KR20220162154A - 폴리올의 지방산 에스테르의 제조 방법 및 제조 시스템 - Google Patents

폴리올의 지방산 에스테르의 제조 방법 및 제조 시스템 Download PDF

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KR20220162154A
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Abstract

폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 2.5 내지 6:1의 폴리올 대 트리글리세리드 몰 비로 반응기에서 폴리올과 트리글리세리드를 혼합하여 주입물을 형성하는 단계; 주입물을 이소프로판올과 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계; 촉매와 희석된 주입물을 혼합하는 단계; 및 희석된 주입물을 가열 및 진탕하여 트리글리세리드 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

폴리올의 지방산 에스테르의 제조 방법 및 제조 시스템
관련 출원의 상호 참조
본 문헌은 2020년 3월 30일자로 출원된 Jeff Addy의 "Methods and Systems for Production of High Purity Fatty Acid Monoesters of Polyols"로 명칭된 미국 임시 특허 출원 제63/002,234호의 출원일의 이익을 주장하며, 이의 개시내용은 본원에 참조로 전체가 포함되어 있다.
1. 기술분야
본 문헌의 양태는 일반적으로 에스테르의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 구체적인 실행은 지방산 에스테르의 형성 방법을 수반한다.
2. 배경기술
에스테르는 에스테르 기에 의해 연결된 2개의 탄소 기를 포함하는 다양한 화합물을 포함한다. 글리세롤의 다양한 지방산 에스테르는 글리세리드로서 지칭된다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 2.5 내지 6:1의 폴리올 대 트리글리세리드 몰 비로 반응기에서 폴리올과 트리글리세리드를 혼합하여 주입물을 형성하는 단계; 주입물을 이소프로판올과 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계; 촉매와 희석된 주입물을 혼합하는 단계; 및 희석된 주입물을 가열 및 진탕하여 트리글리세리드 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 하기 중 하나, 모두 또는 이의 임의의 것을 포함할 수 있다:
모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%일 수 있다.
촉매는 희석된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%일 수 있다.
촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나일 수 있다.
방법은 촉매를 사용하여 비누를 형성하여 폴리올, 트리글리세리드, 및 이소프로판올을 가용화시키는 것을 포함할 수 있다.
폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤 중 하나일 수 있다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 2.5 내지 6:1의 폴리올 대 트리글리세리드 몰 비로 반응기에서 폴리올과 트리글리세리드를 혼합하여 주입물을 형성하는 단계; 주입물을 용매와 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계; 지방산 염과 희석된 주입물을 혼합하여 제조된 주입물을 형성하는 단계; 촉매와 제조된 주입물을 혼합하는 단계; 및 제조된 주입물을 가열 및 진탕하여 트리글리세리드 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 하기 중 하나, 모두 또는 이의 임의의 것을 포함할 수 있다:
모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%일 수 있다.
촉매는 제조된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%일 수 있다.
촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나일 수 있다.
방법은 촉매를 사용하여 비누를 형성하여 폴리올, 트리글리세리드, 및 이소프로판올을 가용화시키는 것을 포함할 수 있다.
폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤일 수 있다.
지방산 염은 소듐 올레에이트일 수 있고, 제조된 주입물 중 지방산 염의 농도는 혼합 후 250 ppm일 수 있다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 2.5 내지 6:1의 폴리올 대 지방산 몰 비로 반응기에서 폴리올과 지방산을 혼합하여 주입물을 형성하는 단계; 주입물을 용매와 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계; 염기와 희석된 주입물을 혼합하여 비누화된 주입물을 형성하는 단계; 촉매와 비누화된 주입물을 혼합하는 단계; 및 비누화된 주입물을 가열 및 진탕하여 지방산 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
폴리올 에스테르의 형성 방법의 실행은 하기 중 하나, 모두 또는 이의 임의의 것을 포함할 수 있다:
모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%일 수 있다.
촉매는 비누화된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%일 수 있다.
촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나일 수 있다.
폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤일 수 있다.
염기는 소듐 히드록사이드일 수 있고, 비누화된 주입물 중 지방산 염의 농도는 혼합 후 250 ppm일 수 있다.
폴리올과 지방산의 혼합은 트리글리세리드와 폴리올 및 지방산의 혼합을 추가로 포함할 수 있고, 생성물은 지방산, 트리글리세리드, 및 폴리올의 모노에스테르를 포함할 수 있다.
상기 및 다른 양태, 특징 및 이점들은 발명의 설명 및 도면, 및 청구범위로부터 당업자에게 명백할 것이다.
실행은 첨부된 도면과 함께 이하에서 설명될 것이고, 여기서 유사 명칭은 유사 요소를 의미하고:
도 1은 용매로서 이소프로판올과 촉매로서 소듐 메톡사이드와 글리세롤 및 코코아 버터로부터 형성된 생성물의 성분의 크로마토그래프이고, 이는 본원의 실시예 3에 따른 에스테르의 조성을 나타내고;
도 2는 용매로서 이소프로판올과 촉매로서 파라-톨루엔 설폰산과 글리세롤 및 수소첨가된 해바라기유로부터 형성된 생성물의 성분의 크로마토그래프이고, 이는 본원의 실시예 4에 따른 에스테르의 조성을 나타내고;
도 3은 용매로서 이소프로판올과 글리세롤 및 수소첨가된 해바라기유로부터 형성된 생성물의 성분의 크로마토그래프이고; 소듐 올레에이트를 첨가한 후 촉매로서 파라-톨루엔 설폰산을 첨가하였고, 이는 본원의 실시예 6에 따른 에스테르의 조성을 나타내고;
도 4는 용매로서 이소프로판올과 촉매로서 소듐 메톡사이드와 글리세롤 및 수소첨가된 해바라기유로부터 형성된 생성물의 성분의 크로마토그래프이고, 이는 본원의 실시예 7에 따른 에스테르의 조성을 나타낸다.
