KR0138203B1 - Process for the preparation of alkyl polyglucoside - Google Patents
Process for the preparation of alkyl polyglucosideInfo
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Abstract
본 발명은 글루코스와 고급지방알콜을 감압하에 산촉매의 존재하에 반응시킴을 특징으로 하는 하기 일반식(I)로 표시되는 고급 알킬폴리글루코시드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of higher alkylpolyglucosides represented by the following general formula (I), wherein glucose and higher fatty alcohols are reacted in the presence of an acid catalyst under reduced pressure.
상기 식에서, R은 탄소수 8 내지 22개의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기 또는 알켄닐기이고, n은 평균 글루코스 중합도로써 1 내지 10이다.Wherein R is a linear or branched alkyl or alkenyl group having 8 to 22 carbon atoms, and n is 1 to 10 as the average glucose polymerization degree.
Description
본 발명은 천연계 비이온 계면활성제인 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세히 설명하면 저급 알콜류와 글리콜류를 소량 첨가하여 단당류와 고급 지방알콜을 반응시켜 보다 반응시간이 짧고 공정이 단순한 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing higher alkylpolyglucosides which are natural nonionic surfactants. More specifically, the present invention relates to a method for preparing higher alkylpolyglucosides having a shorter reaction time and a simpler process by reacting monosaccharides with higher fatty alcohols by adding a small amount of lower alcohols and glycols.
일반적으로 종래의 계면활성제들은 환경을 오염 또는 파괴하고 인체에 대해 높은 자극성을 나타내고 있기 때문에 점차 그 수요량의 증가와 함께 상대적으로 이러한 문제점이 크게 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 천연계 계면활성제 및 저자극성을 갖는 계면활성제에 대하여 관심이 고조되고 있는 실정이다.In general, since the conventional surfactants pollute or destroy the environment and exhibit high irritation to the human body, these problems are relatively large with increasing demand. In order to solve this problem, there is a growing interest in surfactants having a natural surfactant and hypoallergenic.
이 천연제 고급 알킬폴리글루코시드의 제조는 글루코스와 저급알콜을 산촉매 존재하에서 반응시켜 제조하는 피셔(Fisher)의 제법이 알려져 있으나, 이 제법은 고급 알콜의 경우는 적용하지 못하는 단점이 있다. 또한 퀘니히-크노르(Koenigs-Knorr)의 제법을 이용하여 글루코스의 히드록실기를 아세틸화한 후 알파 탄소 위치에 브롬인화하고 루이스산 촉매하에서 고급 알콜과 반응시켜 헥실, 옥틸, 데실, 도데실, 베타 글루코시드화 하는 방법을 놀러와 록크웰(Noleer 와Rockwell : 미국 화학협회지, J. Am. Chem. Soc. 60, 2076, 1938)이 발표하였으나, 이 제법은 복잡한 많은 단계를 거치며 고급의 시약을 사용하여야 하는 단점이 있으며, 높은 제조비용 때문에 공업적으로 이용하기는 어렵다.The production of this natural higher alkylpolyglucoside has been known by the method of Fischer (Fisher) prepared by reacting glucose and lower alcohol in the presence of an acid catalyst, but this method has a disadvantage that does not apply to higher alcohol. In addition, the hydroxyl group of glucose is acetylated using the method of Koenigs-Knorr, and then phosphated to be brominated at the alpha carbon position and reacted with a higher alcohol under a Lewis acid catalyst to hexyl, octyl, decyl, dodecyl. To learn how to beta glucosidize, Rockwell (Noleer and Rockwell: American Chemical Society, J. Am. Chem. Soc. 60, 2076, 1938), but the process has gone through many complex steps and advanced reagents. There is a disadvantage to be used, it is difficult to use industrially because of high manufacturing cost.
