JPH04500686A - Method for directly producing fatty acid amides from raw fats and oils - Google Patents
Method for directly producing fatty acid amides from raw fats and oilsInfo
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 原料脂肪および油から脂肪酸アミドを直接製造する方法 本発明は、原料の脂肪および油をアミド形成剤で直接変換することにより、天然 脂肪酸の酸アミドを製造する方法に関するものである。[Detailed description of the invention] Method for directly producing fatty acid amides from raw fats and oils The present invention produces natural oils by directly converting raw fats and oils with amide forming agents. The present invention relates to a method for producing acid amides of fatty acids.
植物および動物を原料とする油および脂肪は、これまで人の栄養および化学的基 礎材、すなわち繊維仕上げ剤、塗料、化粧品、ろうそく1石けん、界面活性剤、 潤滑剤、融剤、軟化剤、セメント、およびアスファルト添加剤、プラスチックお よび遊離脂肪酸等の製造に用いられてきた。Oils and fats of plant and animal origin have traditionally been used for human nutritional and chemical purposes. Basic materials: textile finishing agents, paints, cosmetics, candles, soaps, surfactants, Lubricants, fluxes, softeners, cement and asphalt additives, plastics and It has been used in the production of free fatty acids and other products.
たとえば石油のような貯蔵原料の減少を考慮すると、自然界の脂肪や油が将来な お工業的重要性を持つようになると思われる。Considering the decline in stored raw materials, such as petroleum, for example, natural fats and oils will become more important in the future. It is thought that it will become of industrial importance.
しかしながら、脂肪および油から化学的基礎物質を工業的に製造する場合には問 題がないとはいえない。However, there are problems when producing chemical basic substances industrially from fats and oils. This is not to say that there are no problems.
油一種から得られる原料の脂肪や油はしばしば多くの妨害物質たとえば、りん駿 塩、粘性物、ピグメントおよび有臭物あるいは炭化水素を含んでいる。このよう な随伴物質は原料の脂肪や油の直接加工を妨げる。と(に不飽和脂肪酸が多く含 まれていると、出発物質の分解あるいは樹脂化がおこるため、収量が大幅に制限 されることになる。Raw material fats and oils obtained from oils often contain many interfering substances, such as phosphorus Contains salts, gums, pigments and odorous substances or hydrocarbons. like this These accompanying substances interfere with direct processing of raw fats and oils. and (contains a lot of unsaturated fatty acids) Otherwise, the starting material will decompose or turn into a resin, which will severely limit the yield. will be done.
これらの理由から、原料の脂肪や油は、化学的に利用できる基礎物質に加工する 前に、粘性物の除去、脱酸、脱色、脱臭して、このような含有物を除去するため の費用をかけなければならない、油脂化学は脂肪および油を化学工業的に加工し て次工程の製品にするが、たとえば搾油のような油脂工業では1通常予め精製し たトリグリセリドを出発物質としている。この場合製油工場の設備は大量の油種 を加工するため、はんの小量しか使用しない油種の加工は不可能である。そこで 、たとえば“高オレイン含量”のひまわりまたはオイホリアラテイリスのような 新規に栽培された油種の油は、その特殊脂肪酸が高含量で、オレイン酸の出発物 質として適しているものの経済的でなく、工業的規模の精製工程から除外された 。若干の油果実の他の欠点は、すでに述べた随伴物質の外に、しばしば栄養学的 に危険で有毒な物質を含有するため、食用油は得られても、精製に異常な費用が かかるため装置内での加工には適しないことである。For these reasons, raw fats and oils are processed into basic substances that can be used chemically. Before removing viscous substances, deacidifying, decolorizing and deodorizing to remove such inclusions. Oleochemistry processes fats and oils chemically, at a cost of For example, in oil and fat industries such as oil extraction, products are usually refined in advance. The starting material is triglyceride. In this case, the oil refinery equipment handles a large amount of oil types. Therefore, it is impossible to process oil types that use only a small amount of solder. Therefore , such as “high oleic” sunflower or Euphoria latheilis. The oil of the newly cultivated oil species has a high content of special fatty acids and is the starting material of oleic acid. Although suitable in terms of quality, they are not economical and are excluded from industrial-scale refining processes. . Other disadvantages of some oil fruits, besides the accompanying substances already mentioned, are often nutritional contains dangerous and toxic substances, so even if edible oil can be obtained, refining it is extremely expensive. Therefore, it is not suitable for processing within the device.
