色と同等であるかまたはより薄い組成物を得ること；及び
・蒸発による精製及び通常の脱色処理の後に、ジアンヒドロヘキシトールジエステルが高含量で含まれ、微量の有機溶媒も含まず、これまでには未達成の無色、もしくはほとんど無色の組成物を得ること；
が可能になることを観察した。

この結果として、本発明の主題は、ジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を調製するための方法であって、ジアンヒドロヘキシトール組成物を酸性触媒及び次亜リン酸の存在下でカルボン酸によるエステル化に処す工程を含むことを特徴とする方法である。

原料として使用されるジアンヒドロヘキシトール組成物は、特にイソソルビド、イソマンニド、イソイジド、またはイソガラクチド組成物であってよい。

これらはジアンヒドロヘキシトールの混合物であってもよい。

このジアンヒドロヘキシトール組成物は、ヘキシトールまたはヘキシトール混合物を脱水するためのあらゆる既知の技術及び、その後の、一般的には中和の後の、かくして得られた反応粗製物を精製するための少なくとも一つの工程によって予め得ておいて良い。

精製工程は、脱水から得られる媒質の単純蒸留からなってよい。その結果として、ジアンヒドロヘキシトール組成物は粗製の留出物、例えばイソソルビド、イソマンニド、及び／またはイソイジドの粗製留出物からなる。
しかしながら、前記留出物は、少なくとも一つの付加的精製工程、特に：
・水性相中または溶媒相中における結晶化を経る；
・真空下における濃縮による；及び／または
・イオン交換樹脂及び活性炭、粉末及び／または粒子形状のものを通す、出願人の名による特許出願ＷＯ０１／９４３５２に開示される通りの処理による；
工程を経ていて良い。

いずれにしても、蒸留後の精製の有無によらず、本発明による方法において原料として使用されるジアンヒドロヘキシトール組成物は、少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％、更に好ましくは少なくとも９８．５％のジアンヒドロヘキシトール含量を有し、これらのパーセンテージは前記組成物の乾燥重量に対するジアンヒドロヘキシトールの前乾燥重量として表される。

エステル化の目的のために使用されるカルボン酸は、特に上述の文献のいずれか一つ、特に上述の文献ＵＳ２３８７８４２、ＥＰ６５２６７、ＷＯ９９／４５０６０、またはＷＯ０１／８３４８８に開示されるあらゆる酸または酸の混合物であってよい。

単独でまたは混合物として使用されるカルボン酸は、有利にはＣ_２乃至Ｃ_２４の酸であって良い。これは例えば、酢酸、ｎ−オクタン酸（n-octonoic acid）、２−エチルヘキサン酸、またはこれら酸の少なくとも一つを含む混合物であってよい。

エステル化の目的のために使用される酸触媒は、既述の通り、非常に様々な性質のものであってよく、マクロ多孔質樹脂からなるのみならず、特に非マクロ多孔質の樹脂、塩酸、硫酸、パラ−トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、スズ＝２−エチルヘキサノエート、リンタングステン酸、及びシリコタングステン酸から成る群より選択される別の酸触媒からなってもよい。これは上述の酸触媒の少なくとも２つの混合物であってよい。

出願人は、前記酸触媒が、有利にはＰＴＳＡから、メタンスルホン酸から、またはリンタングステン酸からなることを観察している。

酸触媒が樹脂である場合には、マクロ多孔質であるか否かによらず、これは少量から前述の特許出願ＷＯ０１／８３４８８の実施例に開示される量、すなわち使用されるジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥重量で表される約１３．７％未満の量で導入して良い。この量は特に、最大で１２％、特に５乃至１０％であってよい。

酸触媒が樹脂ではない場合、マクロ多孔質であるか否かによらず、これは有利には、ジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥重量で０．０５乃至５％、好ましくは０．２乃至４％の量で導入して良い。

この量は、前記触媒がＰＴＳＡ、メタスルホン酸、またはリンタングステン酸である場合を含んで、特に０．３乃至３％であってよい。

エステル化のための一般的条件（特にジアンヒドロヘキシトール／カルボン酸のモル比、反応温度及び反応時間、並びに水の除去手段）は、高含量でジアンヒドロヘキシトールジエステルを含む組成物の所望の調製のために文献中で使用されている通常のものである。

