JPH0113484B2 - - Google Patents

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JPH0113484B2
JPH0113484B2 JP20688381A JP20688381A JPH0113484B2 JP H0113484 B2 JPH0113484 B2 JP H0113484B2 JP 20688381 A JP20688381 A JP 20688381A JP 20688381 A JP20688381 A JP 20688381A JP H0113484 B2 JPH0113484 B2 JP H0113484B2
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JP
Japan
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galactomannan
reaction
hydroxyalkyl
product
water
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JP20688381A
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Japanese (ja)
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JPS58109501A (en
Inventor
Naoki Mochida
Taku Tabuchi
Masao Kobayashi
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Mitsubishi Acetate Co Ltd
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Acetate Co Ltd
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Acetate Co Ltd, Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Acetate Co Ltd
Priority to JP20688381A priority Critical patent/JPS58109501A/en
Publication of JPS58109501A publication Critical patent/JPS58109501A/en
Publication of JPH0113484B2 publication Critical patent/JPH0113484B2/ja
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  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラクトマンナンのヒドロキシアルキ
ルエーテルの製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a hydroxyalkyl ether of galactomannan.

ガラクトマンナンとはマンノースを構成単位と
する主鎖にガラクトース単位が側鎖として構成さ
れる中性多糖類であつて自然界には主として豆科
植物の種子に多く含有されており、特にグア豆を
原料とするグアガム、ローカストビーンを原料と
するローカストビーンガムが代表的なガラクトマ
ンナンを主成分とする植物ガム質である。
Galactomannan is a neutral polysaccharide composed of a main chain consisting of mannose as a constituent unit and galactose units as side chains.In nature, it is mainly contained in the seeds of leguminous plants, and in particular it is produced from guar beans. Typical vegetable gums containing galactomannan as a main ingredient include guar gum made from guar gum, and locust bean gum made from locust beans.

これらのガラクトマンナンを主成分とする植物
ガム質は植物粘質物であつて、水に容解して極め
て高い粘性を示すことから、食品分野及び工業分
野に広く利用されている。しかしながらこれらの
ガラクトマンナンは水溶液にしようとするとき
「ママコ」と呼ばれる粉体粒子の団粒化を引起し
易くまたガラクトマンナンの水溶液はバクテリア
の攻撃をうけやすく経時的に腐敗し、粘度低下を
起こすという欠点をもつている。本発明者らはガ
ラクトマンナン水溶液の特徴である極めて高い粘
度を維持しつつかかる欠点を克服できる改良され
た変性ガラクトマンナンを開発することを目的と
して検討した結果本発明に到達したものである。
These plant gums containing galactomannan as a main component are plant mucilages, and because they exhibit extremely high viscosity when dissolved in water, they are widely used in the food and industrial fields. However, when these galactomannans are made into aqueous solutions, they tend to cause agglomeration of powder particles called "mamako", and aqueous solutions of galactomannans are susceptible to attack by bacteria and rot over time, causing a decrease in viscosity. It has the disadvantage of The present inventors have arrived at the present invention as a result of their studies aimed at developing an improved modified galactomannan that can overcome these drawbacks while maintaining the extremely high viscosity that is characteristic of galactomannan aqueous solutions.

本発明によつて得られる高度に変性されたガラ
クトマンナンのヒドロキシアルキルエーテルはガ
ラクトマンナンが本来具備している非イオン性を
損うことなくPH12以下の液性で水溶液粘度が安定
であり、かつ、多価イオンを含む各種塩類の高濃
度の存在下でも高い水溶液粘度を維持できるとい
う特性も合わせもつものである。かかる特性から
本発明によつて得られるガラクトマンナンのヒド
ロキシアルキルエーテルは主として製紙、化粧
品、塗料、土木、建築、石油、火薬等の産業分野
に於て有用に使用されるものとすることができ
る。
The highly modified hydroxyalkyl ether of galactomannan obtained by the present invention has a stable aqueous solution viscosity with a pH of 12 or less without impairing the nonionic properties inherent in galactomannan, and It also has the property of being able to maintain high aqueous solution viscosity even in the presence of high concentrations of various salts containing multivalent ions. Due to these properties, the hydroxyalkyl ether of galactomannan obtained by the present invention can be usefully used mainly in industrial fields such as paper manufacturing, cosmetics, paints, civil engineering, architecture, petroleum, and explosives.

従来ガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエ
ーテル類の製造方法としては米国特許第2496670
号に開示された方法がある。かかる方法はガラク
トマンナンをアルカリ下に水を媒体としてグリセ
リン、モノハロヒドリンを反応させる方法であつ
て、ガラクトマンナンをアルカリ化せしめしかる
のちグリセリンモノハロヒドリンと反応させるも
のである。
Conventional methods for producing hydroxyalkyl ethers of galactomannan include US Patent No. 2496670.
There is a method disclosed in No. This method is a method in which galactomannan is reacted with glycerin and monohalohydrin in an alkaline environment using water as a medium, and the galactomannan is alkalized and then reacted with glycerin monohalohydrin.