従って、本発明の課題は、利用性の低い油種または随伴物質の困難性が伴う原料 の油および脂肪を高価な精製工程なしに直接出発物質とて使用できるようにする ことである。Therefore, the problem of the present invention is to solve the problem of raw materials with low utilization of oil types or difficulties with associated substances. oils and fats can be used directly as starting materials without expensive purification steps That's true.
驚くべきことに、今や脂肪酸のアミドが原料圧縮油のアミド生成物質による直接 変換によって高純度で得られる方法が見い出された。Surprisingly, amides of fatty acids are now produced directly by amide-forming substances in raw compressed oils. A method has been found that allows high purity to be obtained by conversion.
その二重結合数の多いオレイン油でさえも1本発明の方法によれば、問題なく変 換できる。したがって本発明は特許請求の範囲1の方法を対象とする。Even oleic oil with a large number of double bonds can be changed without any problem according to the method of the present invention. Can be exchanged. The invention is therefore directed to the method of claim 1.
本発明の方法は、基本的に任意の脂肪および油を出発物質とすることができる。The process of the invention can essentially start from any fats and oils.
この場合の脂肪および油は、植物および動物性の実質的に高級脂肪酸の混合グリ ンセリンエステルである。これは第1にトリグリセリドからなるが、モノグリセ リド、ジグリセリドその他不特定量の天然脂肪酸エステルを含むことはもちろん である。Fats and oils in this case are mixtures of substantially higher fatty acids of vegetable and animal origin. is an encerine ester. It consists primarily of triglycerides, but monoglycerides Contains unspecified amounts of natural fatty acid esters such as lido, diglyceride, and more. It is.
本発明の方法は1通常のたとえばラセンまたはスピンドルプレスをもつ冷圧搾機 、熱圧搾機または絞り抽出によって得られる原料の脂肪および油を変換するのに 遺している。たとえば、ペンクエン酸のような官能性あるいは特殊脂肪酸をとく に多く含有する脂肪や油の材料から、高収量でかつ高純度製品が簡単に得られる 点でとくに優れた方法である。The method of the invention is carried out in one conventional cold press, for example with a helical or spindle press. , for converting raw fats and oils obtained by hot press or squeeze extraction. I'm leaving behind. For example, using functional or special fatty acids such as pencitric acid. High-yield, high-purity products can be easily obtained from fats and oils that are abundant in This is a particularly excellent method.
通常の官能性脂肪酸の割合は、そのときどきの脂肪酸分子の総数に関して、少な くとも50%であり、特殊脂肪酸は少なくとも10%であると好都合である。The proportion of normal functional fatty acids is small with respect to the total number of fatty acid molecules at any given time. Advantageously, the amount of special fatty acids is at least 50%, and the special fatty acids are at least 10%.
とくに好ましい油は、オイホルビア ラテイリス、リノール−またはオレイン酸 の多いひまわり油、と(に「ハイオレイン」の硬化、非硬化ひまし油、オレイン 油、なたね油、とくにエルカ酸の多いなたね油、バズ種−油、オリーブ油または 魚油、鯨油のような海洋動物の油が用いられる。Particularly preferred oils are Euphorbia lateralis, linoleic or oleic. sunflower oil with a high content of hydrogenated, non-hydrogenated castor oil, oleic oil, rapeseed oil, especially rapeseed oil high in erucic acid, buzz seed oil, olive oil or Marine animal oils such as fish oil and whale oil are used.