본 개시내용, 이의 양태 및 실행은 본원에 개시된 특정 성분, 어셈블리 절차 또는 방법 요소에 제한되지 않는다. 폴리올의 지방산 에스테르를 형성하기 위한 의도된 공정 및 시스템과 일치하는 당업계에 알려진 많은 추가 성분, 어셈블리 절차 및/또는 방법 요소는 본 개시내용의 특정 실행에 의해 사용되기 위해 명백해질 것이다. 따라서, 예를 들어, 특정 실행이 개시되어 있더라도, 상기 실행 및 실행 성분은 상기 폴리올의 지방산 에스테르로 당업계에 알려진 바와 같은 임의의 형상, 크기, 스타일, 유형, 모델, 버전, 측정치, 농도, 물질, 양, 방법 요소, 단계 등 그리고 의도된 작업 및 방법과 일치하는 실행 성분 및 방법을 포함할 수 있다.
지방산 에스테르는 글리세롤, 부탄올, 또는 헥산올과 같은 알코올을 사용하여 형성되어 왔다. 용매로서 t-부탄올을 사용하는 모노글리세리드 생성물에 한정된 공정이 2009년 5월 12일자로 등록된 Choo 등의 명칭 "High purity palm monoglycerides"의 미국 특허 제7,531,677호에 기재되어 있고, 이의 개시내용은 참조로 전부가 포함된다. 또한 t-부탄올을 이용하는 다른 예가 1957년 4월 16일자로 등록된 Bernard Thomas Dudley Sully의 명칭 "Production of fatty acid monoglycerides"의 미국 특허 제2,789,119호에 기재된 공정으로 확인될 수 있으며, 이의 개시내용은 본원에 참조로 전부가 포함된다. 본원에 개시된 다양한 방법 실행은 부탄올, t-부탄올, 또는 헥산올, 비제한적인 예로서, 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 및 다른 저렴한 용매와 같은 덜 비싼 용매를 이용할 수 있다. 본원에 개시된 방법은 글리세롤뿐만 아니라 고차 폴리올과 함께 높은 모노에스테르 전환율을 생성할 수 있으면서 용매로서 이소프로필 알코올(이소프로판올)을 이용한다. 이러한 고차 폴리올은 비제한적 예로서 폴리글리세롤로 지칭된 글리세롤의 중합체, 당 단량체, 소르비톨, 에리스리톨, 글루코오스, 또는 다중 알코올 기를 포함하는 임의의 다른 화학적 성분을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 폴리글리세롤은 특정 사슬 길이 값에서 목적하는 평균 특정 사슬 길이를 갖도록 형성되는 식물성 유래 글리세롤의 중합 생성물이다. 예를 들어, 폴리글리세롤은 2 내지 10개의 단위일 수 있고, 폴리글리세롤-3이 가장 일반적이다. 폴리글리세롤 조성 분포는 주요 성분으로 나열된 특정 폴리글리세롤에 대한 바람직한 중합체 순서를 갖는 중합체 사슬 길이를 갖는 가우시안 곡선을 따르는 반면(즉, 폴리글리세롤-3은 중합체 사슬 길이의 가우시안 곡선의 중심으로 3개의 단위를 가짐), 다른 사슬 길이는 가우시안 분포에 따라 분포된 부성분으로 폴리글리세롤(폴리글리세롤 4, 6, 9 등)에 나타난다.
다양한 방법 실행에서, 글리세롤 및 폴리글리세롤 에스테르의 사용은 이들의 저렴한 비용과 시장 풍부성으로 인해 매력적일 수 있다. 그러나, 개시된 방법은 모노에스테르 형성에 대해 본원에 개시된 것과 같은 동등한 결과를 생성하기 위해 다수의 대안 폴리올을 이용하여 사용될 수 있다. 또한, 다양한 실행에서, 본원에 개시된 방법은 또한 놀랍게도 높은 전환 속도로 놀랍게도 고전환율로 모노에스테르를 생성하기 위해 t-부탄올을 이용하여 사용될 수 있다. 다양한 실행에서, 촉매 도입 전 반응에서의 주입물로서 지방산 염을 포함시키는 것(또는 염기 첨가를 통한 이의 형성)은 놀랍게도 모노에스테르 형성을 위한 공급 원료의 전환율 및/또는 속도를 증가시킨다. 모노에스테르 형성의 증가된 속도는 제안된 반응 메커니즘을 확인시켜준다.
본 문헌에 개시된 다양한 생성물은 에멀젼화제로서 사용될 수 있다.
방법의 다양한 실행에서, 주입물은 폴리올 및 트리글리세리드일 수 있다. 방법의 다른 실행에서, 주입물은 폴리올 및 지방산일 수 있다. 방법의 또 다른 실행에서, 주입물은 폴리올, 지방산 및 트리글리세리드일 수 있다. 2개의 주입물이 이용되는 경우, 폴리올 및 트리글리세리드/지방산은 반응기에서 2.5 내지 6.0:1의 몰 비로 혼합될 수 있다. 오일 대 폴리올의 몰 비는 폴리올에 존재하는 히드록실 기의 양과 목적하는 모노에스테르 함량에 의존한다. 3가지의 주입물이 이용되는 경우, 폴리올, 지방산 및 트리글리세리드는 각각 반응기에서 2.5 내지 6.0:1:0.33의 몰 비로 혼합될 수 있다.