かかる方法によれば第1に反応は脱塩反応によ
つて進行するものであるから製品中の多大な塩の
残留を余儀なくされる。かかる事実は製品中の過
大な灰分の存在という使用者側から見て重大な欠
点を有するものである。第2に反応は水を媒体と
しているからガラクトマンナン及び反応生成物は
水中に溶解し、極めて高粘度の状態で反応を進行
させねばならず従つて製造過程における反応の不
均一性、中和の不均一性、撹拌、輸送、乾燥等の
工程管理の困難さから好ましい方法とは言えな
い。更に第3には同一容積の反応釜を用いた場
合、水のみを反応媒体とする当該方法と、新水性
有機溶剤と水との混合物中にガラクトマンナンを
懸濁して反応を行わしめる本発明の方法とを比較
した場合、一回の反応に仕込むことができるガラ
クトマンナンの量は本発明の方が多量となる。ま
た、米国特許第3326890号に開示される方法は懸
濁法を採用してるが当該特許に開示された方法は
反応触媒として使用されるアルカリ試薬が有機ア
ミンと第4級有機アンモニウムヒドロキシドであ
る。
According to such a method, first, the reaction proceeds by desalting reaction, which inevitably leaves a large amount of salt in the product. This fact has a serious drawback from the user's point of view of the presence of excessive ash content in the product. Secondly, since the reaction uses water as a medium, galactomannan and the reaction product must be dissolved in water and the reaction must proceed in an extremely highly viscous state, resulting in non-uniformity of the reaction during the manufacturing process and neutralization. This is not a preferred method due to non-uniformity and difficulty in controlling processes such as stirring, transportation, and drying. Furthermore, thirdly, when using reaction vessels of the same volume, there is a method in which only water is used as the reaction medium, and a method of the present invention in which the reaction is carried out by suspending galactomannan in a mixture of a fresh aqueous organic solvent and water. When compared with the method of the present invention, the amount of galactomannan that can be charged in one reaction is larger in the method of the present invention. Additionally, the method disclosed in U.S. Patent No. 3,326,890 employs a suspension method, but in the method disclosed in that patent, the alkaline reagent used as a reaction catalyst is an organic amine and a quaternary organic ammonium hydroxide. .

本発明者らが当該特許に開示された方法の追試
試験結果によれば当該特許に開示された方法はア
ルキレンオキサイドとガラクトマンナンの反応速
度が遅く通常の3〜8時間程度の反応時間におい
てはガラクトマンナンへのアルキレンオキサイド
の反応の有効利用率が40%以下と低く、また製品
の変性度の目安となるMS(アンヒドロ糖単位当
り付加したアルキレンオキサイドのモル数)も
0.1以下と不充分である。また、反応終了後未反
応エーテル化試薬が多量残留すること等の不都合
な点をも含む方法である。更にかかる開示された
ガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテル
の製造方法によつては高度に変性されたガラクト
マンナンのヒドロキシアルキルエーテルを製造す
るには幾多の困難を伴つていた。
According to the results of a supplementary test conducted by the present inventors on the method disclosed in the patent, the reaction rate between alkylene oxide and galactomannan is slow and galactomannan is The effective utilization rate of the reaction of alkylene oxide to mannan is low at less than 40%, and the MS (number of moles of alkylene oxide added per anhydrosaccharide unit), which is a measure of the degree of modification of the product, is also low.
0.1 or less, which is insufficient. This method also has disadvantages such as a large amount of unreacted etherification reagent remaining after the reaction is completed. Furthermore, the disclosed method for producing hydroxyalkyl ether of galactomannan has been accompanied by many difficulties in producing highly modified hydroxyalkyl ether of galactomannan.

ここでガラクトマンナンの変性度を示すMSと
はガラクトマンナンのアンヒドロ糖単位当りに付
加したアルキレンオキサイドのモル数を示しガラ
クトマンナンのヒドロキシアルキル化の程度を示
す数値である。MSの測定方法には特にヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース等のMSの測定方法として知られる各種の方
法が採用できる。例えば特公昭42−10640号には
Ziesel−Morgan法による末端メチル化法が開示
されているが本発明によつて得られた製品のMS
の測定方法はガラクトマンナンのヒドロキシエチ
ルエーテルの場合、ASTMD−2364−75に示さ
れるMOLAR SUBSTITUTIONの測定方法、
ガラクトマンナンのヒドロキシプロピルエーテル
の場合はASTMD−2363−72に示される
Hydroxypropyl Contentより計算したMOLAR
Substitutionを採用した。また場合により核磁気
共鳴スペクトルより算出したMS値も併用した。
Here, MS indicating the degree of modification of galactomannan is a numerical value indicating the number of moles of alkylene oxide added per anhydrosaccharide unit of galactomannan and indicating the degree of hydroxyalkylation of galactomannan. In particular, various methods known as methods for measuring MS such as hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose can be adopted as the method for measuring MS. For example, in Special Publication No. 42-10640,
Although a terminal methylation method using the Ziesel-Morgan method is disclosed, MS of the product obtained by the present invention is
In the case of hydroxyethyl ether of galactomannan, the measurement method is the MOLAR SUBSTITUTION measurement method shown in ASTMD-2364-75,
In the case of hydroxypropyl ether of galactomannan, it is shown in ASTMD-2363-72.
MOLAR calculated from Hydroxypropyl Content
Substitution was adopted. In some cases, MS values calculated from nuclear magnetic resonance spectra were also used.

