JPH01294651A - ポリオール脂肪酸エステルの合成法 - Google Patents
ポリオール脂肪酸エステルの合成法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H13/00—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids
- C07H13/02—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids
- C07H13/04—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids having the esterifying carboxyl radicals attached to acyclic carbon atoms
- C07H13/06—Fatty acids
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポリオール及び/又はその脂肪酸オリゴエス
テル、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応
触媒、及び場合により乳化剤の、実質的に溶媒を含まな
い反応混合物を調製し、それをエステル交換反応条件下
で反応さゼるポリオール脂肪酸エステルの合成法に関す
る。
テル、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応
触媒、及び場合により乳化剤の、実質的に溶媒を含まな
い反応混合物を調製し、それをエステル交換反応条件下
で反応さゼるポリオール脂肪酸エステルの合成法に関す
る。
本明細書中、「ポリオール」は、4個以上の遊離水酸基
を含むあらゆる脂肪族又は芳香族化合物を含むものとす
る。特にかかるポリオールは、糖、すなわち単糖類、三
糖類及び多糖類、相当する糖アルコール、及び4個以上
の遊離水酸基を有するそれらの誘導体を含む糖ポリオー
ルの群を含む。糖ポリオールの例としては、グルコース
、マンノース、ガラクトース、キシロース、フルクトー
ス、ソルボース、タガトース、リブロース、キシルロー
ス、ラクトース、マルトース、ラフィノース、セロビオ
ース、スクロース、エリトリトール、マンニトール、ラ
クチトール、ソルビトール、キシリトール、及びα−メ
チルグルコシドが挙げられる。一般に使用される糖ポリ
オールは、スクロースである。
を含むあらゆる脂肪族又は芳香族化合物を含むものとす
る。特にかかるポリオールは、糖、すなわち単糖類、三
糖類及び多糖類、相当する糖アルコール、及び4個以上
の遊離水酸基を有するそれらの誘導体を含む糖ポリオー
ルの群を含む。糖ポリオールの例としては、グルコース
、マンノース、ガラクトース、キシロース、フルクトー
ス、ソルボース、タガトース、リブロース、キシルロー
ス、ラクトース、マルトース、ラフィノース、セロビオ
ース、スクロース、エリトリトール、マンニトール、ラ
クチトール、ソルビトール、キシリトール、及びα−メ
チルグルコシドが挙げられる。一般に使用される糖ポリ
オールは、スクロースである。
本明細書中の「ポリオール脂肪酸エステル」は、ポリオ
ール脂肪酸オリゴエステル、特にモノ−、ジー及びトリ
脂肪酸エステルの群と、ポリオール脂肪酸ポリエステル
、すなわち完全置換にあたるテトラ脂肪酸ポリエステル
の群の両方を含むものとする。
ール脂肪酸オリゴエステル、特にモノ−、ジー及びトリ
脂肪酸エステルの群と、ポリオール脂肪酸ポリエステル
、すなわち完全置換にあたるテトラ脂肪酸ポリエステル
の群の両方を含むものとする。
本明細書中、−膜内に脂肪酸ではエステル化されたポリ
オール脂肪酸ポリエステルのポリオール水酸基の百分率
を、転化度というが、100%の転化度は、完全にエス
テル化したポリオールに相当する。
オール脂肪酸ポリエステルのポリオール水酸基の百分率
を、転化度というが、100%の転化度は、完全にエス
テル化したポリオールに相当する。
本明細書中の「脂肪酸」は、飽和又は不飽和であっても
よく、かつ直鎖又は分校アルキル鎖を有していてもよい
Cs C24脂肪酸を言う。
よく、かつ直鎖又は分校アルキル鎖を有していてもよい
Cs C24脂肪酸を言う。
ポリオール脂肪酸オリゴエステルが、食品や洗剤の乳化
剤として、又塗料やワニスの乾燥油として適しているこ
とは、よく知られている。
剤として、又塗料やワニスの乾燥油として適しているこ
とは、よく知られている。
また、ポリオール脂肪酸ポリエステルが食用製品の適当
な低力0り一脂肪代替物であることも知られている。こ
れらは、実質的に人間には消化されないが、食用製品で
従来から使用されているトリグリセリド油脂に非常に類
似した物理的、感覚刺激的性状を有している。さらに、
ポリオール脂肪酸ポリエステルは、胃I!管内の特にコ
レステロール等の脂肪溶性物質を取り込んだ後、体外へ
これらの物質を除去することができる点からみて、医薬
物質としての用途があることも報告されている。
な低力0り一脂肪代替物であることも知られている。こ
れらは、実質的に人間には消化されないが、食用製品で
従来から使用されているトリグリセリド油脂に非常に類
似した物理的、感覚刺激的性状を有している。さらに、
ポリオール脂肪酸ポリエステルは、胃I!管内の特にコ
レステロール等の脂肪溶性物質を取り込んだ後、体外へ
これらの物質を除去することができる点からみて、医薬
物質としての用途があることも報告されている。
エステル交換反応法を用いたポリオール脂肪酸エステル
・の合成法はよく知られている。こうした方法の例は、
例えば米国特許第3.963.699号、第4,517
.360号、及び第4,518.・172号に記載され
ている。当業者では、食品級のポリオール脂肪酸エステ
ルを調製する触媒的エステル交換反応は、出発反応物混
合物として、溶媒を含まない均質な反応物溶解物を用い