주입물을 형성하기 위한 상기 주입물의 혼합 후, 이후 상기 주입물은 용매로 희석되어 희석된 주입물을 형성한다. 다양한 실행에서, 용매는 t-부탄올일 수 있다. 다른 실행에서, 용매는 이소프로판올일 수 있다. 다양한 실행에서, 이소프로판올은 무수 이소프로판올일 수 있다. 무수 이소프로판올이 사용되는 다양한 실행에서, 이소프로판올은 희석된 주입물의 총 5 중량% 내지 30 중량%일 수 있고, 이때 특정 실행에서 15 중량% 내지 25 중량%로 사용된다.
일부 실행에서, 반응은 희석된 주입물의 0.05 중량% 내지 0.7 중량%의 촉매를 희석된 주입물에 첨가함으로써 촉매화된다. 특정 실행에서, 반응은, 비제한적인 예로서, 소듐 메톡사이드, 알칼리 촉매, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 이의 임의의 조합, 또는 임의의 다른 염기를 사용하여 촉매화될 수 있다. 다른 실행에서, 반응은, 비제한적인 예로서, 알킬설폰산, 파라-톨루엔 설폰산(PTSA), 강산, 염산(HCl), 황산(H2SO4), 이의 임의의 조합, 또는 임의의 다른 유기산 또는 무기산을 사용하여 촉매화될 수 있다.
희석된 주입물에 촉매 첨가 후, 이후 에스테르화 반응이 실시된다. 다양한 실행에서, 반응은 70 내지 90℃에서 수행될 수 있다. 다양한 실행에서, 반응 용기는 양압에 대해 평가될 수 있다. 다양한 실행에서, 주입물은 고 진탕 하에서 반응할 수 있다. 이소프로판올이 용매로서 이용되는 경우, 방법은 또한 휘발성 이소프로판올을 반응 매질 내로 다시 재순환시키기 위해 응축기를 이용하는 것을 포함할 수 있다.
다양한 실행에서, 에스테르화 반응은 보다 고차의 폴리올 에스테르(디에스테르, 트리에스테르 등)에 비해 모노에스테르 형성을 선호할 수 있다. 일부 실행에서, 모노에스테르 전환도는 폴리올 및 지방산/트리글리세리드 몰 비, 반응 시간, 및 촉매의 양에 의존한다. 반응 매개변수에 따라, 총 모노에스테르 함량은 생성물의 약 30 중량% 내지 약 98 중량% 범위일 수 있다. 이러한 반응은 주입물로 사용된 특정 유형의 폴리올에 선택적이지 않으므로, 비제한적인 예로서, 글리세롤, 폴리글리세롤, 소르비톨, 글루코오스, 및 본원에 개시된 임의의 다른 폴리올과 같은 단당류 및 단량체를 포함하는 다양한 범위의 폴리올과 사용될 수 있다는 것이 관찰되었다. 다양한 실행에서, 주입물은, 비제한적인 예로서, 왁스 에스테르, 지방산, 올레산, 코코아버터, 해바라기유, 수소첨가 해바라기유, 트리글리세리드, 완전 포화 트리글리세리드, 부분 포화 트리글리세리드, 다양한 정도로 불포화된 트리글리세리드, 이의 임의의 조합, 또는 임의의 다른 지방산, 트리글리세리드, 에스테르, 또는 이의 조합일 수 있다.
다양한 실행에서, 희석된 주입물의 형성 후, 촉매는 희석된 주입물에 직접 첨가된다. 알칼리 촉매(예컨대, 소듐 메톡사이드)를 이용한 실행의 경우, 촉매가 폴리올/이스프로판올/오일 상(트리글리세리드/지방산) 2 액체 상 혼합물에 첨가되는 경우, 에스테르화 반응은 초기에 서서히 진행될 수 있다. 반응이 진행됨에 따라, 알칼리 촉매의 첨가는 희석된 주입물 중 액체 상 중 존재하는 잔류 수분과의 반응, 오일 상의 성분의 비누화, 및/또는 희석된 주입물 중 유리 지방산의 비누화로 인해 소량의 지방산 염을 형성할 수 있다. 임의의 이론에 구속되지 않으면서, 소듐 비누의 형성은, 비누가 폴리올/이소프로판올/오일 상의 2 액체 상 사이에서 가용화제로서 작용하도록 허용할 수 있다. 비누가 형성됨에 따라, 모든 반응물이 동일한 액체 상에서 가용성이 됨에 따라 혼합물은 단일 액체 상이 된다는 것이 관찰된다. 단일 액체 상의 형성은 반응 속도를 증가시키고, 이는 그 결과 모노에스테르 생성물의 형성을 선호한다고 여겨진다.
