WO2013146840A1 - ペースト状組成物及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013146840A1
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acid
mass
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達弥 小林
孝則 水岡
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日清オイリオグループ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a paste-like composition suitable as a substitute for petrolatum and a method for producing the same.
  • paraffinic hydrocarbons are mainly crude oil separated, refined and fractionated by differences in boiling point, melting point, etc., and are liquid liquid paraffin, solid paraffin wax, or mainly distillation residues thereof. It is classified as petrolatum.
  • paraffinic hydrocarbons are used very favorably in the food, chemical industry, pharmaceutical, or cosmetic industries because they are supplied at a very low price because of their huge production scale. It is one of the materials.
  • liquid liquid paraffin is used as a base oil for lubricants and cosmetics
  • solid paraffin wax is a mold release agent, moldability improver, polish, waterproofing or water repellent, and products. It is used as a base material for imparting a form.
  • petrolatum which is a pasty hydrocarbon known as petrolatum in Japan, is in the middle of liquid and solid shapes, and is used as a mold release agent or lubricant for ointment bases and industrial products in pharmaceuticals.
  • Paraffinic hydrocarbons generally contain impurities other than the intended physical properties (for example, boiling point or melting point) because the target fraction is extracted from crude oil containing a large number of compounds by an operation such as distillation. It is known. For this reason, when using the paraffinic hydrocarbon refined from crude oil for various purposes, some problems occur due to the presence of impurities and contaminants resulting from the origin of the crude oil.
  • petrolatum known under the name petrolatum in Japan
  • petrolatum is a paste-like component obtained by solvent fractionation of petroleum crude oil vacuum distillation residue, so it has a high molecular weight or high melting point compared to liquid paraffin and paraffin wax. It is known to contain components that cannot be identified as sulfur components or structures derived from common compounds or crude oil.
  • refined petrolatum is known to have a high melting point or a high molecular component in many cases depending on the production location of crude oil, and the viscosity and melting point are different.
  • Cosmetics are generally designed with a precise blend of many ingredients, and it is known that sometimes this high melting point or the difference in polymer components has a significant effect on the stability of cosmetics.
  • petrolatum when petrolatum is blended in a lipstick among cosmetics, it is often used mainly as a gloss imparting agent.
  • petrolatum contains a very high melting point polymer component as described above, when the lipstick blended with petrolatum is applied to the lips, the high melting point polymer component does not melt at the temperature of the coated surface, Since visible light scattering occurs, the improvement of gloss, which is the original purpose, is hindered.
  • petrolatum is used as a cosmetic feel improving agent, it is known that the difference in ingredients due to the difference in production area described above affects the coefficient of static friction or the coefficient of dynamic friction and gives a large difference in the feeling of use. .
  • liquid paraffin, paraffin wax or petrolatum originating from crude oil is used as an ointment base in cosmetics and pharmaceuticals, it not only gives a difference in use feeling as in the case of cosmetics, but also has a structure derived from crude oil. It is known that a component group that cannot be identified has an adverse effect. In particular, discoloration and odor generation due to exposure not only affects the feeling of use, but also may cause irritation to the application site of the human body or affect the active ingredient body of the pharmaceutical product.
  • industrial materials using these hydrocarbon materials are demanded as a recent global trend that the environmental load in the production process is small.
  • industrial materials using these hydrocarbon materials have less carbon dioxide emissions and less environmental impact when the raw material is derived from plants or microbial fermentation than from fossil fuels. It is believed that.
  • the industrial materials are discharged after use, if the raw materials of the industrial materials are derived from plants or from microbial fermentation, it is considered that they are easily decomposed by microorganisms in rivers and soils and have a low environmental load. Yes.
  • carbon contained in industrial resources originating from constituents of living organisms such as plants and microorganisms is different from carbon contained in fossil fuels, and the living organisms absorb from the atmosphere by photosynthesis during the growth process. Derived from carbon dioxide. Therefore, even if these industrial resources are used, it is considered that there is no effect on the increase or decrease in the total amount of carbon dioxide in the atmosphere (hereinafter, sometimes referred to as the concept of carbon neutral). From the above, it is considered that when the raw material is derived from animals or plants or microbial fermentation, the environmental load is less when industrial materials are discharged into the environment after use than those derived from crude oil.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a hydrocarbon-based oil by ketonization, hydrodeoxygenation, and isomerization of a raw material oil derived from a living body such as vegetable oil.
  • Patent Document 2 discloses a method for obtaining a hydrocarbon mixture by reductive dehydroxymethylation of vegetable fatty alcohol.
  • Patent Documents 1 and 2 are all liquid compositions, and it is very difficult to produce a paste-like composition that can be used as a petrolatum substitute. there were.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and compared with existing hydrocarbon compositions, the content of contaminants other than the intended components is reduced, storage stability, and smoothness during application.
  • a hydrocarbon composition having excellent properties (smoothness), gloss after application, stability under light irradiation, lubricity, and releasability, and a reduced environmental load, and a method for producing the same.
  • fatty acid refers to a hydrocarbon compound in which any one or more hydrogen atoms are substituted with a carboxyl group.
  • saturated fatty acid refers to a fatty acid in which all carbon-carbon bonds on the main hydrocarbon chain are single bonds.
  • Unsaturated fatty acid refers to a fatty acid having at least one double bond or triple bond in the carbon-carbon bond on the main hydrocarbon chain.
  • String chain fatty acid refers to a fatty acid having no carbon-carbon bond branched into a main hydrocarbon chain.
  • Branched fatty acid refers to a fatty acid having a carbon-carbon bond branched to a main hydrocarbon chain among fatty acids, and more specifically, “isostearic acid” “branched monomer acid” “dimer acid” “trimer” “Acid”.
  • the present inventors have used a fatty acid composition having a specific fatty acid composition as a raw material, and performed a decarboxylative dimerization reaction on the fatty acid composition. Later, it was found that a paste-like hydrocarbon composition was obtained by performing a hydrodeoxygenation reaction on the obtained aliphatic ketone, and the present invention was completed.
  • Fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more, (2) The content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less, and (3) at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids relative to the branched chain fatty acid.
  • the content of the liquid branched chain fatty acid is 10% by mass or more, A fatty acid composition is subjected to decarboxylation dimerization, and then a hydrodeoxygenation reaction is performed on the resulting composition containing an aliphatic ketone.
  • Method. The fatty acid composition is selected from the group consisting of isostearic acid, a branched chain fatty acid having 36 carbon atoms having two carboxylic acids, and a branched chain fatty acid having 54 carbon atoms having three carboxylic acids.
  • the manufacturing method of the paste-like composition of said [1] containing the above.
  • the linear fatty acid in the fatty acid composition comprises a linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms having one carboxylic acid and a linear fatty acid having 4 to 10 carbon atoms having two carboxylic acids.
  • the decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of one or more selected from the group consisting of Group II, Group VII to XII metal atoms, A method for producing a paste-like composition.
  • the decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of one or more metals selected from the group consisting of Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn.
  • the fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more, (2) The content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less, and (3) at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids relative to the branched chain fatty acid.
  • the content of the liquid branched chain fatty acid is 10% by mass or more, Including an aliphatic ketone obtained after decarboxylation of a metal soap synthesized by a fatty acid composition and one or more selected from the group consisting of Group II and Group VII to XII metal atoms A method for producing a paste-like composition, wherein a hydrodeoxygenation reaction is performed on the composition.
  • the hydrodeoxygenation reaction is a reaction in which a ketone group is reduced to a methylene group, and is carried out in the presence of hydrazine or zinc amalgam.
  • the pasty form of any one of [1] to [10] A method for producing the composition.
  • the hydrodeoxygenation reaction is A reduction reaction of the ketone for reducing the aliphatic ketone and synthesizing the aliphatic alcohol; Intramolecular dehydration reaction in which the obtained aliphatic alcohol is dehydrated intramolecularly to form an unsaturated bond; A reduction reaction of the unsaturated bond to obtain a saturated hydrocarbon by reducing the hydrocarbon in which the unsaturated bond is formed by the intramolecular dehydration reaction; A process for producing a paste-like composition according to any one of the above [1] to [10].
  • At least one of the reduction reaction of the ketone and the reduction reaction of the unsaturated bond is selected from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Cu, Cr, Ru, Rh, Li, Al, B, and Zn.
  • the method for producing a paste-like composition according to [12] which is performed in the presence of one or more.
  • the method for producing a paste-like composition according to [12], wherein the intramolecular dehydration reaction is performed in the presence of a Bronsted acid and / or a Bronsted base.
  • the pasty composition according to [16] which is used as a mold release improver.
  • the pasty composition according to [16] which is used as an ointment base for pharmaceuticals or quasi drugs.
  • the fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more, (2) The content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less, and (3) at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids relative to the branched chain fatty acid.
  • the content of the liquid branched chain fatty acid is 10% by mass or more
  • a pasty composition obtained by subjecting a fatty acid composition to a decarboxylative dimerization reaction and then subjecting the resulting composition containing an aliphatic ketone to a hydrodeoxygenation reaction A method for using a paste-like composition, characterized by being used as an alternative to the above.
  • Fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, (2) The content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids.
  • the content of the branched chain fatty acid that is liquid at 25 ° C. having three carboxylic acids is 10% by mass or more.
  • a method for producing a paste-like composition comprising: performing a decarboxylation dimerization reaction on a fatty acid composition, and then performing a hydrodeoxygenation reaction on the resulting composition containing an aliphatic ketone;
  • the fatty acid composition is at least selected from the group consisting of isostearic acid, a branched chain fatty acid having 36 carbon atoms having two carboxylic acids, and a branched chain fatty acid having 54 carbon atoms having three carboxylic acids.
  • the method for producing a paste-like composition according to any one of [1] to [4], which is at least one fatty acid selected from the group consisting of chain fatty acids, [6]
  • the linear fatty acid in the fatty acid composition comprises a linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms having one carboxylic acid and a linear fatty acid having 4 to 10 carbon atoms having two carboxylic acids.
  • the decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of at least one metal atom selected from the group consisting of Group II and Group VII to XII metal atoms.
  • a method for producing the paste-like composition according to any one of the above, [8] The decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of at least one metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn.
  • the fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, (2) The content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids. Alternatively, the content of the branched chain fatty acid that is liquid at 25 ° C. having three carboxylic acids is 10% by mass or more.
  • the hydrodeoxygenation reaction is a reaction in which a carbonyl group is reduced to a methylene group, and is carried out in the presence of hydrazine or zinc amalgam, according to any one of [1] to [11]
  • the hydrodeoxygenation reaction is A reduction reaction of the ketone for reducing the aliphatic ketone and synthesizing the aliphatic alcohol; Intramolecular dehydration reaction in which the obtained aliphatic alcohol is dehydrated intramolecularly to form an unsaturated bond; A reduction reaction of the unsaturated bond to obtain a saturated hydrocarbon by reducing the hydrocarbon in which the unsaturated bond is formed by the intramolecular dehydration reaction; A process for producing a paste-like composition according to any one of [1] to [11], [14] At least one of the reduction reaction of the ketone and the reduction reaction of the unsaturated bond is selected from the group consisting of Pt, P
  • the method for producing a paste-like composition according to [13], which is performed in the presence of at least one metal [15] The method for producing a paste-like composition according to [13], wherein the intramolecular dehydration reaction is performed in the presence of at least one of a Bronsted acid and a Bronsted base. [16] The ratio of the molar abundance ratio of 14 C isotope to the molar abundance ratio of 12 C isotope in the fatty acid composition is in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12.
  • a process for producing a paste-like composition according to any one of to [15], [17] A method for producing a paste-like composition according to any one of [1] to [16], wherein the ratio of the molar abundance ratio of 14 C isotope to the molar abundance ratio of 12 C isotope is: A paste-like composition in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 , [18] The paste composition according to [17], which is used as a substitute for petrolatum, [19] The paste composition according to [17], which is used as a lubricity improver, [20] The paste-like composition according to [17], which is used as a mold release improver, [21] A paste-like composition according to [17], which is used as an ointment base for pharmaceuticals or quasi drugs [22] A paste-like composition according to [17], which is used in cosmetics, [23] The fatty acid composition is (1) The content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more
  • having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids.
  • the content of the branched chain fatty acid that is liquid at 25 ° C. having three carboxylic acids is 10% by mass or more.
  • a paste-like composition obtained by subjecting a fatty acid composition to a decarboxylative dimerization reaction and then subjecting the resulting composition containing an aliphatic ketone to a hydrodeoxygenation reaction A method of using a paste-like composition, comprising using as an alternative to [24] Use of the paste-like composition according to [17] as a substitute for petrolatum, [25] Use of the paste-like composition according to [17] as a lubricity improver, [26] Use of the paste-like composition according to [17] as a releasability improver, [27] Use of the paste-like composition as described in [17] as an ointment base for pharmaceuticals or quasi-drugs, and use of the paste-like composition as described in [28] [17] as cosmetics .
  • the paste-like hydrocarbon composition suitable for various industrial materials can be obtained from the fatty acid composition comprising a specific fatty acid composition by the method for producing a paste-like composition of the present invention.
  • the paste-like composition obtained by this method can significantly reduce the content of impurities and impurities as compared to a paste-like hydrocarbon composition refined from crude oil, and has storage stability, It has excellent lubricity (smoothness), gloss after application, stability under light irradiation, lubricity, and releasability.
  • a paste-like hydrocarbon composition with reduced environmental load can be obtained by using a biological fatty acid composition as a raw material.
  • the paste-like composition obtained by the said method is suitable mainly as a substitute of petrolatum, and can be used widely for various industrial materials.