前述の通り、本発明の一つの主な特徴は、エステル化反応の間の次亜リン酸（Ｈ_３ＰＯ_２）の存在を規定する点である。

これは、酸触媒及び／またはカルボン酸と同時にまたは別途、反応媒質に導入して良い。

一つの変形によれば、この導入はエステル化反応の前、すなわち酸触媒及び／またはカルボン酸の導入前に行われる。

一つの好ましい変形によれば、この導入はエステル化反応の開始から行われる。

有利には、導入の時点によらず、次亜リン酸は、使用されるジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥重量で表して０．０５乃至２％、好ましくは０．１乃至１％の量で導入される。

別の好ましい変形によれば、次亜リン酸はエステル化のための酸触媒と同時にまたは別途、１／１未満の次亜リン酸／酸触媒比で導入されるが、前記比は酸触媒の乾燥重量に対する次亜リン酸の乾燥重量として表される。

前記比は、特に０．０１／１乃至０．９／１、好ましくは０．０２／１乃至０．８／１であって良い。
触媒がＰＴＳＡ、メタンスルホン酸、またはリンタングステン酸である場合には、前記比は有利には０．０５／１乃至０．４／１であって良い。

エステル化後、反応粗製物は、好ましくは直接的または間接的に、少なくとも一つの精製工程に処される。これは有利には、蒸留によって反応粗製物中に依然存在しうるカルボン酸のほとんどもしくはほぼ全量、または実に全量を除去することを可能にする、少なくとも一つの蒸発工程からなる。

この工程の間、ジアンヒドロヘキシトールジエステルは、反応器またはエバポレーターの中で、次亜リン酸の非存在下で調製されたジアンヒドロヘキシトールジエステル組成物が強力に着色される条件である、１００℃乃至２５０℃の高温条件及び０．００１乃至５０ｍｂａｒの減圧条件にさらされる。

好ましくは、この工程は、連続運転エバポレーター内で行われる。

こうした装置は例えば「流下膜」式、さらに好適には「スクレープトフィルム（scraped film）」もしくは「短経路」式のものであり、こうして反応粗製物がさらされる残留時間及び温度を制限することのできるものである。

その結果、本発明は前述の方法に関し、直接的または間接的にエステル化工程から誘導された媒質の蒸発の後続工程を含むことをさらに特徴とし、前記工程は好ましくは連続運転エバポレーター内で行われる。

こうしてジエステルの高含量、すなわち少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％を有するジアンヒドロヘキシトールのジエステルの組成物を効果的に調製することを可能にする手段が入手可能になるが、この含量は前記組成物の乾燥重量に対するジアンヒドロヘキシトールのジエステルの総乾燥重量によって表される。

例えばイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）（得られる単一のジエステル）の、イソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）（得られる単一のジエステル）の、またはイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）＋イソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）（混合物として得られる）のこの含量は、有利には少なくとも９８．５％である。

これは当業者が利用可能なあらゆる方法、特にガスクロマトグラフィーにより、例えば水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を使用してポリジメチルシロキサンキャピラリーカラム（ＤＢ１）で評価して良い。試料をペルトリメチルシリル化誘導体（ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）／トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）／ピリジン）の形態で注入する。クロマトグラフィー条件は、カルボン酸化合物、例えば任意に依然存在しているオクタン酸またはエチルヘキサン酸及び、同じく任意に存在しているモノアンヒドロヘキシトールのテトラエステルを分離することを可能にするものでなければならない。

ジアンヒドロヘキシトールのジエステルは、メチル―α―Ｏ−グルコピラノシドに対するその相対保持時間によって選択される。

これらジエステルの定量化は、内部標準法によって行われる。

本発明の主題である方法は、その幾つかについてはこれまで達成されたことのなかった、ジエステルの高含量と非常に低い黄色度指数との両方を有する組成物を効果的に得ることを可能にする。

本発明による、エステル化の間の次亜リン酸の使用によれば、特にこの特定の酸の非存在下で得られるよりも相当に低い黄色度指数（ＹＩ）値を有するジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を得ることが可能になる。

