JP5491776B2 - ケイ酸エステル - Google Patents
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Description
本発明のケイ酸エステルは、上記一般式(1)で表される。一般式(1)において、mはシリコーンの平均重合度を示す0〜3の数であるが、水系製品中での分散安定性の観点から、0〜1が好ましく、0が特に好ましい。
本発明のケイ酸エステル(1)は、下記合成方法1又は2により製造することができる。
〔式中、R4は炭素数1〜3の炭化水素基を示す。〕
HO−(AO)n−R5 (3)
〔式中、A及びnは前記と同じ意味を示し、R5は炭素数1〜24の直鎖又は分岐鎖の飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示す。〕
合成方法2:下記一般式(4)で表される原料ハロゲン化シランに、塩基共存下、上記一般式(3)で表されるPOAA及び炭素数6〜24の機能性アルコールを反応させる方法。
〔式中、Xはハロゲン原子を示す。〕
上記2つの合成方法のうち、塩の生成がなく、または生成しても微量であり、生成物の精製負荷が小さいことから、合成方法1が特に好ましい。
本発明の機能性物質放出剤は、上記ケイ酸エステル(1)を含む。また、ケイ酸エステル(1)の他、ケイ酸エステル(1)の製造に際し副生する副生物や製造原料を含んでいても良い。
本発明のケイ酸エステル(1)の分析は、反応混合物中のSi量、機能性アルコール残基(R2)量、POAA残基(-(AO)n-R1)量、原料ケイ酸エステル由来の低級アルコール残基(R3)量を、29Si−及び1H−NMRにより定量し、次いで反応混合物中に含まれる遊離機能性アルコール(R2−OH)量及び遊離低級アルコール(R3−OH)量をそれぞれガスクロマトグラフ法(GC)で、また遊離POAA(HO−(AO)n−R1)量を、液体クロマトグラフ質量分析法(LC−MASS)により定量し、これと仕込み時に用いた原料の量から算出し行なった。NMR、GC、及びLC−MASSの分析条件を以下に示す。
装置:Varian社製 Mercury400BB
分析核:1H(400MHz)
重溶媒:CDCl3、CD3OD、D2Oなど溶解する溶媒
緩和時間:10秒
積算回数:128回
<GC分析条件>
装置:HEWLETT PACKARD 4890
検出器:FID
カラム:J&W Scientific社製 DB−1HT
(15m×0.25mm×0.1μm)
キャリアガス:ヘリウム
キャリアガス流量:1mL/分
注入法:スプリット(50:1)
注入口温度:300℃
検出器温度:300℃
<LC−MASS分析条件>
装置;Agilent 1100 Series
検出器;LC/MSD
カラム;ODS L−column (2.1 × 150 mm)
カラム温度;40℃
流量;0.25μL/min
溶離液;(A液)10mmol/L 酢酸アンモニウム水溶液
(B液)10mmol/L 酢酸アンモニウム/メタノール溶液
グラジエント条件; B液 40体積%(0分)→98体積%(15分)
→98体積%(30分)→40体積%(30分)
保持時間;8分
注入量;5μL
<サンプル調製法>
GC分析:サンプル30mgをアセトンなど溶解できる溶媒1mLで希釈し調製
NMR分析:サンプル10〜20mgを溶解できる重溶媒1mLに溶解し調製
LC−MASS分析:サンプルを0.1%/メタノール溶液に調整
合成例1 ケイ酸エステル(1)−1の合成
300mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン41.7g(0.20mol)、フェネチルアルコール66.0g(0.54mol)、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製、平均分子量550、以下「HO−(EO)12−Me」ともいう) 99.0g(0.18mol)、2.8%ナトリウムメトキシドメタノール溶液(和光純薬工業社製 28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液をメタノールで10質量倍に希釈したもの)0.63g(0.00033mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、120℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、110〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、174.9gの黄色油状物を得た(以下、「油状物1」ともいう)。NMR、GC、及びLCの分析の結果、油状物1は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)12−Me、R2=フェネチル基(PhEt)、R3=エチル基(Et)であり、m=0,p=0.7,q=2.2,r=1.1であるケイ酸エステル(1)−1を136.8g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコール及びHO−(EO)12−Meであった。得られたケイ酸エステル(1)−1の構造及び油状物1の組成を表1にまとめて示す。
200mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン41.7g(0.20mol)、ゲラニオール83.3g(0.54mol)、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製、平均分子量350、以下「HO−(EO)7−Me」ともいう)63.0g(0.18mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液(和光純薬工業社製 28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液をメタノールで5質量倍に希釈したもの)0.31g(0.00033mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、117℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、109〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、156.2gの黄色油状物(以下、「油状物2」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物2は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)7−Me、R2=ゲラニオールから水酸基1つを除いた残基(以下、「Ger」ともいう)、R3=Etであり、m=0,p=0.7、q=2.4、r=0.9であるケイ酸エステル(1)−2を136.7g含有していた。残部は、原料であるゲラニオール及びHO−(EO)7−Meであった。ケイ酸エステル(1)−2の構造及び油状物2の組成を表1にまとめて示す。
200mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン41.7g(0.20mol)、フェネチルアルコール66.0g(0.54mol)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO平均重合度3、花王株式会社製、製品名;エマルゲン103、以下「HO−(EO)3−C12H25」ともいう) 56.7g(0.18mol)、2.8%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.77g(0.00040mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、123〜129℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、123℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、132.4gの黄色油状物(以下、「油状物3」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物3は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)3−C12H25,R2=PhEt、R3=Etであり、m=0,p=0.6、q=2.5、r=0.9であるケイ酸エステル(1)−3を108.3g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコール及びHO−(EO)3−C12H25であった。ケイ酸エステル(1)−3の構造及び油状物3の組成を表1にまとめて示す。
200mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン33.3g(0.16mol)、フェネチルアルコール52.8g(0.43mol)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO平均重合度6、花王株式会社製、製品名;エマルゲン108、以下「HO−(EO)6−C12H25」ともいう) 63.8g(0.14mol)、2.8%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.81g(0.00042mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、117℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、118〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、122.5gの黄色油状物(以下、「油状物4」とも言う)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物4は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)6−C12H25、R2=PhEt、R3=Etであり、m=0,p=0.6、q=2.3、r=1.1であるケイ酸エステル(1)−4を92.0g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコール及びHO−(EO)6−C12H25であった。ケイ酸エステル(1)−4の構造及び油状物4の組成を表1にまとめて示す。
200mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン12.5g(0.06mol)、ゲラニオール25.0g(0.16mol)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO平均重合度20、花王株式会社製、製品名;エマルゲン147、以下「HO−(EO)20−C12H25」ともいう) 53.6g(0.05mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.11g(0.00011mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、123℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、126〜130℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、81.7gの黄色油状物(以下、「油状物5」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物5は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)20−C12H25、R2=Ger、R3=Etであり、m=0,p=0.6、q=1.9、r=1.5であるケイ酸エステル(1)−5を58.3g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコール及びHO−(EO)20−C12H25であった。ケイ酸エステル(1)−5の構造及び油状物5の組成を表1にまとめて示す。
200mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン41.7g(0.20mol)、フェネチルアルコール66.0g(0.54mol)、HO−(EO)7−Me 63.0g(0.18mol)、2.8%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.63g(0.00033mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、120℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、114〜121℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、134.6gの黄色油状物(以下、「油状物6」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物6は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)7−Me、R2=PhEt、R3=Etであり、m=0,p=0.7、q=2.5、r=0.8であるケイ酸エステル(1)−6を113.7g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコール及びHO−(EO)7−Meであった。ケイ酸エステル(1)−6の構造及び油状物6の組成を表1にまとめて示す。
300mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン33.3g(0.16mol)、ゲラニオール66.6g(0.43mol)、HO−(EO)12−Me 79.2g(0.14mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.36g(0.00037mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、120℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、114〜121℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、152.3gの黄色油状物(以下、「油状物7」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物7は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)12−Me、R2=Ger、R3=Etであり、m=0,p=0.7、q=2.2、r=1.1であるケイ酸エステル(1)−7を124.3g含有していた。残部は、原料であるゲラニオール及びHO−(EO)12−Meであった。ケイ酸エステル(1)−7の構造及び油状物7の組成を表1にまとめて示す。
300mLの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン20.8g(0.10mol)、ゲラニオール41.7g(0.27mol)、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(アルドリッチ社製、平均分子量2000、以下「HO−(EO)45−Me」ともいう) 180.0g(0.090mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液0.51g(0.00053mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、115℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、117〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、226.2gの黄色油状物(以下、「油状物8」ともいう)を得た。NMR、GC及びLCの分析の結果、油状物8は、一般式(1)において−(AO)n−R1=−(EO)45−Me、R2=Ger、R3=Etであり、m=0,p=0.4、q=1.8、r=1.8であるケイ酸エステル(1)−8を112.2g含有していた。残部は、原料であるゲラニオール及びHO−(EO)45−Meであった。ケイ酸エステル(1)−8の構造及び油状物8の組成を表1にまとめて示す。
1Lの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン229.2g(1.1mol)、フェネチルアルコール483.79g(4.0mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液1.76g(0.0018mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、120℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、112〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、526.2gの淡黄色油状物(以下、「油状物9」ともいう)を得た。得られた油状物のGCの分析の結果、油状物9は、一般式(1)において−(AO)n−R1=なし、R2=PhEt、R3=Etであり、m=0,p=0、q=3.6、r=0.4である比較品のケイ酸エステル9を479.4g含有していた。残部は、原料であるフェネチルアルコールであった。ケイ酸エステル9の構造及び油状物9の組成を表1にまとめて示す。
1Lの四つ口フラスコに、テトラエトキシシラン206.8g(0.99mol)、ゲラニオール549.3g(3.6mol)、5.6%ナトリウムメトキシドメタノール溶液1.5g(0.0016mol)を入れ、窒素気流下、エタノールを留出させながら、115〜120℃で2時間攪拌した。2時間後、槽内の圧力を徐々に8kPaまで下げ、エタノールを留出させながら、119〜120℃でさらに3時間攪拌した。3時間後、冷却、減圧を解除した後、濾過を行い、591.8gの淡黄色油状物(以下、「油状物10」ともいう)を得た。油状物10は、一般式(1)において−(AO)n−R1=なし、R2=Ger、R3=Etであり、m=0,p=0、q=3.5、r=0.5である比較品のケイ酸エステル10を528.5g含有していた。残部は、原料であるゲラニオールであった。ケイ酸エステル10の構造及び油状物10の組成を表1にまとめて示す。
合成例1〜8で得られた油状物1〜8を、表2に示す組成で配合し、タッチミキサー(IKA社製、MS3 basic)で1分間撹拌した後、1分間静置させた際の溶液の状態を目視観察して水中分散安定性を評価した(実施例1〜8)。評価は下記基準に従って行った。比較のため、比較合成例1〜2で得られた油状物9〜10についても同様に評価した(比較例1〜2)。更に、POAA残基を有していないケイ酸エステルとPOAAを単に混合した系に関しても同様に評価した(比較例3〜10)。なお、比較例3〜10では、実施例1〜8の油状物(即ち、油状物1〜8)に含まれるPOAA残基(ケイ酸エステル(1)に導入されたPOAA残基+遊離POAA)と等モル量のPOAAと、該油状物中に含まれるケイ酸エステル(1)と等モル量のケイ酸エステルを含む油状物9〜10を混合したものを評価に用いた。結果を表2にまとめて示す。
