JPH01268663A

JPH01268663A - モノグリセリドの製造方法

Info

Publication number: JPH01268663A
Application number: JP63098569A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Takeda; 義郎武田; Ryoji Yasue; 良司安江; Yozo Miyawaki; 宮脇　洋三
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1989-10-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】及朶上夏■ユ公互本発明は、食品、化粧品、医薬品、合成樹脂等の原料と
して幅広い用途を有するモノグリセリドの製造方法に関
する。

の　　　び　■が　　しようとする従来、モノグリセリドの製造方法としては、有機溶剤を
用いず、脂肪酸、脂肪酸アルキルエステル又は油脂を触
媒の存在下でグリセリンと反応させてモノグリセリドを
得ることが行なわれており、工業的な製造においては、
その原料として主に脂肪酸や油脂が使用されている（津
田滋著「モノグリセリド」槙書店刊、第１２９〜１６４
頁）。

しかし、このモノグリセリドの製造方法により得られる
反応生成物は、無差別分布の法則に従ってモノグリセリ
ドとジグリセリドやトリグリセリドとが一定の割合で平
衡に達するため、目的物質であるモノグリセリドの純度
が低く、その純度は通常４０〜５０％である。それ故、
高純度のモノグリセリドを得るためには、上記反応生成
物中に存在する触媒や副生成物の石鹸を水洗除去するか
、或いは酸で中和した後に分子蒸留してモノグリセリド
を分取するなどの方法で反応生成物に後処理を施す必要
があり、非常に面倒である。特に、モノグリセリドの純
度が低い程蒸留効率が低く、作業効率が悪いという問題
点がある。

この場合、上記反応生成物のモノグリセリド純度が低い
理由は、グリセリンと脂肪酸、脂肪酸アルキルエステル
、油脂との相溶性に起因するものであるが、この両成分
の相溶性は反応温度を高めることで改善−することがで
きる。しかし、反応温度を高くすると、ポリグリセリド
生成量が増加したり、反応生成物の着色が進むなどの問
題が生じる。このため、上記反応は通常２００〜２５０
℃の温度で行なわれているのが通常である。

更に、グリセリンと脂肪酸等との相溶性を高める別法と
して、有機溶剤を用いる方法、例えばフェノールを用い
る方法（米国特許第２０７３７９７号）、ジオキサンを
用いる方法（米国特許第２２５１６９２号）、第３Ｒア
ルコールを用いる方法（フランス特許第１１０２０７３
号）などが提案されているが、有機溶剤を使用すると、
溶剤の沸点の問題から反応温度を高めることが難しく、
反応を十分に進めて完結させることができないので、モ
ノグリセリドの収率が悪いという問題が生じる。

このように、従来のモノグリセリドの製造方法は、得ら
れるモノグリセリドの純度が低かったり、その収率が低
いという欠点を有しており、この点の改善が望まれてい
た。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、モノグリセリ
ドを高純度で収率良く得ることができるモノグリセリド
の製造方法を提供することを目的とする。

１題１邂　するための　　　び　１本発明者らは上記目的を達成するため、脂肪酸又は脂肪
酸アルキルエステルとグリセリンとを反応させてモノグ
リセリドを製造する際に上記反応を完結させると共に、
反応生成物中のモノグリセリド含量を高めるべく鋭意検
討を進めた結果、脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルに
対するグリセリンのモル比が１〜５となるように配合し
、無触媒又は触媒の存在下に温度１６０〜２４０℃、圧
力５０〜５００ｎａＨｇの条件で有機溶剤を用いずに反
応させる第１段階反応と、この反応混合物を有機溶剤と
触媒との存在下に温度８０〜１５０℃で反応させる第２
段階反応とを引き続いて行なうことにより、脂肪酸又は
脂肪酸アルキルエステルとグリセリンとの反応が完結し
、モノグリセリドを高純度で収率良く製造することがで
きることを知見し、本発明をなすに至ったものである。

以下、本発明につき更に詳述する。

本発明のモノグリセリドの製造方法では、出発原料とし
て脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルとグリセリンとを
使用する。

ここで、脂肪酸は目的物質に応じて選定されるが、通常
炭素数６〜２２の鎖長を有する脂肪酸が好適に使用され
、例えばパルミチン酸、ステアリン酸等の天然脂肪酸、
ペンタデカン酸等の合成脂肪酸の一種又は二種以上が用
いられる。