미합중국 특허 제3,598,865호에서 바크(Baak) 등은 황산 촉매하에서 부탄올을 이용하여 먼저 저급 알킬폴리글루코시드를 제조하고 여기에 고급 알콜을 가한 후 교환 글루코실화하여 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는 방법을 발표하였다. 이와 유사한 방법으로서 미합중국 특허 제3,707,535호에서는 메톡시, 에탄올, 에톡시 에탄올, 에톡시 프로판올, 부톡시 에탄올 등을 사용한 교환 글루코실화 제법을 발표하였다. 그러나 이들 특허의 제법은 반응 용매겸 반응중간체를 형성하는 저급 알칸올 제거, 회수하는 장치가 필요하게 되고 포도당류보다 최소 1 내지 10배의 저급 알콜이 사용된다. 또한 부탄올과 같은 저급 알콜은 물과 공비를 형성하여 반응중 생성되는 물을 제거하는 이점이 있으나, 메톡시 에탄올이나 글리콜류는 물의 제거가 불가능하여 벤젠이나 톨루엔, 헥산 등의 용매를 첨가하여 물을 제거하고 글리콜류는 비점이 높아서 그의 제거가 용이하지 못하다.In US Pat. No. 3,598,865, Baak et al. Disclose a process for preparing higher alkylpolyglucosides by first preparing lower alkylpolyglucosides with butanol under sulfuric acid catalysts, adding higher alcohols thereto, followed by exchange glucosylation. It was. As a similar method, U.S. Patent No. 3,707,535 discloses an exchange glucosylation method using methoxy, ethanol, ethoxy ethanol, ethoxy propanol, butoxy ethanol and the like. However, the preparation of these patents requires a device for removing and recovering the lower alkanols forming the reaction solvent and the reaction intermediate, and at least 1 to 10 times lower alcohol than the glucose is used. In addition, lower alcohols such as butanol form an azeotropy with water to remove water generated during the reaction. However, methoxy ethanol or glycols cannot remove water, and solvents such as benzene, toluene, and hexane are added to remove water. The glycols have a high boiling point and are not easy to remove.
일본국 공개 특허 소 62-99390호에서 히다카 등은 반응중에 생성되는 물을 제거하기 위하여 아세탈류와 탄산 디에스테르류를 사용하고 반응용매는 디메틸술폭사이드나 디메틸포름아미드의 존재하에서 글루코스와 고급 알콜을 반응시켜 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는 방법을 발표하였으나, 이 방법 역시 용매로 사용된 디메틸술폭사이드나 디메틸포름아미드가 매우 높은 비등점을 가지고 있기 때문에 그들의 제거가 용이하지 못하다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-99390, Hidaka et al. Use acetals and carbonic acid diesters to remove water produced during the reaction, and the reaction solvent uses glucose and higher alcohol in the presence of dimethyl sulfoxide or dimethylformamide. Although a method of preparing higher alkylpolyglucoside by reaction has been disclosed, this method is also difficult to remove because dimethyl sulfoxide or dimethylformamide used as a solvent has a very high boiling point.
미합중국 특허 제3,839,318호에서 리차드(Richard) 등은 용매를 사용하지 않고 직접 글루코스와 고급 알콜을 황산 촉매하에서 반응중에 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하였으나, 이는 반응중에 생성되는 물의 제거를 위하여 소량의 핵산이나 톨루엔 등을 첨가하여 이들 물질이 물과 공비점을 형성하는 것을 이용하여 물을 제거한다.In US Pat. No. 3,839,318, Richard et al. Prepared higher alkylpolyglucosides during the reaction of glucose and higher alcohols directly under sulfuric acid catalysts without the use of solvents. Toluene or the like is added to remove water by using these substances to form an azeotropic point with water.
유럽 특허 제387,913호와 유럽 특허 제388,857호에서 히로키와 아키라 등은 글루코스와 고급 지방알콜을 사용하여 직접 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하였으나, 이 방법은 미반응 글루코스량이 많기 때문에 이 미반응 글루코스를 제거하기 위하여 여과공정을 거쳐서 과잉의 지방알콜을 증류제거하여야 하는 공정상의 단점이 있다.In European Patent No. 387,913 and European Patent No. 388,857, Hiroki and Akira produced higher alkylpolyglucosides directly using glucose and higher fatty alcohols, but this method eliminates unreacted glucose because of the large amount of unreacted glucose. There is a disadvantage in the process of distilling excess fatty alcohol through a filtration process.
이와 같이 지금까지 고급 알킬폴리글루코시드의 제법들은 통상 글루코스와 고급 알콜을 이용하나, 글루코스가 물에는 쉽게 용해되고 알콜류나 비극성 용매에는 거의 용해되지 않기 때문에 균일계 하에서의 반응이 어렵다.Thus far, the preparation of higher alkylpolyglucosides generally uses glucose and higher alcohol, but the reaction under a homogeneous system is difficult because glucose is easily dissolved in water and hardly dissolved in alcohols or nonpolar solvents.