場合によっては、出発物質中に存在する固体含有物たとえば、木質または植物残 滓は変換前に分離除去するのが好ましい。In some cases, solid inclusions present in the starting material, such as wood or plant residues, may Preferably, the slag is separated and removed before conversion.
脂肪および油はアミド形成物質によって直接変換される。アミド形成物質として は、たとえばアンモニア、ホルムアミドまたは第1、第2脂肪族、脂環状化合物 、脂肪族および芳番族アミン、とくには1−44個の炭素原子をもつモノまたは ジアミンが挙げられる。Fats and oils are directly converted by amide-forming substances. As an amide forming substance is, for example, ammonia, formamide or primary or secondary aliphatic or alicyclic compounds. , aliphatic and aromatic amines, especially mono- or Examples include diamines.
これには、天然の脂肪および油からのジ脂肪酸も含まれる。 ジアミンの場合は 、炭化水素鎖の両アミノ基の間に、または脂環状または芳番族残基の付加的元素 または、たとえばエーテル基、アミノ基、ジアミド基、ケト基またはスルホン基 のような官能機能基が存在し得る。This also includes difatty acids from natural fats and oils. In the case of diamine , between both amino groups of the hydrocarbon chain, or additional elements of alicyclic or aromatic residues or, for example, an ether group, an amino group, a diamide group, a keto group or a sulfone group. Functional groups such as may be present.
好ましいアミノ化合物は、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアン、モルホ リン、ペンチルアミン、ナフチルアミン、フェニルエチルアミン、アニリン、ト ルイジン、1.2ジアミノエタン、1,3ジアミノプロパン、1.6ジアミノ会 キサン、1.8ジアミノオクタン、ピペラジン、4.7.10トリオキサトリデ カン、−1,13、−ジアミン、3,3°ジアミノジフエニルスルホン、3.3 °−ジメチル−4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、エタノールアミン 、3−アミノプロパツールおよび下記式の市販のエチルジアミンである。Preferred amino compounds are methylamine, ethylamine, diethyluane, morpho- Phosphorus, pentylamine, naphthylamine, phenylethylamine, aniline, trichloride Luidine, 1.2 diaminoethane, 1,3 diaminopropane, 1.6 diamino group Xane, 1.8 Diaminooctane, Piperazine, 4.7.10 Trioxatride Kan, -1,13,-diamine, 3,3°diaminodiphenylsulfone, 3.3 °-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane, ethanolamine , 3-aminopropanol and commercially available ethyldiamine of the formula below.
CH3 HJ−CI(CHt (QC)(mcH)−NHsCH8 ここで、nは1から200までの整数である。CH3 HJ-CI(CHt(QC)(mcH)-NHsCH8 Here, n is an integer from 1 to 200.
とくに好ましい化合物は1.2−ジアミドエタンおよび1.6−ジアミツヘキサ ンである。アミンは脂肪酸のアミノ基と脂肪酸の数に関して化学量論的量な用い るのがよいが、アミノ基が少し過剰または不足しても反応収量は実質的に影響し ない。Particularly preferred compounds are 1,2-diamidoethane and 1,6-diamithexa It is. Amines are used in stoichiometric amounts with respect to the amino groups of fatty acids and the number of fatty acids. However, even if there is a slight excess or shortage of amino groups, the reaction yield will not be substantially affected. do not have.
場合によっては、均一な反応を保証するため、変換は適当な溶媒中でも行なわれ る。一般には無極性の溶媒、とくにトルエン、キシレンまたはベトロールエーテ ルが用いられる。変換は20℃と300℃の間、好ましくは50”Cと200℃ の間の温度範囲が好ましい。それはこの温度範囲では1本発明を実施するための 1ないし6時間の反応時間はまだ長すぎないからである。In some cases, the transformation is also carried out in a suitable solvent to ensure a homogeneous reaction. Ru. Generally non-polar solvents, especially toluene, xylene or betrol ether is used. Conversion is between 20”C and 300°C, preferably 50”C and 200°C Temperature ranges between are preferred. In this temperature range, it is necessary to carry out the present invention. This is because a reaction time of 1 to 6 hours is still not too long.