また、脂肪酸アルキルエステルとしては、炭素数６〜２
２の鎖長を有する脂肪酸とメチルアルコール、エチアル
コール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の低
級アルコールとのエステル化合物を使用することが好ま
しく、具体的にはノ（ルミチン酸メチルエステル、オレ
イン酸メチルエステル、ペンタデカン酸メチルエステル
等が例示され、これらを単独で又は二種以上を混合して
使用することができる。

本発明においては、上記脂肪酸又は脂肪酸アルキルエス
テルとグリセリンとを用いて、これら両成分の反応を二
段階で行なって反応生成物を得るものである。

ここで、まず第１段階反応は、脂肪酸又は脂肪酸アルキ
ルエステルとグリセリンとを混合して両成分を有機溶剤
を加えることなく反応させるものであるが、この際、脂
肪酸又は脂肪酸アルキルエステルに対するグリセリンの
モル比が１〜５、好ましくは２〜４となるように両成分
を混合する。

両成分のモル比が１未満では１反応生成物中のジグリセ
リドやトリグリセリドの含量が多くなってモノグリセリ
ドの純度が低下し、モル比が５を超えると無駄なグリセ
リンの量が多くなって経済的に不利である。

第１段階反応において脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステ
ルとグリセリンとの反応は、無触媒又は触媒の存在下で
行なう。この場合、触媒の有無や使用する触媒の種類は
出発原料に応じて適宜選択することが好ましく、例えば
出発原料が脂肪酸とグリセリンの場合には、無触媒で反
応を行なうか、或いは酸化亜鉛等の触媒を使用すること
が好ましく、出発原料が脂肪酸アルキルエステルとグリ
セリンの場合には、エステル交換反応に通常使用されて
いるアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物並び
にアルコラードの１種又は２種以上が好適に用いられ１
例えばＮａＯＨ，ＫＯＨ。

ＬｉＯＨ，Ｍｇ（ＯＨ）２．ＣＨ，ＯＮａ、ＣＨ，ＯＫ
などを使用することができる。

なお、触媒を添加する際、その添加量は別に制限されい
ないが、グリセリン量に対して０．０１〜１％（重量％
、以下同様）とすることが好ましい。

触媒添加量が０．０１％未満では触媒添加効果が低く、
逆に１％を超えて使用しても反応完結に対する寄与が小
さく、かつ後処理での触媒を分離する操作が面倒になる
場合がある。

更に、第１段階反応は１反応温度１６０〜２４０℃、好
ましくは１８０〜２２０℃、圧力５０〜５００ｍｍＨｇ
、好ましくは１５０〜４００＋ｍＨｇの条件下で行なう
１反応温度が１６０℃より低いと反応が十分に完結せず
、モノグリセリド収率が低く、２４０℃より高いと反応
生成物の着色が著しい上、グリセリンの脱水縮合反応が
併発してポリグリセリンやポリグリセリン脂肪酸エステ
ルが副生じ、モノグリセリドの純度が悪くなり、いずれ
も本発明の目的を達成することができない、また、圧力
が５０ｏｉＨｇより低いと副生成物として生じる水やメ
タノールの凝縮が困難となって回収することができない
。５００■Ｈｇを超えると副生成物として生じる水やメ
タノールを除去する効果が小さく、高純度のモノグリセ
リドを得ることができない。

なお、第１段階反応は、未反応脂肪酸又は脂肪酸アルキ
ルエステルが実質的になくなるまで行なうもので、反応
時間は反応温度や触媒量などに応じて適宜調整すること
ができるが１通常１〜５時間である。

なおまた、上記反応は、反応混合物が酸化して着色する
のを防止するために窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で行
なうことが好ましい。

本発明の製造方法は、上記第１段階反応が終了した後、
得られた反応混合物に対し有機溶剤と触媒とを添加して
第２段階反応を行なう。

この場合、有機溶剤は種々選択されるが、第１段階反応
で得られた反応混合物とグリセリンとに対して溶解性が
高いものが好適に用いられ、具体的にはジメチルホルム
アミド、ジメチルスルホキシド、第３級ブタノール等が
例示される。