따라서 첫단계로 저급 알콜류, 글리콜류 등을 사용하여 저급 알킬폴리글루코시드를 제조하고 다음에 고급 알콜을 첨가하면서 저급 알콜을 제거하는 교환 글루코실화의 방법과 무기산을 이용하여 글루코스와 고급 알콜을 무용매 하에서 반응시켜 제조하거나, 디메틸술폭사이드 등과 같은 반응용매를 이용하여 직접 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는 방법 등이 알려져 있고, 반응중 생성되는 물을 제거하기 위하여 벤젠, 톨루엔, 핵산 등을 이용하여 반응중 생성되는 물을 제거하고 있다.Therefore, the first step is to prepare lower alkylpolyglucoside using lower alcohols, glycols, etc., and then use a method of exchange glucosylation to remove lower alcohol by adding a higher alcohol and a solvent without using glucose and higher alcohol. A method of preparing a higher alkyl polyglucoside by using a reaction solvent such as dimethyl sulfoxide or the like is known. The reaction is performed using benzene, toluene, nucleic acid, etc. to remove water generated during the reaction. It is removing the water generated.
그러나, 이러한 종래의 제법들은 교환 글루코실화 반응에서는 중간체로 다량 사용된 저급 알콜류나 글리콜류 등의 회수 및 정제, 재생장치가 필요하게 되고, 직접법의 경우도 역시 반응 용매로 사용된 디메틸 술폭사이드류 등을 사용하거나, 또한 반응 중 생성되는 물을 제거하기 위하여 벤젠, 톨루엔 등과 같은 비극성 용매를 사용하거나 직접 제조한 경우에도 미반응의 글루코스를 제거하기 위하여 여과공정을 거침으로써 저급 알콜류, 글리콜류, 용매 등의 회수, 정제 및 여과 장치 등의 높은 장치비가 요구될 뿐만 아니라 저급 알킬 글루코시드 및 미반응 글루코스량이 많으며 반응시간이 매우 길어 많은 운전비가 요구된다.However, these conventional preparations require the recovery, purification and regeneration of lower alcohols and glycols used as intermediates in exchange glucosylation reactions, and the dimethyl sulfoxides used as reaction solvents in the direct method. Low alcohols, glycols, solvents, etc., by using a non-polar solvent such as benzene, toluene, etc. to remove the water generated during the reaction or by direct filtration to remove unreacted glucose. In addition to the high equipment costs such as recovery, purification and filtration of the petroleum, low alkyl glucosides and unreacted glucoses are large and the reaction time is very long, requiring a large operating cost.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고급 알킬폴리글루코시드를 제조하는데 있어 산촉매 존재하에서 글루코스와 고급 지방 알콜에 소량의 저급 알콜류와 글리콜류를 첨가하여 미반응 글루코스량이 현저히 낮고 반응중 생성되는 물의 제거가 매우 용이하고 반응시간이 매우 짧으며 공정이 간단한 고품질의 고급 알킬폴리글루코시드의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in the preparation of higher alkylpolyglucosides, unreacted glucose by adding a small amount of lower alcohols and glycols to glucose and higher fatty alcohols in the presence of an acid catalyst. The present invention provides a method for producing a high-quality alkylpolyglucoside of high quality, which has a significantly low amount, is very easy to remove water generated during the reaction, a reaction time is very short, and a simple process.
즉 본 발명은 글루코스와 고급 지방알콜을 감압하에 산촉매의 존재하에 반응시킴을 특징으로 하는 하기 일반식(I)로 표시되는 고급 알킬폴리글루코시드의 제조 방법에 관한 것이다.That is, the present invention relates to a method for preparing higher alkylpolyglucoside represented by the following general formula (I), characterized in that glucose and higher fatty alcohol are reacted in the presence of an acid catalyst under reduced pressure.