反応は慎重に密閉系でたとえばオートクレーブ中で行なわれる。空気中でなく、 たとえアルゴン、窒素または不活性溶媒の蒸気中で行なうのがよい、これによっ て、出発物質の酸化のような好ましくない副反応が抑止される。The reaction is carefully carried out in a closed system, for example in an autoclave. Not in the air Even if it is best to carry out in a vapor of argon, nitrogen or an inert solvent, this As a result, undesirable side reactions such as oxidation of starting materials are suppressed.
必要ならば1反応混合物にたとえば塩化アンモニウムまたはp−トルエンスルホ ン酸のような触媒を添加することもできる。 適当な温度ではエステラーゼのよ うな生物学的触媒を添加することもできる。同じように、たとえばアスコルビン 酸またはグルコースのような重合禁止剤や抗酸化剤のような通常の補則および添 加剤を使用することもできる。For example, ammonium chloride or p-toluenesulfonate may be added to the reaction mixture if necessary. Catalysts such as phosphoric acid can also be added. At an appropriate temperature, esterase It is also possible to add biological catalysts such as Similarly, for example ascorbine Usual supplements and additives such as polymerization inhibitors and antioxidants such as acids or glucose Additives may also be used.
反応終了後反応生成物は、場合によって存在する溶媒を除去したのち、沈殿とし て分離され、ついで適当な溶媒で再結晶化される。これにはヘキサンのような無 極性の溶媒とスルオキシドのような強い極性の溶媒が適当である。メタノールま たはエタノールで再結晶するのが良い、場合によっては、たとえば冷たいメタノ ールまたはトルエンで簡単に洗浄すると良い0反応混合物には、たとえば溶媒の 熱蒸気抽出などの他の精製手段を採用すこともできる。その場合酸アミドは同様 に結晶形で得られる。After the reaction is complete, the reaction product is precipitated after removing the solvent that may exist. and then recrystallized in a suitable solvent. This includes Polar solvents and strongly polar solvents such as sulfoxides are suitable. Methanol or in ethanol, in some cases e.g. cold methane. For reaction mixtures that may be easily washed with alcohol or toluene, e.g. Other purification means such as hot steam extraction may also be employed. In that case, the acid amide is the same It is obtained in crystalline form.
酸アミドとして脂肪酸を分離したのち、アルカリ母液には油随伴物質と濃縮され た形のグリセリンが残る。この油随伴物質の若干は、たとえば常に存在するビタ ミンとグリセリンで、どれも工業的に興味をもたれるものである。このような濃 縮物の分離は非常に簡単であるから、この方法によればこれらの製造も容易であ る。After separating fatty acids as acid amides, the alkaline mother liquor is concentrated with oil-associated substances. A form of glycerin remains. Some of this oil-associated substances are e.g. min and glycerin, all of which are of industrial interest. This kind of dark Since it is very easy to separate the condensates, their production is also easy using this method. Ru.
このようにして得られた酸アミドは、有害な随伴物質を含まず、原料油の選択が 適当であれば、非常に高純度のものが得られるので、その加工にはなんらの間超 もない、そこで脂肪酸アミド、−場合によっては混合物としても−または添加物 貿たとえば融剤添加物としても用いられるが、さらに興味のある次の段階の製品 へと変換される。The acid amide obtained in this way does not contain harmful accompanying substances, and the selection of raw material oil is easy. If appropriate, a product of very high purity can be obtained, and the processing requires no ultra-high purity for any time. There are no fatty acid amides - sometimes also as mixtures - or additives. For example, it is also used as a flux additive, but the next stage of products is of even more interest. is converted into.