また、この有機溶剤の添加量は特に制限されないが、第
１段階反応で使用したグリセリン１部（重量部、以下同
様）に対して０．５〜５部、特に１〜２部とすることが
望ましい。有機溶剤の添加量が０．５部より少ないと、
上記反応混合物とグリセリンとの溶解性が不十分になり
、これらの相溶性を改善できない場合があり、添加量が
５部を超えるとモノグリセリド含量の向上に対する寄与
が小さくなる上、有機溶剤の除去操作が面倒になる場合
がある。

更に、この第２段階反応で使用する触媒としては、アル
カリ融媒が好適に使用し得、具体的にはＮａＯＨ，ＫＯ
Ｈ，ＬｉＯＨ，Ｍｇ（ＯＨ）ｚ等のアルカリ金属やアル
カリ土類金属の水酸化物、ＣＨ，ＯＮａ、ＣＨ３ＯＫ等
のアルカリ金属アルコラードなどを挙げることができる
。なお、第２段階反応で用いる触媒は、第１段階反応で
用いる触媒と同一でも異なっていてもよい。

触媒の添加量は適宜調整し得るが、第１段階反応で使用
したグリセリン量に対して０．０５〜１％とすることが
できる。添加量が０．０５％未満では反応生成物中のモ
ノグリセリド含量が十分でない場合があり、１％を超え
ると副生ずる石鹸の量が多くなり、後処理が面倒になる
場合がある。

第２段階反応は、常圧下で比較的低温で行なうことが望
ましく１反応温度は８０〜１５０℃、好ましくは１００
〜１４０’Ｃである。

更に、第２段階反応の反応時間は触媒量などによって異
なるが、通常５分〜１時間である６第１段階及び第２段
階の反応終了後、溶剤を留去し、得られた反応生成物は
高純度のモノグリセリドを含有しているので、静置分離
、？）３過等の簡単な後処理を施すことにより、そのま
ま食品、化粧品、合成樹脂等の原料として利用すること
ができる。更に、通常の方法で副生成物を水洗除去した
り、分子蒸留し、より高純度のモノグリセリドとして医
薬品、食品、化粧品等に利用することもできる。

ｍ蔓か果本発明のモノグリセリドの製造方法によれば。

高純度のモノグリセリドを収率良く得ることができ、得
られたモノグリセリドは食品、化粧品、医薬品、合成樹
脂等の原料として幅広く利用することができる。

〔実施例、比較例〕

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない
。

なお、各側に先立ち、各側で得られた生成物の品質性状
を比較検討するための試験方法を説明する。

〈品質試験方法〉粗生成物４０■に無水ピリジン０．５ａＱ、ヘキサメチ
ルジシラザン０．４ｄ及びトリメチルクロロシラン０．
２ａｌｌを添加、混合した後、８０℃で３０分間静置し
た。

この上澄液をガスクロマトグラフィーにより下記条件で
測定し、ピークの面積比から粗生成物全体に対する脂肪
酸又は脂肪酸アルキルエステルの含有率と、粗生成物中
の全グリセリドに対するモノグリセリドの含有率（モノ
グリセリド収率）を重量百分率で求めた。

ガスクロマトグラフィー測定条件カラム：２％ＯＶ　−１／ＣｈｒｏｍｏｓｏｒｂＷ’Ａ
Ｗ−０ＭＣ８（６０／８０メツシユ）３　ｍ　Ｉ　Ｄ　Ｘ　０　、５　ｍ　Ｌカラム温度：１
２０℃から３３０℃まで昇温カラム昇温速度：１０℃／
分インジェクション温度＝３３０℃ 〈実施例１〉１１聚且反息攪拌機付きのＩＱ４つロフラスコに精製グリセリン１７
４ｇ（１，８９モル）と平均分子量２７０のパルミチン
酸メチルエステル１３５ｇ　（０，５モル）を入れ、圧
力を５０　ｍＨＨに降圧したのちに窒素ガスで常圧に戻
すという操作を３回繰り返して窒素置換を行なった後、
圧力を２５０　ａｍｌｌｇに調整しながら温度を２００
℃に昇温した。次いで、この反応溶液に対し触媒として
水酸化カリウム０．７４ｇをグリセリン５ｇに溶解した
ものを添加し、攪拌しながらエステル交換反応を行なっ
た。

