JP7455824B2 - 化合物、及び組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、化合物、及び当該化合物を含有する組成物に関する。
エポキシアルカンと多価アルコールとの反応によって得られるエーテルアルコールは、乳化剤、界面活性剤、及び分散剤などの原料として有用である。
例えば、特許文献1では、炭素数8~20のエポキシアルカンと炭素原子1~10個及びアルコール性水酸基1~4個を有するモノ又はポリ官能性アルコールとの反応によって得られるエーテルアルコールが開示されている。
特開昭55-105632号公報
しかしながら、特許文献1のエーテルアルコールは、融点が高いため取扱い性に劣り、当該エーテルアルコールによって形成される膜は疎水性が低いという問題があることが分かった。
本発明は、上記のような状況を鑑みてなされたものであり、融点が低く、疎水性の高い膜を形成することができる化合物、及び当該化合物を含有する組成物を提供する。
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、特定構造の化合物により、上記課題を解決しうることを見出した。
すなわち、本発明は、下記化学式(1)で表される化合物、に関する。
Figure 0007455824000001
(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数は14以上34以下であり、Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、Aは-O-CH-CH(OH)-CHOH又は-O-CH(-CH-OH)である。)
本発明の前記化学式(1)で表される化合物(以下、エーテルアルコールともいう)は、炭素鎖の内部にグリセリルエーテル基と水酸基を有しており、融点が低いという特徴を有する。また、本発明のエーテルアルコールは、疎水性膜の形成性に優れている。
以下、本発明について詳細に説明する。
<エーテルアルコール>
本発明のエーテルアルコールは、下記化学式(1)で表される化合物である。また、本発明のエーテルアルコールは、下記化学式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有するものであってよい。また、本発明のエーテルアルコールは、下記化学式(1)で表される化合物の1種以上からなるものであってよい。
Figure 0007455824000002
(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数は14以上34以下であり、Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、Aは-O-CH-CH(OH)-CHOH又は-O-CH(-CH-OH)である。)
及びRはそれぞれ炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、好ましくは直鎖又は分岐アルキル基(分岐鎖アルキル基ともいう)であり、より好ましくは直鎖アルキル基である。前記脂肪族炭化水素基は、本発明の効果を妨げない限り、ハロゲン基、ヒドロキシ基、ケトン基、カルボキシ基、アリール基、及びアルコキシ基等の置換基を有していてもよい。R及びRは、同じ脂肪族炭化水素基であってもよく、異なる脂肪族炭化水素基であってもよい。また、R及びRの置換基の数は、有機溶媒に対する溶解性の観点から、R及びRにおいて合計で、好ましくは5以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは1以下、より更に好ましくは0(すなわち置換基を有さない)である。
とRの合計炭素数は14以上34以下であり、疎水性の観点から、好ましくは16以上であり、有機溶媒に対する溶解性の観点から、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下、より更に好ましくは16以下である。
Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、製造効率及び製造容易性の観点から、好ましくは単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基、より好ましくは単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基、更に好ましくは単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基、より更に好ましくは単結合である。
とRとXの合計炭素数は14以上39以下であり、疎水性の観点から、好ましくは16以上であり、有機溶媒に対する溶解性の観点から、好ましくは31以下、より好ましくは28以下、更に好ましくは26以下、より更に好ましくは25以下、より更に好ましくは24以下、より更に好ましくは22以下、より更に好ましくは20以下、より更に好ましくは18以下、より更に好ましくは16以下である。
Xが脂肪族炭化水素基である場合、製造効率及び製造容易性の観点から、好ましくは直鎖又は分岐アルキル基であり、より好ましくは直鎖アルキル基である。
Xは、製造効率及び製造容易性の観点から、好ましくは、
*-(CH-* (nは0以上5以下、*は結合部位を示す。)