  • the process for producing a paste-like composition of the present invention is carried out by subjecting a fatty acid composition comprising a specific fatty acid composition to hydrogenation for a composition containing an aliphatic ketone obtained after decarboxylation dimerization reaction. It is characterized by performing a deoxygenation reaction.
  • a fatty acid composition having a specific fatty acid composition as a raw material, a paste-like composition can be obtained.
  • the fatty acid composition used as a raw material has a fatty acid composition having the following characteristics (1) to (3).
  • the content of branched chain fatty acids is 70% by mass or more based on the total mass of total fatty acids.
  • the content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less based on the total mass of total fatty acids.
  • the content ratio of the branched chain fatty acid which is liquid at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids with respect to the total mass of the branched chain fatty acid is 10% by mass or more.
  • the fatty acid composition has a branched chain fatty acid content of 70% by mass or more based on the total mass of total fatty acids.
  • the content of the branched chain fatty acid in the fatty acid composition may be 70% by mass or more and 85% by mass or less, and preferably 74% by mass or more and 85% by mass or less, based on the total mass of the total fatty acids. More preferably, it is more than mass% and less than 85 mass%.
  • the content of the branched chain fatty acid in the fatty acid composition is 70% by mass or more based on the total fatty acid, the obtained hydrocarbon composition can be made into a paste.
  • the content of the branched chain fatty acid is low, the produced hydrocarbon composition is likely to be solid even if the above-mentioned characteristics (2) and (3) are provided, and a paste-like composition is produced. It is difficult.
  • a branched chain fatty acid is a hydrocarbon having a branched chain (compound composed of carbon and hydrogen) and having at least one carboxylic acid. That is, it is a compound in which one or more hydrogen atoms of a branched hydrocarbon are substituted with a carboxyl group.
  • the number of carbon atoms and the number of carboxylic acids in the branched chain fatty acid contained in the fatty acid composition is not particularly limited.
  • the branched chain chain has 5 to 54 carbon atoms and 1 to 3 carboxylic acids.
  • Fatty acids are mentioned.
  • the fatty acid composition contains at least two kinds of branched chain fatty acids.
  • the branched chain fatty acid may contain both a saturated fatty acid and an unsaturated fatty acid.
  • the branched chain fatty acid contained in the fatty acid composition may be a saturated fatty acid only, an unsaturated fatty acid only, or both a saturated fatty acid and an unsaturated fatty acid.
  • the unsaturated bond in the reaction composition is finally converted into a saturated bond by a reduction reaction, so that the saturated fatty acid in the fatty acid composition as a raw material and Regardless of the content ratio of the unsaturated fatty acid, a paste-like composition containing a saturated hydrocarbon as a main component can be obtained.
  • the content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is based on the total mass of total fatty acids. 65% by mass or less.
  • the content of the liquid branched monomeric acid in the fatty acid composition may be 40% by mass or more and 65% by mass or less, and preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less, based on the total mass of the total fatty acids.
  • the produced hydrocarbon composition is more liable to be liquid than the paste, even if the characteristics (1) and (3) are provided. It is difficult to produce a paste-like composition with favorable viscosity characteristics.
  • the “branched fatty acid that is liquid at 25 ° C.” or the “linear fatty acid that is liquid at 25 ° C.” in the present invention means that the branched or linear fatty acid is liquid when the temperature is 25 ° C. Means. That is, when the branched-chain fatty acid or the straight-chain fatty acid is at a temperature other than 25 ° C., the liquid state changes depending on the temperature. A branched chain fatty acid or a straight chain fatty acid in such a changed state is also included in the scope of the present invention.
  • the liquid branched-chain fatty acid or straight-chain fatty acid when the temperature is 25 ° C. is included in the scope of the present invention.
  • liquid branched monomeric acid examples include branched chain fatty acids having one carboxylic acid having 5 to 20 carbon atoms.
  • isovaleric acid isopentanoic acid
  • isocaproic acid isohexanoic acid
  • isoenanthic acid isoheptanoic acid
  • isocaprilic acid isooctanoic acid
  • isoperargonic acid isosononanoic acid
  • isocapriic acid isodecanoic acid
  • Undecanoic acid isolauric acid (isododecanoic acid), isotridecylic acid (isotridecanoic acid), isomyristic acid (isotetradecanoic acid)
  • isopentadecyl acid isopentadecanoic acid
  • isopalmitic acid isohexadecanoic acid
  • isomalagic acid isoheptadecanoic acid
  • Isostearic acid isoste
  • the fatty acid composition may be referred to as a branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids relative to the total mass of the branched chain fatty acid (hereinafter referred to as “liquid branched dimer acid or trimer acid”). .) Is 10% by mass or more (10 ⁇ ([content of dimer or trimer acid of liquid branched chain] / [content of branched chain fatty acid] ⁇ 100)). When the fatty acid composition contains liquid branched dimer acid or trimer acid, the obtained hydrocarbon composition can be made into a paste.
  • the fatty acid composition when the content ratio of the dimer acid or trimer acid in the liquid branched chain to the total mass of the branched chain fatty acid is too low, it is produced even if the characteristics (1) and (2) are provided.
  • the resulting hydrocarbon composition tends to be solid rather than pasty, and it is difficult to produce a paste-like composition having desirable viscosity characteristics.
  • the range of the content ratio of the dimer acid or trimer acid of the liquid branched chain to the total mass of the branched chain fatty acid is preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less.
  • liquid branched dimer acid or trimer acid examples include branched chain fatty acids having 2 or 3 carboxylic acids having 10 to 54 carbon atoms. Specific examples include compounds obtained by intermolecular polymerization reaction of two or three molecules of unsaturated fatty acid having one carboxylic acid having 6 to 20 carbon atoms.
  • the liquid branched dimer acid or trimer acid may be any fatty acid that is a liquid fatty acid at 25 ° C. having at least one branched chain structure, and a molecule in which linear unsaturated fatty acids form a branched chain structure.
  • the compound obtained by carrying out interpolymerization reaction may be sufficient, and the compound obtained by carrying out intermolecular polymerization reaction of branched chain unsaturated fatty acids may be sufficient.
  • a dibasic acid having 36 carbon atoms (branched fatty acid having two carboxylic acids) obtained by an intermolecular polymerization reaction of two molecules of oleic acid, linoleic acid, or linolenic acid, or three molecules
  • examples thereof include tribasic acids having 54 carbon atoms (branched fatty acids having three carboxylic acids) obtained by the intermolecular polymerization reaction of oleic acid, linoleic acid, or linolenic acid.
  • the fatty acid composition may contain other fatty acids as long as it satisfies the fatty acid compositions (1) to (3) above.
  • the fatty acid composition may contain one or more linear fatty acids.
  • the straight-chain fatty acid is a straight-chain hydrocarbon and means a compound having 1 or 2 carboxylic acids. That is, a straight-chain fatty acid having one carboxylic acid is a compound in which one of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom at one end of the straight-chain hydrocarbon is substituted with a carboxyl group. .
  • the linear fatty acid having two carboxylic acids one hydrogen atom bonded to the carbon atoms at both ends of the linear hydrocarbon is substituted with a carboxyl group.
  • the linear fatty acid contained in the fatty acid composition may be liquid at 25 ° C. or may be solid. Further, it may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid. Furthermore, you may have one carboxylic acid and may have two. Among these, linear fatty acids having one carboxylic acid having 8 to 22 carbon atoms and linear fatty acids having two carboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms are preferable.
  • linear fatty acid having one carboxylic acid caprylic acid (octanoic acid), capric acid (decanoic acid), lauric acid (dodecanoic acid), palmitic acid (hexadecanoic acid), stearic acid (octadecane) Acid), oleic acid (cis-9-octadecenoic acid), linoleic acid (octadecadienoic acid), linolenic acid (octadecanetrienoic acid), arachidic acid (eicosanoic acid), erucic acid (docosenic acid), or behenic acid (docosane)
  • the linear fatty acid having two carboxylic acids include sebacic acid having 10 carbon atoms.
  • the fatty acid composition contains both a linear fatty acid having one carboxylic acid having 10 to 22 carbon atoms and a linear fatty acid having two carboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms.
  • it contains a linear fatty acid having one carboxylic acid having 10 to 22 carbon atoms and sebacic acid.
  • content of the linear fatty acid which has one carboxylic acid contained in the said fatty acid composition is 10 mass% or more and 26 mass% or less with respect to the total mass of a total fatty acid, 14 It is more preferable that the content be 20% by mass or more.
  • the fatty acid composition preferably contains a linear fatty acid having two carboxylic acids, and more preferably contains sebacic acid.
  • sebacic acid the content thereof is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less with respect to the total mass of the total fatty acids.
  • Each fatty acid in the fatty acid composition may be refined from crude oil, synthesized from hydrogen gas and carbon dioxide gas, or derived from a living organism (derived from animals or plants or yeast fermentation) May be).
  • a synthetic product or a biological one is preferable because contamination with unexpected impurities or the like can be suppressed, and a biological one is more preferable from the viewpoint of reducing environmental burden.
  • Fatty acids derived from crude oil do not contain 14 C isotopes, but synthetic products using gas as raw materials and biologically derived fatty acids contain 14 C isotopes, and the molar abundance ratio of 12 C isotopes
  • the ratio of the molar abundance ratio of 14 C isotope with respect to is in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 .
  • the production method and origin of the above-mentioned biological fatty acid are not limited as long as it is derived from plant, animal or yeast fermentation.
  • the plant fatty acid may be any one obtained by treating plant fat, vegetable oil, plant wax, or the like by treatment such as hydrolysis, acidic transesterification, thermal decomposition, or enzymatic degradation.
  • Examples of the plant include soybean, palm, palm kernel, rapeseed, sunflower, cotton seed, peanut, palm, corn, olive, sesame, flaxseed, castor, pine, macadamia nut, and meadowweed.
  • the animal fatty acid may be any animal fatty acid, animal oil, or animal wax that is obtained by hydrolysis, acidic transesterification, thermal decomposition, enzymatic decomposition, or the like. Examples of animals include cows, pigs, sheep, goats, fish, and whales.
  • the microorganism to be used is not particularly limited as long as a fatty acid can be obtained by extraction of a culture medium and microbial cells.
  • the 14 C content of the sample can be measured in a liquid scintillation spectrometer by counting 14 C isotopes that decompose in the counter (Libby counter method) or by accelerator mass spectrometry.
  • Accelerator mass spectrometry (abbreviation: AMS) uses nuclear physics analysis to analyze 14 C isotopes in very small samples (milligram range) in the ppt to ppq range (10 ⁇ 12 to 10 ⁇ 16 ). It can be detected.
  • the fatty acid may be added as it is, or may be added in the state of various salts such as an alkali metal salt.
  • a fatty acid in the fatty acid composition is subjected to a decarboxylation dimerization reaction to obtain an aliphatic ketone.
  • the method of decarboxylating and dimerizing each carboxylic acid of two molecules of fatty acid is not particularly limited, and can be performed using a known chemical reaction.
  • the fatty acid having a carbon number of [2n-1] is obtained by decarboxylation by pyrolysis.
  • a ketone is obtained.
  • the synthesis of the metal soap can be performed, for example, by a saponification reaction using an alkaline earth metal or a metal.
  • the metal for example, at least one metal atom selected from the group consisting of Group II and Group VII to XII metal atoms can be used, and Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, And at least one metal selected from the group consisting of Zn.
  • the metal is more preferably used as an oxide or a hydroxide.
  • the thermal decomposition temperature and reaction time of the metal soap are not particularly limited as long as the temperature and time are sufficient for the decarboxylation reaction to occur.
  • the metal soap can be decarboxylated by heating at 140 to 400 ° C., preferably 160 to 340 ° C. for 5 to 30 hours, preferably 10 to 24 hours.
  • the fatty acid residue constituting the fatty acid composition or metal soap is (1) the content of branched chain fatty acid is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acid, 2) The content of branched fatty acids that are liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 or 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids.
  • the fatty acid composition ratio is not limited as long as it is a fatty acid composition having a content of 10% by mass or more of a branched chain fatty acid having a liquid content at 25 ° C. having three carboxylic acids.
  • the metal used in the decarboxylation dimerization reaction only needs to satisfy the conditions of the metal atom, and the amount of the metal oxide or metal hydroxide used in the decarboxylation dimerization reaction is a fatty acid composition.
  • the combination and the ratio thereof are not limited as long as the amount can neutralize the carboxylic acid of the product.
  • a solvent or a catalyst can be used as long as it does not inhibit decarboxylation of the fatty acid composition.
  • combining metal soap from the said fatty acid composition can also be skipped. That is, instead of performing the decarboxylation dimerization reaction using the fatty acid composition as a raw material, a metal soap is used as a raw material, and the metal soap is decarboxylated by thermal decomposition to be used for a subsequent hydrodeoxygenation reaction. Aliphatic ketones may be obtained.
  • the metal soap used as a raw material one having a fatty acid residue composition similar to that obtained by saponifying the fatty acid composition is used.
  • metal soaps synthesized from the fatty acid composition and at least one metal atom selected from the group consisting of Group II and Group VII to XII metal atoms.
  • the metal soap is preferably a metal soap containing at least one metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn, and selected from the group consisting of Mg and Zn. More preferably, the metal soap contains at least one metal.
  • a commercial item can also be used for the said metal soap, and what was chemically synthesized can also be used for it.
  • the manufacturing method of the metal soap is not particularly limited.