다양한 다른 실행에서, 희석된 주입물의 형성 후, 촉매 첨가 전, 소량의 지방산 염/비누가 제조된 주입물을 형성하기 위해 첨가된다. 제조된 주입물의 형성 후, 이후 촉매는 상기 기재된 바와 같이 첨가된다(이는 본 문헌에서 개시된 임의의 촉매 유형일 수 있음). 특정 실행에서, 250 ppm의 지방산 염의 농도로 혼합물을 형성하기 위해서는 희석된 주입물에 지방산 염을 첨가하는 것이 충분하다. 다른 실행에서, 약 250 ppm 내지 약 2500 ppm의 지방산 염의 첨가가 이용될 수 있다. 다양한 실행에서, 지방산 염은 소듐 올레에이트이지만, 다른 것에서, 비제한적인 예로서, 액체 주입물로부터 유래된 지방산 염, 최종 생성물에 특정 속성을 제공하도록 조작된 지방산 염, 및 주입물 중 지방산으로부터 유래된 임의의 다른 지방산 염 또는 개별 첨가된 임의의 다른 지방산 염과 같은 임의의 지방산 염이 이용될 수 있다. 지방산 염의 양이온은, 비제한적인 예로서, 소듐, 포타슘, 마그네슘, 및 칼슘과 같은 임의의 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 이온을 포함할 수 있다. 산 촉매 첨가 전 저농도의 지방산 염을 첨가하는 것은 상기 기재된 염기 단독 촉매화 절차에서 관찰된 것과 대조적으로 이소프로필 에스테르의 형성 없이 이소프로판올이 용매로서 사용된 용액에서 반응 속도를 예상치 못하게 실질적으로 증가시켰다는 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 완전히 예측되지 않았다. 임의의 이론에 구속되지 않으면서, 이소프로판올 중 실질적인 반응의 증가를 촉진하는 메커니즘은 (트랜스)에스테르화에서 동시 발생하는 SN1 및 SN2 메커니즘 사이의 경쟁과 관련되어 있다고 여겨진다. 반응이 염기 촉매화되는 경우, 반응은 SN1 및 SN2 메커니즘 둘 모두를 동시에 사용하지만 반응 혼합물 중 상이한 화학 종을 수반하여 발생한다. 궁극적으로, 이소프로판올로부터 형성된 이소프로필 에스테르의 보다 느린 SN1 반응(기능적으로 비가역성임)은 다른 에스테르를 형성하는 보다 빠른 단일 단계 SN2 반응(가역성)을 극복한다. 그러나, 산 촉매가 이용되는 경우, 반응은 SN1 메커니즘을 억제함으로써 실질적인 이소프로필 에스테르의 형성을 방지하는, SN2 특이성을 보여주는 단일 반응 메커니즘을 사용하여 진행될 수 있다. 두 경우에, 지방산 염의 첨가는, 산 촉매가 사용되는 경우, 반응의 특이성을 변경하여 이소프로필 에스테르의 형성을 방지한다. 지방산 염의 첨가 효과는 하기 결과를 포함할 수 있다: 반응에 걸쳐 색상 증가가 적거나 없음, 전환 또는 과반응이 적거나 없음, t-부탄올보다 싼 이소프로판올의 사용이 가능함, 실질적인 양의 이소프로판올 에스테르의 형성이 적거나 없는 것으로 관찰됨, 및 지질 공급 원료와 같은 유리 지방산의 사용. 일부 실행에서, 유리 지방산은 탈취 공정으로부터 증류될 수 있다.
다양한 다른 실행에서, 희석된 주입물의 형성 후, 촉매 첨가 전, 소량의 염기가 첨가되어 제조된 주입물을 형성하고, 여기서 공정으로의 주입물은 폴리올 및 지방산이다. 소량의 염기의 효과는 소량의 지방산 염이 형성되는 것이다(다양한 실행에서 약 250 ppm의 농도로). 제조된 주입물의 형성 후, 이후 촉매는 상기 기재된 바와 같이 첨가된다(이는 본 문헌에서 개시된 임의의 산 촉매형일 수 있음). 특정 실행에서, 염기의 첨가를 사용하는 희석된 주입물로의 약 250 ppm의 농도의 지방산 염의 형성이 충분하다. 다른 실행에서, 약 250 ppm 내지 약 2500 ppm의 형성이 이용될 수 있다. 다양한 실행에서, 염기는 소듐 히드록사이드이지만, 다른 것에서, 비제한적인 예로서, 칼슘 카르보네이트, 소듐 카르보네이트, 포타슘 히드록사이드, 및 임의의 다른 염기와 같은 임의의 염기가 이용될 수 있다. 산 촉매 첨가 전 저농도의 지방산 염을 형성하는 것은 상기 기재된 염기 단독 촉매화 절차에서 관찰된 것과 대조적으로 이소프로필 에스테르의 형성 없이 이소프로판올이 용매로서 사용된 용액에서 반응 속도를 예상치 못하게 실질적으로 증가시켰다는 것이 관찰되었다. 다시 한 번, 이러한 결과는 완전히 예측되지 않았다. 임의의 이론에 구속되지 않으면서 이소프로판올에서의 실질적인 반응의 증가를 촉진하는 메커니즘은 상기 기재된 것과 유사한 동시 발생 SN1 및 SN2 메커니즘 사이의 경쟁과 관련되어 있다고 여겨진다.
촉매 에스테르화 반응 후, 이후 반응은, 비제한적인 예로서, 이산화탄소, 염산, 시트르산, 산, 또는 이의 임의의 조합과 같은 산으로 중화될 수 있다. 이산화탄소로의 중화는 이와 같은 과정에서 특히 효과적일 수 있으며, 혼합물은 용액에서 침전 제거되는 카르보네이트를 형성하고, 여과를 통해 폴리올 상으로부터 쉽게 회수될 수 있어, 후속 반응에 적합한 고순도의 회수된 폴리올을 남길 수 있다. 이후, 잔류 이소프로판올 용매는 분리될 수 있고, 부가적인 배치에서 사용을 위해 회수될 수 있다. 이후, 과량의 폴리올이 디캔팅을 통해 후속적으로 제거될 수 있고, 후속 반응을 위해 회수될 수 있다. 이후, 잔류하는 농축화된 모노에스테르 오일 상은 여과되어 지방산 염 및 카르보네이트와 같은 과량의 미립자를 제거할 수 있다.
폴리올로부터 에스테르를 형성하기 위한 방법의 다양한 실시예는 본 개시내용의 예시 목적을 위해서만 본원에 기재된다. 본원에 개시된 원리를 사용하여 폴리올을 수반하는 다양한 에스테르화 및 트랜스에스테르화 방법에 대해 다수의 방법 변형이 구성될 수 있다.