であり、nは好ましくは0以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1以下、より更に好ましくは0、すなわち単結合である。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことが好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことが好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことがより好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことがより好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことが更に好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことが更に好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことがより更に好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことがより更に好ましい。
前記エーテルアルコールは、製造効率及び製造容易性の観点から、Xが単結合であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含むことがより更に好ましい。
前記エーテルアルコールは、RとRの合計炭素数が、14である化合物、及び16である化合物の合計含有量が、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは100質量%である。
前記エーテルアルコールが、Xが単結合であり、RとRの合計炭素数が異なる2種以上の化合物を含有する場合、有機溶媒に対する溶解性の観点から、RとRの合計炭素数が、14である化合物、及び16である化合物の合計含有量は、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは99質量%以上、より更に好ましくは100質量%である。
前記エーテルアルコールが、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む場合、有機溶媒に対する溶解性の観点から、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。また、泡の持続性の観点から、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以上30質量%以下である。
前記エーテルアルコールの融点は、有機溶媒に対する溶解性の観点から、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下、更に好ましくは10℃以下であり、また、-200℃以上であってよい。
前記エーテルアルコールの製造方法は特に制限されず、例えば、内部オレフィンの二重結合を過酸化水素、過ギ酸、過酢酸等の過酸化物により酸化して内部エポキシドを合成し、得られた内部エポキシドにグリセリンを反応させることにより製造することができる。なお、内部オレフィンの総炭素数が一定で、異なる位置に二重結合を有する混合物の場合、前記製造方法により得られる前記エーテルアルコールは、Xが単結合であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる複数の化合物の混合物である。また、前記製造方法により得られる前記エーテルアルコールは、通常、前記Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHである化合物1(以下、エーテルアルコール1ともいう)と、前記Aが-O-CH(-CH-OH)である化合物2(以下、エーテルアルコール2ともいう)の混合物である。前記混合物中の前記エーテルアルコール1の含有量は、前記エーテルアルコール1と前記エーテルアルコール2の合計量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。
前記エーテルアルコールの製造に用いられる内部オレフィンは、末端オレフィンを含有していてもよい。その場合、オレフィン中に含まれる末端オレフィンの含有量は、例えば、0.1質量%以上、0.2質量%以上、また、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下などである。
前記エーテルアルコールは、前記化学式(1)で表される化合物1種、或いは、前記化学式(1)で表される化合物2種以上の混合物、或いは、これらと原料オレフィンに含まれるオレフィン以外の微量成分及びその誘導体との混合物として得ることができる。
<組成物>
本発明の組成物は、少なくとも1種の前記エーテルアルコールを含有する。
前記組成物中の前記エーテルアルコールの総含有量は特に制限されないが、運搬や貯蔵コストを低減する観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは100質量%である。
前記組成物が、前記エーテルアルコール1と前記エーテルアルコール2を含有する場合、前記エーテルアルコール1の含有量は、高い吸着力を得る観点から、前記エーテルアルコール1と前記エーテルアルコール2の合計量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。また、同様の観点から、好ましくは1~99質量%、より好ましくは30~99質量%、更に好ましくは40~90質量%、より更に好ましくは50~80質量%である。