黄色度指数（ＹＩ）値は、ここではＡＳＴＭ規格Ｄの１９２５−７０に従い、特にColorFlex（登録商標）比色計及びHunterlabによって提供されるその使用ガイドを使用することによって測定される。

「光源」または「発光源」は、「CIE Source」または「CIE Illuminant C」からなる。

観測器は、「1931 CIE 2」標準観測器からなる。

出願人は、本発明による方法によれば、蒸発後であって精製及び／または脱色のための任意のあらゆる付加的工程の前に、最大で５０の黄色度指数ＹＩを有するジエステルの組成物を得ることが可能になったことを観察している。

全く驚くべきことに、この指数は最大で４５、さらには最大で実に４０にもなりうる。

既述の通り、蒸発工程は、出発反応粗製物と比べて該組成物のジアンヒドロヘキシトールジエステル含量を非常に顕著に増大させる効果を確かに奏する一方で、出願人によって幾度となく確認されているように、生成する製品の着色を非常に顕著に増大させるという、付随する望ましからぬ効果を一般的に奏することが想起されるべきである。

これは、特に、エステル化工程が次亜リン酸の非存在下で、または前述の特許出願ＷＯ０１／８３４８８の実施例５に記載のように活性炭のみの存在下で行われる場合に該当する。

特に驚くべきことに、このエステル化工程の間の次亜リン酸の使用により、蒸発の直後に、蒸発に処されていない反応粗製物の色と同等かまたはより薄い色を有するジエステル組成物を得ることが可能になったことが観察されている。この色は特に、上記の通り最大で５０の黄色度指数ＹＩによって特徴付けされてよく、この値は、次亜リン酸の非存在下及び任意に活性炭の存在下において実施されるエステル化工程から蒸発後に得られる組成物については、常により大きくなる。

出願人はさらに、本発明による組成物によって特に得ることができ、ジアンヒドロヘキシトールとカルボン酸とのエスエル化及び、これに次ぐ蒸発から生成する生成物から成ることを特徴とし、且つ少なくとも９５％のジエステル含量及び最大で５０、好ましくは最大で４５の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とするジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を、新規な本発明の製品と見なしている。

有利には、ジアンヒドロヘキシトールのこの含量は少なくとも９８％であって良く、且つ／またはこのＹＩ指数は最大で４０、特に最大で３５であってよい。

これらの値は、従来通り得られ、且つその後活性炭または過酸化水素で通常条件下で処理された同じタイプの組成物については得られないために、いっそう注目すべきである。

これは、エステル化及びこれに次ぐ、特に蒸発による精製の工程後に、本発明に合致する方法が、生成する組成物を活性炭または過酸化水素で処理する少なくとも一つの工程を含んでよいことを、何ら除外するものではない。

活性炭での処理は、例えば該組成物と１−３重量％の活性炭（カーボンブラック粉末）とを１００℃近傍の温度で接触させ、次いで数十分間、例えば約１時間に亘ってこの温度で撹拌することによって実行される。処理の終点で、活性炭を濾過で分離する。

過酸化水素での脱色のための通常処理は、例えば、脱色しようとする組成物に、３０乃至６０分間の期間に亘って、０．５乃至２％の１００％過酸化水素を９０乃至１００℃にて導入し、次いで前記組成物を１乃至２時間に亘ってこの温度で撹拌することである。

これら２つのタイプの脱色処理を組み合わせることが所望の場合には、好ましくは過酸化水素での処理を活性炭での処理よりも先に行う。これは後者によれば、存在するあらゆる過酸化物を破壊しうるためである。

本発明によるエステル化工程中の次亜リン酸の使用によれば、蒸発及びこれに次いで上記条件下で活性炭を用いる単純な処理の後に、最大で２５、または実に最大で２０の黄色度指数ＹＩを有するジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を得ることが可能になることが観察されている。このことは、出願人によって実施された多数の研究及び分析によれば、次亜リン酸の使用をせずには、過酸化水素と著しい量のｎ−ヘキサンとのいずれかを活性炭と組み合わせて処理を行った場合にのみこうした低い値が得られるために、いっそう注目すべきである。