상기 식에서, R은 탄소수 8 내지 22개를 갖는 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알켄닐기, 또는 알콜시알킬기이고 n은 평균 글루코스 중합도로서 1 내지 10이다.Wherein R is a linear or branched alkyl, alkenyl, or alcoholalkyl alkyl group having 8 to 22 carbon atoms and n is 1 to 10 as the average glucose degree of polymerization.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
먼저, 산촉매, 탄소수 8 내지 22를 갖는 고급 지방 알콜 및 글루코스를 반응기에 넣고 가열한다. 반응중 생성되는 물은 감압하에서 제거하고 저급 알콜류와 글리콜류는 반응 초기 또는 반응이 거의 진행된 후에 가한다. 반응이 완전히 종결되면 약간 노란색의 투명한 상이 되며 이때 반응기를 냉각하고 알칼리로 중화한 다음 고급 지방알콜을 감압증류하여 일반식(I)의 고급 알킬폴리글루코시드를 얻는다.First, the acid catalyst, higher fatty alcohols having 8 to 22 carbon atoms, and glucose are put into a reactor and heated. Water produced during the reaction is removed under reduced pressure, and lower alcohols and glycols are added at the beginning or after the reaction has proceeded. Upon completion of the reaction, it becomes a slightly yellow transparent phase, at which time the reactor is cooled, neutralized with alkali, and distilled under reduced pressure of higher fatty alcohol to obtain higher alkylpolyglucoside of formula (I).
본 발명에서 사용된 알콜은 탄소수 8 내지 22를 갖는 포화, 불포화, 직쇄상 또는 분지상의 고급 지방알콜로서, 바람직하게는 옥틸알콜, 노닐알콜, 데실알콜, 운데실알콜, 도데실알콜, 트리데실알콜, 테트라데실알콜, 펜타데실알콜, 헥사데실알콜, 헥사데센닐알콜, 헵타데실알콜, 헥사데센닐알콜, 헵타데실알콜, 옥타데실알콜, 옥타데센닐알콜, 노나데실알콜, 에이코실알콜, 헨에이코실알콜, 도코실알콜 또는 이들의 혼합 지방산 알콜을 사용한다. 알콜의 사용량은 글루코스량 보다 0.5 내지 12배의 중량비이며, 더욱 바람직하게는 1 내지 7배의 중량비가 좋다. 이 비율보다 작을 경우에는 부반응 물질이 많이 생성되며, 너무 클 경우에는 감압 증류시 많은 시간이 필요하게 되어 부적당하다.Alcohols used in the present invention are saturated, unsaturated, linear or branched higher fatty alcohols having 8 to 22 carbon atoms, preferably octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl Alcohol, tetradecyl alcohol, pentadecyl alcohol, hexadecyl alcohol, hexadecenyl alcohol, heptadecyl alcohol, hexadecenyl alcohol, heptadecyl alcohol, octadecyl alcohol, octadecenyl alcohol, nonadecyl alcohol, eicosyl alcohol, hen Eicosyl alcohol, docosyl alcohol or mixed fatty alcohols thereof are used. The amount of alcohol used is 0.5 to 12 times the weight ratio than the amount of glucose, more preferably 1 to 7 times the weight ratio. If it is less than this ratio, a large amount of side reaction materials are produced, and if too large, a large amount of time is required for distillation under reduced pressure.
산촉매로는 황산, 인산, 염산, 수산, 파라톨루엔 술폰산 등의 무기산과 유기산을 사용한다. 촉매의 첨가량은 반응물 총중량의 0.001 내지 0.5%(중량비)를 사용하며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.1%(중량비)를 사용한다. 산촉매를 0.001% 이하 사용하면 반응속도가 늦어 수율이 좋지 못하며 0.5% 이상 사용하면 반응물의 제거가 곤란하여 부반응물이 생성된다.As the acid catalyst, inorganic acids and organic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, hydroxyl and paratoluene sulfonic acid are used. The addition amount of the catalyst uses 0.001 to 0.5% (weight ratio) of the total weight of the reactants, more preferably 0.01 to 0.1% (weight ratio). If the acid catalyst is used less than 0.001%, the reaction rate is slow, and the yield is not good.
또한 본 발명에서는 반응 보조제로서 저급알콜과 글리콜류, 글리콜에테르류를 사용할 수 있다.In the present invention, lower alcohols, glycols and glycol ethers can be used as reaction aids.