前記組成物は、取扱い容易性及び保存安定性の観点から、水、溶剤、又は各種添加剤を含有してもよい。
本発明のエーテルアルコール又は組成物は、例えば、界面活性剤、乳化剤、分散剤、ポリマー及び樹脂などの原料、潤滑油等の油剤の添加剤、塗料添加剤、農薬添加剤、樹脂添加剤、金属表面改質剤、化粧品基材、医療用助剤、繊維用油剤、石油薬剤、加工薬剤、滑剤、可塑剤、乳化剤、分散剤、防曇剤、帯電防止剤、及び消泡剤などに用いられる。
以下に、本発明及び本発明の好ましい実施態様を示す。
<1>
下記化学式(1)で表される化合物。
Figure 0007455824000003
(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数は14以上34以下であり、Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、Aは-O-CH-CH(OH)-CHOH又は-O-CH(-CH-OH)である。)
<2>
下記化学式(1)で表される化合物。
Figure 0007455824000004
(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数は14以上39以下であり、Aは-O-CH-CH(OH)-CHOH又は-O-CH(-CH-OH)である。)
<3>
前記R及びRは、それぞれ直鎖又は分岐アルキル基である、<1>又は<2>に記載の化合物。
<4>
前記R及びRは、それぞれ直鎖アルキル基である、<1>又は<2>に記載の化合物。
<5>
前記R及びRの合計炭素数は、好ましくは16以上であり、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下、より更に好ましくは16以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の化合物。
<6>
前記R及びRの合計炭素数は、好ましくは14以上22以下、より好ましくは16以上22以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の化合物。
<7>
前記R及びRの合計炭素数は、好ましくは14以上20以下、より好ましくは16以上20以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の化合物。
<8>
前記R及びRの合計炭素数は、好ましくは14以上18以下、より好ましくは16以上18以下である、<1>~<4>のいずれかに記載の化合物。
<9>
前記R及びRの合計炭素数は、好ましくは14以上16以下、より好ましくは16である、<1>~<4>のいずれかに記載の化合物。
<10>
前記Xは、単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基である、<1>~<9>のいずれかに記載の化合物。
<11>
前記Xは、単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基である、<1>~<9>のいずれかに記載の化合物。
<12>
前記Xは、単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基である、<1>~<9>のいずれかに記載の化合物。
<13>
前記Xは、単結合である、<1>~<9>のいずれかに記載の化合物。
<14>
前記RとRとXの合計炭素数は、好ましくは16以上であり、好ましくは31以下、より好ましくは28以下、更に好ましくは26以下、より更に好ましくは25以下、より更に好ましくは24以下、より更に好ましくは22以下、より更に好ましくは20以下、より更に好ましくは18以下、より更に好ましくは16以下である、<1>~<13>のいずれかに記載の化合物。
<15>
前記Xは、好ましくは直鎖又は分岐アルキル基、より好ましくは直鎖アルキル基である、<1>~<14>のいずれかに記載の化合物。
<16>
前記Xは、
*-(CH-* (nは0以上5以下、*は結合部位を示す。)
であり、nは好ましくは0以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1以下、より更に好ましくは0、すなわち単結合である、<1>~<14>のいずれかに記載の化合物。
<17>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<18>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<19>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1以上3以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<20>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<21>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1以上2以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<22>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<23>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合又は炭素数1の脂肪族炭化水素基であり、RとRとXの