  • a method (direct method) in which a metal soap, a metal hydroxide, or other carbonate is added to a reaction vessel and heated directly to atmospheric pressure or under pressure to obtain a metal soap (direct method), or a fatty acid
  • a metal soap directly method
  • a fatty acid It is prepared by conventional methods such as the method of reacting with monovalent alkaline earth metals such as Na and K in water to synthesize fatty acid soap and then exchanging metal with divalent metal chloride (metathesis method).
  • metal soap a metal soap, a metal hydroxide, or other carbonate
  • metal soap direct method
  • metal soap a metal hydroxide, or other carbonate
  • a hydrodeoxygenation reaction is performed on the composition containing the aliphatic ketone obtained by the decarboxylation dimerization reaction to obtain a paste-like composition containing saturated hydrocarbon as a main component.
  • the hydrodeoxygenation reaction is not particularly limited as long as the carbonyl group of the aliphatic ketone can be converted to a methylene group, and can be performed by appropriately combining known chemical reactions.
  • the hydrodeoxygenation reaction may be a reduction reaction that directly reduces a carbonyl group in an aliphatic ketone to a methylene group, such as Wolf-Kishner reduction or Clementen reduction.
  • the Wolf Kishner reduction and the Clementen reduction can be performed by a conventional method.
  • hydrazine and a base for example, sodium hydroxide
  • a solvent such as dimethyl sulfoxide or diethylene glycol
  • zinc amalgam is added to and reacted with an aliphatic ketone dissolved in a strongly acidic solvent such as hydrochloric acid.
  • the aliphatic ketone can be directly reduced by catalytic hydrogenation using a palladium catalyst in the presence of hydrogen gas.
  • the hydrodeoxygenation reaction includes a reduction reaction of a ketone that reduces the aliphatic ketone and synthesizes an aliphatic alcohol, and an intramolecular dehydration reaction that forms an unsaturated bond by intramolecular dehydration of the obtained aliphatic alcohol. And a reduction reaction of the unsaturated bond in which unsaturated hydrocarbons are formed by the intramolecular dehydration reaction to obtain saturated hydrocarbons.
  • the reaction at each stage can be performed by a conventionally known chemical reaction. These three-stage reactions can all be carried out continuously in one reaction system, or only two of these reactions can be carried out simultaneously in one reaction system. It can also be performed sequentially in the reaction system.
  • a reduction reaction of a ketone that synthesizes an aliphatic alcohol that is, a reaction that reduces a carbon-oxygen double bond of a carbonyl group to convert it to a hydroxyl group
  • a reduction reaction of an unsaturated bond to a saturated bond that is, a fatty acid
  • the reaction of reducing the carbon-carbon double bond therein to convert it to a carbon-carbon single bond can be performed by a known reduction reaction.
  • both the reduction reactions may be carried out by a reduction reaction using the same catalyst, or may be carried out by a reduction reaction using different catalysts.
  • At least one metal selected from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Cu, Cr, Ru, Rh, Li, Al, B, and Zn is used as a catalyst in an environment in which hydrogen gas is introduced. It is preferable to carry out the reduction reaction.
  • Birch reduction using Li as a catalyst can be performed in the presence of liquid ammonia.
  • the intramolecular dehydration reaction is not particularly limited as long as it is a reaction for dehydrating an aliphatic alcohol in the molecule.
  • a dehydration reaction can be performed by using at least one of a Bronsted acid and a Bronsted base as a catalyst and heating in the presence of these.
  • the reaction temperature and time can be appropriately adjusted in consideration of the type of catalyst used, the amount of aliphatic alcohol used in the reaction, and the like.
  • the reaction can be performed at 80 to 250 ° C. for 1 to 10 hours.
  • Bronsted acids include acid catalysts such as activated clay, zeolite, alumina, sulfuric acid, or nitric acid.
  • Examples of the Bronsted base include aluminum hydroxide and sodium hydroxide.
  • the type and amount of the catalyst and solvent are not particularly limited.
  • 0.01 to 50 wt% of the catalyst can be used with respect to the aliphatic ketone.
  • the catalyst may be a single metal, a metal oxide, or a state where the metal oxide is supported on another inorganic compound. From the viewpoint of handling, a state in which the metal oxide or the metal oxide is supported on another inorganic compound is preferable.
  • the metal element at least one metal element selected from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Cu, Cr, Ru, Rh, Li, Al, B, and Zn is preferable, and Pd, Ni, Cu, Cr, And at least one metal element selected from the group consisting of Ru and Ru.
  • the Bronsted acid is preferably activated clay, zeolite, alumina, sulfuric acid, or nitric acid, and industrially, activated clay, zeolite, or alumina is more preferable from the viewpoint of removal after the reaction.
  • solvents include hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, and isododecane, alcoholic solvents such as ethanol, propanol, butanol, isopropanol, and isobutanol, or benzene, toluene, or xylene.
  • Aromatic solvents such as 1 wt% to 10000 wt% based on the aliphatic ketone (that is, 1 wt% aliphatic ketone based on the total weight of the solvent) can be used.
  • the solvent heptane, octane, nonane, decane, isododecane, ethanol, propanol, toluene, or xylene is preferable from the viewpoint of industrial handling and availability, and octane, isododecane, ethanol, or xylene is more preferable. From the industrial viewpoint, it is most preferable to be solvent-free.
  • the composition obtained by the method for producing a paste-like composition of the present invention is in a paste form (a fluid and highly viscous state) containing saturated hydrocarbon as a main component.
  • the paste composition has a very low content of high-molecular-weight or high-melting concomitant compounds and impurities of unknown structure, etc., compared to conventional petrolatum produced from crude oil, so that the storage stability, Excellent lubricity (smoothness), gloss after application, stability under light irradiation, lubricity, and releasability.
  • the fatty acid residue constituting the fatty acid composition or metal soap is (1) the content of branched chain fatty acids is relative to the total mass of total fatty acids. 70% by mass or more, (2) the content of branched fatty acids that are liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) branched A decarboxylative dimerization reaction was performed on a fatty acid composition having a branched chain fatty acid content of 10% by mass or more at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids with respect to the total mass of the chain fatty acid.
  • a hydrocarbon composition obtained by subjecting the obtained composition containing an aliphatic ketone to a hydrodeoxygenation reaction, wherein 12 C isotopes of carbon atoms constituting the hydrocarbon composition are obtained.
  • the range of “gloss increase (hereinafter referred to as ⁇ Gs)” (hereinafter referred to as ⁇ Gs85 °) at an incident angle of 85 ° when the paste-like composition is applied to a rough surface with a constant film thickness is preferably 6 or more.
  • the above is more preferable, 12 or more is more preferable, and the larger is preferable.
  • the glossiness and ⁇ Gs85 ° of the pasty composition are measured or calculated by the measurement method and formula described below.
  • the range of the static friction coefficient of the paste composition is preferably 0.20 or less, more preferably 0.18, still more preferably 0.17 or less, and the smaller the value.
  • the static friction coefficient is measured by a measurement method described later.
  • the range of the dynamic friction coefficient of the paste composition is preferably 0.13 or less, more preferably 0.11 or less, and even more preferably 0.10 or less.
  • the dynamic friction coefficient is measured by a measurement method described later.
  • the range of moisture permeability of the paste-like composition is preferably 10% or less, more preferably 6% or less, further preferably 3.5% or less, and the smaller the better. The moisture permeability is measured by the measurement method described later.
  • the paste composition can be suitably used as a raw material for various products, particularly as a substitute for petrolatum.
  • the paste-like composition can be suitably used as a lubricity improver, a releasability improver, or an ointment base for pharmaceuticals or quasi drugs.
  • the composition of the present invention is heated, melted, emulsified, or solubilized together with any additive generally added to the lubricity improver.
  • Additives here are, for example, detergent dispersants, antioxidants, oiliness improvers, antiwear agents, extreme pressure additives, rust inhibitors, corrosion inhibitors, metal deactivators, viscosity index improvers, pour points. Depressants, antifoaming agents, emulsifiers, demulsifiers, antifungal preservatives and the like can be mentioned.
  • oil dissolution type As the form of the lubricity improver, oil dissolution type; emulsification type such as O / W type, W / O type, W / O / W type, or O / W / O type; solubilization type; or solid type can take any desired form.
  • the lubricity improver include engine oil, gear oil, automatic transmission oil, hydraulic oil, bearing oil, turbine oil, compressor oil, sliding surface oil, water-soluble cutting oil, water-insoluble cutting oil, or plastic working oil. Is mentioned.
  • the paste-like composition of the present invention When the paste-like composition of the present invention is used as a mold release improver, the composition of the present invention is heated, melted, emulsified, or solubilized together with any additive generally added to the mold release improver. Can be used.
  • Additives here are, for example, detergent dispersants, antioxidants, oiliness improvers, antiwear agents, extreme pressure additives, rust inhibitors, corrosion inhibitors, metal deactivators, viscosity index improvers, pour points. Depressants, antifoaming agents, emulsifiers, demulsifiers, antifungal preservatives and the like can be mentioned.
  • oil dissolution type emulsification type such as O / W type, W / O type, W / O / W type, or O / W / O type
  • solubilization type emulsification type
  • solid type can take any desired form.
  • the mold release improver examples include divider oil, concrete mold release oil, cast mold release oil, rubber mold release oil, and plastic mold release oil.
  • an additive generally added to any pharmaceutical product or quasi-drug and ointment is added to the composition of the present invention.
  • it can be mixed, heat-melted or emulsified.
  • pharmaceuticals or quasi drugs include antibiotics, anti-inflammatory agents, antiseptics, disinfectants, antioxidants, radical absorbents, and the like.
  • the additive herein include hydrocarbon oils, ester oils, silicone oils, waxes, emulsifiers, thickeners, preservatives, dyes, and fragrances.
  • ointment base examples include an oily ointment base, an oil-in-water ointment base, a water-in-oil ointment base, an oral ointment base, and an ophthalmic ointment base.
  • the paste composition can be used as it is as a raw material for cosmetics, pharmaceuticals, or quasi drugs.
  • the content of the paste-like composition in the cosmetics and the like is 0. 0% with respect to the total mass of all components constituting the cosmetics and the like. It can be 1 to 95% by mass, preferably 0.5 to 90% by mass, and more preferably 1 to 80% by mass.
  • Cosmetic forms containing the paste composition include an oil-dissolving type; an emulsifying type such as O / W type, W / O type, W / O / W type, or O / W / O type; solubilization It can take any desired form such as type; or solid type.
  • Such cosmetics include cleansing oils, emulsions, creams, beauty liquids, emollient creams, emollient lotions, massage creams, lip care sticks and other skin care cosmetics, makeup bases, lipsticks, foundations, eye shadows, and other makeups.
  • hair care cosmetics such as hair wax, hair spray, hair conditioner, or hair cream.
  • the cosmetics, pharmaceuticals, or quasi drugs containing the paste-like composition may be blended with various components generally used in cosmetics, etc., if desired, and manufactured by a conventionally known method.
  • the method for producing a paste-like composition according to another aspect of the present invention includes: Fatty acid composition (1)
  • the content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, (2)
  • the content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids.
  • the content of the branched chain fatty acid that is liquid at 25 ° C. having three carboxylic acids is 10% by mass or more.
  • a method for producing a paste-like composition comprising performing a decarboxylation dimerization reaction on a fatty acid composition and then performing a hydrodeoxygenation reaction on the resulting composition containing an aliphatic ketone.
  • the branched chain fatty acid is a hydrocarbon having a branched chain, and a compound having at least one carboxylic acid;
  • the branched chain fatty acid having liquid of 1 carboxylic acid at 25 ° C. is isostearic acid, The branched fatty acid in liquid form at 25 ° C.
  • the decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of at least one compound selected from the group consisting of magnesium oxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, and zinc hydroxide;
  • the hydrodeoxygenation reaction is a reaction in which a carbonyl group is reduced to a methylene group, and is a reaction performed in the presence of hydrazine or zinc amalgam,
  • the hydrodeoxygenation reaction involves reducing the aliphatic ketone to synthesize an aliphatic alcohol, and reducing the ketone to form an unsaturated bond by intramolecular dehydration of the resulting aliphatic alcohol.
  • At least one of the reduction reaction of the ketone and the reduction reaction of the unsaturated bond is at least one selected from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Cu, Cr, Ru, Rh, Li, Al, B, and Zn.
  • a reaction performed in the presence of a metal and
  • the intramolecular dehydration reaction is a reaction performed in the presence of at least one of a Bronsted acid and a Bronsted base;
  • the ratio of the mole fraction of 14 C isotope to the mole fraction of 12 C isotope in the fatty acid composition is preferably in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 .
  • the fatty acid in the fatty acid composition is preferably derived from a plant or an animal, more preferably from a plant due to industrial availability, soybean, palm, palm kernel, rapeseed, sunflower, cottonseed More preferred are peanut, peanut, corn, olive, sesame, flaxseed, castor or pine.
  • the method for producing a paste-like composition according to another aspect of the present invention includes: Fatty acid composition (1)
  • the content of the branched chain fatty acid is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, (2)
  • the content of branched fatty acid that is liquid at 25 ° C. having one carboxylic acid is 65% by mass or less with respect to the total mass of total fatty acids, and (3) 2 with respect to the total mass of branched chain fatty acids.
  • the content of the branched chain fatty acid that is liquid at 25 ° C. having three carboxylic acids is 10% by mass or more.
  • Fat obtained by performing decarboxylation on a metal soap synthesized with a fatty acid composition and at least one metal atom selected from the group consisting of Group II and Group VII to XII metal atoms A method for producing a paste-like composition comprising performing a hydrodeoxygenation reaction on a composition containing a group ketone,
  • the branched chain fatty acid is a hydrocarbon having a branched chain, and a compound having at least one carboxylic acid;
  • the branched chain fatty acid having liquid of 1 carboxylic acid at 25 ° C. is isostearic acid, The branched fatty acid in liquid form at 25 ° C.
