JPS59118779A - 変性トリグリセリドの製法 - Google Patents

変性トリグリセリドの製法

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JPS59118779A
JPS59118779A JP58238720A JP23872083A JPS59118779A JP S59118779 A JPS59118779 A JP S59118779A JP 58238720 A JP58238720 A JP 58238720A JP 23872083 A JP23872083 A JP 23872083A JP S59118779 A JPS59118779 A JP S59118779A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変性トリグリセリドの製法に関し、更に詳し
くは反応基としてエポキシ基、水酸基およびエーテル基
を有する変性トリグリセリドの製造法に関する。この変
性された新規トリグリセリドは重合体、例えばアルキド
樹脂の製造に使用される。
天然に産出される油脂(少なくとも一部にオレフィン系
不飽和二重結合を有する脂肪酸または脂肪酸混合物のト
リグリセリド)Gこエポキシ1bを起こすと、その際、
分子内の1個または全部の二重結合がエポキシ環番こ変
化することは以前から知られている。それをこ関する独
特な方法がThomas W。
Findley らによって記載されている( J、A
m。
Chem、  Soc、 67、413 (1945)
  T3゜同様に、エポキシ化されたトリグリセリド、
例えばエポキシ牛脂を多官能性アルコール、例えばメチ
ロールプロパンによって開環することにより、より高い
多官能性アルコールに誘導されることもよく知られてい
る。これに対応する方法は、例えばA、B11ykらが
Journal of the AmericanOi
l  Chemisrry 51.119 (1974
)に記載し□7ている。
公知の開環方法の目的は、その都度、用いられるエポキ
シ化トリグリセリドの全部のエポキシ基を反応させよう
とすることにある。この際、用l/1られる大多数の適
度に苛酷な反応条件によってエステル化反応も起こるこ
とは仕方かないとされていた。
石油化学産物を再生産可能な原料に置き換えるべく検討
を行ううち、エポキシ基と第2級水酸基およびエーテル
基を有し、少なくとも優れた油脂化学的性質を有する原
料が特にアルキド樹脂の使用分野で必要となった。
従って、本発明における目的は、エポキシ基、第2級水
酸基およびエーテル基で変性されたトリグリセリド(部
分的に開環されたエポキシ化トリグリセリド)を製造す
るエポキシ化トリグリセリド類のアルコールによる開環
方法を提供することにある。特に、エポキシ化トリグリ
セリドを61〜C3アルコール類で部分的に開環する方
法を提供することが本発明の目的である。本発明のもう
一つの目的は、エポキシ基および水酸基、アルキルエー
テル基を有し、例えば改良されたアルキド樹脂を製造す
るのに好適な変性されたトリグリセリドを提供すること
にある。
本発明の目的は、特をこアルキド樹脂の変性に好適なト
リグリセリド反応成績物を製造するために、少なくとも
一部分にオレフィン系不飽和脂肪酸を含有する脂肪酸混
合物のエポキシ化トリグリセリドを、触媒の存在下で、
1価または多価アルコールにより部分的に開環し、エポ
キシ基に対し20〜80モル%の収率に達した後、触媒
および/またはアルコール性反応試薬を分解および/ま
たは除去することにより反応を停止させるエポキシ(I
Zトリグリセリドの部分的開環方法番こより達成される
本発明方法の第一の態様は、エポキシイヒト1ツク′り
朴リドのアルコールによる開環反応を、例を媒を分解を
することによりエポキシ基の20〜80モル%の置換で
中断させることである。酸を触媒(こ用いることが望ま
しく、特に、硫酸、燐酸、塩酸のような鉱酸、または同