반응보조제로 사용된 저급 알콜류는 부탄올, 펜탄올, 헵탄올, 헥산올, 옥탄올, 이소옥탄올, 2-에틸헥산올, 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 에틸렌 디(트리, 폴리)글리콜, 프로필렌 디(트리, 폴리)글리콜, 메톡시모노(디, 트리, 폴리)에틸렌글리콜모노에테르, 에톡시모노(디, 트리, 폴리)에틸렌글리콜모노에테르, 프로폭시모노(디, 트리, 폴리)에틸렌글리콜모노에테르, 부톡시모노(디, 트리, 폴리)에틸렌글리콜모노에테르 등을 포함한다.Lower alcohols used as reaction aids include butanol, pentanol, heptanol, hexanol, octanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, butylene Glycol, hexylene glycol, ethylene di (tri, poly) glycol, propylene di (tri, poly) glycol, methoxy mono (di, tri, poly) ethylene glycol monoether, ethoxy mono (di, tri, poly) ethylene Glycol monoether, propoxy mono (di, tri, poly) ethylene glycol monoether, butoxy mono (di, tri, poly) ethylene glycol monoether and the like.
반응 보조제의 사용량은 반응에 사용된 글루코스량의 0 내지 500%(몰비)가 사용될 수 있으나 바람직하게는 1.2 내지 20%(몰비)가 좋다. 반응 보조제를 너무 많은 량으로 사용하면 저급 글루코시드의 생성량이 많게 되어 제품의 품질에 좋지 못하고, 너무 적은 량으로 사용하면 글루코스의 미반응량이 많게 된다.The amount of the reaction aid may be 0 to 500% (molar ratio) of the amount of glucose used in the reaction, but preferably 1.2 to 20% (molar ratio). If the amount of the reaction aid is used in a large amount, the amount of lower glucoside is produced, which is not good for the quality of the product. If the amount is used in a small amount, the amount of unreacted glucose is increased.
본 발명에 따른 반응은 반응온도 80 내지 170℃ 및 감압진공도 10 내지 400mmHg의 범위에서 수행하며, 더욱 바람직하게는 반응온도 100 내지 140℃ 및 감압진공도 20 내지 200mmHg로의 범위에서 수행하는 것이 좋다. 반응온도가 너무 낮을때는 반응속도가 느리기 때문에 보다 많은 반응시간이 요구되며, 반응온도가 너무 높으면 반응중 생성되는 물의 제거가 용이하지 못하여 부반응물이 생성되고 너무 낮으면 환류 및 제거에 필요한 냉각 온도가 낮아져야 함으로 냉동기가 필요하게 되어 공정비중이 높아지게 된다.The reaction according to the present invention is carried out in the range of the reaction temperature of 80 to 170 ℃ and reduced pressure vacuum 10 to 400mmHg, more preferably in the range of the reaction temperature 100 to 140 ℃ and reduced pressure vacuum 20 to 200mmHg. If the reaction temperature is too low, the reaction rate is slow, so more reaction time is required. If the reaction temperature is too high, it is not easy to remove the water generated during the reaction. As it needs to be lowered, a freezer is required, which increases the process weight.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예를 제한되는 것으로 이해해서는 안된다.Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, it should not be understood that the technical scope of this invention is limited to these Examples.
[실시예1]Example 1
기계식 교반기, 온도계 및 유수분리기가 설치된 3구 플라스크에 데실알콜 500g, 파라톨루엔 술폰산 0.5g, 글루코스 170g 및 부탄올 20g을 넣고 120 내지 130℃까지 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 50 내지 100mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 반응물을 100℃ 이하로 냉각시키고 가성소다 0.25g을 물 0.5cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 398g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.5를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 254.5g을 얻었다.In a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an oil water separator, 500 g of decyl alcohol, 0.5 g of paratoluene sulfonic acid, 170 g of glucose, and 20 g of butanol were added and heated to 120 to 130 ° C. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 50 to 100mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, the reaction is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.25 g of caustic soda is dissolved in 0.5 cc of water, followed by neutralization. Excess fatty alcohol 398 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 254.5 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.5.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
데실 폴리글루코시드 : 98.0%(중량비) 이상Decyl polyglucoside: 98.0% (weight ratio) or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
데실알콜 : 0.8%(중량비) 이하Decyl alcohol: 0.8% or less
기 타 : 0.8%(중량비) 이하Others: 0.8% or less
※ 평균 글루코스 중합도(n) 계산방식※ Average glucose polymerization degree (n) calculation method
[실시예2]Example 2
기계식 교반기, 온도계 및 유수분리기가 설치된 3구 플라스크에 데실알콜 500g, 황산 0.5g, 글루코스 190g 및 부탄올 20g을 넣고 120 내지 130℃까지 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 50 내지 100mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다.In a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an oil water separator, 500 g of decyl alcohol, 0.5 g of sulfuric acid, 190 g of glucose, and 20 g of butanol were added and heated to 120 to 130 ° C. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 50 to 100mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water produced during the reaction.