  • the metal soap is a metal soap containing at least one metal selected from the group consisting of Mg, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn,
  • the decarboxylation dimerization reaction is performed in the presence of at least one compound selected from the group consisting of magnesium oxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, and zinc hydroxide;
  • the hydrodeoxygenation reaction is a reaction in which a carbonyl group is reduced to a methylene group, and is a reaction performed in the presence of hydrazine or zinc amalgam,
  • the hydrodeoxygenation reaction involves reducing the aliphatic ketone to synthesize an aliphatic alcohol, and reducing the ketone to form an unsaturated bond by intramolecular dehydration of the resulting
  • At least one of the reduction reaction of the ketone and the reduction reaction of the unsaturated bond is at least one selected from the group consisting of Pt, Pd, Ni, Cu, Cr, Ru, Rh, Li, Al, B, and Zn.
  • a reaction performed in the presence of a metal and
  • the intramolecular dehydration reaction is a reaction performed in the presence of at least one of a Bronsted acid and a Bronsted base;
  • the ratio of the mole fraction of 14 C isotope to the mole fraction of 12 C isotope in the fatty acid composition is preferably in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 .
  • the paste-like composition of still another aspect of the present invention is:
  • the fatty acid residue constituting the fatty acid composition or the metal soap is (1) the content of branched chain fatty acids is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, and (2) 25 ° C. having one carboxylic acid
  • the liquid branched chain fatty acid content is 65% by mass or less based on the total mass of the total fatty acids, and (3) liquid at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids based on the total mass of the branched chain fatty acids.
  • a hydrodeoxygenation reaction is performed on the resulting composition containing an aliphatic ketone.
  • a hydrocarbon composition obtained by performing The ratio of the 14 C isotope molar abundance to the 12 C isotope molar abundance of the composition is in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 ; ⁇ Gs85 ° of the composition is 10 or more,
  • the coefficient of static friction of the composition is 0.20 or less
  • the coefficient of dynamic friction of the composition is 0.13 or less
  • the moisture permeability of the composition is preferably 4% or less.
  • the paste-like composition of still another aspect of the present invention is:
  • the fatty acid residue constituting the fatty acid composition or the metal soap is (1) the content of branched chain fatty acids is 70% by mass or more based on the total mass of the total fatty acids, and (2) 25 ° C. having one carboxylic acid
  • the liquid branched chain fatty acid content is 65% by mass or less based on the total mass of the total fatty acids, and (3) liquid at 25 ° C. having 2 or 3 carboxylic acids based on the total mass of the branched chain fatty acids.
  • a hydrodeoxygenation reaction is performed on the resulting composition containing an aliphatic ketone.
  • a hydrocarbon composition obtained by performing The ratio of the 14 C isotope molar abundance to the 12 C isotope molar abundance of the composition is in the range of 6 ⁇ 10 ⁇ 13 to 1.2 ⁇ 10 ⁇ 12 ; ⁇ Gs85 ° of the composition is 19 or more,
  • the coefficient of static friction of the composition is 0.16 or less
  • the dynamic friction coefficient of the composition is 0.10 or less
  • the moisture permeability of the composition is preferably 3.3% or less.
  • Example 1 Synthesis of Pasty Hydrocarbon Composition
  • a 2 L pressure-resistant metal container equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen gas inlet tube and moisture separator 8 g of lauric acid [Product name: PALMAC98-12 (manufactured by ACIDCHEM)], myristic acid [Product name: PALMAC98-14] (Product of ACIDCHEM)] 20 g, palmitic acid [product name: PALMAC98-16 (manufactured by ACIDCHEM)] 34 g, stearic acid [product name: PALMAC98-18 (manufactured by ACIDCHEM)] 41 g, mixture of arachidic acid / behenic acid [ Product name: EDENOR C20-22 (manufactured by Cognis)] 45 g, sebacic acid [Product name: sebacic acid (manufactured by Ogura Gosei Kogyo)], purified dimer acid [product name: EMPOL1012 (manufactured
  • the purified dimer acid and isostearic acid used were analyzed by GPC (Gel Permeation Chromatography), and no peak was detected on the left side of the dimer acid in the chromatograph. That is, it was confirmed that the purified dimer acid and isostearic acid used did not contain trimer acid at a level detectable by GPC. Moreover, when the trimer acid used was analyzed by GPC (Gel Permeation Chromatography), it was found that the trimer acid was 2% monomer acid, 23% dimer acid, and 75% trimer acid.
  • Example 2 Synthesis of Pasty Hydrocarbon Composition
  • sebacic acid product name: sebacic acid (manufactured by Ogura Gosei Co., Ltd.)] 30 g
  • purified dimer acid product name: EMPOL1012 (Manufactured by Cognis)]
  • isostearic acid product name: PRISOLINE 3505 (manufactured by Croda)]
  • 124 g of zinc oxide manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Examples 3 to 11, Comparative Examples 1 to 7 A hydrocarbon composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw fatty acid composition was changed to the fatty acid composition shown in Tables 1 and 2.
  • C10 is capric acid [product name: PALMAC 99-10 (manufactured by ACIDCHEM)]
  • C12 is lauric acid [product name: PALMAC98-12 (manufactured by ACIDCHEM)], “C14”.
  • (Dimer + Trimer) / iFA” indicates the total content of dimer acid and trimer acid with respect to the total mass of the branched chain fatty acid.
  • the numerical value shown to the raw material fatty acid composition of Table 1 and 2 is a numerical value which rounded off the second decimal place.
  • the gloss after application was evaluated by visual evaluation and the degree of increase in glossiness.
  • the gloss after the visual application first, the inside of the paneler's arm was cleaned with running water and a hand washing detergent, and then excess oil was removed with ethanol. After drying the cleaned portion, about 100 ⁇ g of each hydrocarbon composition was placed on the cleaned portion, and the gloss after the coating was extended was visually evaluated. Evaluation criteria; A: Gloss and gloss are recognized on the coated surface. B: The coated surface slightly lacks gloss and gloss. C: Glossiness and glossiness are not recognized on the coated surface.
  • the gloss of the coated surface was evaluated by the “degree of increase in gloss” when each hydrocarbon composition was coated on the rough surface with a constant film thickness.
  • the glossiness was measured with reference to Method 1 “85 degree specular gloss” described in JIS Z 8741.
  • a PG-1M handy gloss meter manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used, and a fixed film thickness applicator [Product name: Doctor Blade (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.)] ] was used to prepare a coating film with a film thickness of 10 ⁇ m.
  • Lubricity was evaluated by measuring the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient.
  • the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient are measured using a static friction measuring machine [model: Handy Tribomaster TS201Ts (manufactured by Trinity Labs)], and artificial leather incorporating protein particles [product name: supurare (manufactured by Idemitsu Technofine)] Measurements were carried out using the following conditions.
  • the static friction coefficient was evaluated by calculating an average value in 10 reciprocations. Measurement load: 300g Sample amount: 100 ⁇ g Mounting platform moving speed: 10 reciprocations at a speed of 0.5 cm / sec Mounting platform moving distance: 6 cm
  • the filter paper coated with the sample was placed in a moisture-permeable cup (JIS-Z0208) containing glycerin (about 15 g), and fixed with a dissolved wax sealant (beeswax / paraffin wax mixture, weight ratio: 6: 4). After the sealant solidified, the weight (weight (C)) of the moisture permeable cup on which the filter paper was set was accurately measured. Place the moisture-permeable cup with the filter paper fixed in a desiccator saturated with water vapor (saturated ammonium chloride aqueous solution, humidity: 80%), leave the desiccator at 25 ° C for 3 hours, and then accurately measure the weight of the moisture-permeable cup. And weight (D).
  • Example 12 and Comparative Example 10 Preparation of Emollient Lotion (O / W Type)
  • the components A and B shown in Table 3 were mixed and dissolved at 70 ° C., respectively. Thereafter, the dissolved A component was gradually added while stirring the dissolved B component with a homomixer. The resulting mixture was cooled to room temperature with stirring to obtain an emollient lotion (O / W type).
  • Example 12 and Comparative Example 10 were put in a transparent glass bottle and sealed.
  • the exposure stability test the hue of emollient lotion after standing for 1 week on the south facing window where sunlight hits was visually confirmed.
  • the stability acceleration test the odor of emollient lotion after standing in a thermostat at 50 ° C. for 1 month was confirmed. The results are shown in Table 4.
  • Emollient lotion (W / O type) was prepared in the same manner as in Example 12 except that the raw materials shown in Table 5 were used.
  • Example 14 and Comparative Example 12; Preparation of massage cream (O / W type) A massage cream (O / W type) was prepared in the same manner as in Example 12 except that the raw materials shown in Table 7 were used.
  • Example 15 and Comparative Example 13; Preparation of Stick-type Foundation (Concealer) A component shown in Table 9 was mixed and pulverized by a mill mixer. After the B component shown in Table 9 was dissolved and mixed at 85 ° C., the pulverized A component was added while stirring with a disper mixer. The obtained mixture was further ground and dispersed in a colloid mill, deaerated and then poured into a container at 70 ° C. to obtain a stick type foundation (concealer).
  • Example 16 and Comparative Example 14; Preparation of Oily Red The A component in Table 11 was kneaded with three rollers. After the B component in Table 11 was heated and dissolved at 80 ° C., the kneaded A component was added while stirring with a homomixer. The obtained mixture was cooled to 50 ° C. and poured into a container to obtain an oily red cream.
  • Example 17 and Comparative Example 15; Preparation of hair conditioner A hair conditioner was prepared in the same manner as in Example 12 except that the raw materials shown in Table 13 were used.
  • Example 18 and Comparative Example 16; Preparation of hair cream (O / W type) A hair cream (O / W type) was prepared in the same manner as in Example 12 except that the raw materials shown in Table 15 were used.
  • Example 19 and Comparative Example 17; Preparation of Lubricant Improvement Agent Composition The paste-like composition or petrolatum shown in Table 17 was dissolved at 85 ° C., and boron nitride powder was added while stirring with a homomixer. Then, it cooled to 70 degreeC and filled the container, and obtained the grease-like lubricity improvement agent.
  • the paste-like composition obtained by the method for producing a paste-like composition of the present invention has storage stability, lubricity (smoothness) during application, gloss after application, stability under light irradiation, lubricity, and Since it has excellent releasability and is suitable as a substitute for petrolatum, it is useful as an industrial base material in various industrial products such as cosmetics, ointment bases in pharmaceuticals, industrial lubricants and mold release agents.

