JPH1017588A - 蔗糖脂肪酸エステルの製造方法 - Google Patents
蔗糖脂肪酸エステルの製造方法Info
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Abstract
蔗糖脂肪酸エステルを製造する方法が求められている。 【解決手段】 蔗糖と脂肪酸低級アルキルエステルと
のエステル化反応を反応溶媒還流下、副生するアルコー
ルを留出しながら加熱反応を行い、反応溶媒を5重量%
以下まで留出し、溶融温度以上で加熱して行うことを特
徴とする蔗糖脂肪酸エステルの製造方法により、効率的
に高品質な蔗糖脂肪酸エステルを提供する。
Description
ル(以下、SEと略記する。)の製造方法に関する。詳
しくは本発明は、効率的な反応方法を用いて、蔗糖と脂
肪酸低級アルキルエステルとのエステル交換反応を行う
ことによりSEを製造する方法に関する。
および高い安全性を兼備しているので、食品、化粧品、
医薬品、台所用洗剤、飼料、樹脂等の添加剤として、ま
た化学工業においては、例えば重合反応、酸化反応等の
助剤として用いられており、きわめて有用な化合物であ
る。
等の第三級アミン類、ジメチルホルムアルデヒド等のア
ミド類、ジメチルスルホキシド等のジアルキルスルホキ
シド類等の反応溶媒中で、アルカリ触媒の存在下、蔗糖
と脂肪酸低級アルキルエステルとを反応させる方法(溶
媒法)、反応溶媒を用いずに水を使用して蔗糖を脂肪
酸石鹸と共に溶融混合物とした後、アルカリ触媒の存在
下、脂肪酸アルキルエステルを反応させる方法(無溶媒
法又はミクロエマルジョン法)、さらには蔗糖と脂肪
酸とを特定酵素の存在下に直接反応させるいわゆるバイ
オ法等が知られている。
く生産性が悪い。特に、高置換度のSEを製造する場合
には、非常に長い反応時間を要し、より効率的な製造方
法が求められていた。従来の改良方法として、蔗糖と脂
肪酸低級アルキルエステルとの反応で均一液となった
後、すなわち、脂肪酸低級アルキルエステル反応率が4
0〜60重量%となった後、反応溶媒を留出しながら反
応を継続させる方法が知られている(特開昭62−21
5598)。
アルキルエステルの反応率が90重量%以上となった反
応後期の反応押し切りが十分でなく、更なる改良が望ま
れていた。通常、脂肪酸低級アルキルエステルの最終反
応率を94重量%以上としないと未反応物を多く含有す
るため、SEの商品価値が十分とは言えない。
溶媒存在下、エステル交換反応によりSEを製造する方
法において、より効率的な反応方法を提供することにあ
る。
時間で工業的に有利に生産する方法について鋭意検討し
た結果、反応後期にほとんど全ての反応溶媒を留出し、
その後、溶融状態で一定時間以上反応させることによ
り、効率的にSEが製造されることを見い出した。
低級アルキルエステルとを反応溶媒の還流下でアルカリ
触媒存在下、減圧下にて、副生アルコールを留出しなが
ら加熱反応を行い、脂肪酸低級アルキルエステルの反応
率が80〜95重量%に達した後、当該反応溶媒を留出
して全反応混合物中の反応溶媒濃度を5重量%以下と
し、更に、当該反応混合物を溶融状態で0.5時間以上
加熱して、対応する蔗糖脂肪酸エステルを得ることを特
徴とする蔗糖脂肪酸エステルの製造方法を提供するもの
である。
本発明に用いる脂肪酸低級アルキルエステルとしては、
通常、炭素数6〜30、好ましくは12〜22の飽和ま
たは不飽和脂肪酸(例えばカプロン酸、カプリン酸、ラ
ウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸等の飽和脂肪酸;リノール酸、オレイン
酸、リノレイン酸、エルカ酸、リシノール酸等の不飽和
脂肪酸)と炭素数1〜6の低級アルコール(例えばメタ
ノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等)と
のエステルが挙げられる。かかる脂肪酸低級アルキルエ
ステルは、2種以上の混合物を用いても良い。
ルに対して通常0.1〜20モル、好ましくは0.15
〜8モル使用する。このモル比は、目的とするSEの置
換度により決定される。通常、SEの置換度1〜8のい
ずれのものでも良いが、本発明では特に4〜8の高置換
度のものに適用すると好ましい。本発明に用いる反応溶
媒としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N
−メチルモルホリン、ピリジン、キノリン、ピラジン、
メチルピラジン、N,N−ジメチルピペリジン等の第三
級アミン類、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムア
ルデヒド、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリド
ン等のアミド類、ジメチルスルホキシド等のジアルキル
スルホキシド類等が挙げられるが、中でもピリジン、
N,N−ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルスルホキ
シドが好ましく、熱的安定性、蔗糖に対する溶解性およ
び安全性の点から、通常、ジメチルスルホキシド(以
下、DMSOと略記する。)が最も好ましい。反応溶媒
の使用量は、蔗糖と脂肪酸低級アルキルエステルとの合
計量に対して、通常20〜150重量%、好ましくは3
0〜80重量%である。
ルカリ金属水素化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属塩等が有効であり、中でも炭酸アルカリ金属塩が好
ましく、特に炭酸カリウムが好ましい。アルカリ触媒の
使用量は、脂肪酸低級アルキルエステル1モルに対し
て、通常、0.01〜0.1モルである。本発明におけ
る反応方式は、回分法で実施し、第1反応工程、反応溶
媒留出工程及び第2反応工程とからなる。
級アルキルエステルとを反応溶媒の還流下でアルカリ触
媒存在下、減圧下にて、副生アルコールを留出しながら
加熱反応を行う必要がある。すなわち、還流装置、凝縮
器及び減圧装置を備えた反応器を用い、反応溶媒の還流
下、副生アルコールを留出しつつ加熱反応を行う。反応
溶媒の1時間当たりの還流量は、通常、全仕込量に対し
て15重量%以上、好ましくは20〜45重量%であ
る。還流量の調整は、加熱量の調整により行う。尚、還
流量は、還流装置の替わりの反応溶媒留出量を測定する
ための凝縮器、副生アルコールを凝縮する凝縮器及び減
圧装置を備えた反応器を用いて、各加熱条件での1時間
当たりの反応溶媒留出量および反応温度を測定してそれ
を各反応温度条件での1時間当たりの還流量とする方法
により測定することができる。反応温度は通常40〜1
50℃の範囲が採用され、特に60〜130℃の範囲が
好ましい。反応温度が低すぎると十分な反応速度が得ら
れず、反応温度が高すぎると反応溶媒の還流量の制御が
困難となり、好ましくない。また、反応圧力は通常0.