様にスルホン酸、fllえ(fP−トルエンスルホン酸
のような有機酸力(望ましい。酸の触媒作用は中和によ
り失効する。女子適な中和剤は例えばナトリウムメチラ
ートのようなアルカリ金属アルコラードである。詳細(
こ説明すると、エポキシ化トリグリセリドをアルコール
過剰、例えばエポキシ基に対して2〜10モル過剰と混
合させる。次にこの反応混合成分を酸触媒の存在下に、
50〜110°C、望ましく(ま60〜80℃の温度で
放置する。反応の進行(まエポキシ数を酸滴定、ガスク
ロマトグラフィーまた(ま分光学的方法で測定し調節す
ること力≦できる。エポキシ数が所望の計算値まで低下
したなら、直ちに中和剤を注入する。過剰のアルコール
はこの後、所望ならば蒸留して除去することができる。
本発明におけるもう一つの態様は不均一系触媒を使用す
ることである。例えばイオン交換樹脂、すなわち強酸性
イオン交換樹脂才たは強アルカIJ性イオン交換樹脂は
好適である。所望の残余エポキシ数に達した後で、イオ
ン交換樹脂は濾過によりF液混合物と分離される。
更に別法として、触媒の代わりに反応の相手(好ましく
は一般に易揮発性のアルコール)を除くことができる。
この方法による場合は、所望の反応時間終了後、室温韮
たは更に低い温度に冷却し、蒸留器こよりアルコールを
除くことが望ましい。この操作法では触媒は反応混合物
中に残っており、従って更に次の反応に使用され得る。
本発明の目的は、エポキシ基のほかに第2級水酸基およ
びアルキルエーテル基を有する変性されたトリグリセリ
ドを製造することにある。望ましい態様として、トリグ
リセリドの基本構造が本質的に50%以上、望ましくは
70%以上、特に90%以上含有するようにすべきであ
る。反応がそれ以上に進行するのを避(するためには、
反応温度を50〜110℃、特#コロ 0〜80 ”C
Iコすルコとが望ましい。開環反応には80℃以下で沸
騰するアルコールが使用され、これらのアルコールは沸
点で操作することかできる。
本発明方法で用いられるアルコールとしては、官能基か
1〜4個、特に1〜3個のものが望ましく、この場合、
短鎖状アルコールは長鎖状アルコールよりも反応性に富
んている。特別な態様として8個までの炭素数を有する
用官能性アルコールカ適用できる。メタノール、エタノ
ール、プロパツール、インプロパノールオたはアIJ 
/l/アルコールのような炭素原子が3個以下の咀官能
性短鎖状アルコールが望ましい。またインブタノールオ
たはネオペンチルアルコニルのような分枝状アルコール
、またはヘキサ/−ルまたはベンジルアルコールのよう
な環状アルコールも好適である。
本発明のもう一つの態様は、開環反応に2官能性アルコ
ール類を使用することである。この場合、開環されるエ
ポキシ基に対して2モル以上の過剰量を用いるのが望ま
しく、特に4〜8モルの過剰量を用いるのが望ましい。
こうすることにより2官能性アルコールの2個の水酸基
がそれぞれ1分子のエポキシ化トリグリセリドと反応す
ることにより、実質的に高分子産物が生成することが阻
止される。好適な2官能性アルコールは、特にエチレン
グリコールおよびプロピレングリコール、そしてまたブ
タンジオール異性体、ベンタンジオール、またはヘキサ
ンジオールである。これらの2官能性水酸化化合物を開
環反応に使用すると、エポキシ基、エーテル基、第2級
水酸基以外に第1級水酸基をも有する変性トリグリセリ
ドが生成する。これが多(の用途、例えばアルキド樹脂
の製造に所望されるのは第1級水酸基の高い反応性に基
づいている。
分子内に更にもう1個のエーテル基があると、多くの用
途に好都合である。これを得るためにはモノエーテル2
官能性アルコールで開環反応を行なう。好適なモノエー
テル2官能性アルコールは全体で3〜8個の炭素原子を
有するもの、望ましくは3〜5個の炭素原子のものであ
る。すなわち、例えばエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、同エチルエーテル、同プロピルエーテル、そし