ることで有利に行えることが十分認められている。
・の合成法はよく知られている。こうした方法の例は、
例えば米国特許第3.963.699号、第4,517
.360号、及び第4,518.・172号に記載され
ている。当業者では、食品級のポリオール脂肪酸エステ
ルを調製する触媒的エステル交換反応は、出発反応物混
合物として、溶媒を含まない均質な反応物溶解物を用い
ることで有利に行えることが十分認められている。
現在までのところ、こうした溶媒を含まない均質反応物
混合物の!製法は、特に工業的規模での経済適用性から
みて、十分に満足できるものではない。
混合物の!製法は、特に工業的規模での経済適用性から
みて、十分に満足できるものではない。
本明細書中の「均質な」という用語は、十分混合したと
いうことを意味するのであって、顕微鏡的な狭い意味で
の均質に限定するものではない。
いうことを意味するのであって、顕微鏡的な狭い意味で
の均質に限定するものではない。
本発明の目的は、ポリオール脂肪酸エステルの改良合成
法、特に適当な実質的に溶媒を含まない出発反応物混合
物のII製について、ポリオールのポリオールエステル
又はポリエステルへの転化度に逆影響を与えずに、工業
的規模で、処理の簡略化及び連続又は半連続処理ができ
るようにしたポリオール脂肪酸エステルの改良合成法を
提供する。
法、特に適当な実質的に溶媒を含まない出発反応物混合
物のII製について、ポリオールのポリオールエステル
又はポリエステルへの転化度に逆影響を与えずに、工業
的規模で、処理の簡略化及び連続又は半連続処理ができ
るようにしたポリオール脂肪酸エステルの改良合成法を
提供する。
従って、本発明は、ポリオール及び/又はその脂肪酸オ
リゴエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル
交換反応触媒、及び場合により乳化剤の、実質的に溶媒
を含まない反応混合物をDI製し、次いでエステル交換
反応条件下で反応させるポリオール脂肪酸エステルの合
成において、実質的に溶媒を含まない混合物のII製が
、 (1)ポリオール及び/又はその脂肪酸オリゴエステル
、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応触媒
、及び場合により乳化剤又は乳化剤の前駆物質、及び1
種以上の溶媒の混合物を生成する工程と、 (2)工程(1)で生成した混合物を噴霧乾燥によって
均質化及び脱溶媒を行う工程、 を含むことを特徴とするポリオール脂肪酸エステルの合
成法を提供する。
リゴエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル
交換反応触媒、及び場合により乳化剤の、実質的に溶媒
を含まない反応混合物をDI製し、次いでエステル交換
反応条件下で反応させるポリオール脂肪酸エステルの合
成において、実質的に溶媒を含まない混合物のII製が
、 (1)ポリオール及び/又はその脂肪酸オリゴエステル
、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応触媒
、及び場合により乳化剤又は乳化剤の前駆物質、及び1
種以上の溶媒の混合物を生成する工程と、 (2)工程(1)で生成した混合物を噴霧乾燥によって
均質化及び脱溶媒を行う工程、 を含むことを特徴とするポリオール脂肪酸エステルの合
成法を提供する。
本発明に従う反応物の実質的に溶媒を含まない均質な混
合物の1lljは、実質的に溶媒を含まない均質な反応
物混合物が必要な、又はそれが望ましいポリオール脂肪
酸ポリエステル製造のためのすべてのエステル交換反応
法に有利に適用できる。
合物の1lljは、実質的に溶媒を含まない均質な反応
物混合物が必要な、又はそれが望ましいポリオール脂肪
酸ポリエステル製造のためのすべてのエステル交換反応
法に有利に適用できる。
実質的に溶媒を含まない反応物混合物のml製の第一工
程で混合する反応物は、ポリオール及び/又はその脂肪
酸オリゴマー、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル
交換反応触媒、及び場合により、脂肪酸セッケン等の乳
化剤を含む。又、水及び/又は低級アルキルアルコール
等の溶媒を、これらの反応物と別に、又はその一種又は
二種以上と一緒に、場合により導入してもよい。
程で混合する反応物は、ポリオール及び/又はその脂肪
酸オリゴマー、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル
交換反応触媒、及び場合により、脂肪酸セッケン等の乳
化剤を含む。又、水及び/又は低級アルキルアルコール
等の溶媒を、これらの反応物と別に、又はその一種又は
二種以上と一緒に、場合により導入してもよい。
ポリオールは、先に定義したようなものならばいずれで
もよく、又は、それらの混合物でもよい。好適なポリオ
ール出発物質は、糖ポリオール、特にスクロースである
。ポリオール出発物質は、必ずしも非エステル化ポリオ
ールだけから成る必要はなく、さらに、ポリオールのポ
リオール脂肪酸ポリエステルへの転化の中間体であるモ
ノ−、ジー及び/又はトリエステル等の脂肪酸のポリオ
ールオリゴエステルを含んでいてもよく、あるいはそれ
のみから成ってもよい。
もよく、又は、それらの混合物でもよい。好適なポリオ
ール出発物質は、糖ポリオール、特にスクロースである
。ポリオール出発物質は、必ずしも非エステル化ポリオ
ールだけから成る必要はなく、さらに、ポリオールのポ
リオール脂肪酸ポリエステルへの転化の中間体であるモ
ノ−、ジー及び/又はトリエステル等の脂肪酸のポリオ
ールオリゴエステルを含んでいてもよく、あるいはそれ
のみから成ってもよい。
脂肪酸低級アルキルエステルとしては、モノ−、ジー及
びトリオールを含む低級アルコールの群の脂肪酸エステ
ルが適している。特にこのエステルは、01〜Csの一