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Abstract

 本発明は、脂肪酸組成が、(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンに対して水素化脱酸素反応を行うことを特徴とする、ペースト状組成物の製造方法に関する。本発明によれば、既存の炭化水素組成物と比較して、目的とする成分以外の共雑物含有量が低減され、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、潤滑性、及び離形性に優れ、環境負荷を低減した炭化水素組成物とその製造方法を提供することができる。

Description

ペースト状組成物及びその製造方法
 本発明は、ワセリンの代替物として好適なペースト状組成物及びその製造方法に関する。
 本願は、2012年3月29日に日本に出願された特願2012-077730号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年の目まぐるしい産業の発展において、身の回りにはさまざまな化学構造を有する工業製品が用いられている。中でも、原油を素原料とする炭化水素系化合物は、石油産業の発展とともに、数々の加工法、形態、又は組成のものが流通しており、極めて身近な産業資材に汎用されている。なかでもパラフィン系炭化水素と称される化合物は、主として原油を沸点や融点などの差で分離精製及び分画したものであり、液状の流動パラフィン、固体状のパラフィンワックス、又は主としてそれらの蒸留残渣であるペトロラタムなどに分類される。
 これらのパラフィン系炭化水素と称される素材は、その製造スケールが巨大であることから、非常に安価に供給されるため、食品、化学産業品、医薬品、又は化粧料の業界において好んで使用される素材のひとつである。種々の業界において、例えば、液状の流動パラフィンは潤滑油や化粧料の基材油として用いられ、固形のパラフィンワックスは離型剤、成形性向上剤、艶出し剤、防水又は撥水剤や製品に形態を付与するための基材として用いられる。さらに、液状と固形の中間の形状を示し、日本においてワセリンとして知られるペースト状炭化水素であるペトロラタムは、医薬品における軟膏基材や工業製品の離型剤又は潤滑剤として用いられる。
 パラフィン系炭化水素は、数多くの化合物群を含む原油中から目的とする画分を蒸留などの操作で取り出すため、一般的に目的とする物性(例えば、沸点又は融点)以外の共雑物を含むことが知られている。このため、原油から精製されたパラフィン系炭化水素を種々の用途として用いる際には、原油を起源とすることに起因する不純物や共雑物の存在によって、いくつかの不具合が生じてしまう。
 特に、国内においてワセリンの名称で知られるペトロラタムは、石油原油の真空蒸留残渣を溶剤分別して得られるペースト状の成分であるため、流動パラフィンやパラフィンワックスと比較しても、高分子量又は高融点の共雑化合物や原油に由来する硫黄成分や構造が同定できない成分を含むことが知られている。さらに、精製されたペトロラタムであっても、原油の産地による違いによって高融点又は高分子成分が異なる場合が多く、粘度や融点などが異なることが知られている。
 化粧料は一般的に多数の成分の配合を精密に設計されており、時にはこの高融点又は高分子成分の差異が、化粧料の安定性に大きく影響を及ぼすことが知られている。ペトロラタムを、例えば化粧品の中でも口紅に配合する場合、主として艶の付与剤として用いる場合が多い。しかしながら、ペトロラタムは前述の通り極めて高融点の高分子成分を含むため、ペトロラタムが配合された口紅を口唇に塗布した際に、その塗布面の温度では前記高融点の高分子成分が融解せず、可視光の散乱が生じるため、本来の目的である艶の向上性が妨げられる。さらに、ペトロラタムを化粧料の使用感改良剤として用いる場合には、前述した産地の違いによる成分の違いが、静摩擦係数又は動摩擦係数に影響し、使用感に大きな差異を与えることが知られている。
 ペトロラタムが工業用の潤滑剤や離型剤として用いられる場合、前述の通り、精製品間で粘度や温度依存性に差異を生じ、この差異が、潤滑油に求められる静摩擦係数や動摩擦係数、又は離形性に大きな影響を与えることが知られている。
 また、原油を起源とする流動パラフィン、パラフィンワックス、又はペトロラタムを化粧品や医薬品における軟膏基材として用いる際、化粧料の場合と同様に使用感に差異を与えるだけではなく、原油に由来する構造が同定できない成分群が悪影響を及ぼすことが知られている。特に、曝光による変色や臭気の発生は使用感に影響を与えるだけではなく、人体の塗布部位に対する刺激の原因になったり、医薬品の有効成分本体に影響を与えたりする可能性がある。
 一方で、これら炭化水素素材を用いた産業資材には、その製造過程における環境負荷が少ないことも、昨今の世界的な趨勢として求められている。例えば、これら炭化水素素材を用いた産業資材には、原料が化石燃料由来であるよりも植物由来又は微生物発酵由来であるものの方が、製造過程における二酸化炭素の排出量が少なく、環境負荷が少ないと考えられている。また、前記産業資材が使用後に排出された際、産業資材の原料が植物由来又は微生物発酵由来であると、河川や土壌中の微生物等によって容易に分解されやすく、環境負荷が少ないと考えられている。さらには、植物や微生物などの現生生物体の構成物質を起源とする産業資源に含まれる炭素は、化石燃料に含まれる炭素とは異なり、その現生生物体が成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素に由来する。そのため、これらの産業資源を使用しても、大気中の二酸化炭素総量の増減には影響を与えないと考えられている(以下、カーボンニュートラルの概念という場合がある)。以上のことから、原料が動植物由来又は微生物発酵由来であるほうが、原油由来のものよりも、産業資材が使用後に環境中に排出された際にも環境負荷が少ないと考えられる。
 そこで、より環境負荷の少ない炭化水素素材を製造する方法が幾つか開示されている。
 例えば、特許文献1には、植物油等の生物由来の原料油を、ケトン化、水素脱酸素化、及び異性化することにより、炭化水素ベースオイルを製造する方法が開示されている。また、特許文献2には、植物性脂肪アルコールを還元的脱ヒドロキシメチル化することにより、炭化水素混合物を得る方法が開示されている。
特表2009-518530号公報 特表2010-531809号公報
 しかしながら、特許文献1及び2において製造されている生物由来の炭化水素組成物は、いずれも液状組成物であり、ワセリン代替物としても利用可能なペースト状組成物を製造することは非常に困難であった。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、既存の炭化水素組成物と比較して、目的とする成分以外の共雑物含有量が低減され、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、潤滑性、及び離形性に優れ、環境負荷を低減した炭化水素組成物とその製造方法を提供する。
 本明細書において特にことわりのない限り「脂肪酸」は炭化水素化合物のいずれか1つ以上の水素原子がカルボキシル基に置換されたものを指し示す。また、「飽和脂肪酸」とは脂肪酸のうち、主となる炭化水素鎖上の全ての炭素-炭素結合が単結合である脂肪酸を指し示す。「不飽和脂肪酸」とは脂肪酸のうち、主となる炭化水素鎖上の炭素-炭素結合に二重結合もしくは三重結合を少なくとも一つ以上有する脂肪酸を指す。「直鎖脂肪酸」は脂肪酸のうち、主となる炭化水素鎖に分岐した炭素-炭素結合を有さない脂肪酸を指す。「分岐脂肪酸」とは脂肪酸のうち、主となる炭化水素鎖に分岐した炭素-炭素結合を有する脂肪酸を指し示し、より具体的には「イソステアリン酸」「分岐したモノマー酸」「ダイマー酸」「トリマー酸」を指し示す。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の脂肪酸組成からなる脂肪酸組成物を原料とし、当該脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンに対して水素化脱酸素反応を行うことによって、ペースト状の炭化水素組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明のペースト状組成物の製造方法、ペースト状組成物、及びペースト状組成物の使用方法は、例えば下記[1]~[22]の態様を有する。
[1] 脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを特徴とする、ペースト状組成物の製造方法。
[2] 前記脂肪酸組成物が、イソステアリン酸、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸、及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される1以上を含有する、前記[1]のペースト状組成物の製造方法。
[3] 前記脂肪酸組成物が、さらに、1個又は2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸を含有する、前記[1]又は[2]のペースト状組成物の製造方法。
[4] 前記1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、イソステアリン酸である、前記[1]~[3]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[5] 前記2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される1以上である、前記[1]~[4]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[6] 前記脂肪酸組成物中の直鎖脂肪酸が、1個のカルボン酸を有する炭素数10~22の直鎖脂肪酸、及び2個のカルボン酸を有する炭素数4~10の直鎖脂肪酸からなる群より選択される1種以上である、前記[3]~[5]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[7] 前記脱炭酸的二量化反応が、II族、VII~XII族の金属原子からなる群より選択される1以上の存在下で行われる、前記[1]~[6]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[8] 前記脱炭酸的二量化反応が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される1以上の金属の存在下で行われる、前記[1]~[7]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[9] 前記金属が、酸化物又は水酸化物である、前記[8]のペースト状組成物の製造方法。
[10] 脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物と、II族、VII~XII族の金属原子からなる群より選択される1以上とにより合成された金属石鹸に対して脱炭酸反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを特徴とする、ペースト状組成物の製造方法。
[11] 前記水素化脱酸素反応が、ケトン基を還元してメチレン基にする反応であり、ヒドラジン又は亜鉛アマルガムの存在下で行われる、前記[1]~[10]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[12] 前記水素化脱酸素反応が、
 前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、
得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、
 前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、
を有する、前記[1]~[10]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[13] 前記ケトンの還元反応と前記不飽和結合の還元反応の少なくとも一方が、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される1以上の存在下で行われる、前記[12]のペースト状組成物の製造方法。
[14] 前記分子内脱水反応が、ブレンステッド酸及び/又はブレンステッド塩基の共存下で行われる、前記[12]のペースト状組成物の製造方法。
[15] 前記脂肪酸組成物における12C同位体に対する14C同位体の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にある、前記[1]~[14]のいずれかのペースト状組成物の製造方法。
[16] 前記[1]~[15]のいずれかのペースト状組成物の製造方法により製造され、12C同位体に対する14C同位体の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあることを特徴とするペースト状組成物。
[17] ワセリンの代替物として用いられる、前記[16]のペースト状組成物。
[18] 潤滑性向上剤として用いられる、前記[16]のペースト状組成物。
[19] 離形性向上剤として用いられる、前記[16]のペースト状組成物。
[20] 医薬品又は医薬部外品の軟膏基材として用いられる、前記[16]のペースト状組成物。
[21] 化粧料に用いられる、前記[16]のペースト状組成物。
[22] 脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られたペースト状組成物を、ワセリンの代替物として用いることを特徴とする、ペースト状組成物の使用方法。
 また、本発明は以下の側面を有する。
〔1〕脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法、
〔2〕前記脂肪酸組成物が、イソステアリン酸、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸、及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸を含有する、〔1〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔3〕前記脂肪酸組成物が、さらに、1個又は2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸を含有する、〔1〕又は〔2〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔4〕前記1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、イソステアリン酸である、〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔5〕前記2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸である、〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔6〕前記脂肪酸組成物中の直鎖脂肪酸が、1個のカルボン酸を有する炭素数10~22の直鎖脂肪酸、及び2個のカルボン酸を有する炭素数4~10の直鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸である、〔3〕~〔5〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔7〕前記脱炭酸的二量化反応が、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子の存在下で行われる、〔1〕~〔6〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔8〕前記脱炭酸的二量化反応が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる、請求項1~7のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔9〕前記金属が、酸化物又は水酸化物である、〔8〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔10〕脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物と、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子とにより合成された金属石鹸に対して脱炭酸反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法、
〔11〕前記金属石鹸が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を含む金属石鹸である、〔10〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔12〕前記水素化脱酸素反応が、カルボニル基を還元してメチレン基にする反応であり、ヒドラジン又は亜鉛アマルガムの存在下で行われる、〔1〕~〔11〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔13〕前記水素化脱酸素反応が、
 前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、
得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、
 前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、