従来開発されてきたガラクトマンナンのヒドロ
キシアルキルエーテルの製造方法、例えば、MS
値が0.7以上とくにMS値が1以上の高度にエーテ
ル化反応の進んだ変性されたガラクトマンナンを
作る方法は見出されておらず、MS値が0.7以上に
変性されたガラクトマンナンは製品特性が極めて
優れているにもかかわらず、その有効な製造法の
出現が強く望まれている現状にある。
Conventionally developed methods for producing hydroxyalkyl ethers of galactomannan, such as MS
No method has been found to produce modified galactomannan with a highly etherified reaction that has a value of 0.7 or higher, especially an MS value of 1 or higher, and galactomannan modified to have a MS value of 0.7 or higher has poor product characteristics. Despite its excellent properties, there is a strong desire for an effective manufacturing method.

そこで本発明者等はMS値が0.7以上とくに1以
上の高度に変性されたガラクトマンナンを得るべ
く検討した結果本発明を完成した。
Therefore, the present inventors conducted studies to obtain a highly modified galactomannan having an MS value of 0.7 or more, particularly 1 or more, and as a result completed the present invention.

本発明の要旨とするところは親水性有機溶剤と
水とガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエー
テルとの混合物にアルカリ金属水酸化物の添加し
て得られるアルカリ性ガラクトマンナンのヒドロ
キシアルキルエーテルの懸濁液にアルキレンオキ
サイドを反応させることを特徴とする高度に変性
されたガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエ
ーテルの製造方法を提供することにある。
The gist of the present invention is to add alkylene oxide to a suspension of alkaline hydroxyalkyl ether of galactomannan obtained by adding an alkali metal hydroxide to a mixture of a hydrophilic organic solvent, water, and hydroxyalkyl ether of galactomannan. An object of the present invention is to provide a method for producing a highly modified hydroxyalkyl ether of galactomannan, which is characterized by reacting the following.

本発明の特徴は出発原料としてガラクトマンナ
ンのヒドロキシアルキルエーテルを用いること、
反応系が水と親水性有機溶媒との混合溶媒中にガ
ラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテルを
懸濁分散状態で行なうと共にその後の中和、洗
浄、精製等の各工程も懸濁状態で実施することが
できるため、その取扱いが極めて容易であるこ
と、及び反応触媒として利用するアルカリ試薬が
アルカリ金属の水酸化物を用いているため、ガラ
クトマンナンのヒドロキシアルキルエーテル化反
応が従来法に比べ極めて高度となると共に、この
反応が懸濁状態で進行するため反応の進行に伴つ
て生成する塩類の量も少なく得られるガラクトマ
ンナンのヒドロキシアルキルエーテル中へのこれ
ら塩類の混入も減少せしめ得るため灰分の少ない
有用な製品とすることができる点にある。
The characteristics of the present invention are that a hydroxyalkyl ether of galactomannan is used as a starting material;
The reaction system is carried out in a state in which the hydroxyalkyl ether of galactomannan is suspended and dispersed in a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent, and subsequent steps such as neutralization, washing, and purification can also be carried out in a suspended state. The hydroxyalkyl etherification reaction of galactomannan is extremely advanced compared to conventional methods because it is extremely easy to handle and because the alkali reagent used as the reaction catalyst is an alkali metal hydroxide. At the same time, since this reaction proceeds in a suspended state, the amount of salts produced as the reaction progresses is small, and the contamination of these salts into the hydroxyalkyl ether of galactomannan obtained can be reduced, making it a useful product with a low ash content. The point is that it can be made into a product.