반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 반응물을 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.75g을 물 3cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 396g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.6를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 277g을 얻었다.As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, the reaction is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.75 g of sodium carbonate is dissolved in 3 cc of water, followed by neutralization. Excess fatty alcohol 396g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 277 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.6.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
데실 폴리글루코시드 : 98.5%(중량비) 이상Decyl polyglucoside: 98.5% or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
데실알콜 : 0.7%(중량비) 이하Decyl alcohol: 0.7% (weight ratio) or less
기 타 : 0.4%(중량비) 이하Others: 0.4% or less
[실시예3]Example 3
기계식 교반기, 온도계 및 유수분리기가 설치된 3구 플라스크에 데실알콜 500g과 파라톨루엔 술폰산 0.5g, 글루코스 290g, 부탄올 20g을 넣고 120 내지 130℃를 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 60mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 반응물은 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 396g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 2.4를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 371g을 얻었다.In a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an oil / water separator, 500 g of decyl alcohol, 0.5 g of paratoluene sulfonic acid, 290 g of glucose, and 20 g of butanol were added and heated to 120 to 130 ° C. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 30 to 60mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water generated during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, the reaction product is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.5 g of sodium carbonate is dissolved in 2 cc of water, followed by neutralization. Excess fatty alcohol 396 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 371 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 2.4.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
데실 폴리글루코시드 : 97.8%(중량비) 이상Decyl polyglucoside: at least 97.8% (weight ratio)
글루코스 : 0.8%(중량비) 이하Glucose: 0.8% or less
데실알콜 : 0.8%(중량비) 이하Decyl alcohol: 0.8% or less
기 타 : 0.6%(중량비) 이하Others: Below 0.6% (weight ratio)
[실시예4]Example 4
기계식 교반기, 온도계 및 유수분리기가 설치된 3구 플라스크에 도데실알콜 500g과 파라톨루엔 술폰산 0.5g, 글루코스 155g, 부탄올 30g을 놓고 120 내지 130℃로 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 50mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 반응물은 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 383g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.4를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 255.5g을 얻었다.500 g of dodecyl alcohol, 0.5 g of paratoluene sulfonic acid, 155 g of glucose, 30 g of butanol were placed in a three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, and an oil water separator, and heated to 120 to 130 ° C. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 30 to 50mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, the reaction product is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.5 g of sodium carbonate is dissolved in 2 cc of water, followed by neutralization. Excess fatty alcohol 383 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 255.5 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.4.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
도데실 폴리글루코시드 : 98.4%(중량비) 이상Dodecyl Polyglucoside: More than 98.4% (weight ratio)
글루코스 : 0.6%(중량비) 이하Glucose: 0.6% (weight ratio) or less
도데실알콜 : 0.7%(중량비) 이하Dodecyl alcohol: 0.7% (weight ratio) or less
기 타 : 0.3%(중량비) 이하Others: 0.3% (weight ratio) or less
[실시예5]Example 5