실시예 1 - 폴리글리세롤 3, t-부탄올, 소듐 메톡사이드, 코코아 버터
3:1 몰 비로 210.1 g의 폴리글리세롤-3 및 250.0 g의 정제된 코코아 버터를 첨가하고, 온도, 압력, 질소, 및 진탕의 제어 하 1000 mL 반응 플라스크에서 조합함으로써 모노에스테르 함량이 높은 폴리글리세릴-3 에스테르를 제조하였다. 물질을 90℃까지 가열하고, 질소 스파징 하에서 칼 피셔(Karl Fischer) 분석에 의한 수분 함량이 용액의 0.02 중량% 미만에 도달할 때까지 진공 건조하였다. 건조되면, 115.0 g의 t-부탄올이 용매 희석물(총 배치 크기의 20 중량%)로서 첨가되었고, 온도는 70℃까지 감소하였다. t-부탄올이 분산되면, 2.4 g의 소듐 메톡사이드 촉매를 서서히 첨가하였고(오일 주입물의 1 중량%), 반응시켰다. 소듐 메톡사이드 첨가 직후, 반응 매트릭스는 단일 상이 되었으며 투명해졌고, 이는 반응이 활성임을 나타낸다.
90분 후, 샘플을 취하고, Agilent 1290 ELSD를 갖는 Agilent(캘리포니아, 산타 클라라 소재) 1260 infinity HPLC 시스템을 사용하는 역상 고압 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 사용하여 분석하였다. 방법은 용리액으로서 3 mL/분으로 10분에 걸친 100 mm C18 실리카 컬럼을 통한 95/5% 아세토니트릴/에틸 아세테이트에서 5/95%의 구배로 구성되었다. 생성물은 91% 모노에스테르 함량, 7% 디에스테르 함량, 2% 트리에스테르 함량, 및 2.7% 메틸 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)를 갖는 것으로 확인되었다. 부틸 에스테르는 검출되지 않았다. 반응은 무수 시트르산으로 중화되었고, t-부탄올을 제거하기 위해 탈용매화되고, 여과되었다. 모든 폴리글리세롤-3이 소모되었기 때문에 디캔팅 단계는 필요하지 않았다[잔류 폴리올은 존재하는 경우 0.9분의 체류 시간(RT)에서 피크를 보일 수 있지만 관찰되지는 않았음].
실시예 2 - 폴리글리세롤-3, 이소프로판올, 소듐 메톡사이드, 코코아 버터
2.5:1 몰 비의 197.8 g 폴리글리세롤-3 및 282.2 g 코코아 버터로, 실시예 1과 동일한 절차를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 용매는 t-부탄올 대신 이소프로판올이었고, 이후 반응은 동일한 촉매를 포함하여 동일한 조건 및 절차 하에서 실시되었다. 실시예 1에서와 동일한 크로마토그래프 및 분석 절차를 사용한 분석 후, 모노에스테르 함량은 72.0%였고, 11.2% 디에스테르, 2.6% 트리에스테르, 6.4% 메틸 에스테르, 및 7.5% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 잔류 폴리글리세롤-3은 일반적으로 0.9분에서 용리될 것이다.
실시예 3 - 글리세롤, 이소프로판올, 소듐 메톡사이드
3:1 몰 비의 117.03 g 글리세롤 및 362.97 g 코코아 버터의 주입물로 실시예 1 및 실시예 2의 절차 및 장비를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 실시예 2에서와 같이 용매로서 이소프로판올을 사용하였고, 동일한 촉매를 사용하여 동일한 반응 조건 및 절차 하에서 반응을 실시하였다. 도 1의 크로마토그래프에서 예시된 것과 같이 모노에스테르 함량은 80.9%였고, 6.0% 디에스테르, 2.3% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 9.68% 이소프로필 에스테르(생성된 생성물의 중량에 의한 값)였다. 조사로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 1.8의 RT에서 대부분 잔류 글리세롤은 관찰되지 않았기 때문에, 대부분 모든 글리세롤은 반응 도중 소모되었다.
실시예 4 - 글리세롤, 이소프로판올, 파라-톨루엔 설폰산(PTSA)
2:1 몰 비의 84.92 g 글리세롤 및 395.08 g 수소첨가 해바라기유를 트리글리세리드 공급원으로서 이용하는 주입물로 실시예 1의 절차를 사용하여 다른 실험을 실시하였다. 이소프로판올을 용매 희석물로서 사용하였고, 이소프로판올 첨가 후, 파라-톨루엔 설폰산을 0.1 중량%의 소듐 메톡사이드로 대체하였고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 도 2의 크로마토그래프에서 예시된 바와 같이 모노에스테르 함량은 52.9%였고, 25.99% 디에스테르, 3.1% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 18.0% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 그래프는 1.8분의 RT에서 반응 후 본질적으로 글리세롤이 잔류하지 않았음을 나타낸다.
실시예 5 - 폴리글리세롤-3, 이소프로판올, PTSA
주입물로서 2:1 몰 비의 172.5 g 폴리글리세롤-3 및 307.5 g 수소첨가 해바라기유로 실시예 4의 절차를 사용하여 다른 실험을 실시하였다. 조합된 주입물은 용매로서 120 g의 이소프로판올을 사용하여 희석되었다. PTSA를 0.1 중량%로 투입하고, 에스테르화 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 52.9%였고, 25.99% 디에스테르, 3.1% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 18.0% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 0.9의 RT에서 잔류 폴리글리세롤-3은 관찰되지 않았다.