価アルコール、好適にはメタノールから誘導される。脂
肪酸残基は、本明細書中、先に定義したようなものなら
いずれでもよく、その選択は、所望する特別なポリオー
ル脂肪酸エステルによる。
びトリオールを含む低級アルコールの群の脂肪酸エステ
ルが適している。特にこのエステルは、01〜Csの一
価アルコール、好適にはメタノールから誘導される。脂
肪酸残基は、本明細書中、先に定義したようなものなら
いずれでもよく、その選択は、所望する特別なポリオー
ル脂肪酸エステルによる。
脂肪酸低級アルキルエステルの量は、所望する転化度に
よって異なる。転化度の高いポリオールポリエステルを
合成する場合、通常過剰−の脂肪酸低級アルキルエステ
ルを使用する。より詳細には、完全転化スクロースポリ
エステルを得ようとする場合、脂肪酸低級アルキルエス
テル:スクロースのモル比を10:1〜20:1、特に
10:1〜15:1、又は10:1〜14:1もの範囲
内にすると良好な結果が得られる。
よって異なる。転化度の高いポリオールポリエステルを
合成する場合、通常過剰−の脂肪酸低級アルキルエステ
ルを使用する。より詳細には、完全転化スクロースポリ
エステルを得ようとする場合、脂肪酸低級アルキルエス
テル:スクロースのモル比を10:1〜20:1、特に
10:1〜15:1、又は10:1〜14:1もの範囲
内にすると良好な結果が得られる。
適当なエステル交換反応触媒としては、アルカリ金属、
アルカリ土類金属、及びその合金から成る群の他、かか
る金属のアルコキシド、炭酸水素塩、炭酸塩、水素化物
、及び水酸化物が挙げられる。水酸化カリウムが特に適
していることはわかっていたが、水酸化ナトリウム及び
相当する炭酸塩、及びカリウム又はナトリウムの炭酸水
素塩も有利に用いることができる。上記物質はそれ自身
触媒ではなく触媒を形成させる物質であると主張する人
もいるかもしれないが、同様の方法に関する多くの文献
と同様に、本明細書でもこの群を触媒と言う。
アルカリ土類金属、及びその合金から成る群の他、かか
る金属のアルコキシド、炭酸水素塩、炭酸塩、水素化物
、及び水酸化物が挙げられる。水酸化カリウムが特に適
していることはわかっていたが、水酸化ナトリウム及び
相当する炭酸塩、及びカリウム又はナトリウムの炭酸水
素塩も有利に用いることができる。上記物質はそれ自身
触媒ではなく触媒を形成させる物質であると主張する人
もいるかもしれないが、同様の方法に関する多くの文献
と同様に、本明細書でもこの群を触媒と言う。
触媒は、触媒:ポリオールのモル比が少なくとも0.0
1:1、好適には0.05 + 1〜1:1に相当する
量で使用する。
1:1、好適には0.05 + 1〜1:1に相当する
量で使用する。
通常、特にエステル交換反応の初期段階でポリオール、
触媒、及び脂肪酸低級アルキルエステル間の触媒を改善
するために乳化剤を使用することは注目に値する。レシ
チン、七ノー及びジグリセリド、及び脂肪酸の糖オリゴ
エステル、特にそのモノ−及びジエステル等のホスファ
チドを含む食用乳化剤セッケン及びアルカリ金属アルキ
ル硫酸塩等の洗剤といった多くの種類の耐アルカリ性乳
化剤が、適切に使用できる。
触媒、及び脂肪酸低級アルキルエステル間の触媒を改善
するために乳化剤を使用することは注目に値する。レシ
チン、七ノー及びジグリセリド、及び脂肪酸の糖オリゴ
エステル、特にそのモノ−及びジエステル等のホスファ
チドを含む食用乳化剤セッケン及びアルカリ金属アルキ
ル硫酸塩等の洗剤といった多くの種類の耐アルカリ性乳
化剤が、適切に使用できる。
好適な乳化剤は、本明細書中、先に定へしたような脂肪
酸のすべてから誘導されるアルカリ金属セッケンである
。15%以上、好適には75%以上もの短鎖脂肪酸セッ
ケンを含有する脂肪酸セッケン乳化剤を用いた場合、ポ
リオールのポリオ゛−ル脂肪酸エステルへの転化率が改
善されることがわかった。このような短鎖脂肪酸セッケ
ンは、ココナツツセッケン等のように、脂肪酸鎖長が炭
素数15より少なく、特に炭素数6〜12の範囲内であ
ることを特徴とする。
酸のすべてから誘導されるアルカリ金属セッケンである
。15%以上、好適には75%以上もの短鎖脂肪酸セッ
ケンを含有する脂肪酸セッケン乳化剤を用いた場合、ポ
リオールのポリオ゛−ル脂肪酸エステルへの転化率が改
善されることがわかった。このような短鎖脂肪酸セッケ
ンは、ココナツツセッケン等のように、脂肪酸鎖長が炭
素数15より少なく、特に炭素数6〜12の範囲内であ
ることを特徴とする。
好適には、乳化剤をアルカリ金属セッケンの群から選択
する場合、乳化剤は相当する遊離脂肪酸等の前駆物質の
形で本発明の方法の工程(1)の混合物に導入するのが
便利である。この場合、反応物混合物の組成は、前駆物
質が、その反応物混合物への添加及び混合後に相当する
乳化剤へ転化するようなものでなければならない。
する場合、乳化剤は相当する遊離脂肪酸等の前駆物質の
形で本発明の方法の工程(1)の混合物に導入するのが
便利である。この場合、反応物混合物の組成は、前駆物
質が、その反応物混合物への添加及び混合後に相当する
乳化剤へ転化するようなものでなければならない。
遊離脂肪酸を乳化剤前駆物質として用いる場合、脂肪酸
前駆物質を相当するセッケン乳化剤に転化させるのに適
した反応混合物中にアルカリ性物質を存在させなければ
ならない。エステル交換反応触媒を使用すると、この転
化を適切に行うことができる。
前駆物質を相当するセッケン乳化剤に転化させるのに適
した反応混合物中にアルカリ性物質を存在させなければ
ならない。エステル交換反応触媒を使用すると、この転
化を適切に行うことができる。
従って、本発明による噴霧乾燥の前に混合物に導入する
触媒の量は、上記のようなエステル化中の適切な触媒作
用と、かかるセッケン前駆物質の相当するセッケンへの
完全中和の両方を確実に行えるような十分な伍でなけれ
ばならない。
触媒の量は、上記のようなエステル化中の適切な触媒作
用と、かかるセッケン前駆物質の相当するセッケンへの