を有する、〔1〕~〔11〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔14〕前記ケトンの還元反応と前記不飽和結合の還元反応の少なくとも一方が、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる、〔13〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔15〕前記分子内脱水反応が、ブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方の共存下で行われる、〔13〕に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔16〕前記脂肪酸組成物における12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にある、〔1〕~〔15〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法、
〔17〕〔1〕~〔16〕のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法により製造され、12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあるペースト状組成物、
〔18〕ワセリンの代替物として用いられる、〔17〕に記載のペースト状組成物、
〔19〕潤滑性向上剤として用いられる、〔17〕に記載のペースト状組成物、
〔20〕離形性向上剤として用いられる、〔17〕に記載のペースト状組成物、
〔21〕医薬品又は医薬部外品の軟膏基材として用いられる、〔17〕に記載のペースト状組成物、
〔22〕化粧料に用いられる、〔17〕に記載のペースト状組成物、
〔23〕脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られたペースト状組成物を、ワセリンの代替物として用いることを含む、ペースト状組成物の使用方法、
〔24〕〔17〕に記載のペースト状組成物の、ワセリンの代替物としての使用、
〔25〕〔17〕に記載のペースト状組成物の、潤滑性向上剤としての使用、
〔26〕〔17〕に記載のペースト状組成物の、離形性向上剤としての使用、
〔27〕〔17〕に記載のペースト状組成物の、医薬品又は医薬部外品の軟膏基材としての使用、及び
〔28〕〔17〕に記載のペースト状組成物の、化粧料としての使用。
 本発明のペースト状組成物の製造方法により、特定の脂肪酸組成からなる脂肪酸組成物から、各種産業資材に好適なペースト状の炭化水素組成物を得ることができる。当該方法により得られたペースト状組成物は、原油から精製されたペースト状の炭化水素組成物よりも、不純物や共雑物の含有量を顕著に低減することができ、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、潤滑性、及び離形性に優れている。さらに、原料とする脂肪酸組成物を生物由来のものを用いることにより、環境負荷が低減されたペースト状炭化水素組成物を得ることができる。このため、当該方法により得られたペースト状組成物は、主にワセリンの代替物として好適であり、各種産業資材に汎用することができる。
<ペースト状組成物の製造方法>
 本発明のペースト状組成物の製造方法は、特定の脂肪酸組成からなる脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを特徴とする。特定の脂肪酸組成からなる脂肪酸組成物を原料とすることにより、ペースト状組成物を得ることができる。
[脂肪酸組成物]
 原料として用いる脂肪酸組成物は、下記(1)~(3)の特性を備える脂肪酸組成からなる。
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上である。
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下である。
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である。
 以下、各特性について述べる。
 前記脂肪酸組成物は、分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上である。前記脂肪酸組成物中の分岐鎖脂肪酸の含有量は総脂肪酸の合計質量に対して、70質量%以上85質量%以下であればよく、74質量%以上85質量%以下であることが好ましく、78質量%以上85質量%以下がより好ましい。脂肪酸組成物中の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸に対して70質量%以上であることにより、得られた炭化水素組成物をペースト状とすることができる。分岐鎖脂肪酸の含有量が低い場合には、前記(2)や(3)の特性を備えていたとしても、製造された炭化水素組成物は固形状になりやすく、ペースト状組成物を製造することは困難である。
 本発明及び本願明細書において、分岐鎖脂肪酸とは、分岐鎖を有する炭化水素(炭素と水素からなる化合物)であって、少なくとも1のカルボン酸を有する化合物をいう。
 つまり、分岐鎖を有する炭化水素の1又は2以上の水素原子が、カルボキシル基に置換されている化合物である。
 前記脂肪酸組成物に含まれる分岐鎖脂肪酸の炭素原子数やカルボン酸の数は特に限定されるものではなく、例えば、炭素数が5~54であって、カルボン酸を1~3個有する分岐鎖脂肪酸が挙げられる。前記脂肪酸組成物には少なくとも2種類以上の分岐鎖脂肪酸が含まれる。
 また、本発明及び本願明細書において、分岐鎖脂肪酸には、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の両方が含まれていてもよい。前記脂肪酸組成物に含まれている分岐鎖脂肪酸は、飽和脂肪酸のみであってもよく、不飽和脂肪酸のみであってもよく、飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の両方を含んでいてもよい。本発明のペースト状組成物の製造方法では、後述するように最終的には還元反応により、反応組成物中の不飽和結合を飽和結合とするため、原料とする脂肪酸組成物中の飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の含有割合に関わらず、飽和炭化水素を主成分とするペースト状組成物を得ることができる。
 前記脂肪酸組成物は、1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸(以下、「液状分岐鎖のモノマー酸」ということがある。)の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下である。前記脂肪酸組成物中の液状分岐鎖のモノマー酸の含有量は総脂肪酸の合計質量に対して、40質量%以上65質量%以下であればよく、40質量%以上60質量%以下が好ましい。脂肪酸組成物中の液状分岐鎖のモノマー酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であることにより、得られた炭化水素組成物をペースト状とすることができる。液状分岐鎖のモノマー酸の含有量が多すぎる場合には、前記(1)や(3)の特性を備えていたとしても、製造された炭化水素組成物はペースト状よりも液状になりやすく、好ましい粘度特性を備えるペースト状組成物を製造することは困難である。
 本発明における「25℃で液状の分岐鎖脂肪酸」又は「25℃で液状の直鎖脂肪酸」とは、25℃の温度を基準とした時の、分岐鎖脂肪酸又は直鎖脂肪酸が液状であることを意味する。すなわち、前記分岐鎖脂肪酸又は直鎖脂肪酸が25℃以外の温度である場合は、かかる温度に応じて液状などの状態は変化する。このように変化した状態の分岐鎖脂肪酸又は直鎖脂肪酸も、本発明の範囲に含まれる。
 換言すれば、仮にある温度における分岐鎖脂肪酸又は直鎖脂肪酸の状態が液状でなくとも、25℃を基準としたときに液状の分岐鎖脂肪酸又は直鎖脂肪酸は、本発明の範囲に含まれる。
 液状分岐鎖のモノマー酸としては、例えば、炭素数5~20の1個のカルボン酸を有する分岐鎖脂肪酸が挙げられる。具体的には、イソ吉草酸(イソペンタン酸)、イソカプロン酸(イソヘキサン酸)、イソエナント酸(イソヘプタン酸)、イソカプリル酸(イソオクタン酸)、イソペラルゴン酸(イソノナン酸)、イソカプリン酸(イソデカン酸)、イソウンデカン酸、イソラウリン酸(イソドデカン酸)、イソトリデシル酸(イソトリデカン酸)、イソミリスチン酸(イソテトラデカン酸)、イソペンタデシル酸(イソペンタデカン酸)、イソパルミチン酸(イソヘキサデカン酸)、イソマルガリン酸(イソヘプタデカン酸)、イソステアリン酸(イソオクタデカン酸、2-ヘプチルウンデカン酸)、イソノナデシル酸(イソノナデカン酸)、及びイソアラキン酸(イソイコサン酸)からなる群より選択される少なくとも1種の分岐鎖脂肪酸が好ましく、イソステアリン酸がより好ましい。前記脂肪酸組成物は、液状分岐鎖のモノマー酸を1種類のみ含有していてもよく、液状分岐鎖のモノマー酸を2種類以上含有していてもよい。
 前記脂肪酸組成物は、分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸(以下、「液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸」と言うことがある。)の含有割合が10質量%以上(10≦([液状分岐鎖のダイマー又はトリマー酸の含有量]/[分岐鎖脂肪酸の含有量]×100))である。前記脂肪酸組成物が液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸を含有することにより、得られた炭化水素組成物をペースト状とすることができる。前記脂肪酸組成物において、分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸の含有割合が低すぎる場合には、前記(1)や(2)の特性を備えていたとしても、製造された炭化水素組成物はペースト状よりも固体状になりやすく、好ましい粘度特性を備えるペースト状組成物を製造することは困難である。
 分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する前記液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸の含有割合の範囲は、10質量%以上40質量%以下が好ましい。
 液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸としては、例えば、炭素数10~54の2又は3個のカルボン酸を有する分岐鎖脂肪酸が挙げられる。具体的には、炭素数6~20の1個のカルボン酸を有する不飽和脂肪酸の2分子又は3分子による分子間重合反応によって得られた化合物が挙げられる。液状分岐鎖のダイマー酸又はトリマー酸としては、少なくとも1の分岐鎖構造を有している25℃で液状の脂肪酸であればよく、直鎖不飽和脂肪酸同士が分岐鎖構造を形成するように分子間重合反応することによって得られた化合物であってもよく、分岐鎖不飽和脂肪酸同士が分子間重合反応することによって得られた化合物であってもよい。具体的には、2分子のオレイン酸、リノール酸、又はリノレン酸が分子間重合反応することによって得られる炭素数36の二塩基酸(2個のカルボン酸を有する分岐鎖脂肪酸)、又は3分子のオレイン酸、リノール酸、又はリノレン酸が分子間重合反応することによって得られる炭素数54の三塩基酸(3個のカルボン酸を有する分岐鎖脂肪酸)等が挙げられる。
 前記脂肪酸組成物は、上記(1)~(3)の脂肪酸組成を満たす限り、その他の脂肪酸を含有していてもよい。例えば、前記脂肪酸組成物は、1種又は2種以上の直鎖脂肪酸を含有していてもよい。本発明及び本願明細書において、直鎖脂肪酸とは、直鎖状の炭化水素であって、1又は2個のカルボン酸を有する化合物をいう。つまり、1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸は、直鎖状の炭化水素の一方の末端の炭素原子に結合している水素原子のうちの1個がカルボキシル基に置換されている化合物である。2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸は、直鎖状の炭化水素の両末端の炭素原子にそれぞれ結合している1個の水素原子がカルボキシル基に置換されている。
 前記脂肪酸組成物に含まれる直鎖脂肪酸は、25℃で液状であってもよく、固体状であってもよい。また、飽和脂肪酸であってもよく、不飽和脂肪酸であってもよい。さらに、カルボン酸は1個有していてもよく、2個有していてもよい。中でも、炭素数8~22の1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸や、炭素数4~10の2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸が好ましい。
 具体的には、1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸としては、カプリル酸(オクタン酸)、カプリン酸(デカン酸)、ラウリン酸(ドデカン酸)、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)、ステアリン酸(オクタデカン酸)、オレイン酸(cis-9-オクタデセン酸)、リノール酸(オクタデカジエン酸)、リノレン酸(オクタデカントリエン酸)、アラキジン酸(エイコサン酸)、エルカ酸(ドコセン酸)、又はベヘン酸(ドコサン酸)等が挙げられ、カプリン酸(デカン酸)、ラウリン酸(ドデカン酸)、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)、ステアリン酸(オクタデカン酸)、オレイン酸(cis-9-オクタデセン酸)、リノール酸(オクタデカジエン酸)、リノレン酸(オクタデカントリエン酸)、アラキジン酸(エイコサン酸)、エルカ酸(ドコセン酸)又はベヘン酸(ドコサン酸)が好ましい。また、2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸としては、炭素数10のセバシン酸等が挙げられる。本発明においては、前記脂肪酸組成物が、炭素数10~22の1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸及び炭素数4~10の2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸の両方を含むことが好ましく、炭素数10~22の1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸及びセバシン酸を含むことがより好ましい。
 本発明においては、前記脂肪酸組成物に含まれる1個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸の含有量は総脂肪酸の合計質量に対して、10質量%以上26質量%以下であることが好ましく、14質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
 また、前記脂肪酸組成物としては、2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸を含むものであることが好ましく、セバシン酸を含むことがより好ましい。セバシン酸を含有する場合、その含有量は総脂肪酸の合計質量に対して1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
 前記脂肪酸組成物中の各脂肪酸は、原油から精製されたものであってもよく、水素ガスと炭酸ガスから合成されたものであってもよく、生物由来のもの(動植物由来や酵母発酵物由来のもの)であってもよい。予期せぬ不純物等の混入を抑制し得るため、合成物又は生物由来のものが好ましく、環境負荷の軽減の点から生物由来のものがより好ましい。原油由来の脂肪酸中には14C同位体は含まれていないが、ガスを原料とした合成品や生物由来の脂肪酸には14C同位体が含まれており、12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にある。
 前記の生物由来脂肪酸は、植物、動物又は酵母発酵由来であれば、その製法や起源は限定されるものではない。植物性脂肪酸は、植物性脂肪、植物油、又は植物ワックスなどを、加水分解、酸性エステル交換、熱分解、又は酵素分解などの処理によって得られるものであればよい。植物としては、大豆、パーム、パーム核、菜種、ひまわり、綿実、落花生、やし、とうもろこし、オリーブ、ごま、アマニ、ひまし、マツ、マカデミアナッツ、又はメドウフォーム等が挙げられる。動物性脂肪酸は、動物性脂肪、動物油、又は動物性ワックスなどを加水分解、酸性エステル交換、熱分解、又は酵素分解などの処理によって得られるものであればよい。動物としては、牛、豚、羊、山羊、魚類、又は鯨等が挙げられる。その他、微生物発酵物により脂肪鎖を得る場合には、培地及び微生物体の抽出等により脂肪酸が取得できるものであれば、特に用いる微生物は限定されない。
 試料の14C含量は、液体シンチレーションスペクトロメータにおいて、計数管中の分解する14C同位体を集計する(リビー計数管法)ことにより、又は加速器質量分析により測定することができる。加速器質量分析(略:AMS)は、核物理分析法を用いて、非常に少量の試料中(ミリグラム範囲)の14C同位体を、ppt~ppqの範囲(10-12~10-16)で検出できる。
 また、脂肪酸組成物を調製する際には、脂肪酸はそのまま添加してもよく、アルカリ金属塩等の各種塩の状態で添加してもよい。
[脱炭酸的二量化反応]
 本発明のペースト状組成物の製造方法においては、まず、前記脂肪酸組成物中の脂肪酸に対して、脱炭酸的二量化反応を行い、脂肪族ケトンを得る。本発明において、2分子の脂肪酸の各カルボン酸から脱炭酸し二量化する方法は、特に限定されるものではなく、公知の化学反応を利用して行うことができる。