本発明を実施するに際して用いるガラクトマン
ナンのヒドロキシアルキルエーテルは従来開発さ
れてきた技術で製造されたMS値が0.7未満のガラ
クトマンナンのヒドロキシアルキルエーテルを使
用することができその形態としては粉末状のもの
のみならず含液ケーキ状もしくはスラリー状のも
のなども用いることができるがとくに、親水性有
機溶剤と水とガラクトマンナンとの混合物の懸濁
液中にアルカリ金属の水酸化物を加え、更にアル
キレンオキサイドを添加反応せしめることによつ
て作られたガラクトマンナンのヒドロキシアルキ
ルエーテル化物を用いることが好しい。かくの如
き方法によつて作られたMS値0.7未満のガラクト
マンナンのヒドロキシアルキルエーテルはヒドロ
キシアルキルエーテル化が均一なものであり、粒
径の均一な粉末状物であるため本発明を実施する
に際して行う反応媒体液中への均一分散懸濁を効
率よく行なうことができ、次いで行なう本発明の
ヒドロキシアルキルエーテル化反応を極めてスム
ースに行なうことができる。親水性有機溶剤とは
少なくとも水を30重量%含有した状態で水と分離
せずに水と混合しうる有機溶剤を指し、かかる有
機溶剤はガラクトマンナンのヒドロキシアルキル
エーテル、アルカリ金属水酸化物及びアルキレン
オキサイドのいずれも反応しにくいものであるこ
とが好ましい。代表的な親水性有機溶剤としては
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノ
ール等のアルコール類、アセトン、メチルエチル
ケトン等のケトン類及びそれらの混合物が具体例
として例示されるが好ましくは2−プロパノー
ル、ターシヤリーブタノール、アセトン、メチル
エチルケトン等でありその使用量はアルカリ金属
水酸化物を添加した反応系の親水性有機溶剤と水
との重量比で30:70乃至95:5が好ましい。親水
性有機溶剤と水との構成比率が95:5よりも水の
量が減じるとヒドロキシアルキル化の反応速度が
顕著に低下し殆んど反応は進行しなくなると共
に、反応と終了後の反応液中に残存するアルキレ
ンオキサイド量が極めて多量となり好ましくな
い。親水性有機溶剤と水との混合物に対する水の
比率が上昇するにつれヒドロキシアルキルエーテ
ル化反応速度も増大し良好な反応条件とすること
ができるようになり、また反応液中に残存するア
ルキレンオキサイド量は減少し好ましく、アルキ
レンオキサイドの有効利用率も増加し、80%の高
率を達成することができるが、親水性有機溶剤と
水との構成比が30:70よりも水の量が増加すると
出発原料として用いるガラクトマンナンのヒドロ
キシアルキルエーテルを安定に反応媒体中に懸濁
状態で分散せしめることができず系全体が増粘性
を示し、本発明のヒドロキシアルキルエーテル化
反応を効率よく均一に行なうことに困難を生ず
る。この傾向はガラクトマンナンのヒドロキシア
ルキルエーテル化の進行に伴つて顕著になるので
親水性有機溶媒と水との比は30:70以上であるこ
とが必要である。
The hydroxyalkyl ether of galactomannan used in carrying out the present invention can be a hydroxyalkyl ether of galactomannan that has an MS value of less than 0.7 and is produced using a conventionally developed technique, and can be in the form of a powder. In addition, a liquid-containing cake or slurry can also be used, but in particular, an alkali metal hydroxide is added to a suspension of a mixture of a hydrophilic organic solvent, water, and galactomannan, and then an alkylene It is preferable to use a hydroxyalkyl etherified product of galactomannan produced by addition reaction with oxide. The hydroxyalkyl ether of galactomannan with an MS value of less than 0.7 produced by such a method has uniform hydroxyalkyl etherification and is a powder with a uniform particle size, so it is suitable for carrying out the present invention. Uniform dispersion and suspension in the reaction medium can be carried out efficiently, and the subsequent hydroxyalkyl etherification reaction of the present invention can be carried out very smoothly. Hydrophilic organic solvents refer to organic solvents that contain at least 30% by weight of water and can be mixed with water without separating from it; such organic solvents include hydroxyalkyl ethers of galactomannan, alkali metal hydroxides, and alkylene It is preferable that any of the oxides is difficult to react with. Specific examples of typical hydrophilic organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and mixtures thereof, but preferably 2-propanol, tertiary-butanol, Acetone, methyl ethyl ketone, etc. are used, and the amount used is preferably 30:70 to 95:5 in weight ratio of the hydrophilic organic solvent in the reaction system to which the alkali metal hydroxide is added to water. When the amount of water decreases below the composition ratio of hydrophilic organic solvent and water of 95:5, the reaction rate of hydroxyalkylation decreases markedly and the reaction hardly progresses, and the reaction and the reaction solution after the completion of the reaction decrease. The amount of alkylene oxide remaining therein becomes extremely large, which is undesirable. As the ratio of water to the mixture of hydrophilic organic solvent and water increases, the hydroxyalkyl etherification reaction rate increases and favorable reaction conditions can be achieved, and the amount of alkylene oxide remaining in the reaction solution increases. The effective utilization rate of alkylene oxide also increases, and a high rate of 80% can be achieved, but when the composition ratio of hydrophilic organic solvent and water increases from 30:70 to The hydroxyalkyl ether of galactomannan used as a raw material could not be stably dispersed in the reaction medium in a suspended state, and the entire system exhibited thickening properties, making it difficult to carry out the hydroxyalkyl etherification reaction of the present invention efficiently and uniformly. cause difficulties. Since this tendency becomes more pronounced as the hydroxyalkyl etherification of galactomannan progresses, it is necessary that the ratio of hydrophilic organic solvent to water be 30:70 or more.

また本発明を実施するに際しMS値0.7未満のガ
ラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテルは
MS値を0.7以上とくに1.0以上の高度な変性が進
行するに従い親水性有機溶剤の水溶液に対し膨潤
しやすくなり、スラリー中のガラクトマンナンの
ヒドロキシアルキルエーテル粒子同志が団粒化し
ヒドロキシアルキルエーテル化反応及び得られた
生成物の濾過等の工程通過性が低下する結果を招
く。
Furthermore, when carrying out the present invention, the hydroxyalkyl ether of galactomannan with an MS value of less than 0.7 is
As the MS value is 0.7 or more, especially 1.0 or more, as the degree of modification progresses, it becomes easier to swell in an aqueous solution of a hydrophilic organic solvent, and the hydroxyalkyl ether particles of galactomannan in the slurry aggregate, causing a hydroxyalkyl etherification reaction and This results in a decrease in the ability of the obtained product to pass through processes such as filtration.