完全中和の両方を確実に行えるような十分な伍でなけれ
ばならない。
乳化剤の適当なMは、反応物混合物総重量の0.1〜1
5重伍%、好適には0.1〜12重届%、最も好適には
0.2〜6重量%の範囲である。
5重伍%、好適には0.1〜12重届%、最も好適には
0.2〜6重量%の範囲である。
1種又はそれ以上の溶媒を、これら様々な反応物と別に
、又はそれと−緒に場合により導入してその添加及び混
合を改善してもよい。適当な溶媒としては、水及び/又
は、C+〜C5アルコール、特にメタノールなどの低級
アルコールがある。
、又はそれと−緒に場合により導入してその添加及び混
合を改善してもよい。適当な溶媒としては、水及び/又
は、C+〜C5アルコール、特にメタノールなどの低級
アルコールがある。
本発明の重要な特徴は、調製の第一工程で混合した反応
物を噴霧乾燥して、後に続くエステル化反応の出発混合
物として特に適した均質かつ実質的に溶媒を含まない反
応混合物を作ることにある。
物を噴霧乾燥して、後に続くエステル化反応の出発混合
物として特に適した均質かつ実質的に溶媒を含まない反
応混合物を作ることにある。
実質的に溶媒を含まない反応混合物とは、0.5%より
少ない溶媒を含む混合物を意味しており、エステル交換
反応の開始時の溶媒レベルは0.1%より少なく又は0
.05%もの楢より少ないことが好ましい。
少ない溶媒を含む混合物を意味しており、エステル交換
反応の開始時の溶媒レベルは0.1%より少なく又は0
.05%もの楢より少ないことが好ましい。
噴霧乾燥は、混合物を噴霧ノズルから乾燥室に送る従来
法で行ってもよい。混合物の均質化はノズルを通るとき
のエネルギーの消費によって起こる。消費エネルギーの
母、従って噴霧混合物の均質度は、噴霧ノズルの設計と
ノズルの前に混合物に加わる圧力との関数である。当業
界では、数多くの設計及び相当する噴霧条件が知られて
おり利用できる。適当な種類の噴霧ノズルには、空洞及
び充円錐ノズル、ファン噴霧ノズル、内部又は外部混合
のニューマチックノズル、及び回転(ディスク)アトマ
イザ−がある。
法で行ってもよい。混合物の均質化はノズルを通るとき
のエネルギーの消費によって起こる。消費エネルギーの
母、従って噴霧混合物の均質度は、噴霧ノズルの設計と
ノズルの前に混合物に加わる圧力との関数である。当業
界では、数多くの設計及び相当する噴霧条件が知られて
おり利用できる。適当な種類の噴霧ノズルには、空洞及
び充円錐ノズル、ファン噴霧ノズル、内部又は外部混合
のニューマチックノズル、及び回転(ディスク)アトマ
イザ−がある。
実質的に溶媒を含まない混合物が得られると、1種又は
それ以上の成分の添加が容易に行えるように特別に導入
したか、又は単に十分に乾燥していない成分を用いたた
めに生じたか、いずれによって結合反応中に存在する溶
媒の蒸発及び除去が、乾燥室中でおこり、その結果生じ
る蒸気は、適当な減圧又は気体流れ条件によって乾燥室
から連続的に除かれる。
それ以上の成分の添加が容易に行えるように特別に導入
したか、又は単に十分に乾燥していない成分を用いたた
めに生じたか、いずれによって結合反応中に存在する溶
媒の蒸発及び除去が、乾燥室中でおこり、その結果生じ
る蒸気は、適当な減圧又は気体流れ条件によって乾燥室
から連続的に除かれる。
溶媒は、減圧及び/又は高温条件の適用、又は場合によ
り加熱した並流、対流又は混合流不活性ガス流れの使用
を含む様々な従来法によって適切に蒸発させることがで
きる。適当な乾燥室の大きさは、使用する噴霧ノズルと
、温度、圧力及び流れ条件に大きく左右される。
り加熱した並流、対流又は混合流不活性ガス流れの使用
を含む様々な従来法によって適切に蒸発させることがで
きる。適当な乾燥室の大きさは、使用する噴霧ノズルと
、温度、圧力及び流れ条件に大きく左右される。
反応混合物は、溶媒の蒸発に必要な潜在熱を得るのに適
当な温度に加熱して、噴霧乾燥ノズルへ送り込む。反応
混合物の副反応への抵抗性にもよるが、この温度は11
0〜180℃の範囲内であり、120〜150℃の温度
範囲、特に140℃までの範囲が好適である。
当な温度に加熱して、噴霧乾燥ノズルへ送り込む。反応
混合物の副反応への抵抗性にもよるが、この温度は11
0〜180℃の範囲内であり、120〜150℃の温度
範囲、特に140℃までの範囲が好適である。
バッチ単位操作では、乾燥室もエステル交換反応用の反
応容器として適切に使用できる。3!統又は半連続操作
では、乾燥室と反応容器は別々の方が好ましい。
応容器として適切に使用できる。3!統又は半連続操作
では、乾燥室と反応容器は別々の方が好ましい。
又、混合物を1!霧ノズルに通す前に、例えば動的又は
静止ミキサーを使った代りの撹拌工程、すなわち、噴霧
ノズルへの供給ラインで流れを制限することによって混
合物を予備均質化することが。さらに有利である。
静止ミキサーを使った代りの撹拌工程、すなわち、噴霧
ノズルへの供給ラインで流れを制限することによって混
合物を予備均質化することが。さらに有利である。
本発明の好適な実施態様では、反応物混合物を以下の方
法で1111する。
法で1111する。
最初の工程では、ポリオール又はその脂肪酸オリゴエス
テルを液体系で触媒と混合し、相当するポリオール陰イ
オンを生成させる。実際のポリオール陰イオンの生成は
、即時的であるか、又は実質的に溶媒を含まない条件下
で実現するだけであるかもしれない。ポリオール又はそ
のオリゴエステルと触媒とを接触させるには、溶媒の存
在下で混合するのが好ましいが、この溶媒は、次の本発
明に従う噴霧乾燥工程で除去される。ポリオール又はそ
のオリゴエステルと触媒は、まず部分的又は完全に溶媒
に溶解してから混合するのが最も好ましい。過当な溶媒
としては、水、低級アルコール、及びそれらの混合物が
挙げられる。特に、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウ
ムをエステル交換反応触媒として使用する場合は、水が
、溶媒に適している。
テルを液体系で触媒と混合し、相当するポリオール陰イ
オンを生成させる。実際のポリオール陰イオンの生成は
、即時的であるか、又は実質的に溶媒を含まない条件下
で実現するだけであるかもしれない。ポリオール又はそ
のオリゴエステルと触媒とを接触させるには、溶媒の存
在下で混合するのが好ましいが、この溶媒は、次の本発
明に従う噴霧乾燥工程で除去される。ポリオール又はそ
のオリゴエステルと触媒は、まず部分的又は完全に溶媒
に溶解してから混合するのが最も好ましい。過当な溶媒
としては、水、低級アルコール、及びそれらの混合物が
挙げられる。特に、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウ
ムをエステル交換反応触媒として使用する場合は、水が
、溶媒に適している。
次の工程では、脂肪酸低級アルキルエステルを場合によ
り乳化剤と組合せて液体系に添加する。脂肪酸低級アル
キルエステルを添加した後、反応混合物を本発明に従っ
て噴霧乾燥した後、反応混合物を本発明に従って@霧乾
燥する。
り乳化剤と組合せて液体系に添加する。脂肪酸低級アル
キルエステルを添加した後、反応混合物を本発明に従っ
て噴霧乾燥した後、反応混合物を本発明に従って@霧乾
燥する。
先に述べたように、アルカリ金属セッケン、又は、相当
する遊離脂肪酸のような適当なその前駆物質は、特にニ
スデル化反応の開始及び初期工程を促進するのに好適な
乳化剤である。エステル化反応に関しては非常に適して
はいるが、セッケンの使用に伴う欠点は、その噴霧乾燥
では、噴霧乾燥装置を比較的頻繁に掃除する必要がある
という事実である。特に工業的規模ではこれは望ましく
ない。
する遊離脂肪酸のような適当なその前駆物質は、特にニ
スデル化反応の開始及び初期工程を促進するのに好適な
乳化剤である。エステル化反応に関しては非常に適して
はいるが、セッケンの使用に伴う欠点は、その噴霧乾燥
では、噴霧乾燥装置を比較的頻繁に掃除する必要がある
という事実である。特に工業的規模ではこれは望ましく
ない。
乳化剤成分、特にセッケン乳化剤又はその前駆物質は、
本発明に従う噴霧乾燥工程の後に反応混合物に適切に転
化できることがわかった。この経路を使うと、噴霧乾燥
装置を比較的頻繁に捧除しなくてもすむ。
本発明に従う噴霧乾燥工程の後に反応混合物に適切に転
化できることがわかった。この経路を使うと、噴霧乾燥
装置を比較的頻繁に捧除しなくてもすむ。
乳化剤又はその前駆物質は、完全に混合させるために何
らかの撹拌を行っている間に反応混合物に添加すること
が好ましい。こうした撹拌は、かきまぜ、動的又は静止
ミキサーの使用、又は混合及びポンプ作用の同時進行に
よって適切に行うことができる。
らかの撹拌を行っている間に反応混合物に添加すること
が好ましい。こうした撹拌は、かきまぜ、動的又は静止
ミキサーの使用、又は混合及びポンプ作用の同時進行に
よって適切に行うことができる。
噴霧乾燥工程で行える脱溶媒の程度は、特に、除去する
溶媒の缶や、乾燥室で必要な相当するエネルギー投入量
又は温度などの経済的、方法の技術的要因の結果である
。
溶媒の缶や、乾燥室で必要な相当するエネルギー投入量
又は温度などの経済的、方法の技術的要因の結果である
。
従って、溶媒を完全に除去できる噴霧乾燥条件を使う代
りに、噴霧乾燥工程に次いで、残りの溶媒を実質的に完
全に除去できる。「後乾燥」処理をさらに行うことが有
利であるかもしれない。噴霧乾燥後にまだ存在している
か、又は乳化成分を噴霧乾燥後に添加する際に導入した
残りの溶媒を蒸発させることのできる条件ならばどんな
ものでも適しており、その条件としては、温度及び減圧
条件、好適にはメタノール等の適当なストリッピング剤
又は窒素等の不活性ガスでのストリッピング、又は反応
混合物をざらに噴霧乾燥工程にかけるなどがある。
りに、噴霧乾燥工程に次いで、残りの溶媒を実質的に完
全に除去できる。「後乾燥」処理をさらに行うことが有
利であるかもしれない。噴霧乾燥後にまだ存在している
か、又は乳化成分を噴霧乾燥後に添加する際に導入した
残りの溶媒を蒸発させることのできる条件ならばどんな
ものでも適しており、その条件としては、温度及び減圧
条件、好適にはメタノール等の適当なストリッピング剤
又は窒素等の不活性ガスでのストリッピング、又は反応
混合物をざらに噴霧乾燥工程にかけるなどがある。
反応混合物は、乾燥に適したmrjA及び減圧条件にお
くのが好ましい。乾am度は、約110℃より低い温度
、好適には60〜100℃の範囲である。これらの後乾
燥条件は、数時間までの間維持するのが適当であり、0
.5〜3時間が好ましい。
くのが好ましい。乾am度は、約110℃より低い温度
、好適には60〜100℃の範囲である。これらの後乾
燥条件は、数時間までの間維持するのが適当であり、0
.5〜3時間が好ましい。
反応混合物の溶媒レベルは、噴霧乾燥工程では0.5%
未満に、そして次の後乾燥工程ではさらに0.1%未満
に低下させるのが適当である。好適には、溶媒レベルは
噴霧乾燥工程では0.1%未満、後乾燥工程では0.5
%未満に低下させる。
未満に、そして次の後乾燥工程ではさらに0.1%未満
に低下させるのが適当である。好適には、溶媒レベルは
噴霧乾燥工程では0.1%未満、後乾燥工程では0.5
%未満に低下させる。
従って、本発明の方法は、パッチ単位及び連続的に実施
でき、経済的にみて工業的規模での可能性を有する次の
エステル交換反応に適した出発反応混合物を製造できる
。
でき、経済的にみて工業的規模での可能性を有する次の
エステル交換反応に適した出発反応混合物を製造できる
。
本発明により調製した実質的に溶媒を含まない反応混合
物を、次に適当な条件下でざらに反応させてエステル交
換反応させ、所望のポリオール脂肪酸エステルを得る。
物を、次に適当な条件下でざらに反応させてエステル交