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<24>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合であり、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<25>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が、14である化合物、及び16である化合物の合計含有量が、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは100質量%である、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<26>
前記化学式(1)で表される化合物は、Xが単結合であり、RとRの合計炭素数が異なる2種以上の化合物を含有し、RとRの合計炭素数が、14である化合物、及び16である化合物の合計含有量は、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは99質量%以上、より更に好ましくは100質量%である、<1>~<16>のいずれかに記載の化合物。
<27>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<28>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、10質量%以上90質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<29>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、20質量%以上80質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<30>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、30質量%以上70質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<31>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、30質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<32>
前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含み、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合は、20質量%以上30質量%以下である、<1>~<24>のいずれかに記載の化合物。
<33>
前記化学式(1)で表される化合物の融点は、30℃以下である、<1>~<32>のいずれかに記載の化合物。
<34>
前記化学式(1)で表される化合物の融点は、20℃以下である、<1>~<32>のいずれかに記載の化合物。
<35>
前記化学式(1)で表される化合物の融点は、10℃以下である、<1>~<32>のいずれかに記載の化合物。
<36>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHである化合物1、及び前記Aが-O-CH(-CH-OH)である化合物2を含有する、<1>~<35>のいずれかに記載の化合物。
<37>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、好ましくは1質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である、<36>に記載の化合物。
<38>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、1質量%以上99質量%以下である、<36>に記載の化合物。
<39>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、30質量%以上99質量%以下である、<36>に記載の化合物。
<40>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、40質量%以上90質量%以下である、<36>に記載の化合物。
<41>
前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、50質量%以上80質量%以下である、<36>に記載の化合物。
<42>
前記化学式(1)で表される化合物の製造に用いられる内部オレフィンは、末端オレフィンを含有し、オレフィン中に含まれる末端オレフィンの含有量は、0.1質量%以上、又は0.2質量%以上であり、また、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、又は0.5質量%以下である、<1>~<41>のいずれかに記載の化合物。
<43>
前記化学式(1)で表される化合物は、内部エポキシドとグリセリンの反応物である、<1>~<42>のいずれかに記載の化合物。
<44>
前記内部エポキシドは、内部オレフィンの酸化物であり、前記内部オレフィンは末端オレフィンを0.5質量%以下含有する、<43>に記載の化合物。
<45>
<1>~<44>のいずれかに記載の化合物を含有する組成物。
<46>