これまで得られなかったか、製造に非常な費用を要した興味のある製品が、たと えば脂肪および油をジアミンで置換すると生成するジ脂肪酸アミドから得られる 。と(に炭素−炭素−二重結合またはOH基のような官能基をもつ脂肪酸が優位 を示す脂肪または油のジアミドから得られる。 そのようにして本発明により、 オイホルビアーラテリス一種子の原料油からのジアミンを用いて高濃度のジオレ イン酸アミドおよび原料のヒマシ油から高濃度のシリチン駿ジアミドを取得する ことができる。An interesting product that was previously unavailable or very expensive to produce is now available. For example, it can be obtained from difatty acid amides formed when fats and oils are replaced with diamines. . Fatty acids with functional groups such as carbon-carbon-double bonds or OH groups are predominant. Obtained from diamides of fats or oils. In this way, according to the present invention, A highly concentrated diole using diamine from the raw material oil of Euphorbia lateralis seeds. Obtain high concentration of silitin silitin diamide from inic acid amide and raw material castor oil be able to.
同時に提出した特許出願出願[396−16/(3)/9/89/RI −UM AJの明細書にも記載されているように、適当な二官能性化合物、たとえばジイ ソシアネートによって脂肪酸アミドが置換され、プレポリマー、プラスチックお よびプラスチック添加剤、たとえば接着剤、バッキング、プラスチック発泡剤、 潤滑剤および其の他多数の工業的補助剤を製造できる。脂肪酸アミドからは、通 常のけん化方法で遊離脂肪酸なつ(ることもでき、たとえばペンクエン酸のよう な特殊脂肪酸を取得できることは本発明の特徴である。この方法で得られた脂肪 酸が官能基を有する場合は、それをプラスチックの基礎材または添加材として再 利用することもできる。Patent application filed at the same time [396-16/(3)/9/89/RI-UM As also described in the specification of AJ, suitable difunctional compounds such as di- Socyanates replace fatty acid amides, forming prepolymers, plastics and and plastic additives, such as adhesives, backings, plastic blowing agents, Lubricants and many other industrial auxiliaries can be produced. From fatty acid amides, Free fatty acids (such as pencitric acid) can also be extracted using conventional saponification methods. It is a feature of the present invention that special fatty acids can be obtained. fat obtained in this way If the acid has a functional group, it can be recycled as a base material or additive for plastics. You can also use it.
本発明は、従来原料として利用できなかった油脂および油の加工方法を提供する だけでな(、同時にこれまで高価なコストでしか得られなかった化学工業で興味 のある加工用基礎材料を製造できるという利点を有する。The present invention provides a method for processing fats and oils that could not be used as raw materials in the past. At the same time, interest in the chemical industry, which until now could only be obtained at high cost, It has the advantage of being able to produce basic materials for processing.
本発明をつぎに挙げる実施例によって詳しく説明する。The present invention will be explained in detail by the following examples.
実施例 1: 1.2−ジアミノエタンによるオイホルビア油の変換 オイホルビア油100gを1.2−ジアミノエタン9.4gとを窒素雰囲気のオ ートクレーブ中180℃で3時間、ついでさらに100℃で3時間反応させた1 反応生成物をメタノールから2回再結晶させた。このようにして得られたN、N ’ −エチレンビスオレオジアミドは純度(融点114−116℃、収量ニア3 g)であった。Example 1: 1. Conversion of euphorbia oil with 2-diaminoethane 100 g of euphorbia oil was mixed with 9.4 g of 1,2-diaminoethane in an oven under nitrogen atmosphere. 1, which was reacted in a totoclave at 180°C for 3 hours and then at 100°C for an additional 3 hours. The reaction product was recrystallized twice from methanol. N, N obtained in this way '-Ethylene bisoleodiamide has purity (melting point 114-116℃, yield near 3 g).