기계식 교반기, 온도계, 액체 적하장치 및 유수분리기가 설치된 4구 플라스크에 도데실알콜 500g과 파라톨루엔 술폰산 0.5g, 글루코스 120g, 헥산올 30g을 넣고 120 내지 130℃로 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 50mmHg로 유지하면서 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 에톡시 트리에틸렌 글리콜 모노에테르 5g을 넣고 약 1시간 계속 반응시킨다. 반응물은 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 380g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.9를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 323g을 얻었다.In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a liquid dropping device, and an oil / water separator, 500 g of dodecyl alcohol, 0.5 g of paratoluene sulfonic acid, 120 g of glucose, and 30 g of hexanol were added and heated to 120 to 130 ° C. At this time, while maintaining the vacuum degree in the reactor to 30 to 50mmHg under reduced pressure reflux for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction was completed, 5 g of ethoxy triethylene glycol monoether was added and the reaction was continued for about 1 hour. The reactant is cooled to 100 ° C. or lower, and neutralized by dissolving 0.5 g of sodium carbonate in 2 cc of water. Excess fatty alcohol 380 g was distilled off under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 323 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.9.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
도데실 폴리글루코시드 : 96.5%(중량비) 이상Dodecyl Polyglucoside: 96.5% (weight ratio) or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
도데실알콜 : 0.6%(중량비) 이하Dodecyl alcohol: 0.6% or less
기타 : 2.5%(중량비) 이하Others: 2.5% or less
[실시예6]Example 6
기계식 교반기, 온도계, 액체 적하장치 및 유수분리기가 설치된 4구 플라스크에 라우릴 알콜(도데실알콜 : 테트라데실알콜=7 : 3, 평균분자량=192) 500g과 파라톨루엔 술폰산 0.5g, 글루코스 126g, 헥산올 30g을 넣고 120 내지 130℃로 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 50mmHg로 유지하면서 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 반응을 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 390g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.6를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 250g을 얻었다.500 g of lauryl alcohol (dodecyl alcohol: tetradecyl alcohol = 7: 3, average molecular weight = 192) in a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a liquid dropping device and an oil water separator, 0.5 g of paratoluene sulfonic acid, 126 g of glucose, hexane Add 30 g of all to heat to 120 to 130 ℃. At this time, while maintaining the vacuum degree in the reactor to 30 to 50mmHg under reduced pressure reflux for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, the reaction is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.5 g of sodium carbonate is dissolved in 2 cc of water, followed by neutralization. Excess fatty alcohol 390 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 250 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.6.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
라우릴 폴리글루코시드 : 98.4%(중량비) 이상Lauryl polyglucoside: 98.4% (weight ratio) or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
라우릴알콜 : 0.8%(중량비) 이하Lauryl alcohol: 0.8% or less
기 타 : 0.4%(중량비) 이하Others: 0.4% or less
[실시예7]Example 7
기계식 교반기, 온도계, 액체 적하장치 및 유수분리기가 설치된 4구 플라스크에 라우릴 알콜(도데실알콜 : 테트라데실 알콜=7 : 3, 평균분자량=192) 500g과 파라톨루엔 술폰산 1g, 글루코스 290g, 부탄올 30g을 넣고 120 내지 130℃로 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 50mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압 환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 헥산디올 7g을 가하여 약 1시간 계속 반응시 반응물은 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 395g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 3.1을 갖는 노란색의 딱딱한 고체 368g을 얻었다.500 g of lauryl alcohol (dodecyl alcohol: tetradecyl alcohol = 7: 3, average molecular weight = 192) in a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a liquid dropping device and an oil water separator, 1 g of paratoluene sulfonic acid, 290 g of glucose, 30 g of butanol Add and heat to 120 to 130 ℃. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 30 to 50mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction is completed, 7 g of hexanediol is added, and the reaction is continued for about 1 hour. The reaction is cooled to 100 ° C. or lower, and 0.5 g of sodium carbonate is dissolved in 2 cc of water and neutralized. Excess fatty alcohol 395 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 368 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 3.1.