更に高度に変性されたガラクトマンナンのヒド
ロキシアルキルエーテル化物は親水性有機溶剤30
%以上の水溶液であつても溶解増粘性を示すよう
になり、かかる事態に至ればもはやスラリーでヒ
ドロキシアルキルエーテル化反応を継続すること
が不能となる場合も生じ反応生成物を容易に精製
を始めとする後処理工程に送ることが困難となる
場合もある。
Furthermore, highly modified hydroxyalkyl etherified galactomannan can be used in hydrophilic organic solvents30.
Even if the aqueous solution has a concentration of 1% or more, it will show dissolution viscosity, and if this happens, it may no longer be possible to continue the hydroxyalkyl etherification reaction in the slurry, making it easier to purify the reaction product. In some cases, it may be difficult to send the product to a post-processing step.

以上述べた傾向から、ガラクトマンナンのヒド
ロキシアルキルエーテル反応媒体下に良好に分散
懸濁させるには親水性有機溶剤が30%以上95%以
下の水溶液が好ましく、とくに40%以上95%以下
の水溶液であることが好ましい。
From the above-mentioned tendency, in order to disperse and suspend galactomannan well in the hydroxyalkyl ether reaction medium, an aqueous solution containing a hydrophilic organic solvent of 30% or more and 95% or less is preferable, especially an aqueous solution containing 40% or more and 95% or less. It is preferable that there be.

本発明を実施するに際して用いるアルカリ試薬
としてはアルカリ金属水酸化物を用いる。活性な
水酸基をもつ物質をヒドロキシアルキル化する場
合塩基性触媒の存在化に反応を進行せしめること
が好ましいのであるがMS値が0.7以上とくに1.0
以上の高度にヒドロキシアルキルエーテル化変性
を行う場合にアルカリ試薬としてアルカリ金属水
酸化物がとくに好ましいものであり、この試薬は
ガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテル
化物に対し10重量%以下、とくに、5重量%程度
の使用量にてもMS値が0.7以上とくに1.0以上の
ものを効率よく作ることができ、得られる製品中
への灰分混入率の低減も図ることができる。
An alkali metal hydroxide is used as the alkaline reagent used in carrying out the present invention. When hydroxyalkylating a substance with an active hydroxyl group, it is preferable to proceed with the reaction in the presence of a basic catalyst, but the MS value is 0.7 or more, especially 1.0.
When performing the above-mentioned highly hydroxyalkyl etherification modification, an alkali metal hydroxide is particularly preferred as the alkaline reagent, and this reagent is used in an amount of 10% by weight or less, particularly 5% by weight, based on the hydroxyalkyl etherified product of galactomannan. It is possible to efficiently produce products with an MS value of 0.7 or more, particularly 1.0 or more, even with a small amount of use, and it is also possible to reduce the ash content in the resulting product.

本発明を実施するに際して用いるアルキレンオ
キサイドは低級アルキレンオキサイドであつて例
えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、1,2ブチレンオキサイド、ブタジエンモノ
オキサイド、グリシド等が例示されガス状、液状
いずれのものも使用でき、また反応前に全量を反
応系に仕込んでも逐次反応系に添加することも可
能である。アルキレンオキサイドの量はガラクト
マンナンのヒドロキシアルキルエーテルの変性の
程度に応じて任意に変えることができるが好まし
くはガラクトマンナンのアンヒドロ糖単位当り
0.01モルから6モルの間好ましくは0.1モルから
2モルの間である。反応は通常30℃乃至100℃の
間で行われ、反応時間は所定の変性度(MS)が
達成されるに充分な時間であることが好ましく通
常は2時間乃至24時間である。反応容器の形態は
常圧リフラツクス型容器、加圧・撹拌釜、加圧ニ
ーダー、加圧ブレンダー等のいずれでもよい。
The alkylene oxide used in carrying out the present invention is a lower alkylene oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide, 1,2 butylene oxide, butadiene monoxide, glycide, etc., and either gaseous or liquid forms can be used. It is also possible to charge the entire amount to the reaction system before the reaction or to add it to the reaction system sequentially. The amount of alkylene oxide can be arbitrarily changed depending on the degree of modification of the hydroxyalkyl ether of galactomannan, but preferably per anhydrosaccharide unit of galactomannan.
The amount is between 0.01 mol and 6 mol, preferably between 0.1 mol and 2 mol. The reaction is usually carried out at a temperature of 30°C to 100°C, and the reaction time is preferably a time sufficient to achieve a predetermined degree of modification (MS), and is usually 2 hours to 24 hours. The form of the reaction vessel may be any one of a normal pressure reflux type vessel, a pressurized/stirred vessel, a pressurized kneader, a pressurized blender, and the like.