01〜200Torrの範囲が採用され、特に0.1〜
70Torrの範囲が好ましい。第1反応工程は、脂肪
酸低級アルキルエステルの反応率が80〜95重量%に
達するまで行う。脂肪酸低級アルキルエステルの反応率
が80重量%に達しないうちに第1反応工程から反応溶
媒留出工程以降に移行すると第2反応工程の効果が十分
に得られず、反応率が95重量%超過するまで第1反応
工程を継続すると脂肪酸低級アルキルエステルの種類に
よっては第1反応工程に時間がかかり過ぎて反応時間の
短縮が十分図れない。脂肪酸低級アルキルエステルの反
応率は、反応混合物中の脂肪酸低級アルキルエステルの
量(重量%)をガスクロマトグラフィー法で測定するこ
とにより確認することができる。
後、反応溶媒を反応系外へ留出させる工程である。具体
的には、反応混合物中の反応溶媒濃度を5重量%以下、
好ましくは2重量%以下とする。反応混合物中の反応溶
媒濃度が5重量%を超えたままでは、反応押し切りが不
十分で第2反応工程の効果が十分に得られない。反応溶
媒留出工程中に反応混合物の内温が上昇しすぎた場合、
さらに減圧して、内温を125℃以下に調節するのが好
ましい。この反応溶媒の留出により反応混合物は実質的
に無溶媒のものとなる。尚、反応混合物中の反応溶媒濃
度は反応溶媒の留出量から算出して求める。
得られた実質的に無溶媒の反応混合物を溶融状態で引き
続き反応させる。反応温度は、SEの溶融温度以上で、
60〜125℃の範囲が採用され、特に100〜115
℃の範囲が好ましい。反応温度が高すぎると、SEが着
色し好ましくない。また、反応温度が低すぎると、反応
押し切りが進行せず好ましくない。反応圧力は通常15
Torr以下が採用され、特に10Torr以下が好ま
しい。反応時間は0.5時間以上で、特に1〜3時間が
好ましい。反応時間が0.5時間未満で短いと反応押し
切りが進行せず、脂肪酸低級アルキルエステルの最終反
応率が94重量%以上に達しないことがある。第2反応
工程は、脂肪酸低級アルキルエステルの反応率が94重
量%以上に達するまで実施する。第1反応工程における
脂肪酸低級アルキルエステルの最終反応率が94重量%
以上であった場合も、第2反応工程で最低0.5時間反
応させるのが好ましい。
真空ポンプ、拡散ポンプ、ガスエジェクター、スチーム
エジェクター等の減圧装置がある。反応終了後、抽出、
蒸留等の公知の手段により反応混合物から目的とするS
Eを回収することができる。
るが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に
限定されるものではない。なお、「部」は重量部、
「%」は重量%を示す。 <実施例1> (第1反応工程)上部に還流冷却管(冷却管温度は60
℃に制御)を有し、攪拌器を備えた反応器に蔗糖174
部、反応溶媒としてDMSO525部、ステアリン酸メ
チル801.06部、および無水炭酸カリウム8.40
部を仕込み、20Torrの圧力下、DMSO還流下で
加熱し、副生するメタノールを留出しながら反応を反応
温度90℃で8時間行った。この時の反応溶媒の1時間
当たりの還流量は全仕込量の22%であった。また、ス
テアリン酸メチルの反応率は、92.11%であった。
の内温を110℃まで上げ、真空度を5Torrとして
1.5時間加熱を続け、一方、還流冷却管の凝縮液を反
応器に戻すことなくDMSOの96%を留出して、全反
応混合物中のDMSO濃度を2.3%とした。 (第2反応工程)そして、さらに、残留した反応混合物
を110℃の温度で5Torrの減圧下、1.5時間、
反応を行った。第2反応工程終了時のステアリン酸メチ
ルの反応率は94.10%であった。
は、反応混合物中の脂肪酸低級アルキルエステルの残存
量(重量%)をガスクロマトグラフィー法で測定し、次
式に従って求めた。
件は、以下の通りであった。 分析装置:CG−6AM島津製作所製 カラム : サーモン3000 10% クロモゾルブ
W、2mガラスカラム カラム温度:210℃ INJ温度:220℃ キャリアガス:N2 40ml/min 検出法 :IS ジメチルナフタリン <比較例1>実施例1の方法において、第1反応工程の
条件中、反応溶媒の1時間当たりの還流量を全仕込量の
14%として同様の反応を行い、反応溶媒留出工程及び
第2反応工程を省略したところ、反応開始8時間後のス
テアリン酸メチルの反応率は、80.02%であった。
なお、第1反応工程の反応時間を21時間と大幅に延長
したところ、反応率は94.20%であった。 <実施例2> (第1反応工程)上部に還流冷却管(冷却管温度は45
℃に制御)を有し、攪拌器を備えた反応器に蔗糖138
4部、溶媒としてDMSO4200部、オレイン酸メチ
ル6416部、および無水炭酸カリウム66.83部を
仕込み、20Torrの圧力下、反応溶媒の還流下で加
熱し、副生するメタノールを留出しながら反応を反応温
度90℃で6時間行った。この時の反応溶媒の1時間当
たりの還流量は全仕込量の22%であった。また、オレ
イン酸メチルの反応率は93.90%であった。
の内温を105℃まで上げ、真空度を5Torrとして
1.5時間加熱を続け、一方、還流冷却管の凝縮液を反
応器に戻すことなくDMSOの96%を留出して、全反
応混合物中のDMSO濃度を2.3%とした。 (第2反応工程)さらに、残留した反応混合物を110
℃の温度で5Torrの減圧下、0.5時間、第2反応
を行った。この時のオレイン酸メチルの反応率は95.