前記組成物中の前記化学式(1)で表される化合物の総含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは100質量%である、<45>に記載の組成物。
<47>
前記組成物が、前記化合物1と前記化合物2を含有し、前記化合物1の含有量は、前記化合物1と前記化合物2の合計量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である、<45>又は<46>に記載の組成物。
<48>
前記組成物が、前記化合物1と前記化合物2を含有し、前記化合物1の含有量は、前記化合物1と前記化合物2の合計量に対して、好ましくは1~99質量%、より好ましくは30~99質量%、更に好ましくは40~90質量%、より更に好ましくは50~80質量%である、<45>又は<46>に記載の組成物。
<49>
さらに水を含有する、<45>~<48>のいずれかに記載の組成物。
以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明する。なお、表中に特に示さない限り、各成分の含有量は質量%を示す。また、各種測定方法は以下のとおりである。
<オレフィンの二重結合分布の測定方法>
オレフィンの二重結合分布は、ガスクロマトグラフィー(以下、GCと省略)により測定した。具体的には、オレフィンに対しジメチルジスルフィドを反応させることでジチオ化誘導体とした後、各成分をGCで分離した。それぞれのピーク面積よりオレフィンの二重結合分布を求めた。なお、測定に使用した装置および分析条件は次の通りである。
GC装置:商品名HP6890(HEWLETT PACKARD社製)
カラム:商品名Ultra-Alloy-1HTキャピラリーカラム30m×250μm×0.15μm(フロンティア・ラボ株式会社製)
検出器:水素炎イオン検出器(FID)
インジェクション温度:300℃
ディテクター温度:350℃
オーブン:60℃(0min.)→2℃/min.→225℃→20℃/min.→350℃→350℃(5.2min.)
<構造異性体の含有量比の測定方法>
アルキルグリセリルエーテル0.05g、トリフルオロ酢酸無水物0.2g、重クロロホルム1gを混合し、H-NMRにて測定を行った。測定条件は以下のとおりである。
核磁気共鳴装置:Agilent 400-MR DD2、アジレント・テクノロジー株式会社製
観測範囲:6410.3Hz
データポイント:65536
測定モード:Presat
パルス幅:45°
パルス遅延時間:10sec
積算回数:128回
<内部オレフィンの製造>
製造例A1
(炭素数16の内部オレフィン(内部オレフィン1)の製造)
撹拌装置付きフラスコに1-ヘキサデカノール(製品名:カルコール6098、花王株式会社製)7000g(28.9モル)、固体酸触媒としてγ―アルミナ(STREMChemicals,Inc社)700g(原料アルコールに対して10wt%)を仕込み、撹拌下、280℃にて系内に窒素(7000mL/分)を流通させながら32時間反応を行った。反応終了後のアルコール転化率は100%、C16オレフィン純度は99.6%であった。得られた粗C16内部オレフィンを蒸留器に移し、136~160℃/4.0mmHgで蒸留することでオレフィン純度100%の内部オレフィン1を得た。得られた内部オレフィン1の二重結合分布はC1位0.2%、C2位15.8%、C3位14.5%、C4位15.7%、C5位17.3%、C6位16.5%、C7位、8位の合計が20.0%であった。
製造例A2
(炭素数18の内部オレフィン(内部オレフィン2)の製造)
撹拌装置付き反応器に1-オクタデカノール(製品名:カルコール8098、花王株式会社製)800kg(3.0キロモル)、固体酸触媒として活性アルミナGP-20(水澤化学工業株式会社)80kg(原料アルコールに対して10wt%)を仕込み、撹拌下、280℃にて系内に窒素(15L/分)を流通させながら16時間反応を行った。反応終了後のアルコール転化率は100%、C18オレフィン純度は98.7%であった。得られた粗C18内部オレフィンを蒸留器に移し、163~190℃/4.6mmHgで蒸留することでオレフィン純度100%の内部オレフィン2を得た。得られた内部オレフィン2の二重結合分布はC1位0.3%、C2位13.3%、C3位12.6%、C4位13.9%、C5位14.8%、C6位13.7%、C7位12.6、C8位、9位の合計が18.8%であった。
製造例A3
(炭素数14の内部オレフィン(内部オレフィン3)の製造)
製造例A1の1-ヘキサデカノール(製品名:カルコール6098、花王株式会社製)28.9モルに代えて、1-テトラデカノール(製品名:カルコール4098、花王株式会社製)28.9モルを用いた以外は、製造例A1と同様の製造方法で、内部オレフィン3を得た。得られた内部オレフィン3の二重結合分布はC1位1.3%、C2位31.8%、C3位23.8%、C4位21.0%、C5位8.5%、C6位、7位の合計が13.6%であった。
製造例A4
(炭素数16の内部オレフィン(内部オレフィン4)の製造)
撹拌装置付きフラスコに1-ヘキサデカノール(製品名:カルコール6098、花王株式会社製)7000g(28.9モル)、固体酸触媒としてγ―アルミナ(STREMChemicals,Inc社)700g(原料アルコールに対して10wt%)を仕込み、撹拌下、280℃にて系内に窒素(7000mL/分)を流通させながら3時間反応を行った。反応終了後のアルコール転化率は100%、C16オレフィン純度は99.6%であった。得られた粗C16内部オレフィンを蒸留器に移し、136~160℃/4.0mmHgで蒸留することでオレフィン純度100%の内部オレフィン4を得た。得られた内部オレフィン4の二重結合分布はC1位2.2%、C2位27.0%、C3位20.5%、C4位16.4%、C5位11.8%、C6位9.9%、C7位、8位の合計が12.2%であった。