また、本発明を実施するに際して出発物質とし
て用いるガラクトマンナンに反応しているヒドロ
キシアルキル基と更に高度に変性させる反応によ
つて反応したヒドロキシアルキル基とは同一のも
のであつても相互に異つたものであつてもよく所
望により本発明によつて相互に異つたヒドロキシ
アルキル基をもつ混合ヒドロキシアルキル誘導体
を製造することが可能である。
In addition, even if the hydroxyalkyl group reacted with the galactomannan used as a starting material in carrying out the present invention and the hydroxyalkyl group reacted with the hydroxyalkyl group reacted in the reaction for further modification are the same, they may be different from each other. If desired, it is possible according to the invention to produce mixed hydroxyalkyl derivatives having mutually different hydroxyalkyl groups.

上述の如くして得た高度にヒドロキシアルキル
エーテル化されたガラクトマンナンは次いで中和
し、濾別するのであるが、反応系は常にガラクト
マンナンが系中に懸濁した状態が保たれているた
めこれらの処理は極めて容易に行なうことができ
る。
The highly hydroxyalkyl etherified galactomannan obtained as described above is then neutralized and filtered, but the reaction system always maintains a suspended state of galactomannan in the system. These treatments can be performed extremely easily.

本発明はMS値が小さなヒドロキシアルキルエ
ーテル化ガラクトマンナンを特定組成の水と水溶
性有機溶媒との混合液中に均一に分散した状態で
その高度ヒドロキシアルキルエーテル化反応MS
値が0.7以上とくに1.0以上のものへの反応を行わ
しめるものであるが、反応が極めて効率よく、系
の増粘などの不都合を伴なうことなく、従来法に
ては、その製造が極めて困難と考えられていた
MS値0.7以上とくに1.0以上のヒドロキシアルキ
ルエーテル化ガラクトマンナンを効率よく製造し
得た点に大きな特徴を有するものである。
The present invention deals with the advanced hydroxyalkyl etherification reaction MS of hydroxyalkyl etherified galactomannan with a small MS value, which is uniformly dispersed in a mixture of water and a water-soluble organic solvent with a specific composition.
It reacts to substances with a value of 0.7 or more, especially 1.0 or more, but the reaction is extremely efficient and does not cause problems such as thickening of the system, making it extremely difficult to manufacture using conventional methods. was considered difficult
A major feature is that hydroxyalkyl etherified galactomannan with an MS value of 0.7 or more, particularly 1.0 or more, can be efficiently produced.

以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。
The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例 1 スターラ、冷却器、滴下ロート、温度計を装備
した内容積1の4ツ口フラスコに110mlのアセ
トンと90mlの水と水分率12%、MS値0.4、灰分
1.3%のヒドロキシプロピル化グア粉末100gを仕
込み撹拌して均一な懸濁分散液を作る。次いで滴
下ロートより徐々に水酸化ナトリウム3gを50ml
の水に溶解した水酸化ナトリウム溶液を常温で滴
下する。その後常温で1時間撹拌したのち29gの
プロピレンオキサイドを滴下ロートより滴下し、
フラスコ全体を湯浴により80℃に昇温し7時間反
応を続けた。フラスコ内部を35℃以下に冷却し撹
拌下に徐々に4.3mlの氷酢酸を滴下ロートより滴
下中和する。しかるのち反応生成物を濾過し再に
200mlの90%アセトン水溶液で洗浄した後再び濾
過し、更に150mlのアセトンで洗浄したのち反応
生成物を取出し70℃の真空乾燥機で一昼夜乾燥を
行つた。その後コーヒーミルによつて粉砕を行い
150メツシユ全量通過させるようにして高度に変
性されたグアガムのヒドロキシプロピルエーテル
を得た。得られた製品は水分率20%で収量は131
gであつた。製品のMS値は1.1であり灰分は2.3
%であつた。製品の色相はごくわずか黄色味を帯
びた白であつた。
Example 1 110 ml of acetone, 90 ml of water, moisture content 12%, MS value 0.4, ash content in a 4-necked flask with an internal volume of 1 equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel, and thermometer.
Add 100 g of 1.3% hydroxypropylated guar powder and stir to make a uniform suspension and dispersion. Then, gradually add 3 g of sodium hydroxide to 50 ml through the dropping funnel.
A solution of sodium hydroxide dissolved in water is added dropwise at room temperature. After stirring at room temperature for 1 hour, 29g of propylene oxide was added dropwise from the dropping funnel.
The entire flask was heated to 80°C in a hot water bath, and the reaction was continued for 7 hours. Cool the inside of the flask to below 35°C, and gradually neutralize by dropping 4.3 ml of glacial acetic acid from the dropping funnel while stirring. Then, the reaction product is filtered and reused.
After washing with 200 ml of 90% acetone aqueous solution, it was filtered again, and after further washing with 150 ml of acetone, the reaction product was taken out and dried in a vacuum dryer at 70°C overnight. Then grind it with a coffee mill.
Highly modified guar gum hydroxypropyl ether was obtained by passing the entire amount through 150 meshes. The resulting product has a moisture content of 20% and a yield of 131
It was hot at g. The MS value of the product is 1.1 and the ash content is 2.3.
It was %. The color of the product was white with a very slight yellowish tinge.