 例えば、炭素数が[n]である脂肪酸2分子から炭素数が[2n]である金属石鹸を合成した後、熱分解により脱炭酸させることによって、炭素数が[2n-1]である脂肪族ケトンが得られる。
 金属石鹸の合成は、例えば、アルカリ土類金属や金属を用いたけん化反応により行うことができる。当該金属としては、例えば、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子を用いることができ、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属であることが好ましい。また、当該金属は、酸化物又は水酸化物として用いることがより好ましい。本発明においては、特に酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、又は水酸化亜鉛等を用いることが好ましい。
 金属石鹸の熱分解の温度や反応時間は、脱炭酸反応が生じるために充分な温度及び時間であれば特に限定されるものではない。例えば、金属石鹸を、140~400℃、好ましくは160~340℃で、5~30時間、好ましくは10~24時間加熱することにより、脱炭酸させることができる。
 前記脱炭酸的二量化反応においては、前記脂肪酸組成物若しくは金属石鹸を構成する脂肪酸残基が(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である脂肪酸組成であれば、脂肪酸組成比は限定されるものではない。さらに、前記脱炭酸的二量化反応に用いられる金属は前記金属原子の条件を満たしていれば良く、前記脱炭酸的二量化反応に用いられる金属酸化物若しくは金属水酸化物の使用量は脂肪酸組成物のカルボン酸を中和できる量であれば、組み合わせやその比率は限定されるものではない。さらに、前記脂肪酸組成物の脱炭酸を阻害するものでなければ溶媒や触媒を用いることもできる。
 本発明のペースト状組成物の製造方法においては、前記脂肪酸組成物から金属石鹸を合成する工程を省略することもできる。すなわち、原料として前記脂肪酸組成物を用いて脱炭酸的二量化反応を行う替わりに、金属石鹸を原料とし、当該金属石鹸を熱分解により脱炭酸させることにより、後の水素化脱酸素反応に用いる脂肪族ケトンを得てもよい。原料として用いる金属石鹸は、脂肪酸残基の組成が、前記脂肪酸組成物をけん化して得られる金属石鹸と同様となるものを用いる。具体的には、前記脂肪酸組成物と、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子とにより合成された金属石鹸が挙げられる。
 前記金属石鹸としては、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を含む金属石鹸が好ましく、Mg、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を含む金属石鹸であることがより好ましい。
 前記金属石鹸は、市販品を用いることもでき、化学合成したものを用いることもできる。
 また、前記金属石鹸の製法は特に限定されない。例えば、金属酸化物、金属水酸化物、若しくはその他炭酸塩などと共に脂肪酸を反応容器に仕込み、大気圧若しくは加圧下に加熱することで直接金属石鹸を得る方法(直接法)によるもの、又は脂肪酸を一度NaやKのような一価のアルカリ土類金属と水中で反応させ、脂肪酸セッケンを合成した後に、二価の金属塩化物と金属交換をさせる方法(複分解法)等、常法により調製されるものを用いることができる。
[水素化脱酸素反応]
 前記脱炭酸的二量化反応によって得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより、飽和炭化水素を主たる成分とするペースト状組成物を得る。
 水素化脱酸素反応は、前記脂肪族ケトンのカルボニル基をメチレン基にし得る反応であれば特に限定されるものではなく、公知の化学反応を適宜組み合わせて行うことができる。
 水素化脱酸素反応は、ウォルフ・キッシュナー還元や、クレメンゼン還元等のように、脂肪族ケトン中のカルボニル基を直接還元してメチレン基にする還元反応であってもよい。ウォルフ・キッシュナー還元やクレメンゼン還元は、常法により行うことができる。例えば、ウォルフ・キッシュナー還元は、ジメチルスルホキシドやジエチレングリコール等の溶媒に溶解させた脂肪族ケトンに、ヒドラジン及び塩基(例えば、水酸化ナトリウム)を加えて、室温~200℃で反応させる。また、クレメンゼン還元は、塩酸等の強酸性溶媒に溶解させた脂肪族ケトンに、亜鉛アマルガムを添加し反応させる。その他、水素ガスの存在下、パラジウム触媒を用いた触媒水素化により、脂肪族ケトンを直接還元することもできる。
 水素化脱酸素反応は、前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、の3段階の反応で行うこともできる。各段階の反応は、従来公知の化学反応により行うことができる。これらの3段階の反応は、一の反応系内で全て連続的に行うこともでき、またこのうちの2段階の反応のみを一の反応系内で同時に行うこともでき、それぞれの反応を別個の反応系で順次行うこともできる。
 例えば、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応(すなわち、カルボニル基の炭素-酸素二重結合を還元して水酸基に変換する反応)や、不飽和結合の飽和結合への還元反応(すなわち、脂肪酸中の炭素-炭素二重結合を還元して炭素-炭素一重結合に変換する反応)は、公知の還元反応により行うことができる。また、両還元反応は、同じ触媒を用いた還元反応で実施してもよく、互いに異なる触媒を用いた還元反応で行ってもよい。
 本発明においては、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を触媒として用い、水素ガスを導入した環境下で還元反応を行うことが好ましい。その他、液体アンモニア存在下で、Liを触媒として用いるバーチ還元を行うこともできる。
 また、分子内脱水反応は、脂肪族アルコールを分子内で脱水させる反応であれば特に限定されるものではない。例えば、触媒として、ブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方を用い、これらの共存下で加温することにより、脱水反応を行うことができる。反応温度や時間は、用いる触媒の種類や反応に供される脂肪族アルコールの量等を考慮して適宜調整することができる。例えば、80~250℃で1~10時間反応させることができる。
 ブレンステッド酸としては、例えば、活性白土、ゼオライト、アルミナ、硫酸、又は硝酸等の酸触媒が挙げられる。ブレンステッド塩基としては、水酸化アルミニウム、又は水酸化ナトリウム等が挙げられる。
 前記水素化脱酸素反応は各段階の反応が進行するものであれば、触媒や溶媒の種類や使用量は、特に限定されるものではない。例えば、脂肪族ケトンからアルコールを得る段階及び不飽和炭化水素から飽和炭化水素を得る段階においては、脂肪族ケトンに対して0.01~50wt%の触媒を用いることができる。触媒は金属単体でも良く、金属酸化物でも良く、金属酸化物が他の無機化合物に担持された状態でも良い。取扱い上の観点から、金属酸化物若しくは金属酸化物が他の無機化合物に担持された状態が好ましい。金属元素としては、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属元素が好ましく、Pd、Ni、Cu、Cr、及びRuからなる群より選択される少なくとも1の金属元素がより好ましい。また、アルコールの分子内脱水反応においては、任意のブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方を用いることができる。ブレンステッド酸としては活性白土、ゼオライト、アルミナ、硫酸、又は硝酸等が好ましく、工業的には、反応後の除去性から活性白土、ゼオライト又はアルミナがより好ましい。ブレンステッド塩基としては水酸化アルミニウム、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムが好ましく、工業的には、反応後の除去性から水酸化アルミニウムがより好ましい。さらに、同工程においては、反応を阻害するものでなければ適宜溶媒を用いてもよい。溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、若しくはイソドデカン等の炭化水素系溶媒や、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、若しくはイソブタノール等のアルコール性溶媒、又はベンゼン、トルエン、若しくはキシレン等の芳香族性溶媒等を用いることができ、脂肪族ケトンに対して1wt%~10000wt%(すなわち、溶媒の合計重量に対して1wt%の脂肪族ケトン)を用いることができる。溶媒としては、工業上の取扱いや入手のしやすさの観点から、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、イソドデカン、エタノール、プロパノール、トルエン、又はキシレンが好ましく、オクタン、イソドデカン、エタノール、又はキシレンがより好ましく、工業上の観点から無溶剤であることが最も好ましい。
 不飽和結合の飽和結合への還元反応によって、分子内脱水反応により形成された不飽和結合と共に、元々原料とした脂肪酸が有していた不飽和結合や、それ以前の反応で形成されていた不飽和結合も還元される。このため、当該還元反応を充分に行うことにより、不飽和炭化水素の含有量が極微量である、又は飽和炭化水素のみからなる(すなわち、不飽和炭化水素の含有量が、通常の検出方法における検出限界以下である)組成物が得られる。
[ペースト状組成物]
 本発明のペースト状組成物の製造方法により得られた組成物は、飽和炭化水素を主たる成分とするペースト状(流動性があり、かつ粘性の高い状態)である。特に当該ペースト組成物は、原油から製造された従来のワセリンに比べて、高分子量又は高融点の共雑化合物や構造不明な不純物等の含有量が非常に少ないため、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、潤滑性、及び離形性に優れている。
 すなわち、本発明のペースト状組成物の製造方法により得られた組成物は、脂肪酸組成物若しくは金属石鹸を構成する脂肪酸残基が(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られる炭化水素組成物であって、前記炭化水素組成物を構成する炭素原子における12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲である炭素を含むペースト状の組成物である。
 前記ペースト状組成物を一定の膜厚で粗面に塗布した際の入射角85°における「光沢度の上昇度(以下、ΔGs)」(以下、ΔGs85°)の範囲は6以上が好ましく、10以上がより好ましく、12以上がさらに好ましく、大きいほど好ましい。前記ペースト状組成物の光沢度及びΔGs85°は、後述の測定方法及び式により測定又は算出される。
 前記ペースト状組成物の静摩擦係数の範囲は0.20以下が好ましく、0.18がより好ましく、0.17以下がさらに好ましく、小さいほど好ましい。前記静摩擦係数は、後述の測定方法により測定される。
 前記ペースト状組成物の動摩擦係数の範囲は0.13以下が好ましく、0.11以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましく小さいほど好ましい。前記動摩擦係数は、後述の測定方法により測定される。
 前記ペースト状組成物の水分透過率の範囲は、10%以下が好ましく、6%以下がより好ましく、3.5%以下がさらに好ましく、小さいほど好ましい。前記水分透過率は、後述の測定方法により測定される。
 当該ペースト状組成物は、特にワセリンの代替物として、各種製品の原料として好適に用いることができる。例えば、当該ペースト状組成物は、潤滑性向上剤、離形性向上剤、又は医薬品若しくは医薬部外品の軟膏基材として好適に用いることができる。
 本発明のペースト状組成物を潤滑性向上剤として使用する場合、一般的に潤滑性向上剤に配合される任意の添加剤とともに、本発明の組成物を加熱融解若しくは乳化、又は可溶化して使用することができる。ここでいう添加剤とは、例えば、清浄分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、摩耗防止剤、極圧添加剤、錆止め剤、腐食防止剤、金属不活化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、抗乳化剤、又は防黴防腐剤などが挙げられる。潤滑性向上剤の形態としては、オイル溶解タイプ;O/W型、W/O型、W/O/W型、若しくはO/W/O型等の乳化タイプ;可溶化タイプ;又は固形タイプ等の所望の形態をとることができる。前記潤滑性向上剤とはエンジン油、ギヤ油、自動変速機油、作動油、軸受油、タービン油、コンプレッサー油、摺動面油、水溶性切削油、不水溶性切削油、又は塑性加工油などが挙げられる。
 本発明のペースト状組成物を離形性向上剤として使用する場合、一般的に離形性向上剤に配合される任意の添加剤とともに、本発明の組成物を加熱融解若しくは乳化、又は可溶化して使用することができる。ここでいう添加剤とは、例えば、清浄分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、摩耗防止剤、極圧添加剤、錆止め剤、腐食防止剤、金属不活化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、抗乳化剤、又は防黴防腐剤などが挙げられる。潤滑性向上剤の形態としては、オイル溶解タイプ;O/W型、W/O型、W/O/W型、若しくはO/W/O型等の乳化タイプ;可溶化タイプ;又は固形タイプ等の所望の形態をとることができる。前記離形性向上剤とはデバイダー油、コンクリート離型油、鋳造離型油、ゴム用離型油、又はプラスチック用離型油などが挙げられる。
 本発明のペースト状組成物を医薬品又は医薬部外品の軟膏基材として使用する場合、任意の医薬品又は医薬部外品及び軟膏に一般的に添加される添加剤を本発明の組成物に添加し、混合又は加熱融解若しくは、乳化して使用することができる。医薬品又は医薬部外品としては、抗生物質、抗炎症剤、防腐剤、消毒剤、抗酸化剤、又はラジカル吸収剤などが挙げられる。また、ここでいう添加剤とは炭化水素油剤、エステル油剤、シリコーン油剤、ワックス、乳化剤、増稠剤、防腐剤、染料、又は香料などが挙げられる。前記軟膏基材とは油脂性軟膏基材、水中油型軟膏基材、油中水型軟膏基材、口腔内用軟膏基材、又は眼用軟膏基材などが挙げられる。
 また、当該ペースト状組成物は、化粧料、医薬品、又は医薬部外品の原料としてそのまま用いることもできる。当該ペースト状組成物を化粧料等の原料の一種として使用する場合、化粧料等中における当該ペースト状組成物の含有量は、化粧料等を構成する全構成成分の合計質量に対して0.1~95質量%にすることができ、0.5~90質量%が好ましく、1~80質量%がより好ましい。
 当該ペースト状組成物を含有させる化粧料の形態としては、オイル溶解タイプ;O/W型、W/O型、W/O/W型、若しくはO/W/O型等の乳化タイプ;可溶化タイプ;又は固形タイプ等の所望の形態をとることができる。また、かかる化粧料の種類としては、クレンジングオイル、乳液、クリーム、美容液、エモリエントクリーム、エモリエントローション、マッサージクリーム若しくはリップケアスティック等のスキンケア化粧料、化粧下地、口紅、ファンデーション、若しくはアイシャドウ等のメイクアップ化粧料、又はヘアワックス、ヘアスプレー、ヘアコンディショナー、若しくはヘアクリーム等のヘアケア化粧料などが挙げられる。
 当該ペースト状組成物を含有させる化粧料、医薬品、又は医薬部外品には、所望により、化粧料等に一般に用いられる各種成分を配合し、従来公知の方法により製造できる。 例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、親油性非イオン界面活性剤、親水性非イオン界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、天然系界面活性剤、液状油脂、固体油脂、ロウ類、炭化水素油、高級脂肪酸、高級アルコール、エステル油、シリコーン油、粉体、保湿剤、天然の水溶性高分子、半合成の水溶性高分子、合成の水溶性高分子、無機の水溶性高分子、増粘剤、紫外線吸収剤、金属イオン封鎖剤、低級アルコール、多価アルコール、単糖、オリゴ糖、多糖、アミノ酸、有機アミン、合成樹脂エマルジョン、pH調製剤、ビタミン類、酸化防止剤、酸化防止助剤、香料、及び水等を所望により適宜配合させることができる。
 本発明のまた別の側面のペースト状組成物の製造方法は、
 脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法であって、
 前記分岐鎖脂肪酸が分岐鎖を有する炭化水素であり、かつ、少なくとも1のカルボン酸を有する化合物であり、
 前記1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、イソステアリン酸であり、
 前記2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸であり、
 前記脱炭酸的二量反応が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、及び水酸化亜鉛からなる群より選択される少なくとも1の化合物の存在下で行われる反応であり、
 前記水素化脱酸素反応が、カルボニル基を還元してメチレン基にする反応であり、ヒドラジン又は亜鉛アマルガムの存在下で行われる反応であり、
 前記水素化脱酸素反応が、前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、を有し、
 前記ケトンの還元反応と前記不飽和結合の還元反応の少なくとも一方が、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる反応であり、かつ、