製造例A5
(炭素数18の内部オレフィン(内部オレフィン5)の製造)
撹拌装置付き反応器に1-オクタデカノール(製品名:カルコール8098、花王株式会社製)800kg(3.0キロモル)、固体酸触媒として活性アルミナGP-20(水澤化学工業株式会社)80kg(原料アルコールに対して10wt%)を仕込み、撹拌下、280℃にて系内に窒素(15L/分)を流通させながら10時間反応を行った。反応終了後のアルコール転化率は100%、C18オレフィン純度は98.2%であった。得られた粗C18内部オレフィンを蒸留器に移し、163~190℃/4.6mmHgで蒸留することでオレフィン純度100%の内部オレフィン5を得た。得られた内部オレフィン5の二重結合分布はC1位2.0%、C2位24.3%、C3位19.2%、C4位16.0%、C5位11.9%、C6位9.3%、C7位7.5、C8位、9位の合計が9.8%であった。
<内部エポキシドの製造>
製造例B1
(炭素数16の内部エポキシド(内部エポキシド1)の製造)
撹拌装置付きフラスコに製造例A1で得た内部オレフィン1(800g、3.56モル)、酢酸(和光純薬工業株式会社製)107g(1.78モル)、硫酸(和光純薬工業株式会社製)15.6g(0.15モル)、35%過酸化水素(和光純薬工業株式会社製)415.7g(4.28モル)、硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)25.3g(0.18モル)を仕込み、50℃で4時間反応した。その後、70℃に昇温し更に2時間反応を行った。反応後、分層して水層を抜出し、油層をイオン交換水、飽和炭酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)、1%食塩水(和光純薬工業株式会社製)にて洗浄を行いエバポレーターにて濃縮し、内部エポキシド1を820g得た。
製造例B2
(炭素数18の内部エポキシド(内部エポキシド2)の製造)
撹拌装置付きフラスコに製造例A2で得た内部オレフィン2(595g、2.38モル)、酢酸(和光純薬工業株式会社製)71.7g(1.20モル)、硫酸(和光純薬工業株式会社製)9.8g(0.10モル)、35%過酸化水素(和光純薬工業株式会社製)324g(4.00モル)を仕込み、50℃で4時間反応した。その後、80℃に昇温し更に5時間反応を行った。反応後、分層して水層を抜出し、油層をイオン交換水、飽和炭酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業株式会社製)、イオン交換水にて洗浄を行いエバポレーターにて濃縮し、内部エポキシド2を629g得た。
製造例B3
(炭素数14の内部エポキシド(内部エポキシド3)の製造)
製造例A1で得た内部オレフィン1(3.56モル)に代えて、製造例A3で得た内部オレフィン3(3.56モル)を用いた以外は製造例B1と同様にして、内部エポキシド3を得た。
製造例B4
(炭素数16の内部エポキシド(内部エポキシド4)の製造)
製造例A1で得た内部オレフィン1(3.56モル)に代えて、製造例A4で得た内部オレフィン4(3.56モル)を用いた以外は製造例B1と同様にして、内部エポキシド4を得た。
製造例B5
(炭素数18の内部エポキシド(内部エポキシド5)の製造)
製造例A1で得た内部オレフィン1(3.56モル)に代えて、製造例A5で得た内部オレフィン5(3.56モル)を用いた以外は製造例B1と同様にして、内部エポキシド5を得た。
<エポキシドとグリセリンの反応物(アルキルグリセリルエーテル、AGE)の製造>
以下、アルキルグリセリルエーテルをAGEと記載する。また、AGE1、AGE2、AGE3、AGE4、AGE5、AGE6、AGE7、などは、それぞれ、アルキルグリセリルエーテル1、アルキルグリセリルエーテル2、アルキルグリセリルエーテル3、アルキルグリセリルエーテル4、アルキルグリセリルエーテル5、アルキルグリセリルエーテル6、アルキルグリセリルエーテル7、などを表す。
製造例C1
(内部エポキシド1とグリセリンの反応物(AGE1)の製造)
撹拌装置付きフラスコにグリセリン(和光純薬工業株式会社製)2298g(25.0モル)、98%硫酸(和光純薬工業株式会社製)0.122g(1.25ミリモル)を仕込み130℃に昇温した。その後、製造例B1で得た内部エポキシド1(300g、1.25モル)を1時間かけ滴下した後、130℃/8時間反応を行った。この反応により得られた液にヘキサンを加えイオン交換水にて水洗を行った後、エバポレーターにて減圧濃縮を行い、AGE1を400g得た。得られたAGE1は、前記化学式(1)において、R及びRはそれぞれ炭素数1~13のアルキル基を含み、RとRの合計炭素数が14であり、Xが単結合であり、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHであるエーテルアルコール1(グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を73%、Aが-O-CH(-CH-OH)であるエーテルアルコール2(グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を27%含んでいた。
製造例C2