実施例 2 内容積1の加圧オートクレーブに水分率12%
MS値0.4のグアガムのヒドロキシプロピルエーテ
ル粉末150gと250mlの2−プロパノールと30mlの
水を仕込み撹拌下に懸濁分散液を作る。その後5
gの水酸化カリウムを80mlの水に溶解した水溶液
を徐々に懸濁分散液中に添加する。その後撹拌下
にオートクレーブ内を窒素置換し1時間撹拌した
のち25gのエチレンオキサイドを添加し55℃で6
時間反応させた。反応終了後オートクレーブを室
温まで冷却し再び窒素置換を行い生成物を取出
す。その後反応生成物を化学量論量の氷酢酸で中
和し濾過し更に250mlの90%2−プロパノール溶
液で洗浄したのち再び濾過して150mlの2−プロ
パノールで洗浄し濾過風乾した。その後粉砕を行
つてグアガムのヒドロキシエチルヒドロキシプロ
ピルエーテルを得た。得られた製品は水分率20%
で収量は178gであつた。製品の灰分は2.1%で製
品のMSは0.78であつた。
Example 2 Moisture content 12% in a pressurized autoclave with an internal volume of 1
150 g of guar gum hydroxypropyl ether powder having an MS value of 0.4, 250 ml of 2-propanol, and 30 ml of water are charged and stirred to form a suspension dispersion. then 5
An aqueous solution of g of potassium hydroxide dissolved in 80 ml of water is gradually added to the suspension dispersion. Afterwards, the inside of the autoclave was replaced with nitrogen while stirring, and after stirring for 1 hour, 25g of ethylene oxide was added and heated to 55℃ for 6 hours.
Allowed time to react. After the reaction is completed, the autoclave is cooled to room temperature, replaced with nitrogen again, and the product is taken out. The reaction product was then neutralized with a stoichiometric amount of glacial acetic acid, filtered, washed with 250 ml of 90% 2-propanol solution, filtered again, washed with 150 ml of 2-propanol, filtered and air-dried. Thereafter, pulverization was performed to obtain hydroxyethyl hydroxypropyl ether of guar gum. The resulting product has a moisture content of 20%
The yield was 178g. The ash content of the product was 2.1% and the MS of the product was 0.78.

実施例 3 実施例1と同様の反応器に150mlの2−プロパ
ノールと20mlと水と、実施例1と同様の方法によ
つてMS値0.5のヒドロキシプロピル化グアガムを
更にヒドロキシプロピル化して得たMS値1.5灰分
1.5%のヒドロキシプロピル化グアガム粉末100g
を仕込み撹拌下に懸濁分散液を作成した。次に3
gの水酸化ナトリウムを50mlの水に溶解した水酸
化ナトリウム溶液を徐々に滴下ロートより滴下し
1時間撹拌した。その後水浴により反応系を70℃
に昇温し滴下ロートよりプロピレンオキサイドを
15g添加した。その後2時間おきにプロピレンオ
キサイド15gを合計6回12時間にわたり加え反応
を続けた。その後反応生成物が35℃以下に冷却し
たことを確かめてから4.3mlの氷酢酸を100mlの2
−プロパノールに溶解したものを滴下ロートから
滴下し中和を行つた。その後濾過し95%2−プロ
パノール水溶液200mlで2度洗浄し再び濾過し更
に150mlの2−プロパノールで2度洗浄したのち
反応生成物を取出し70℃の真空乾燥機で一昼夜乾
燥を行つた。その後粉砕し高度に変性されたグア
ガムのヒドロキシプロピルエーテルを得た。MS
値は2.3灰分は2.1%であつた。更にこの高度に変
性されたグアガムのヒドロキシプロピルエーテル
100gを出発原料として同様の方法で再び反応を
行つた。その結果MS2.8灰分2.4%の高度に変性
された。グアガムのヒドロキシプロピルエーテル
を得ることができた。
Example 3 MS obtained by further hydroxypropylating hydroxypropylated guar gum with an MS value of 0.5 using the same method as in Example 1, using 150 ml of 2-propanol, 20 ml, and water in the same reactor as in Example 1. Value 1.5 ash
100g 1.5% hydroxypropylated guar gum powder
A suspension dispersion was prepared under stirring. Next 3
A sodium hydroxide solution prepared by dissolving 1 g of sodium hydroxide in 50 ml of water was gradually added dropwise from the dropping funnel and stirred for 1 hour. After that, the reaction system was heated to 70°C in a water bath.
Propylene oxide was added through the dropping funnel.
15g was added. Thereafter, 15 g of propylene oxide was added every 2 hours for a total of 6 times over 12 hours to continue the reaction. After that, after confirming that the reaction product has cooled to below 35℃, add 4.3ml of glacial acetic acid to 100ml of 2
- A solution dissolved in propanol was added dropwise from the dropping funnel to effect neutralization. Thereafter, it was filtered, washed twice with 200 ml of a 95% aqueous 2-propanol solution, filtered again, and washed twice with 150 ml of 2-propanol, and then the reaction product was taken out and dried in a vacuum dryer at 70 DEG C. overnight. Thereafter, it was ground to obtain highly modified guar gum hydroxypropyl ether. M.S.
The value was 2.3 and the ash content was 2.1%. Furthermore, this highly modified guar gum hydroxypropyl ether
The reaction was carried out again in the same manner using 100 g of the starting material. The result was a highly modified MS2.8 ash content of 2.4%. Hydroxypropyl ether of guar gum could be obtained.