従って本発明の主題は、過酸化水素でもｎ−ヘキサンでも処理されていないジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物であって、特に本発明の方法によって得られ、最大で２５、特に最大で２０の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする組成物である。

かく特徴付けられる組成物は、有利には少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％のジエステル含量を有してよい。

エステル化工程中の次亜リン酸の使用によれば、特に蒸発及び上記条件下での過酸化水素による単純な処理の後に、最大で１５、または最大で実に１０の黄色度指数ＹＩを有するジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を得ることが可能になったことも観察されている。

出願人は、こうした組成物が、先行技術においては全く得られておらず、またおそらくは「通常」と見なされる量を大きく上回る量、すなわち１−２％を大きく上回る量の過酸化水素の使用を想定しなくては、決して得られなかったであろうと認識している。

本発明の別の主題は、過酸化水素で処理され、特に本発明の方法によって得られるジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物であって、最大で１５、特に最大で１０の黄色度指数を有することを特徴とする組成物である。この指数は、最大で実に７になりうる。

かく特徴付けされる組成物は、好ましくは少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％のジエステル含量を有する。

別の変形によれば、エステル化及びこれに次ぐ精製、特に蒸発による工程の後に、本発明の方法が、いかなる順序でも、活性炭を用いる処理の少なくとも一つの工程及び過酸化水素を用いる処理の少なくとも一つの工程を含むことが、更に規定される。

好ましい一つの実施態様によれば、活性炭を用いる処理の工程は、過酸化水素を用いる処理の工程よりも前に実施される。

非常に驚くべきことに、本発明によるエステル化工程の間の次亜リン酸の使用によれば、特に蒸発及び活性炭及び／または過酸化水素を用いる処理の後に、最大で９、あるいは最大で実に７の黄色度指数ＹＩを有するジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を得ることが可能になったことが観察されている。

この結果は、出願人によって行われた多数の研究及び分析により、更にｎ−ヘキサンの存在下で実施された前述の特許出願ＷＯ０１／８３４８８の実施例５を含む先行技術ではこうした低い黄色度指数が全く得られていないことが示されており、またいかなる方法によっても、活性炭を用いる処理（上述の実施例５に記載されるエステル化工程を含む）と過酸化水素を用いる処理とを当業者が妥当であると判断するような条件下で組み合わせることを想定してさえも、不可能であったであろうことから、いっそう驚くべきである。

したがって、本発明の別の主題は、本発明による方法によって得ることができ、最大で９、特に最大で７の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする、ジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物である。この値は更に最大で６、最大で実に５になりうる。

かく特徴付けられる前記組成物は、有利には少なくとも９５％、好ましくは９８％のジエステル含量を有してよい。

前記組成物はまた、好ましくは微量のｎ−ヘキサンも含まないという事実によって特徴付けられる。

この結果、ジアンヒドロヘキシトールジエステルの高含量を有し、且つ先行技術のものよりも着色の薄い組成物を調製するための、特に簡便であり、経済的であり、高性能であり、且つ危険性のない工業的手段が、これ以降利用可能である。

本発明による組成物、または本発明による方法のいずれか一つの変形によって、特に蒸発による精製の後に得られる組成物もまた、少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％のジエステル含量を有する。

別の変形によれば、これら組成物は微量のキシレン、ジエチルエーテル、及びｎ−ヘキサン、すなわち、前述の国際出願ＷＯ９９／４５０６０及びＷＯ０１／８３４８８の実施例で使用されている微量の有機溶媒を含まない。

これらの組成物は、特に、先行技術の前述の文献に開示または想定されている応用のいずれに使用しても良い。

これらは特に、添加剤として、特に可塑剤、溶媒、滑剤、または界面活性剤として、プラスチック組成物、瀝青質もしくは樹脂組成物、セルロース性組成物、化学、製薬、化粧品、あるいはヒトもしくは動物の食品工業用を企図した組成物の調製において使用して良い。

本発明による組成物は、特に、
・イソソルビド、イソマンニド、及び／またはイソイジ＝ドジアセテート；
・イソソルビド、イソマンニド、及び／またはイソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）；
・イソソルビド、イソマンニド、及び／またはイソイジド＝ジ（２−エチルヘキサノエート）；
の新規組成物からなるものであってよい。