(内部エポキシド2とグリセリンの反応物(AGE2)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、製造例B2で得た内部エポキシド2(1.25モル)を用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE2を得た。得られたAGE2は、前記化学式(1)において、R及びRはそれぞれ炭素数1~15のアルキル基を含み、RとRの合計炭素数が16であり、Xが単結合であり、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHであるエーテルアルコール1(グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を72%、Aが-O-CH(-CH-OH)であるエーテルアルコール2(グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を28%含んでいた。
製造例C3
(内部エポキシド3とグリセリンの反応物(AGE3)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、製造例B3で得た内部エポキシド3(1.25モル)を用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE3を得た。得られたAGE3は、前記化学式(1)において、R及びRはそれぞれ炭素数1~11のアルキル基を含み、RとRの合計炭素数が12であり、Xが単結合であり、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHであるエーテルアルコール1(グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を74%、Aが-O-CH(-CH-OH)であるエーテルアルコール2(グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を26%含んでいた。
製造例C4
(内部エポキシド4とグリセリンの反応物(AGE4)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、製造例B4で得た内部エポキシド4(1.25モル)を用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE4を得た。得られたAGE4は、前記化学式(1)において、R及びRはそれぞれ炭素数1~13のアルキル基を含み、RとRの合計炭素数が14であり、Xが単結合であり、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHであるエーテルアルコール1(グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を73%、Aが-O-CH(-CH-OH)であるエーテルアルコール2(グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を27%含んでいた。
製造例C5
(内部エポキシド5とグリセリンの反応物(AGE5)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、製造例B5で得た内部エポキシド5(1.25モル)を用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE5を得た。得られたAGE5は、前記化学式(1)において、R及びRはそれぞれ炭素数1~15のアルキル基を含み、RとRの合計炭素数が16であり、Xが単結合であり、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHであるエーテルアルコール1(グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を73%、Aが-O-CH(-CH-OH)であるエーテルアルコール2(グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるAGE)を27%含んでいた。
製造例C6
(C16末端エポキシドとグリセリンの反応物(AGE6)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、C16末端エポキシド(東京化成工業株式会社製)1.25モルを用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE6を得た。得られたAGE6は、グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるエーテルアルコールを50%、グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるエーテルアルコールを50%含んでいた。
製造例C7
(C18末端エポキシドとグリセリンの反応物(AGE7)の製造)
製造例B1で得た内部エポキシド1(1.25モル)に代えて、C18末端エポキシド(東京化成工業株式会社製)1.25モルを用いた以外は、製造例C1と同様の製造方法で、AGE7を得た。得られたAGE7は、グリセリンの1位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるエーテルアルコールを51%、グリセリンの2位の水酸基とエポキシ基が反応して得られるエーテルアルコールを49%含んでいた。