てまたジエチレングリコールまたはジエチレングリコー
ルのエーテル、およヒフロピレングリコールから誘導さ
れる対応する化合物が好適である。
本発明における最後の態様は、エポキシ1ヒドリグリセ
リドを3〜6個の炭素原子を有する3官能性アルコール
により部分的に開環することである。
Gの場合、中でも好適なのはグリセ、リンまたはトリメ
チロールプロパンである。これらのアルコール類は比較
的揮発し難いので、反応終了後、高い減圧で、例えは薄
層蒸留器で除去される。3官能性アルコールを開環反応
に用いることにより、エポキシ基とエーテル基のほかに
多数の水酸基を有する変性トリグリセリドが生成する。
このような結合により得られる高い親水性は多くの用途
での利用が期待される。
本発明方法は、植物または動物に由来する多数のエポキ
シ化トリグリセリドを用いて実施できる。
必要条件は、単にエポキシ基の実質的な割合だけである
。従って、例えば2〜10重量%のエポキシ酸素を有す
るエポキシ化トリグリセリドが好適である。更に好適な
のは4〜8.5重量%のエポキシ酸素を有する生成物で
ある。それらは下記の油脂類から製造できる(出発物質
のヨード価の大きくなる順に並べた):牛脂、ヤシ油、
ラード、ヒマシ油、落花生油、ナタネ油、および好まし
くは綿実油、大豆油、鯨油、ヒマワリ浦、亜麻仁油。
特(こ好ましい原料はエポキシ化大豆油(エポキシ数5
.8〜6.5)、エポキシ化ヒマワリ―(エポキシ数5
.6〜6.6)、エポキシ化亜麻仁油(エポキシ数8.
2〜8.6)、およびエポキシ化鯨油(エポキシ数6.
3〜6.7)。
本発明の方法により、エポキシ基の残余含量が高く(約
80%)、水酸基およびアルキルエーテル基の含量が低
い(20%)変性トリグリセリドを製造することができ
る。然しまた、残余エポキシ基の含量が低く(20%)
、水酸基およびアルキルエーテル基の含量が高い生成物
、およびすべてが中間的な価を示す生成物も入手し得る
。多くの用途のためには、エポキシ基および水酸基、ア
ルキルエーテル基の数がほぼ調和がとれていることが望
ましい。それ故にエポキシ基の30〜70モル%、特に
40〜60モル%が開環されることが望ましい。
本発明の生成物は、重合体の製造、特にアルキド樹脂の
製造原料に適している。これらはエポキシ基および水酸
基で縮重されてアルキド樹脂となり、従って特に天然の
桐料から新規な縮重反応原料を提供するものである。
次に実施例を示し本発明を具体的に説明する。
実施例1 エポキシ化大豆油(エポキシ基酸素6.1重量%)10
509−をメタノール3852および濃硫酸4グと共に
還流温度に加温し、攪拌しつつ90分間、同温度に保っ
た。次いで、ナトリウムメチラートの30%メタ/−ル
溶液7.32を加えた後、過剰のメタノールを初めは常
圧で、次に減圧で留去した。エポキシ基、水酸基および
メチルエーテル基を有する変性大豆トリグリセリドが生
成した。残余エポキシ数はエポキシ基酸素3.26重量
%てあった。
実施例2 エチレングリコール250gと濃硫酸1.21とを標準
的な装置中で90°Cに加温した。エポキシ化大豆油(
エポキシ酸素6.1重量%)1050Pをこれに20分
間で添加した。この場合、温度が100℃以上に上昇し
ないように注意した。30分後、ナトリウムエチラート
の30%エタノール溶液3.8gを加えて反応を停止さ
せた。過剰のエチレングリコールを減圧(約10  か
−ル)で留去した。生成物はエポキシ基酸素2.5重量
%の残余エポキシ数を示(7た。
実施例3 メタノール96Pおよび濃硫酸0.52を標準的な装置
中で沸騰するまで加温した。これにエポキシ(ヒヒマワ
リ油(エポキシ基酸素6.4重量%)125グを30分
間で加え、沸騰メタノールを還流させつつ4時間加温し
た。次いで、ナトリウムメチラートの30%メタノール
溶液0.751’を加え、過剰のメタノールを留去した
。生成物はエポキシ基酸素3.6重量%のエポキシ数を