これまでには例示が皆無であった調製である、イソイジドジエステルの特定の調製に関して、本発明の方法によれば、イソソルビドジエステルの場合よりも更にいっそう好ましく、特に
・ 著しく短いエステル化反応時間、例えば５時間に代えて３．５時間に亘る反応時間；及び
・ 例えば任意に活性炭で処理され、更に色が改善された蒸発反応粗製物である生成物がもたらされる；
という条件でこうした製品を得ることが可能になったことが更に観察されている。

出願人は、少なくとも９５％のイソイジドジエステル含量を有し、特に本発明の方法によって得ることができる組成物が、それ自体新規であり、個別にあらゆる別の特性のものである製品を構成すると認識している。

こうした組成物は、好ましくは最大で５０の黄色度指数を有する。

これは特に、少なくとも９８％のイソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）及び／またはジ（２−エチルヘキサノエート）の含量及び最大で２５の黄色度指数ＹＩを有する組成物であって良い。

こうした組成物はまた、微量のキシレン、ジエチルエーテル、及びｎ−ヘキサンも含まないことを特徴としてよい。

こうした組成物は、高性能であり、対応するイソソルビドジエステルに基づく組成物よりも、所定の態様についてはいっそう高性能であるプラスチックまたは瀝青質物質用の、可塑剤組成物であることが示されている。

前述全てに鑑み、出願人は、本発明の主題の一つは、酸触媒の存在下におけるジアンヒドロヘキシトールのエステル化の間の次亜リン酸の使用全般からなるとさらに認識している。

本発明を、以下の、いかなる意味でも限定的ではない実施例を用いて、更に詳細に説明する。

（実施例１）
本発明の（試験１）による試験が、以下の一般操作に従って実施された。

油の循環、プロペラタイプの撹拌ブレード、温度計、コンデンサーと組み合わせた蒸留ヘッド、及び蒸留コレクタを有する、恒温槽により供給されるジャケットを備えた１リットルのガラス反応器に、１４６ｇのイソソルビド（１ｍｏｌ）及び４３２ｇのｎ−オクタン酸（３ｍｏｌ）を仕込んだ。

撹拌システムを４００ｒｐｍで稼働させ、恒温槽は１００℃の設定とした。反応媒質の温度が６０℃に達した時点で、以下：２．９２ｇのｐ−トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）一水和物（乾燥イソソルビドに対する乾燥重量で１．８％に相当）及び０．９０ｇの５０％次亜リン酸（すなわち乾燥イソソルビドに対する乾燥物質の重量で０．３重量％であり、ＰＴＳＡに対して約０．１５／１の比である）を加えた。

その後、恒温槽の設定を１５０℃に固定し、撹拌は６５０ｒｐｍとした。このアッセンブリ全体を、設定を１００ｍｂａｒとした真空計を取り付けた真空ポンプにつないだ。

反応媒質の温度が約１１５℃に達した時点で、エステル化反応由来の水を蒸留し、コレクタに回収した。２時間の反応の後に、蒸留された水の量は、反応が完了した場合の水の理論量の約８５％に相当した。その後、真空を更に３時間に亘って徐々に緩めて２５ｍｂａｒとし、一方では反応媒質の温度が自然に１４０℃に達した。５時間の反応の後、蒸留された水は理論量の９７％に達した。

その後、反応媒質を約１００℃に冷却し、ＰＴＳＡと次亜リン酸のとの強酸性を１．８ｇの５０％水酸化ナトリウムの添加により中和した。生成した塩の沈殿の後に反応媒質を濾過したところ、黄色透明な液体の形態であった。この中和／濾過反応粗製物の黄色度指数ＹＩは、前述の通りに測定して、５０．７の値であった。

反応器に戻した後、未反応のオクタン酸を真空下（５ｍｂａｒ；蒸気温度：１１５℃）で蒸留した。再沸器の温度は、この蒸発の間に１３０℃から約２００℃に変化した。こうして精製された組成物は、９８．５％のイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）含量を有していた。