実施例 4 100gのローカストビーンガムのヒドロキシプ
ロピルエーテル粉末水分率10%MS値0.4を実施例
1と同じ反応容器中に150mlの2−プロパノール
と30mlの水と共に仕込み撹拌して均一な懸濁分散
液を作る。その後滴下ロートにより水酸化ナトリ
ウム2gを50mlの水に溶解した水酸化ナトリウム
水溶液を徐々に添加する。その後常温で1時間撹
拌したのち30gのプロピレンオキサイドを滴下ロ
ートにより滴下しフラスコ全体を水浴により55℃
に昇温し10時間反応を続ける。その後フラスコ内
部を35℃以下に冷却し撹拌下に徐々に4.3mlの氷
酢酸を滴下ロートにより滴下中和するしかるのち
反応生成物を濾過し更に200mlの88%2−プロパ
ノール水溶液で洗浄した後再び濾過し更に150ml
の2−プロパノールで洗浄した後反応生成物を取
出し70℃の真空乾燥機で一昼夜乾燥を行つた。そ
の後コーヒーミルによつて粉砕を行い、150メツ
シユを全量通過させるようにしてローカストビー
ンガムのヒドロキシプロピルエーテルに高変性物
を得た。得られた製品は水分率18%で収量は140
gであつた。製品の色相はごくわずか黄味をおび
た白色で製品の灰分は2.2%MS値は1.3であつた。
Example 4 100 g of locust bean gum hydroxypropyl ether powder with moisture content 10% MS value 0.4 was charged into the same reaction vessel as in Example 1 with 150 ml of 2-propanol and 30 ml of water and stirred to form a uniform suspension dispersion. make. Thereafter, an aqueous sodium hydroxide solution prepared by dissolving 2 g of sodium hydroxide in 50 ml of water was gradually added using a dropping funnel. After stirring at room temperature for 1 hour, 30g of propylene oxide was added dropwise through a dropping funnel and the entire flask was heated to 55°C in a water bath.
Raise the temperature to 1 and continue the reaction for 10 hours. Thereafter, the inside of the flask was cooled to below 35℃, and while stirring, 4.3 ml of glacial acetic acid was gradually added dropwise through the dropping funnel to neutralize the reaction product.Then, the reaction product was filtered and washed with 200 ml of 88% 2-propanol aqueous solution, and then again. Filter and add 150ml
After washing with 2-propanol, the reaction product was taken out and dried in a vacuum dryer at 70°C all day and night. Thereafter, the mixture was ground in a coffee mill, and the entire amount was passed through 150 meshes to obtain a highly modified locust bean gum hydroxypropyl ether. The resulting product has a moisture content of 18% and a yield of 140
It was hot at g. The color of the product was white with a slight yellow tinge, the ash content of the product was 2.2%, and the MS value was 1.3.

実施例 5 実施例1で得られた製品100gを実施例1の出
発原料(ヒドロキシプロピル化グア粉末、水分率
12%MS0.4灰分1.3%)のかわりに出発原料とし
て実施例1と同じ容器同一の反応条件で反応を行
つた。その結果MSが1.8の製品を得ることができ
た。次にこの製品100gを出発原料として実施例
1と同じ容器同一の反応条件で反応を行つた。そ
の結果MSが2.5の製品を得ることができた。更に
この製品100gを出発原料として実施例1と同じ
容器、同一の反応条件で反応を行つた。その結果
MSが3.1の高変性ヒドロキシプロピル化グア粉末
を得ることができた。
Example 5 100 g of the product obtained in Example 1 was added to the starting material of Example 1 (hydroxypropylated guar powder, moisture content
The reaction was carried out in the same container as in Example 1 under the same reaction conditions using the starting material instead of 12% MS0.4 (ash content 1.3%). As a result, we were able to obtain a product with an MS of 1.8. Next, using 100 g of this product as a starting material, a reaction was carried out in the same container as in Example 1 under the same reaction conditions. As a result, we were able to obtain a product with an MS of 2.5. Furthermore, a reaction was carried out using 100 g of this product as a starting material in the same container and under the same reaction conditions as in Example 1. the result
Highly modified hydroxypropylated guar powder with MS of 3.1 could be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 親水性有機溶剤と水とMS値0.7未満のガラク
トマンナンのヒドロキシアルキルエーテルとの混
合物にアルカリ金属水酸化物を添加したアルカリ
性ガラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテ
ルの懸濁液中でアルキレンオキサイドを反応させ
ることを特徴とするMS値0.7以上に変性されたガ
ラクトマンナンのヒドロキシアルキルエーテルの
製造方法。
1. Reacting an alkylene oxide in a suspension of an alkaline hydroxyalkyl ether of galactomannan in which an alkali metal hydroxide is added to a mixture of a hydrophilic organic solvent, water, and a hydroxyalkyl ether of galactomannan with an MS value of less than 0.7. A method for producing a hydroxyalkyl ether of galactomannan modified to have an MS value of 0.7 or more, characterized by:
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