00%であった。 <比較例2>実施例2の方法において、第1反応工程の
条件中、反応溶媒の1時間当たりの還流量を全仕込量の
14%として同様の反応を行い、反応溶媒留出工程及び
第2反応を省略したところ、反応開始8時間後のオレイ
ン酸メチルの反応率は、88.82%であった。なお、
第1反応工程の反応時間を20時間と大幅に延長したと
ころ、反応率は92.83%であった。
大きく効率的に高品質のSEを製造することができるの
で、工業的価値は大である。
Claims (4)
- 【請求項1】 蔗糖と脂肪酸低級アルキルエステルとを
反応溶媒の還流下でアルカリ触媒存在下、減圧下にて、
副生アルコールを留出しながら加熱反応を行い、脂肪酸
低級アルキルエステルの反応率が80〜95重量%に達
した後、当該反応溶媒を留出して全反応混合物中の反応
溶媒濃度を5重量%以下とし、更に、当該反応混合物を
溶融状態で0.5時間以上加熱して、対応する蔗糖脂肪
酸エステルを得ることを特徴とする蔗糖脂肪酸エステル
の製造方法。 - 【請求項2】 反応溶媒の還流下での加熱反応における
反応溶媒の還流量が1時間当たり全仕込量に対し15重
量%以上である請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 反応溶媒がジメチルスルホキシドである
請求項1記載の製造方法。 - 【請求項4】 アルカリ触媒が炭酸カリウムである請求
項1記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17651796A JP4013265B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 蔗糖脂肪酸エステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17651796A JP4013265B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 蔗糖脂肪酸エステルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1017588A true JPH1017588A (ja) | 1998-01-20 |
JP4013265B2 JP4013265B2 (ja) | 2007-11-28 |
Family
ID=16015015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17651796A Expired - Lifetime JP4013265B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | 蔗糖脂肪酸エステルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4013265B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006054708A1 (ja) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Mitsubishi Chemical Corporation | 低置換度ショ糖脂肪酸エステル及びその製造方法 |
US7524798B2 (en) | 2001-08-07 | 2009-04-28 | Sudzucker Aktiengesellschaft Fuchs Petrolub Ag | Use of a polyster composition as a hydraulic fluid |
JP5952980B1 (ja) * | 2016-02-17 | 2016-07-13 | マイクロ波化学株式会社 | ショ糖ステアリン酸エステルの製造方法 |
WO2016194887A1 (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | マイクロ波化学株式会社 | ショ糖脂肪酸エステルの製造方法 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP17651796A patent/JP4013265B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7524798B2 (en) | 2001-08-07 | 2009-04-28 | Sudzucker Aktiengesellschaft Fuchs Petrolub Ag | Use of a polyster composition as a hydraulic fluid |
WO2006054708A1 (ja) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Mitsubishi Chemical Corporation | 低置換度ショ糖脂肪酸エステル及びその製造方法 |
WO2016194887A1 (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | マイクロ波化学株式会社 | ショ糖脂肪酸エステルの製造方法 |
JP5952980B1 (ja) * | 2016-02-17 | 2016-07-13 | マイクロ波化学株式会社 | ショ糖ステアリン酸エステルの製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4013265B2 (ja) | 2007-11-28 |
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