この含量は、FID検出器を備えたVarian 3400型機及び1077型スプリット／スプリトレスインジェクターを用いるガスクロマトグラフィーによって測定した。使用されるカラムは、３０メートルの長さ、０．３２mmの内径、及び０．２５μｍのフィルム厚さを有する、J&W ScientificブランドのＤＢ１であった。温度条件は次の通りであった。インジェクター及び検出器：３００℃、カラム：７℃／分の速度で１００℃から３２０℃にプログラム、３２０℃にて１０分間維持。注入は、スプリットインジェクションとして８０ｍｌ／分で実施され、カラム頂上部での圧力は１４ｐｓｉであり、使用されるキャリアガスはヘリウムであった。

含量は、内部標準の後に、相対保持時間が１．５２乃至１．７２である化合物の面積の相対的比率の合計によって与えられる。

さらにまた、驚くべきことに、蒸発を経た組成物の色は、蒸発前に得られた中和／濾過反応粗製物の色と比べて劣化してはいなかった。具体的には、かくして本発明によって得られた前記組成物は、４９．８のＹＩ指数を有していた。

エステル化反応の間に次亜リン酸のいかなる使用も行わずに実施したコントロール試験（試験Ｃ１）において、同様の条件下で得られたものは、
・褐色（１０６．１のＹＩ指数）の中和／濾過反応粗製物；のみならず
・蒸発後には更に濃い色（１４９．４のＹＩ指数）を有する組成物；でもあった。

この組成物は、９８．５％未満のイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）含量を更に有していた。

（実施例２）
同じく本発明による、別の試験（以降、試験２乃至７）を、以下の変形を導入したこと以外は試験１に記載の一般的操作に従って実施した。
・試験２：エステル化反応を５時間に代えて６時間継続して実施し；
・試験３：乾燥重量１．８％のＰＴＳＡを、１．１％のメタスルホン酸で置き換え；
・試験４：乾燥重量１．８％のＰＴＳＡを、「Amberlyst 15（乾燥）」タイプのマクロ多孔質樹脂１１％で置き換え；
・試験５：乾燥重量１．８％のＰＴＳＡを、乾燥重量１．９％のリンタングステン酸で置き換え、エステル化反応は真空下でなく窒素散布下で実施し；
・試験６：ｎ−オクタン酸を（１ｍｏｌ／１ｍｏｌ）で２−エチルヘキサン酸で置き換え、エステル化反応はさらに７．５時間に亘って、１６０−１７５℃の温度で、１００ｍｂａｒの真空下で継続し；さらに
・試験７：イソソルビドをシソイジドで置き換え、さらにエステル化反応が５時間に代えて３．５時間で実施可能であった。

下記の表には、本発明による試験２乃至７（エステル化の間のＨ_３ＰＯ_２の使用）の各々について、中和／濾過反応粗製物について得られた黄色度指数（以降、「ＹＩ ＲＥＡＣ」）、その後蒸発の後に得られた黄色度指数（以降、「ＹＩ ＥＶＡＰ」）、蒸発から生成する組成物について得られるジエステル含量（以降、「％ＣＯＮＴ」）を示す。この含量は、
・試験２乃至５についてはイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）に関し；
・試験７についてはイソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）に関し、前記含量はイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）について前述の通り測定され；さらに
・試験６についてはイソソルビド＝ジ（２−エチルヘキサノエート）に関し、前記含量は、内部標準の後に考慮されるのが、その相対保持時間がこの場合は１．４４乃至１．５５である組成物の面積の相対比率の合計であるということとは別に、前述の通り測定される。

これら試験２乃至７により、本発明による組成物が、反応粗製物の蒸発後には、
・高含量のジアンヒドロヘキシトールジエステル；のみならず
・反応粗製物の色に対して劣化しておらず、一般には改善された色；をも
同時に有しうることが確認される。

驚くべきことに、この色は最大で５０にとどまらず、最大で４５、さらには最大で３５の黄色度指数ＹＩによって特徴付けしうる。

これら試験２乃至７は、本発明においては、マクロ多孔質樹脂をあらゆる種類の別の酸触媒、例えばＰＴＳＡ、メタンスルホン酸、またはリンタングステン酸で置き換えることができることを更に示す。