최종 제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
라우릴 폴리글루코시드 : 98.4%(중량비) 이상Lauryl polyglucoside: 98.4% (weight ratio) or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
라우릴알콜 : 0.8%(중량비) 이하Lauryl alcohol: 0.8% or less
기 타 : 0.4%(중량비) 이하Others: 0.4% or less
[실시예8]Example 8
기계식 교반기, 온도계, 액체 적하장치 및 유수분리기가 설치된 4구 플라스크에 세틸알콜(헥사데실알콜 : 옥타데실알콜=4 : 6, 평균분자량=258.5) 500g과 파라톨루엔 술폰산 1g, 글루코스 290g, 옥탄올 30g을 넣고 120 내지 130℃로 가열한다. 이때 반응기내의 진공도를 30 내지 50mmHg로 유지하며 약 2시간 동안 감압환류시켜 반응중 생성되는 물을 제거한다. 반응이 점차 진행됨에 따라 반응물은 점차 엷은 노란색의 투명한 액체로 된다. 반응이 종결되면 부톡시 헥사에틸렌글리콜 모노에테르 10g을 가하여 약 1시간 계속 반응시킨다. 반응물은 100℃ 이하로 냉각시키고 탄산소다 0.5g을 물 2cc에 녹인 후 가하여 중화한다. 과잉의 지방알콜 395g을 1mmHg 이하에서 감압 증류하여 제거하고 평균 글루코스 중합도(n)가 1.7를 갖는 노란색의 딱딱한 고체 219g을 얻었다.In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a liquid dropping device and an oil water separator, 500 g of cetyl alcohol (hexadecyl alcohol: octadecyl alcohol = 4: 6, average molecular weight = 258.5), 1 g of paratoluene sulfonic acid, 1 g of glucose, 30 g of octanol Add and heat to 120 to 130 ℃. At this time, the vacuum degree in the reactor is maintained at 30 to 50mmHg and refluxed under reduced pressure for about 2 hours to remove the water produced during the reaction. As the reaction proceeds gradually, the reactants gradually become a pale yellow transparent liquid. After the reaction was completed, 10 g of butoxy hexaethylene glycol monoether was added and the reaction was continued for about 1 hour. The reactant is cooled to 100 ° C. or lower, and neutralized by dissolving 0.5 g of sodium carbonate in 2 cc of water. Excess fatty alcohol 395 g was removed by distillation under reduced pressure at 1 mmHg or less to obtain 219 g of a yellow hard solid having an average glucose degree of polymerization (n) of 1.7.
최종제품의 조성은 다음과 같다.The composition of the final product is as follows.
세틸 폴리글루코시드 : 91.8%(중량비) 이상Cetyl polyglucoside: 91.8% (weight ratio) or more
글루코스 : 0.4%(중량비) 이하Glucose: 0.4% (weight ratio) or less
세틸알콜 : 1.4%(중량비) 이하Cetyl alcohol: 1.4% (weight ratio) or less
기 타 : 6.3%(중량비) 이하Others: Below 6.3% (weight ratio)
본 발명에 따르면 과량의 ① 저급 알콜을 사용하여 교환 글루코실화(Transglucosidation)를 하는 2단계 반응에서 제거되는 저급 알콜의 회수 및 정제장치, 장시간의 반응시간, 저급알콜 냄새 등 작업환경과, ② 용매를 이용한 직접 반응에서의 용매 및 회수장치, 용매의 잔류로 인한 제품의 품질저하 등의 문제점, 그리고 ③ 글루코스와 고급 지방알콜의 직접 반응에서 미반응 글루코스의 과다 잔류로 인한 여과공정, 반응중 발생되는 물의 제거에서의 난점, 장시간의 반응시간에서의 문제점을 소량의 저급 알콜과 글리콜류를 사용함으로써 용매의 회수 및 정제장치 여과공정, 2단계 반응, 저급 알콜 및 용매의 냄새와 독성으로 인한 작업환경 등을 완전히 개선하고 반응시간을 2시간으로 단축시킬 수 있으며, 또한 미반응 글루코스의 량을 0.6% 이내로 감소시킴으로써 저렴한 제조원가 및 고품질의 제품을 얻을 수 있다.According to the present invention, an apparatus for recovering and purifying lower alcohols removed in a two-step reaction using excess ① lower alcohols, transglucosidation, a long time reaction time, a lower alcohol smell, and a solvent are used. Solvent and recovery device in the direct reaction, deterioration of product quality due to residual solvent, and ③ filtering process due to excessive residual unreacted glucose in the direct reaction of glucose and higher fatty alcohol, Difficulties in removal and long reaction time can be solved by using a small amount of lower alcohol and glycols to recover the solvent and filter the purification device, two-step reaction, working environment due to the smell and toxicity of the lower alcohol and solvent. It can improve completely and reduce the reaction time to 2 hours, and also reduce the amount of unreacted glucose to within 0.6%. Writing can get a low manufacturing cost and high quality products.
따라서 본 발명에 따른 방법은 당해 기술분야에서 산업적으로 대단히 유용한 발명임을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the method according to the present invention is an industrially useful invention in the art.
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