ここで、パルミチン酸メチルエステルに対するグリセリ
ンのモル比は３．９であり、水酸化カリウムの添加量は
グリセリンに対して０．４％であった・なお、上記反応中において、副生成物であるメタノール
とともに反応槽から留出するグリセリン及びパルミチン
酸メチルエステルは、６５℃に冷却した分縮器によって
凝縮させた後１反応溶液中へ還流させ、メタノールは留
去した。

次に、触媒添加から２時間経過した後、反応溶液を１４
０℃に冷却しながら系を窒素ガスで常圧に戻した。

男」」υＬ【閃第１段階反応で得られた反応溶液にジメチルホルムアミ
ド（ＤＭＦ）２００ｇを添加し、更に水酸化カリウム０
．．７４ｇをグリセリン５ｇに溶解したものを添加した
後、１４０℃で３０分間反応させた。

反応終了後、溶剤（ＤＭＦ）を留去し、粗生成物を得た
。

〈実施例２〉第１段階反応における反応温度２００’Ｃを１８０℃に
し、かつ第１．第２段階反応において水酸化カリウムの
代わりに触媒として水酸化ナトリウムを使用した以外は
、実施例１と同様の操作を行なって粗生成物を得た、〈実施例３〉第２段階反応における反応温度を１００℃とした以外は
、実施例１と同様にして粗生成物を得た。

〈実施例４〉脂肪酸としてパルミチン酸メチルエステルの代わりにパ
ルミチン酸を使用し、第１段階反応における反応温度を
２２０℃にすると共に、触媒として酸化亜鉛を用い、そ
の使用量をグリセリンに対して０．０５％とし、かつ第
１段階の反応時間を３時間とした以外は、実施例１と同
様にして粗生成物を得た。

〈実施例５〉脂肪酸としてペンタデカン酸を使用した以外は実施例４
と同様にして粗生成物を得た。

〈実施例６〉脂肪酸としてステアリン酸を使用し、第１段階反応にお
ける反応時間を４時間にすると共に、無触媒で反応を行
なった以外は、実施例４と同様にして粗生成物を得た。

〈実施例７〉第１段階反応におけるパルミチン酸メチルエステルに対
するグリセリンのモル比を３．９から２．０にし、第２
段階反応における有機溶媒のジメチルホルムアミドの代
わりにジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を使用した以
外は、実施例１と同様にして粗生成物を得た。

〈実施例８〉第２段階反応における有機溶剤を第３級ブタノールとし
た以外は、実施例１と同様にして粗生成物を得た。

〈比較例１〉第２段階反応を行なわず、第１段階反応の反応時間を４
時間とした以外は、実施例１と同様に操作して粗生成物
を得た。

く比較例２〉第１段階反応を行なわず、第２段階反応の反応時間を２
時間とした以外は、実施例１と同様に操作して粗生成物
を得た。

く比較例３〉第２段階反応を行なわず、実施例４に示した第１段階反
応のみを行なって粗生成物を得た。

以上の各側で得られた粗生成物の品質を上記方法で試験
し、評価した。

結果を各側の反応条件と共に第１表に示す。

第１表の結果より１本発明の製造方法で得られた反応生
成物（実施例１〜８）は、未反応脂肪酸又は脂肪酸アル
キルエステル含有量が少ない上、モノグリセリド含有率
が高く、反応が完結して高純度のモノグリセリドが高収
率で得られていることがわかった。これに対し、第１段
階反応のみで第２段階反応を行なわなかった場合の反応
生成物（比較例１，３）は、未反応脂肪酸又は脂肪酸ア
ルキルエステル含有量は少ないがモノグリセリド含有率
が少なく、モノグリセリドの純度が悪いものであり、ま
た第２段階反応のみを行なった場合（比較例２）は、反
応生成物中の未反応の脂肪酸アルキルエステル含有量が
多く、反応が完結しないことがわかった。

出願人　　ラ　イ　オ　ン　株式会社代理人　　弁理士　　小　島　隆　司

Claims

【特許請求の範囲】

１、脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルとグリセリンと
を反応させてモノグリセリドを製造する方法において、
脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステル１モルに対しグリセ
リンを１〜５モルの割合で混合し、温度１６０〜２４０
℃、圧力５０〜５００ｍｍＨｇの条件で反応させる第１
段階反応を行なった後、その反応混合物に対し有機溶剤
と触媒との存在下に温度８０〜１５０℃で反応させる第
２段階反応を行なうことを特徴とするモノグリセリドの
製造方法。