実施例1~4、比較例1~5
製造例C1~C7で作製した各生成物を用いて、以下の測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
<融点の測定>
高感度型示差走査熱量計(株式会社日立ハイテクサイエンス製、商品名:DSC7000X)を使用し、70μLパンに製造例C1~C7で作製した各生成物を入れ、-60℃から80℃まで2℃/minで昇温し、昇温時間に対する示差熱電極で検出する温度差の最大ピーク時の温度を融点とした。
<ヘキサン溶液の調製>
ヘキサン100mL中に、製造例C1~C7で作製した各生成物5.0gを加え、十分に撹拌してヘキサン溶液を調製した。
<ヘキサン溶液の外観の評価>
前記方法でヘキサン溶液を調製後、25℃で1時間静置した後のヘキサン溶液の外観を目視で観察し、下記基準で評価した。
〇:溶液は透明である。
×:溶液中に化合物が析出している。
<接触角の測定>
スライドガラス(76mm×26mm×1mm)を前記方法で調製したヘキサン溶液に10秒間浸漬した後、5mLのヘキサンに10秒間浸漬し、120℃の熱風で10秒乾燥した。その後、スライドガラスを接触角計(協和界面科学株式会社製、DM-701)のステージに水平に設置し、設置したスライドガラス上にイオン交換水2μLをシリンジで滴下し、5秒後に接触角を測定した。
なお、表1の比較例4では、前記ヘキサン溶液の代わりにヘキサンを用いて同様に測定した接触角を示す。
<泡立ち>
100mLのスクリュー管に、製造例C1~C5で作製した各生成物0.5gとジブチレングリコール10gとイオン交換水39.5gとを入れ30秒振とう後、0秒後及び30秒後に、液面からの泡の高さを測定した。
なお、表1の比較例5では、製造例C1~C5で作製した各生成物を加えなかった以外は、前記と同様にして泡の高さを測定した。
Figure 0007455824000005
表1から、実施例1~4の生成物は、融点が低く、有機溶媒に溶けやすいことがわかる。また、実施例1~4の生成物は、水との接触角が高く、水に対して濡れにくい疎水性膜を形成していることがわかる。一方、比較例1~3の生成物は、水との接触角が低く、形成される膜の疎水性が低いことがわかる。また、比較例2及び3の生成物は、融点が高く、有機溶媒に溶けにくいことがわかる。
また、表1から、実施例1~4の生成物は、泡立ちがよいことがわかる。また、実施例1と実施例3、実施例2と実施例4を、それぞれ対比すると、前記化学式(1)で表される化合物において、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上の化合物の含有割合が(20%以上)30%以下であるとより泡持ちが良いことがわかる。一方、比較例1の生成物は、泡立たないことがわかる。
本発明の化合物及び組成物は、界面活性剤、乳化剤、分散剤、ポリマー及び樹脂などの原料、潤滑油等の油剤の添加剤、塗料添加剤、農薬添加剤、樹脂添加剤、金属表面改質剤、化粧品基材、医療用助剤、繊維用油剤、石油薬剤、加工薬剤、滑剤、可塑剤、乳化剤、分散剤、防曇剤、帯電防止剤、及び消泡剤などに有用である。

Claims (13)

  1. 下記化学式(1)で表される化合物。
    (式中、R及びRはそれぞれ置換基を有さない炭素数1以上33以下の脂肪族炭化水素基であり、RとRの合計炭素数は14以上34以下であり、Xは単結合又は炭素数1以上5以下の脂肪族炭化水素基であり、Aは-O-CH-CH(OH)-CHOH又は-O-CH(-CH-OH)である。)
  2. 前記化学式(1)で表される化合物において、Xは単結合である、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が同じであり、かつRとRのそれぞれの炭素数が異なる2種以上の化合物を含む、請求項1又は2に記載の化合物。
  4. 前記化学式(1)で表される化合物は、Rの炭素数が5以上かつRの炭素数が5以上である化合物の含有割合が、前記化学式(1)で表される化合物の合計量に対して10質量%以上90質量%以下である、請求項3に記載の化合物。
  5. 前記化学式(1)で表される化合物は、Aが-O-CH-CH(OH)-CHOHである化合物1、及びAが-O-CH(-CH-OH)である化合物2を含有する、請求項1~4のいずれかに記載の化合物。
  6. 前記化学式(1)で表される化合物は、前記化合物1及び前記化合物2の合計量に対する前記化合物1の含有量が、30質量%以上である、請求項5に記載の化合物。
  7. 前記化学式(1)で表される化合物は、RとRの合計炭素数が、14である化合物、及び16である化合物の合計含有量が、75質量%以上である、請求項1~6のいずれかに記載の化合物。
  8. 前記化学式(1)で表される化合物は、融点が30℃以下である、請求項1~7のいずれかに記載の化合物。
  9. 前記化学式(1)で表される化合物は、内部エポキシドとグリセリンの反応物である、請求項1~8に記載の化合物。
  10. 前記内部エポキシドは、内部オレフィンの酸化物であり、前記内部オレフィンは末端オレフィンを5質量%以下含有する、請求項9に記載の化合物。
  11. 請求項1~10のいずれかに記載の化合物を含有する組成物。
  12. 前記化学式(1)で表される化合物の含有量が、50質量%以上である、請求項11に記載の組成物。
  13. さらに水を含有する、請求項11又は12に記載の組成物。
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