換反応させ、所望のポリオール脂肪酸エステルを得る。
一般にエステル交換反応は、高温、特に100〜180
℃の範囲で行うが、好適には温度は110〜160℃の
範囲であり、最も好適には120〜150℃の範囲であ
る。反応混合物を後乾燥工程の前にエステル交換反応さ
せる場合、後乾燥から反応温度条件への移行は段階的で
あってもよいが、温度を徐々に上げることによって都合
良く行える。
℃の範囲で行うが、好適には温度は110〜160℃の
範囲であり、最も好適には120〜150℃の範囲であ
る。反応混合物を後乾燥工程の前にエステル交換反応さ
せる場合、後乾燥から反応温度条件への移行は段階的で
あってもよいが、温度を徐々に上げることによって都合
良く行える。
反応は、エステル交換反応で生成したアルコールが反応
中に除去されるような条件下で行うのが好ましい。この
ためには、減圧下で反応を行うのが有利である。エステ
ル交換反応中に、圧力プロフィルを使って、本発明者ら
による、英国特許出願第8730266号に記載したよ
うな所望の転化度までエステル化させことが非常に適し
ている。なお、この出願は本明細書中に含まれるものと
する。
中に除去されるような条件下で行うのが好ましい。この
ためには、減圧下で反応を行うのが有利である。エステ
ル交換反応中に、圧力プロフィルを使って、本発明者ら
による、英国特許出願第8730266号に記載したよ
うな所望の転化度までエステル化させことが非常に適し
ている。なお、この出願は本明細書中に含まれるものと
する。
本発明の方法は、先に定義したような通常の群のポリオ
ール脂肪酸エステルの合成に適するものであるが、特に
、転化度が80%又は90%より大きいポリオール脂肪
酸ポリエステルの合成に適している。特に、二部類又は
そのアルコール誘導体の群から選択したスクロースなど
の糖ポリオールから誘導し、かつ95%より多くの転化
度までエステル化したポリエステルは、本発明方法で合
成するのに適している。
ール脂肪酸エステルの合成に適するものであるが、特に
、転化度が80%又は90%より大きいポリオール脂肪
酸ポリエステルの合成に適している。特に、二部類又は
そのアルコール誘導体の群から選択したスクロースなど
の糖ポリオールから誘導し、かつ95%より多くの転化
度までエステル化したポリエステルは、本発明方法で合
成するのに適している。
以下、本発明の好適な実施態様を実施例により説明する
が、実施例中のパーセントはすべて特に指示のない限り
重量パーセントを表わす。
が、実施例中のパーセントはすべて特に指示のない限り
重量パーセントを表わす。
実施例1
脂肪酸メチルエステル(大豆油脂肪酸から誘導)をココ
ナツツ脂肪酸と100:4.5のfl量割合で供給容器
中で混合した。この混合物を60に97時の割合で熱交
換器に送り込み、約135℃に加熱した。次いで水酸化
カリウムの50%W/W水溶液を1700g/時の割合
で(ココナツツ脂肪酸のすべてをケン価するには過剰の
水酸化カリウム)混合物に連続的に送り込んだ。得られ
た混合物を5〜10ミリバールの減圧条件下で噴霧ノズ
ルを通して乾燥室に送った。噴霧乾燥した混合物(メチ
ルエステル/セッケン分散物)は、約94@ @%の脂
肪酸メチルエステル、約6重量%のカリウムセッケン、
及び0.01重量%未渦の水から成っていた。次に、こ
のメチルエステル/セッケン分散物をほぼ等重量%のメ
チルエステルと混合した。
ナツツ脂肪酸と100:4.5のfl量割合で供給容器
中で混合した。この混合物を60に97時の割合で熱交
換器に送り込み、約135℃に加熱した。次いで水酸化
カリウムの50%W/W水溶液を1700g/時の割合
で(ココナツツ脂肪酸のすべてをケン価するには過剰の
水酸化カリウム)混合物に連続的に送り込んだ。得られ
た混合物を5〜10ミリバールの減圧条件下で噴霧ノズ
ルを通して乾燥室に送った。噴霧乾燥した混合物(メチ
ルエステル/セッケン分散物)は、約94@ @%の脂
肪酸メチルエステル、約6重量%のカリウムセッケン、
及び0.01重量%未渦の水から成っていた。次に、こ
のメチルエステル/セッケン分散物をほぼ等重量%のメ
チルエステルと混合した。
得られたメチルエステル/セッケン分散物を、60Ky
1時で第二の熱交換器に送り込み、135℃に再加熱し
た。次に予め調製しておいたスクロース/水酸化カリウ
ム溶液を、21259/時の割合でエステル/セッケン
分散物にポンプで連続的に送り込んだスクロース/水酸
化カリウム溶液は、約54L1部のスクロース、約29
重量部の水、及び約17型開部の水酸化カリウム50島
W/W水溶液を混合して調製した。得られた反応物混合
物を5〜10ミリバールの減圧条件下、第二の噴霧ノズ
ルを通して乾燥室に送った。
1時で第二の熱交換器に送り込み、135℃に再加熱し
た。次に予め調製しておいたスクロース/水酸化カリウ
ム溶液を、21259/時の割合でエステル/セッケン
分散物にポンプで連続的に送り込んだスクロース/水酸
化カリウム溶液は、約54L1部のスクロース、約29
重量部の水、及び約17型開部の水酸化カリウム50島
W/W水溶液を混合して調製した。得られた反応物混合
物を5〜10ミリバールの減圧条件下、第二の噴霧ノズ
ルを通して乾燥室に送った。
噴霧乾燥慢、反応混合物は、約95重量%の脂肪酸メチ
ルエステル、3重量%のカリウムセッケン、2重量%の
カリウムスクロース、及び0.1ffl 1%未満の水
から成っていた。
ルエステル、3重量%のカリウムセッケン、2重量%の
カリウムスクロース、及び0.1ffl 1%未満の水
から成っていた。
この混合物に、約5重量%の補充量のスクロースを加え
た後、反応混合物を従来のエステル交換反応条件下でさ
らに適切に反応させた。
た後、反応混合物を従来のエステル交換反応条件下でさ
らに適切に反応させた。
実施例2
脂肪酸メチルエステル(大豆油脂肪酸から誘導)を、供
給容器から熱交換器(温度145℃)及び動的ミキサー