示した。
実施例4 標準的な装置中で、メタノール128y−と濃硫酸2グ
を沸騰するまで加温し、これにエポキシ化亜麻仁油(エ
ポキシ基酸素8.45重量%)3802を25分間で加
えた。これをメタノールの還流下に30分間沸騰させ、
次いてナトリウムメチラートの30%メタノール溶液3
.12を加えて反応を停止させた。過剰のメタノールを
留去腰エポキシ基酸素3.5重量%の生成物を得た。
実施例5 メタノール96gと硫酸0.52を標準的な装置中で沸
騰するまで加温し、鯨油エポキシド(エポキシ基酸素6
.5重量%)123 y−を加えた。この温度で6時間
反応を続けた。次いで、触媒をナトラムメチラートの3
0%メタノール溶液0,77て中和した。過剰のメタノ
ールを留去し、エポキシ基酸素3.87%の残余エポキ
シ数を有する生成物を得た。
実施例6 実施例1の反応の程度を追試するため、開環反応を停止
せず、約6時間かけて完全な収率に才で到達した。ガス
クロマトグラフィ一番こより測定した結果、約2〜3重
@%の変性された脂肪酸メチルエステルと、5重量%の
揮発性成分を含有していた。
特許出願人 ヘンケル・コマンデイットゲセルシャフト
・アウフ・アクチエン 代理人弁理士青山 葆(外2名〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、特にアルキド樹脂の変性に好適なトリグリセリド反
    応成績物を製造するために、少なくとも一部分にオレフ
    ィン系不飽和脂肪酸を含有する脂肪酸混合物のエポキシ
    化トリグリセリドを、触媒の存在下で、1価または多価
    アルコールにより部分的に開環し、エポキシ基に対し2
    0〜80モル%の収率に達した後、触媒および/または
    アルコール性反応試薬を分解および/または除去するこ
    とにより反応を停止することを特徴とする方法。 2.3)炭素原子数1〜8個の、望ましくは炭素原子数
    1〜3個の第1級または第2級、飽和または不飽和単官
    能性アルコール類、 b)炭素原子数2〜6個、望ましくは炭素原子数2〜4
    個の2官能性アルコール類、 C)合計3〜8個の炭素原子、望ましくは3〜5個の炭
    素原子を有する2官能性アルコールのモノエーテル類、 d)炭素原子数3〜6個の3官能性アルコール類の少な
    くともいずれか1種のアルコールを開環のために使用す
    る第1項に記載の方法。 3、開環反応のために特に硫酸、燐酸またはスルホン酸
    のような酸触媒を使用し、所期の収量に到達後、これを
    中和する第1項または第2項に記載の方法。 4、存在するエポキシ基に対して2〜10モル過剰のア
    ルコールを使用し、触媒を中和後、所望により留去する
    第1項〜第3項のいずれかに記載の方法。 5、実質的な同時反応なしに開環反応を起こし、50−
    110℃、望ましくは60〜80℃の温度を用いる第1
    項〜第4項のいずれかに記載の方法。 6.30〜70モル%、特に40〜60モル%のエポキ
    シ基を開環する第1項〜第5項のいずれかに記載の方法
    。 7、使用したエポキシ化トリグリセリドがエポキシ基の
    酸素を2〜10、望ましくは4〜8.5重量%含有して
    いる第1項〜第6項のいずれかに記載の方法。 8、第1項〜第7項に記載した方法で製造され、特にア
    ルキド樹脂合成に用いられる、エポキシ基、水酸基およ
    びアルキルエーテル基を有する変性トリグリセリド類。
JP58238720A 1982-12-16 1983-12-16 変性トリグリセリドの製法 Granted JPS59118779A (ja)

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JP (1) JPS59118779A (ja)
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