실시예 6 - 글리세롤, 이소프로판올, PTSA, 소듐 올레에이트
주입물로서 2:1 몰 비의 84.92 g 글리세롤 및 395.08 g 해바라기유로 실시예 1의 절차 및 장비를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 이후, 조합된 주입물을 이소프로판올을 사용하여 희석하였다. 이소프로판올 첨가 후, 0.15 g의 소듐 올레에이트를 혼합물에 첨가하여 250 ppm 용액을 형성하고, 이는 상기 2-상 액체를 단일, 투명 액체 상으로 전환하였다. 이후, PTSA를 0.1 중량%의 소듐 메톡사이드로 대체하였고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 도 3에 예시된 크로마토그래프에 따라 모노에스테르 함량은 65.6%였고, 17.9% 디에스테르, 6.9% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 0.14% 이소프로필 에스테르(생성물의 중량에 의한 값)였다. 소듐 올레에이트 첨가는 PTSA 산 촉매에 대한 특이성을 제공하여, 이소프로필 에스테르의 양을 최소화하고, 모노에스테르 형성을 최대화한 평형을 찾은것으로 나타났다. 도 3에 예시된 바와 같이, 2:1 몰 비의 폴리올 대 해바라기유를 이상적인 화학량론적 완료까지 완전 반응시켰고, 이는 놀랍게도 매우 효율적인 반응임을 나타내었다(1.8분의 RT에서 잔류 글리세롤이 없음이 관찰되었음).
실시예 7 - 글리세롤, 이소프로판올, PTSA, NaOH
주입물로서 2:1 몰 비의 84.92 g 글리세롤 및 395.08 g 해바라기유를 사용하여 실시예 4의 절차에 따라 다른 반응을 실시하였다. 이후, 혼합된 주입물을 20 중량% 이소프로판올과 조합하였다. 이후, 희석된 주입물은 0.04 중량%의 50% NaOH(중량에 의한 값)를 혼합물에 첨가하여 해바라기유를 상응하는 부분 글리세리드와 함께 약 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염을 형성하도록 비누화했다. 실시예 6에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. 이후, 0.1 중량%의 PTSA를 촉매로서 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 66.7%였고, 17.9% 디에스테르, 6.9% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 0.14% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 소듐 올레에이트 첨가는 산 촉매에 대한 특이성을 제공하여, 이소프로필 에스테르의 양을 최소화하고, 모노에스테르 형성을 최대화한 평형을 찾았다. 2:1 몰 비의 폴리올 대 해바라기유가 이상적인 화학량론적 완료까지 완전 반응되었음이 관찰되었고, 이는 매우 효율적인 반응임을 나타내었다. NaOH의 초기 첨가는 기능적으로 반응 씨드로서 거동하였고, 이는 놀랍게도 반응을 가속화하고, 전환을 개선하기 위해 관찰되었던 농도로 지방산 염 및 부분 글리세리드를 형성했다.
실시예 8 - 글리세롤, 이소프로판올, PTSA, NaOH
이후, 주입물로서 5:1 몰 비의 195.7 g 글리세롤 및 364.3 g 해바라기유로 실시예 7의 절차에 따라 더 큰 반응을 실시하였다. 실시예 7에서와 같이, 혼합된 주입물을 20 중량% 이소프로판올과 조합하였다. 용매로의 희석 후, 0.04 중량%의 50% NaOH(중량에 의한 값)를 혼합물에 첨가하여 해바라기유 중 지방산을 상응하는 부분 글리세리드와 함께 약 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염으로 비누화했다. 실시예 7에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. 이후, 0.1 중량%의 PTSA를 촉매로서 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 생성물의 94.7 중량%였고, 17.9 중량% 디에스테르, 6.9 중량% 트리에스테르, 0 중량% 메틸 에스테르, 및 0.14 중량% 이소프로필 에스테르였다. NaOH의 첨가를 통한 소듐 올레에이트 형성은 산 촉매에 대한 특이성을 제공하여, 이소프로필 에스테르의 수를 최소화하고, 모노에스테르 형성을 최대화한 평형에 도달했다. 5:1 몰 비의 폴리올 대 오일은 실질적인 폴리올의 몰 초과량으로 인해 이론적으로 100% 모노에스테르를 생성할 수 있고, 이는 94% 모노에스테르, 3.2% 디에스테르, 1.9% 트리에스테르, 및 0.1% 이소프로필 에스테르의 전환율에 의해 합리적으로 달성된 것으로 관찰되었다. NaOH의 초기 첨가는 기능적으로 반응 씨드로서 거동하였고, 이는 지방산 염 및 부분 글리세리드를 형성했다. 놀랍게도, 과량의 글리세롤은 일반적인 공정에서와 같이 물질 전달 제한에 의해 조절되지 않아, 모노에스테르로의 이상적인 화학량론적 전환을 효과적으로 달성했다.
실시예 9 - 폴리글리세롤-3, 이소프로판올, PTSA, NaOH
주입물로서 5:1 몰 비의 280.2 g 폴리글리세롤-3 및 200 g 해바라기유로 실시예 5의 절차에 따라 더 큰 반응을 실시하였다. 이후, 혼합된 주입물을 희석제로서의 20 중량% 이소프로판올과 조합하였다. 이소프로판올 첨가 후, 0.04 중량%의 50% NaOH 용액(중량에 의한 값)을 혼합물에 첨가하여 해바라기유를 상응하는 부분 글리세리드와 함께 약 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염을 형성하도록 비누화했다. 실시예 6에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. 이후, 0.1 중량%의 PTSA를 촉매로서 비누화된 혼합물에 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 93.1%였고, 4.8% 디에스테르, 2.0% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 0.1% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 다시 한 번, 소듐 올레에이트 형성은 산 촉매에 대한 특이성을 제공하여, 이소프로필 에스테르의 수를 최소화하고, 모노에스테르 형성을 최대화한 평형에 도달했다. 5:1 몰 비의 폴리올 대 오일은 실질적인 폴리올의 몰 초과량으로 인해 이론적으로 100% 모노에스테르를 생성할 수 있고, 이는 94% 모노에스테르, 3.2% 디에스테르, 1.9% 트리에스테르, 및 0.1%의 폴리글리세롤-3의 이소프로필 에스테르의 전환율에 의해 합리적으로 달성된 것으로 관찰되었다. NaOH의 초기 첨가는 기능적으로 반응 씨드로서 거동하였고, 이는 지방산 염 및 부분 글리세롤을 형성했다. 놀랍게도, 과량의 폴리글리세롤-3의 반응은 일반적인 공정에서와 같이 물질 전달 제한에 의해 조절되지 않아, 이상적인 화학량론적 전환을 효과적으로 달성했다.