へ60に97時の割合でポンプに送り込んだ。
給容器から熱交換器(温度145℃)及び動的ミキサー
へ60に97時の割合でポンプに送り込んだ。
70%スクロース溶液と50%水酸化カリウム溶液を混
合して(混合率は重態で85:15)調製した水溶液を
、8Kg/時の割合で動的ミキサーに別途導入した。メ
チルエステルとスクロース/水酸化カリウム溶液の結合
混1合流を、動的ミキサーから噴霧乾燥装置へ送り込み
、水が0.08%になるまで5ミリバールで噴霧乾燥し
た。次いで蒸留ココナツツ脂肪酸を、温度60℃、大気
圧下で激しく撹拌しながら噴霧乾燥混合物に添加した。
合して(混合率は重態で85:15)調製した水溶液を
、8Kg/時の割合で動的ミキサーに別途導入した。メ
チルエステルとスクロース/水酸化カリウム溶液の結合
混1合流を、動的ミキサーから噴霧乾燥装置へ送り込み
、水が0.08%になるまで5ミリバールで噴霧乾燥し
た。次いで蒸留ココナツツ脂肪酸を、温度60℃、大気
圧下で激しく撹拌しながら噴霧乾燥混合物に添加した。
得られた混合物を真空下、90℃まで温度を上げながら
、2時間後乾燥した。次いでこうして得られた実質的に
溶媒を含まない混合物(組成:90%メチルエステル、
3%のセッケン、2%のカリウムスクロースを含む7%
のスクロース)を、130〜140℃の温度で反応中に
圧力を120ミリバールから1ミリバールまで徐々に低
下させながらエステル化した。最後の2時間の間に、ヘ
キサンを使ってメタノールをストリップしてエステル化
反応を完了させた。エステル化反応終了後の精製する前
の組成は以下の通りであった。
、2時間後乾燥した。次いでこうして得られた実質的に
溶媒を含まない混合物(組成:90%メチルエステル、
3%のセッケン、2%のカリウムスクロースを含む7%
のスクロース)を、130〜140℃の温度で反応中に
圧力を120ミリバールから1ミリバールまで徐々に低
下させながらエステル化した。最後の2時間の間に、ヘ
キサンを使ってメタノールをストリップしてエステル化
反応を完了させた。エステル化反応終了後の精製する前
の組成は以下の通りであった。
メチルエステル 44,0%セッケン
4.5%スクロース脂肪酸
ポリエステル 46.0%(転化度:98%より多い
) 少量不純物 5.5%なお少量
不純物は主に初めのメチルエステルから生じたモノ−、
ジー、及びトリグリセリドであった。
4.5%スクロース脂肪酸
ポリエステル 46.0%(転化度:98%より多い
) 少量不純物 5.5%なお少量
不純物は主に初めのメチルエステルから生じたモノ−、
ジー、及びトリグリセリドであった。
特許代理人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)ポリオール及び/又はその脂肪酸オリゴエステル
、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応触媒
、及び場合により乳化剤の、実質的に溶媒を含まない反
応混合物を調製した後、それをエステル交換反応条件下
で反応させるポリオール脂肪酸エステルの合成において
、実質的に溶媒を含まない混合物の調製が、 (1)ポリオール及び/又はその脂肪酸オリゴエステル
、脂肪酸低級アルキルエステル、エステル交換反応触媒
、及び場合により乳化剤又は乳化剤の前駆物質、及び1
種以上の溶媒の混合物を生成する工程と、 (2)工程(1)で生成した混合物を噴霧乾燥によって
均質化及び脱溶媒する工程、 を含むことを特徴とするポリオール脂肪酸エステルの合
成法。 (2)さらに、噴霧乾燥工程の前に工程(1)で生成し
た混合物を撹拌する工程を含むことを特徴とする請求項
1記載のポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (3)触媒が、カリウム及びナトリウムの水酸化物、炭
酸塩及び炭酸水素塩から成る群から選択されることを特
徴とする請求項1又は2記載のポリオール脂肪酸エステ
ルの合成法。 (4)脂肪酸低級アルキルエステルが、脂肪酸メチルエ
ステルである請求項1乃至3のいずれか1請求項記載の
ポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (5)工程(1)で生成した混合物が、乳化剤又は乳化
剤の前駆物質を含むことを特徴とする請求項1乃至4の
いずれか1請求項記載のポリオール脂肪酸エステルの合
成法。 (6)乳化剤が、アルカリ金属セッケンである請求項5
記載のポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (7)アルカリ金属セッケンが、炭素数6乃至12の範
囲内の鎖長を有する短鎖セッケンの群から選択されるこ
とを特徴とする請求項6記載のポリオール脂肪酸エステ
ルの合成法。 (8)乳化剤の前駆物質が、遊離脂肪酸の群から選択さ
れることを特徴とする請求項5記載のポリオール脂肪酸
エステルの合成法。 (9)触媒が、触媒作用及び遊離脂肪酸の中和の両方に
対して十分な量で、相当するセッケンに導入されること
を特徴とする請求項8記載のポリオール脂肪酸エステル
の合成法。(10)工程(1)の混合物が、 (a)まずポリオール又はその脂肪酸オリゴエステルと
触媒を液体系で混合し、 (b)次いで脂肪酸低級アルキルエステルを場合により
乳化剤と組合せて液体系へ添加することにより生成され
る ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1請求項記
載のポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (11)工程(a)の液体系が、溶媒を含むことを特徴
とする請求項10記載のポリオール脂肪酸エステルの合
成法。 (12)触媒がアルカリ金属水酸化物であり、溶媒が水
であることを特徴とする請求項11記載のポリオール脂
肪酸エステルの合成法。 (13)ポリオール脂肪酸エステルが、90%より多い