含量のみに関しては、これら酸触媒は、マクロ多孔質樹脂よりも高性能であり、９５％のジエステル含量を達成することがここに証明される。

出願人は、徹底的な分析の際に、マクロ多孔質樹脂を触媒とする特定の場合には、存在する不純物のほとんどがエステル、特にテトラエステル、及びソルビタンからなることを更に観察したが、このことは、このタイプの触媒の存在下ではジアンヒドロヘキシトールがエステル化の間の開環によって分解することを示唆している。

既述の通り、本発明による方法は、イソソルビドジエステル、例えばイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）及びイソソルビド＝ジ（２−エチルヘキサノエート）の組成物のみならず、イソイジドジエステル、例えばイソイジド＝ジ（ｎ−オクタノエート）の組成物の効果的な調製を可能にするという予期せぬ利点をも有する。

劇的なことに、著しく短い（４時間未満の）反応時間で起こりうる工程であるイソイジドのエステル化工程の間に次亜リン酸を使用することにより、その色（７１．５のＹＩ指数）が蒸発による精製工程の間に３０単位超も低減されうる（４０．６のＹＩ指数）反応粗製物が生成する。

（実施例３）
この実施例では、本発明に合致しない試験（試験Ｃ２乃至Ｃ５）が、以下の変形を導入したこと以外は実施例１による試験Ｃ１と同様に実施された。
・試験Ｃ２：エステル化（次亜リン酸の非存在下における）が、ａ）「Amberlyst 15（乾燥）」樹脂（ＰＴＳＡに代えて）及びさらに前述の出願ＷＯ０１／８３４８８の実施例５に従ってｂ）活性炭の存在下で実施されたこと以外は、試験Ｃ１と同様；
・試験Ｃ３：反応粗製物の蒸発及び同時に起こる過剰ｎ−オクタン酸の蒸留の後に、生じた組成物が活性炭を用いる付加的な脱色処理に処されたこと以外は、試験Ｃ２と同様；
・試験Ｃ４：反応粗製物の蒸発後に、生成する組成物を、特許ＷＯ０１／８３４８８の実施例５に従って溶媒（ｎ−ヘキサン）及び活性炭を用いる付加的処理に処したこと以外は、試験Ｃ３と同様；
・試験Ｃ５：次亜リン酸（Ｈ_３ＰＯ_２）が、等重量（重量／重量）のリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）で置き換えられたこと以外は、試験Ｃ１と同様。

下記の表は、本発明と合致しない（エステル化の際にＨ_３ＰＯ_２が存在しない）試験Ｃ２乃至Ｃ５の各々について、予め規定した基準「ＹＩ ＲＥＡＣ」、「ＹＩ ＥＶＡＰ」、及び「％ ＣＯＮＴ」として得られた値を示す。

試験Ｃ２乃至Ｃ４の結果は、エステル化の間の活性炭の存在によって許容される色（２２．５のＹＩ指数）を持つ反応粗製物を得ることが可能であるものの、依然として、
・蒸発後には（試験Ｃ２）、この色が非常に著しく劣化し（約３０単位のＹＩ指数増大）、５０超（５２．７）の値に達する；
・活性炭を用いる後続の処理によっても、３０を超えないＹＩ指数を得ることはできない（３０．９のＹＩ指数）；さらに
・ｎ−ヘキサン及び活性炭を用いる後続処理によっても、２５を超えないＹＩ指数を得ることはできない（２８．２のＹＩ指数）；
という事実がある。

これら試験Ｃ２乃至Ｃ４については、イソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）含量は、おそらくはエステル化のための酸触媒としてのマクロ多孔質樹脂の使用に関連する、著しい量のソルビタンテトラエステルの存在のために、９５％未満である。

試験Ｃ５の結果は、次亜リン酸をリン酸で置き換えることは不可能であることを更に示す。

後者がそのＹＩ指数が最大で５０である反応粗製物を得ることを不可能にするのみならず、判明した値（１３２．０）はこの限界よりも全く著しく大きく、またこの大きな値のＹＩ指数が蒸発工程によって強度に増大される。