実施例 2: 1.2−ジアミノエタンによるひまし油の変換ひまし油5,1gと1.2−ジア ミノエタン015gを窒素雰囲気のオートクレーブ中で120℃度で5時間撹拌 した。ついで反応生成物メタノールから再結晶させた。このようにして得られた N、N−エチレンビスリチノール駿ジアミドは、純度〉90%(融点83−85 ℃、収量:2.6g)であった。Example 2: Conversion of castor oil with 1,2-diaminoethane 5.1 g of castor oil and 1,2-dia Stir 015g of minoethane at 120℃ for 5 hours in an autoclave under nitrogen atmosphere. did. The reaction product was then recrystallized from methanol. obtained in this way N,N-ethylene bisritinol diamide has a purity of >90% (melting point of 83-85 ℃, yield: 2.6 g).
実施例 3: 1.6ジアミノヘキサンによるひまし油の変換ひまし油51gと1.6−ジアミ ツヘキサン9.7gを窒素雰囲気中で100℃で5時間撹拌した0反応生成物を メタノール150m1から再結晶させた。このようにして得られたヘキサメチレ ンビスリチノール酸アミドは、純度>90%(融点86−88℃、収量:32g )であった。Example 3: Conversion of castor oil with 1.6-diaminohexane 51 g of castor oil and 1.6-diaminohexane The reaction product obtained by stirring 9.7 g of tsuhexane at 100°C for 5 hours in a nitrogen atmosphere was It was recrystallized from 150 ml of methanol. Hexamethylene thus obtained bisritinoleic acid amide, purity >90% (melting point 86-88°C, yield: 32 g )Met.
実施例 4: 1.2−ジアミノエタンによる硬化ひまし油の変換硬化ひまし油153gとジア ミノエタン15gを窒素雰囲気のオートクレーブ内で140℃、5時間撹拌した 0反応生成物をメタノール150m1から再結晶させた。このようにして得られ たビス(12−ヒドロキシステアリン酸)−N、N’ −エチレンジアミドは、 純度〉90%(融点142−145℃、収量:106.5g)であった。Example 4: 1. Conversion of hydrogenated castor oil with 2-diaminoethane 153 g of hydrogenated castor oil and dia 15 g of minoethane was stirred at 140°C for 5 hours in an autoclave under nitrogen atmosphere. The 0 reaction product was recrystallized from 150 ml of methanol. obtained in this way Bis(12-hydroxystearic acid)-N,N'-ethylenediamide is Purity>90% (melting point 142-145°C, yield: 106.5 g).
実施例 5: 1.6−ジアミツヘキサンによる硬化ひまし油の変換 硬化ひまし油5.1gと1.6−ジアミツヘキサン0197gを窒素雰囲気のオ ートクレーブ内で150℃、5時間撹拌した0反応生成物をメタノールによる溶 媒熱蒸気抽出にかけた。 このようにして得られたビス(12−ヒドロキシステ アリン酸)−1,6−N、N°ヘキサメチレンジアミドは、純度〉90%(融点 135−136℃、収量:3.7g)であった。Example 5: 1. Conversion of hydrogenated castor oil with 6-diamithexane 5.1 g of hydrogenated castor oil and 0197 g of 1,6-diamithexane were placed in an oven under a nitrogen atmosphere. The reaction product was stirred for 5 hours at 150°C in a reactor and dissolved in methanol. It was subjected to medium heat steam extraction. The bis(12-hydroxysteel) thus obtained (Alic acid)-1,6-N,N°hexamethylene diamide has a purity of >90% (melting point 135-136°C, yield: 3.7g).
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国際調査報告 Tlmg m−m uusl Isam!? lllm−噛−+s+に一帽−− cy+vd =伽−用−−−−−m 1WNa)−帽1鳴−纏I榊Em−p@H ■O&v EDP船6NIIO+笥The Ew*−h−1肩iW ta IN *町−1y−eartwsmars −11軒轡r11er l1w pwp wm ml W普|o−。international search report Tlmg m-m uusl Isam! ? lllm-bite-+s+ one hat-- cy+vd = 佽-use ------m 1WNa)-hat 1 sound-Mato I Sakaki Em-p@H ■O&V EDP ship 6NIIO+The Ew*-h-1 shoulder iW ta IN *Town-1y-eartwsmars-11 eaves r11er l1w pwp wm ml WP|o-.
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