○:乳化状態若しくは透明溶液状態
×:相分離状態
表3に示す組成を有する未賦香液体柔軟剤Aを定法により調製した。次いで、機能性物質放出剤として合成例1〜8及び比較合成例1〜2で得られた各油状物を、油状物中のケイ酸エステルが、未賦香液体柔軟剤Aに対し0.5%になるように、50mLのスクリュー管に未賦香液体柔軟剤Aと各油状物とを加え、50℃に加熱後冷却を行い、柔軟剤組成物を調製した。
あらかじめ、市販の弱アルカリ性洗剤(花王(株)アタック)を用いて、木綿タオル24枚を日立全自動洗濯機NW−6CYで5回洗浄を繰り返し、室内乾燥することによって、過分の薬剤を除去した(洗剤濃度0.0667質量%、水道水47L使用、水温20℃、洗浄10分、ため濯ぎ2回)。
Claims (7)
- 下記一般式(1)で表されるケイ酸エステル。
なお、前記香料アルコールは、青葉アルコール、3−オクテノール、9−デセノール、ゲラニオール、ネロール、シトロネロール、ロジノール、ファルネソール、ヒドロキシシトロネロール、3,7−ジメチル−7−メトキシオクタン−2−オール、3−メチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ペンタノール、2−エチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ブテノール、2−メチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ブテノール、2−メチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−1−ブタノール、3−メチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−4−ペンテン−2−オール、3,3−ジメチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−4−ペンテン−2−オール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール、シンナミックアルコール、γ−フェニルプロピルアルコール、アニスアルコール、フェノキシエチルアルコール、スチラリルアルコール、3−メチル−5−フェニルペンタノ−ル、2,2−ジメチル−3−(3−メチルフェニル)−プロパノール、2,4−ジメチル−3−シクロヘキセン−1−メタノール、4−イソプロピルシクロヘキシルメタノール、1−(4−イソプロピルシクロヘキシル)エタノール、p−tert−ブチルシクロヘキサノール、o−tert−ブチルシクロヘキサノール、L−メントール、1−(2−tert−ブチルシクロヘキシルオキシ)−2−ブタノール、ペンタメチルシクロヘキシルプロパノール、1−(2,2,6−トリメチルシクロヘキシル)−3−ヘキサノール、サンタロール、及び、ベチベロールから選ばれる。〕 - mが0である、請求項1に記載のケイ酸エステル。
- pとqの比(p/q)が0.15〜1.0であり、且つpとqの和が(m×1.25+2.5)〜(m×2+4)の範囲の数(ここで、mは請求項1と同じ意味を示す)である、請求項1又は2に記載のケイ酸エステル。
- 下記一般式(2)で表される原料ケイ酸エステルに、塩基共存下、下記一般式(3)で表される(ポリ)オキシアルキレンモノアルキルエーテル及び下記から選ばれる炭素数6〜24の香料アルコールを反応させる、ケイ酸エステルの製造方法。
Si(OR4)4 (2)
〔式中、R4は炭素数1〜3の炭化水素基を示す。〕
HO−(AO)n−R5 (3)
〔式中、A及びnは請求項1と同じ意味を示し、R5は炭素数1〜24の直鎖又は分岐鎖の飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示す。〕
<香料アルコール>
青葉アルコール、3−オクテノール、9−デセノール、ゲラニオール、ネロール、シトロネロール、ロジノール、ファルネソール、ヒドロキシシトロネロール、3,7−ジメチル−7−メトキシオクタン−2−オール、3−メチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ペンタノール、2−エチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ブテノール、2−メチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−2−ブテノール、2−メチル−4−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−1−ブタノール、3−メチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−4−ペンテン−2−オール、3,3−ジメチル−5−(2,2,3−トリメチル−3−シクロペンテン−1−イル)−4−ペンテン−2−オール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール、シンナミックアルコール、γ−フェニルプロピルアルコール、アニスアルコール、フェノキシエチルアルコール、スチラリルアルコール、3−メチル−5−フェニルペンタノ−ル、2,2−ジメチル−3−(3−メチルフェニル)−プロパノール、2,4−ジメチル−3−シクロヘキセン−1−メタノール、4−イソプロピルシクロヘキシルメタノール、1−(4−イソプロピルシクロヘキシル)エタノール、p−tert−ブチルシクロヘキサノール、o−tert−ブチルシクロヘキサノール、L−メントール、1−(2−tert−ブチルシクロヘキシルオキシ)−2−ブタノール、ペンタメチルシクロヘキシルプロパノール、1−(2,2,6−トリメチルシクロヘキシル)−3−ヘキサノール、サンタロール、及び、ベチベロールから選ばれる香料アルコール - (ポリ)オキシアルキレンモノアルキルエーテルと香料アルコールのモル比[(ポリ)オキシアルキレンモノアルキルエーテル/香料アルコール]が0.15〜1.00であり、原料ケイ酸エステルに対する(ポリ)オキシアルキレンアルキルエーテルと香料アルコールの和のモル比[((ポリ)オキシアルキレンモノアルキルエーテル+香料アルコール)/原料ケイ酸エステル]が3〜10である、請求項4記載のケイ酸エステルの製造方法。
- 請求項4又は5に記載の製造方法で得られたケイ酸エステル。
- 請求項1〜3又は請求項6のいずれかに記載のケイ酸エステルを含む香料持続剤。
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