さらにまた、この試験Ｃ５について蒸発後に得られるイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）含量は、９７％のみであった。

（実施例４）
本発明に合致する試験（試験８乃至１１）を、オクタン酸を蒸留する工程の後に、蒸発によって精製されて得られたジエステル組成物が、下記の各処理：
・試験８：試験１＋２重量％（乾燥／乾燥）の活性炭を用いる処理；
・試験９：試験１＋１重量％の１００％過酸化水素を用いる処理；
・試験１０：試験２＋１重量％の１００％過酸化水素を用いる処理；
・試験１１：試験１０と同様＋２重量％（乾燥／乾燥）の活性炭を用いる後続処理；
に処せられたこと以外は、試験１または試験２について開示された一般的な操作に従って実施した。
こうして実施例８乃至１１に従って調製される本発明に合致する組成物全てが、イソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）の約９９％の高含量を示した。

以下の表には、前記試験の各々について、生じるジエステル組成物について得られた黄色度指数ＹＩを示す。

非常に驚くべきことに、本発明の方法によれば、有機溶媒を用いるいかなる処理も経ておらず、
・過酸化水素を用いるいかなる処理（試験８参照）も行わずに、最大で２５、または実に２０の黄色度指数；
・過酸化水素を用いる単純処理を経るが、活性炭を用いるいかなる処理も行わずに、最大で１５、または実に１０（試験１０を参照）、さらには７（試験９を参照）の黄色度指数；あるいは
・「適度な」量の過酸化水素に次いで活性炭を用いる処理（試験１１を参照）を経て、最大で９、または実に７、さらには６もしくは５の黄色度指数；
を有するジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物が得られることが観察される。

試験Ｃ１（エステル化の間に次亜リン酸が存在しない）に従うが、蒸発後に、２％の１００％過酸化水素と１％の過酸化水素とのいずれか及び、次いで２％の活性炭を用いる処理を想定して実施されたコントロール試験では、最大で２０の黄色度指数ＹＩを有するイソソルビド＝ジ（ｎ−オクタノエート）の組成物の調製を可能にすることはできなかったため、前述の結果はいっそう驚くべきである。

Claims (14)

1. ジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物を調製する方法であって、ジアンヒドロヘキシトール組成物が、酸触媒及び次亜リン酸の存在下においてカルボン酸によるエステル化に処される工程を含むことを特徴とする方法。
2. 次亜リン酸が、使用されるジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥重量で表して０．０５乃至２％の量で導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 次亜リン酸が、使用されるジアンヒドロヘキシトールの乾燥重量に対する乾燥重量で表して０．１乃至１％の量で導入されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 次亜リン酸が、１／１未満の次亜リン酸／酸触媒比で導入されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 次亜リン酸が、０．０１／１乃至０．９／１の次亜リン酸／酸触媒比で導入されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. エステル化工程から直接的または間接的に誘導される媒質を蒸発させる、後続の工程を含むことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 生成する組成物を、活性炭及び／または過酸化水素で処理する、少なくとも一つの後続の工程を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 酸触媒及び次亜リン酸の存在下におけるジアンドロヘキシトールとカルボン酸とのエステル化及びこれに次ぐ蒸発により生成する生成物からなること、並びに少なくとも９５％のジエステル含量及び最大で５０の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする、ジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物。
9. 少なくとも９８％のジエステル含量及び／または最大で４０の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする、請求項８に記載のジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物。
10. 最大で９の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする、請求項８に記載のジアンヒドロヘキシトールジエステルの組成物。
11. 少なくとも９５％のイソイジドジエステル含量、及び最大で５０の黄色度指数ＹＩを有する請求項８に記載の組成物。
12. 少なくとも９８％のイソイジドジエステル含量及び最大で２５の黄色度指数ＹＩを有することを特徴とする、請求項８に記載の組成物。
13. 微量のキシレン、ジエチルエーテル、及びｎ-ヘキサンも含まないことを特徴とする、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の組成物。
14. プラスチック組成物、瀝青質もしくは樹脂組成物、またはセルロース性組成物の調製における、可塑剤、溶媒または界面活性剤としての、請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の組成物の使用。