실시예 10 - 폴리글리세롤-3, 이소프로판올, PTSA, NaOH, 올레산
주입물로서 5:1 몰 비의 64.8 g 폴리글리세롤-3 및 15.2 g 올레산으로 실시예 8의 절차 및 장비를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 이후, 조합된 주입물을 20 중량%의 이소프로판올을 사용하여 희석하였다. 이후, 희석된 주입물은 혼합물에 첨가된 0.04 중량%의 50% NaOH 용액(중량에 의한 값)을 혼합물에 첨가하여 올레산을 대략 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염으로 비누화했다. 실시예 7에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. NaOH 첨가 후, 이후 0.1 중량%의 PTSA를 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 본 실시예에서, 반응 용기를 딘-스타크 증류 기기로 설정하여, 이소프로판올을 반응 매트릭스에 유지시키면서 에스테르화 반응으로부터 생성된 수분을 제거했다. 수분이 제거되면, 반응은 97.2% 모노에스테르, 2.1% 디에스테르, 0.9% 트리에스테르, 및 0.1% 이소프로필 에스테르(생성물의 중량에 의한 값)의 화학량론적 분포로 진행되었다. 놀랍게도, 유리 지방산은 산 가 또는 HPLC 분석에 의해 검출불가했고, 이는 모든 첨가된 올레산이 완전 에스테르화되었음을 나타냈다.
실시예 11 - 글리세롤, 이소프로판올, PTSA, NaOH, 올레산
주입물로서 5:1 몰 비의 49.6 g 글리세롤 및 30.4 g의 올레산으로 실시예 10의 장비 및 절차를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 이후, 조합된 주입물을 20 중량%의 이소프로판올을 사용하여 희석하였다. 희석 후, 0.04 중량%의 50% NaOH 용액(중량에 의한 값)을 혼합물에 첨가하여 올레산을 약 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염으로 비누화했다. 실시예 7에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. 이후, 0.1 중량%의 PTSA를 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 실시예 10에서와 같이, 반응 용기를 딘-스타크 증류 기기로 설정하여, 이소프로판올을 반응 매트릭스에 유지시키면서 에스테르화 반응으로부터 생성된 수분을 제거했다. 수분이 제거되면, 반응은 97.5% 모노에스테르, 1.9% 디에스테르, 0.5% 트리에스테르, 및 0.1% 이소프로필 에스테르(생성물의 중량에 의한 값)의 화학량론적 분포로 진행되었다. 놀랍게도, 유리 지방산은 산 가 또는 HPLC 분석에 의해 검출불가했고, 이는 모든 첨가된 올레산이 완전 에스테르화되었음을 나타냈다.
실시예 12 - 폴리글리세롤-3, t-부탄올, PTSA
주입물로서 3:1 몰 비의 210.1 g의 폴리글리세롤-3 및 250.0 g의 정제된 코코아 버터로 실시예 1의 절차를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 이후, 조합된 주입물을 120 g의 t-부탄올로 희석하였다. 촉매로서 PTSA를 0.1 중량%로 투입하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액(중량%)으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 78.9%였고, 15.6% 디에스테르, 5.1% 트리에스테르, 및 0.39% 메틸 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 잔류 폴리글리세롤-3이 0.9분의 RT에서 크로마토그래피 분석 중 관찰되었다.
실시예 13 - 폴리글리세롤-3, t-부탄올, PTSA, NaOH
주입물로서 3:1 몰 비의 210.1 g의 폴리글리세롤-3 및 250.0 g의 정제된 코코아 버터로 실시예 12의 장비 및 절차를 사용하여 다른 반응을 실시하였다. 이후, 혼합된 주입물을 120 g의 t-부탄올로 희석하였다. 이후, 희석된 주입물은 0.04 중량%의 50% NaOH 용액(중량에 의한 값)을 가져 코코아 버터 내 지방산을 약 250 ppm의 농도의 지방산 소듐 염으로 비누화했다. 실시예 12에서와 같이, 용액은 NaOH 첨가 후 투명한 단일 상이 되었다. 이후, 0.1 중량%의 PTSA를 촉매로서 첨가하고, 반응이 완료되면 50% NaOH 용액으로 중화시켰다. 모노에스테르 함량은 92.1%였고, 5.6% 디에스테르, 2.3% 트리에스테르, 및 0.1% 이소프로필 에스테르(모두 생성물의 중량에 의한 값)였다. 놀랍게도, t-부탄올을 용매로서 사용한 경우에도 모노에스테르 반응으로의 전환 및 속도에 대한 지방산 소듐 염의 생성의 효과가 여전히 관찰되었다. 잔류 폴리글리세롤-3은 0.9분의 RT에서 크로마토그래피 분석 중 관찰되지 않았다.