転化率を有するポリオール脂肪酸ポリエステルであるこ
とを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1請求項記
載のポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (14)脂肪酸低級アルキルエステルと、ポリオール又
はその脂肪酸オリゴエステルが10:1〜15:1の範
囲内のモル比を有することを特徴とする請求項13記載
のポリオール脂肪酸エステルの合成法。 (15)ポリオールがスクロースである請求項5乃至1
4のいずれか1請求項記載のポリオール脂肪酸エステル
の合成法。 (16)噴霧乾燥後、乳化剤又は乳化剤の前駆物質を反
応混合物に添加することを特徴とする請求項1乃至15
のいずれか1請求項記載のポリオール脂肪酸エステルの
合成法。 (17)噴霧乾燥に次いで、反応混合物をさらに乾燥処
理にかけることを特徴とする請求項1乃至16のいずれ
か1請求項に記載のポリオール脂肪酸エステルの合成法
。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8728960 | 1987-12-11 | ||
GB878728960A GB8728960D0 (en) | 1987-12-11 | 1987-12-11 | Process for synthesis of polyol fatty acid esters |
GB8821584.3 | 1988-09-15 | ||
GB888821584A GB8821584D0 (en) | 1988-09-15 | 1988-09-15 | Process for synthesis of polyol fatty acid esters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01294651A true JPH01294651A (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=26293188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63310302A Pending JPH01294651A (ja) | 1987-12-11 | 1988-12-09 | ポリオール脂肪酸エステルの合成法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5144023A (ja) |
EP (1) | EP0320043B1 (ja) |
JP (1) | JPH01294651A (ja) |
AU (1) | AU609230B2 (ja) |
CA (1) | CA1329806C (ja) |
DE (1) | DE3889084T2 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE69028759T2 (de) * | 1989-12-21 | 1997-02-20 | Unilever Nv | Verfahren zur Raffinierung von Seife enthaltendem Rohprodukt aus einem Polyol-Fettsäure-Veresterungsgemisch |
DE69018413T2 (de) * | 1989-12-21 | 1995-08-24 | Unilever Nv | Verfahren zum Raffinieren organischer Lösungsmittel enthaltende rohe Produkte aus einem Polyol-Fettsäure-Veresterungsgemisch. |
ATE120754T1 (de) * | 1989-12-21 | 1995-04-15 | Unilever Nv | Verfahren zur raffinierung von seife enthaltenden rohen produkten aus einem polyol-fettsäure- veresterungsgemisch. |
CA2089390C (en) | 1990-09-11 | 1998-10-27 | Ju-Nan Kao | Process for obtaining highly esterified polyol fatty acid polyesters having reduced levels of difatty ketones and b-ketoesters |
AU8538891A (en) | 1990-09-11 | 1992-03-30 | Procter & Gamble Company, The | Polyol polyester synthesis |
GB2256869B (en) * | 1991-06-14 | 1995-07-19 | Mitsubishi Chem Ind | Process for preparing sucrose fatty acid esters |
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CN1082512C (zh) * | 1999-02-10 | 2002-04-10 | 中国科学院上海有机化学研究所 | 均相无溶剂法生产蔗糖酯 |
WO2001028961A2 (en) | 1999-10-15 | 2001-04-26 | Danisco Cultor America, Inc. | Method for the direct esterification of sorbitol with fatty acids |
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