실시예 14 - 폴리글리세롤 3, 이소프로판올, 소듐 메톡사이드(대규모)
실시예 2의 일반 절차에 따른 대규모 반응을 1000 갤런 재킷 스테인리스강 반응기에서 실시하였다. 반응기에서, 2.5:1 몰 비의 824 ㎏의 폴리글리세롤 및 1175.8 ㎏의 수소첨가 해바라기유를 혼합하고, 진공 및 질소 스파징을 사용하여 칼 피셔 분석에 의한 수분 함량이 용액의 0.02 중량% 미만에 도달할 때까지 120℃에서 건조하였다. 주입물 혼합 후, 500 ㎏의 이소프로판올을 첨가하고, 희석된 혼합물을 70℃까지 냉각시키면서 혼합하였다. 이후, 촉매로서 소듐 메톡사이드 분말을 반응기에 투입하고, 관찰된 모노글리세리드/모노에스테르 함량이 최대에 도달할 때까지 ELSD를 사용하여 RP-HPLC에 의해 반응 진행을 모니터링했다. 이후, 촉매를 10 중량% 연수로 중화시키고, 이후 과량의/미반응된 글리세롤/발생된 비누와 함께 제거하였다. 잔류 물질을 탈용매화시키고, 여과한 후, 보다 용이한 핸들링을 위해 고체 플레이크로 변형했다. 플레이크의 모노에스테르 함량은 도 4의 크로마토그래프에 도시된 것과 같이 68.7%였고, 10.1% 디에스테르, 1.6% 트리에스테르, 0% 메틸 에스테르, 및 19.6% 이소프로필 에스테르였다(모두 생성물의 중량에 의한 값).
실시예 15
다른 실험에서, 80℃에서 폴리글리세롤-3/이소프로판올/수소첨가 해바라기유의 사전 반응된 이종 혼합물에 0.1% 소듐 스테아레이트를 첨가함으로써, 지방산 염 가용화 특성의 효과를 추가로 시험하였다. 폴리올 대 오일의 몰 비는 2.5였고, 이소프로판올의 양은 폴리올/오일 주입물의 20 중량%였다. 용액을 온도에 도달시킨 후, 다중 액체 상 시스템은 임의의 촉매 첨가 전 균일한 단일 상이 되었다. 촉매 첨가 후, 놀랍게도 반응은 81% 모노에스테르 전환율에 도달할 때까지 일반적으로 관찰된 것보다 더 높은 속도로 진행되었다. 후속 실험에서, 이전 실험을 지방산 염으로서 포타슘 스테아레이트를 사용하여 수행했고, 단일-상 용액은 또한 79%의 놀랍게도 유의한 모노에스테르 전환율로 수득되었다.
상기 설명이 폴리올의 지방산 에스테르를 형성하고, 성분, 하위 성분, 방법 및 하위 방법을 실행하기 위한 방법 및 시스템의 특정 실행을 언급하는 경우, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다수의 변형이 이루어질 수 있고, 이러한 실행, 성분, 하위 성분, 방법 및 하위 방법의 실행이 폴리올의 지방산 에스테르를 형성하기 위한 다른 방법 및 시스템에 적용될 수 있음이 용이하게 명백해야 한다.

Claims (20)

  1. 폴리올 에스테르의 형성 방법으로서,
    2.5 내지 6:1의 폴리올 대 트리글리세리드 몰 비로 반응기에서 폴리올과 트리글리세리드를 혼합하여 주입물을 형성하는 단계;
    주입물을 이소프로판올과 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계;
    촉매와 희석된 주입물을 혼합하는 단계; 및
    희석된 주입물을 가열 및 진탕하여 트리글리세리드 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 촉매는 희석된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%인, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나인, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 촉매를 사용하여 비누를 형성하여 폴리올, 트리글리세리드, 및 이소프로판올을 가용화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤 중 하나인, 방법.
  7. 폴리올 에스테르의 형성 방법으로서,
    2.5 내지 6:1의 폴리올 대 트리글리세리드 몰 비로 반응기에서 폴리올과 트리글리세리드를 혼합하여 주입물을 형성하는 단계;
    주입물을 용매와 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계;
    지방산 염과 희석된 주입물을 혼합하여 제조된 주입물을 형성하는 단계;
    촉매와 제조된 주입물을 혼합하는 단계; 및
    제조된 주입물을 가열 및 진탕하여 트리글리세리드 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%인, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 촉매는 제조된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%인, 방법.
  10. 제7항에 있어서, 촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나인, 방법.
  11. 제7항에 있어서, 촉매를 사용하여 비누를 형성하여 폴리올, 트리글리세리드, 및 이소프로판올을 가용화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제7항에 있어서, 폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤인, 방법.
  13. 제7항에 있어서, 지방산 염은 소듐 올레에이트이고, 제조된 주입물 중 지방산 염의 농도는 혼합 후 250 ppm인, 방법.
  14. 폴리올 에스테르의 형성 방법으로서,
    2.5 내지 6:1의 폴리올 대 지방산 몰 비로 반응기에서 폴리올과 지방산을 혼합하여 주입물을 형성하는 단계;
    주입물을 용매와 혼합하여 희석된 주입물을 형성하는 단계;
    염기와 희석된 주입물을 혼합하여 비누화된 주입물을 형성하는 단계;
    촉매와 비누화된 주입물을 혼합하는 단계; 및
    비누화된 주입물을 가열 및 진탕하여 지방산 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는 생성물을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 모노에스테르는 생성물의 30 중량% 내지 95 중량%인, 방법.
  16. 제14항에 있어서, 촉매는 비누화된 주입물의 0.2 중량% 내지 0.7 중량%인, 방법.
  17. 제14항에 있어서, 촉매는 소듐 메톡사이드, 소듐 히드록사이드, 포타슘 히드록사이드, 칼슘 카르보네이트, 파라-톨루엔 설폰산, 염산, 황산, 또는 이의 임의의 조합 중 하나인, 방법.
  18. 제14항에 있어서, 폴리올은 글리세롤 또는 폴리글리세롤인, 방법.
  19. 제14항에 있어서, 염기는 소듐 히드록사이드이고, 비누화된 주입물 중 지방산 염의 농도는 혼합 후 250 ppm인, 방법.
  20. 제14항에 있어서, 폴리올과 지방산의 혼합은 트리글리세리드와 폴리올 및 지방산을 혼합하는 단계를 추가로 포함하고, 생성물은 지방산, 트리글리세리드, 및 폴리올의 모노에스테르를 포함하는, 방법.
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