 前記分子内脱水反応が、ブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方の共存下で行われる反応であり、
 前記脂肪酸組成物における12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあることが好ましい。
 前記脂肪酸組成物における脂肪酸が、植物由来若しくは動物由来であることが好ましく、工業上の入手のしやすさから植物由来であることがより好ましく、大豆、パーム、パーム核、菜種、ひまわり、綿実、落花生、やし、とうもろこし、オリーブ、ごま、アマニ、ひまし、又はマツであることがさらに好ましい。
 本発明のまた別の側面のペースト状組成物の製造方法は、
 脂肪酸組成が、
(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
脂肪酸組成物と、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子とにより合成された金属石鹸に対して脱炭酸反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法であって、
 前記分岐鎖脂肪酸が分岐鎖を有する炭化水素であり、かつ、少なくとも1のカルボン酸を有する化合物であり、
 前記1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、イソステアリン酸であり、
 前記2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸であり、
 前記金属石鹸が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を含む金属石鹸であり、
 前記脱炭酸的二量反応が、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、及び水酸化亜鉛からなる群より選択される少なくとも1の化合物の存在下で行われる反応であり、
 前記水素化脱酸素反応が、カルボニル基を還元してメチレン基にする反応であり、ヒドラジン又は亜鉛アマルガムの存在下で行われる反応であり、
 前記水素化脱酸素反応が、前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、を有し、
 前記ケトンの還元反応と前記不飽和結合の還元反応の少なくとも一方が、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる反応であり、かつ、
 前記分子内脱水反応が、ブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方の共存下で行われる反応であり、
 前記脂肪酸組成物における12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあることが好ましい。
 本発明のまた別の側面のペースト状組成物は、
 脂肪酸組成物若しくは金属石鹸を構成する脂肪酸残基が(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である脂肪酸組成物に対し、脱炭酸的二量化反応を行った後に、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られる炭化水素組成物を含み、
 前記組成物の12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあり、
 前記組成物のΔGs85°が10以上であり、
 前記組成物の静摩擦係数が0.20以下であり、
 前記組成物の動摩擦係数が0.13以下であり、
 前記組成物の水分透過率が4%以下であることが好ましい。
 本発明のまた別の側面のペースト状組成物は、
 脂肪酸組成物若しくは金属石鹸を構成する脂肪酸残基が(1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、(2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ(3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である脂肪酸組成物に対し、脱炭酸的二量化反応を行った後に、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られる炭化水素組成物を含み、
 前記組成物の12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあり、
 前記組成物のΔGs85°が19以上であり、
 前記組成物の静摩擦係数が0.16以下であり、
 前記組成物の動摩擦係数が0.10以下であり、
 前記組成物の水分透過率が3.3%以下であることが好ましい。
 以下、具体的な実施例に基づいて、本発明についてさらに詳しく説明する。本発明は、以下に示す実施例の内容に何ら限定されるものではない。
[実施例1;ペースト状の炭化水素組成物の合成]
 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び水分分離機を備えた2Lの耐圧性金属容器に、ラウリン酸[製品名:PALMAC98-12(ACIDCHEM社製)]8g、ミリスチン酸[製品名:PALMAC98-14(ACIDCHEM社製)]20g、パルミチン酸[製品名:PALMAC98-16(ACIDCHEM社製)]34g、ステアリン酸[製品名:PALMAC98-18(ACIDCHEM社製)]41g、アラキン酸/ベヘン酸の混合物[製品名:EDENOR C20-22(コグニス社製)]45g、セバシン酸[製品名:セバシン酸(小倉合成工業社製)]30g、精製ダイマー酸[製品名:EMPOL1012(コグニス社製)]304g、イソステアリン酸[製品名:PRISORINE 3505(クローダ社製)]518gと酸化亜鉛(和光純薬工業社製)152gを仕込み、320℃で窒素気流下12時間反応させた。反応後、原料脂肪酸総量(1000g)に対し5wt%量のRu/C(和光純薬社製)とp-トルエンスルホン酸1水和物(和光純薬工業社製)500ppmを加え、ヘッドスペースの空気を減圧下で除去した後、水素ガスを3MPaの圧力で連続的に導入し、240℃で3時間反応させた。次いで、原料脂肪酸総量に対し3wt%の水酸化アルミニウム[製品名:キョーワード200B(協和化学工業社製)]を加え、減圧下、105℃で2時間攪拌した。濾過にて、Ru/C、酸化亜鉛、水酸化アルミニウムを除去し、白色ペースト状の炭化水素組成物を650g得た。
 使用した精製ダイマー酸とイソステアリン酸を、GPC(Gel Permeation Chromatography)にて分析したところ、クロマトチャートにおいてダイマー酸の左側にピークは検出されなかった。つまり、使用した精製ダイマー酸とイソステアリン酸には、GPCで検出できるレベルではトリマー酸は含有されていないことが確認された。また、使用したトリマー酸を、GPC(Gel Permeation Chromatography)にて分析したところ、当該トリマー酸はモノマー酸2%、ダイマー酸23%、トリマー酸75%であることがわかった。
[実施例2;ペースト状の炭化水素組成物の合成]
 攪拌機、温度計、窒素ガス導入管及び水分分離機を備えた2Lの耐圧性金属容器に、セバシン酸[製品名:セバシン酸(小倉合成工業社製)]30g、精製ダイマー酸[製品名:EMPOL1012(コグニス社製)]304g、イソステアリン酸[製品名:PRISORINE3505(クローダ社製)]518gと酸化亜鉛(和光純薬工業社製)124gを仕込み、窒素気流化180℃で12時間反応させた。反応後、温度を90℃まで下げ内容物を取り出し、減圧下100℃で一昼夜乾燥させ、粘稠状固体を853g得た。得られた粘稠状固体のうち2gをとり、エタノールとジエチルエーテルの混液を加え、激しく振り混ぜたあと、乾燥濾紙を用いて濾過を行った。濾液にフェノールフタレインを一滴加えた後、0.1N水酸化カリウムのエタノール溶液にて滴定を行い遊離脂肪酸量の測定を行った結果、遊離脂肪酸量は0.3%であった。
 次いで、得られた粘稠性固体340.8gとラウリン酸亜鉛(和光純薬工業社製)3.2g、ミリスチン酸亜鉛(和光純薬工業社製)8.0g、パルミチン酸亜鉛[製品名:ZS-16(日東化成工業社製)]13.6g、ステアリン酸亜鉛(和光純薬工業社製)16.4g、ベヘン酸亜鉛[製品名:ZS-7CP(日東化成工業社製)]18.0gを混合し、320℃で窒素気流下8時間反応させた。金属石鹸混合物総量(500g)に対し5wt%量のPd/C(和光純薬社製)を加え、ヘッドスペースの空気を減圧下で除去した後、水素ガスを1MPaの圧力で連続的に導入し、200℃で3時間反応させた。次いで、活性白土[製品名:ガレオンアースV2(水澤化学社製)]10gを加え200℃窒素気流下で5時間反応させた後、再度ヘッドスペースの空気を減圧下で除去した後、金属石鹸混合物総量(500g)に対し3wt%の珪藻土担持複合型安定酸化Ni/Cu/Cr[製品名:N113B(日揮触媒化成社製)]を加え、水素ガスを1MPaの圧力で連続的に導入し、160℃で3時間反応させた。遠心分離にて、Pd/C、酸化亜鉛、活性白土、珪藻土担持型安定酸化Ni/酸化Cu/酸化Crを除去し、白色ペースト状の炭化水素組成物を285g得た。
[実施例3~11、比較例1~7]
 原料脂肪酸組成物を表1及び2に示す脂肪酸組成とした以外は、実施例1と同様にして、炭化水素組成物を得た。表1及び2中、「C10」はカプリン酸[製品名:PALMAC 99-10(ACIDCHEM社製)]、「C12」はラウリン酸[製品名:PALMAC98-12(ACIDCHEM社製)]、「C14」はミリスチン酸[製品名:PALMAC98-14(ACIDCHEM社製)]「C16」はパルミチン酸[製品名:PALMAC98-16(ACIDCHEM社製)]、「C18」はステアリン酸[製品名:PALMAC98-18(ACIDCHEM社製)]、「C20」はアラキン酸、「C22」はベヘン酸(アラキン酸/ベヘン酸の混合物[製品名:EDENOR C20-22(コグニス社製)])、「SLMFA」は1のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸の総量、「C10DA」はセバシン酸[製品名:セバシン酸(小倉合成工業社製)]、「Dimer」は精製ダイマー酸[製品名:EMPOL1012(コグニス社製)]、「Trimer」はダイマー酸トリマー酸混合物[製品名:ツノダイム346(築野食品工業社製)]、「iC18」はイソステアリン酸[製品名:PRISORINE 3505(クローダ社製)]、「iFA」は分岐鎖脂肪酸の総質量を示す。また「(Dimer+Trimer)/iFA」は、分岐鎖脂肪酸の総質量に対するダイマー酸とトリマー酸の合計含有割合を示す。
 表1及び2の原料脂肪酸組成に示す数値は、小数点以下第二位を四捨五入した数値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1~11及び比較例1~7で得られた炭化水素組成物について、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、摩擦特性(潤滑性)、及び水分透過性を評価した。比較例8としてノムコートW(日清オイリオグループ社製)、比較例9として局方白色ワセリン(小堺製薬社製)も使用した。
<塗布時の滑性評価>
 塗布時における滑性評価は、各炭化水素組成物を約100μg取り、腕の内側に塗布した際の官能試験によって評価した。判断基準を下記に示す。
評価基準;
 A:塗布時に固体感を感じることなく、滑らかに塗布できる。
 B:塗布時にわずかな固形感を感じるが、滑らかに塗布できる。
 C:塗布時に明らかな固形感を感じ、滑らかさに欠ける。
<保存安定性評価>
(評価方法)
 各炭化水素組成物を50mLの蓋付ガラス瓶に入れ蓋を密閉後、庫内温度が20℃と40℃を24時間で1サイクルする恒温庫内に48時間静置後、庫内温度が40℃の時点でサンプルを庫内から取り出した。取り出した直後の状態を各サンプルについて約100μg取り、腕の内側に塗布した際の官能試験によって確認し、下記の判断基準に従って評価した。
評価基準;
 A:安定性試験の前後で何ら変化はない。
 B:安定性試験前後で、塗布時の滑性にわずかな変化が認められる。
 C:安定性試験前後で、塗布時の滑性に顕著な変化が認められる。
<塗布時の艶評価>
 塗布後の艶は、目視評価と光沢度の上昇度により評価した。
 目視による塗布後の艶は、まず、パネラーの腕の内側を流水と手洗い用洗剤にて清浄後、さらにエタノールにて余剰な油分を除去した。清浄箇所を乾燥後、各炭化水素組成物約100μgを当該清浄箇所に乗せ、塗り伸ばした後の艶を目視にて評価した。
評価基準;
 A:塗り伸ばした面に艶及び光沢性が認められる。
 B:塗り伸ばした面はわずかに艶及び光沢性に欠ける。
 C:塗り伸ばした面に艶及び光沢性は認められない。
<塗布面の光沢評価>
 塗布面の艶は、各炭化水素組成物を一定の膜厚で粗面に塗布した際の「光沢度の上昇度」によって評価した。光沢度の測定はJIS Z 8741に記載の方法1「85度 鏡面光沢度」を参考に測定した。測定には日本電色工業社製のPG-1M型ハンディ型光沢度計を用い、サンプル(炭化水素組成物)の塗布には膜厚固定型アプリケーター[製品名:ドクターブレード(テスター産業社製)]を用いて10μmの膜厚で塗布膜を調製した。光沢度は入射角85°の光沢度(以下、Gs85°)をn=2で測定し、下記式にてΔGs85°を算出した。
式:[光沢度の上昇度(ΔGs85°)]=[サンプルのGs85°の平均値]-[粗面のGs85°の平均値]
<光照射下における色相と臭気の安定性評価>
 各炭化水素組成物を30mLの密栓できるガラス瓶に入れ、太陽光の当たる場所に静置し曝光試験を実施した。それぞれのサンプルにおいて、アルミホイルで遮光したサンプルを対照サンプルとして評価した。3日間経過後の各サンプルについて、色相の変化と臭気の変化をそれぞれ対照サンプルと比較し、下記の判断基準に従って評価した。
[色相の変化]
 A:対照サンプルと比較し、色相に変化はない。
 B:対照サンプルと比較し、わずかな黄変が認められる。
 C:対照サンプルと比較し、顕著な黄変が認められる。
[臭気の変化]
 A:対照サンプルと比較し、臭気に変化はない。
 B:対照サンプルと比較し、わずかな劣化臭が認められる。
 C:対照サンプルと比較し、顕著な劣化臭が認められる。
<摩擦特性の評価>
 静摩擦係数、及び動摩擦係数の測定により潤滑性の評価を実施した。静摩擦係数、及び動摩擦係数の測定には、静動摩擦測定機[型式;ハンディトライボマスターTS201Ts(トリニティラボ社製)]を用い、プロテイン粒子織込み人工皮革[製品名;サプラーレ(出光テクノファイン社製)]の表面で、下記の条件を用いて測定を実施した。静動摩擦係数は10往復における平均値を算出し評価を実施した。
 測定荷重 :300g
 サンプル量:100μg
 架台移動速度:0.5cm/秒の速度で10往復
 架台移動距離:6cm
<水分透過性の評価>
 105℃の恒温槽の中で12時間溶解及び乾燥させた各炭化水素組成物に、重量を精秤したΦ70mmの濾紙[ADVANTEC社製;No.5C](重量(A)とする。)を浸漬した後、各炭化水素組成物が含浸された濾紙の重量(B)を正確に測定した。サンプル(炭化水素組成物)の含浸量は、以下の計算式を用いて試料塗布量が6~8mg/cmとなるように調整した。
式:[試料塗付量(mg/cm)]=([重量(B)(mg)]-[重量(A)(mg)])/[38.47(cm)(濾紙の面積)]
 グリセリン(約15g)を入れた透湿カップ(JIS-Z0208)にサンプルを塗付した濾紙を置き、溶解した封ロウ剤(ミツロウ/パラフィンワックス混合物、重量比:6:4)で固定した。封ロウ剤が固化した後、濾紙をセットした透湿カップの重量(重量(C)とする。)を正確に測定した。
 濾紙を固定した透湿カップを、水蒸気が飽和したデシケーター(塩化アンモニウム飽和水溶液、湿度:80%)中にいれ、デシケーターごと25℃、3時間静置したのち、透湿カップの重量を正確に測定し、重量(D)とした 。
 以下の計算式を用いて、各炭化水素組成物が塗布された濾紙の外側から内側に向かって透過し、グリセリンに溶解した水分透過量及び水分透過率を算出した。
式:[水分透過量(mg/cm)]=([重量(D)(mg)]-[重量(C)(mg)])/[28.26(cm)(透湿カップの透過面積)]
式:[水分透過率(%)]=[サンプルの水分透過量(mg)]/[ブランクの水分透過量(mg)]×100
 各炭化水素組成物の評価結果を表1及び2に示す。この結果、実施例1~11の炭化水素組成物は、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、及び光照射下における安定性が、比較例8及び9の既存のペースト状の炭化水素組成物製剤よりも優れており、摩擦特性(潤滑性)及び水分透過性は、比較例8及び9の炭化水素組成物製剤と同様に優れていた。これに対して、原料の脂肪酸組成物中の液状分岐鎖のモノマー酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%より多かった比較例1の炭化水素組成物は、ペースト状というよりも液状に近く、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、及び光照射下における安定性のいずれも、実施例1~11の炭化水素組成物に比べて劣っていた。また、ダイマー酸を含まなかった比較例2及び3の炭化水素組成物、分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%未満であった比較例4~7の炭化水素組成物は、いずれも固形状であり、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、及び光照射下における安定性のいずれも、実施例1~11の炭化水素組成物に比べて劣っていた。
[実施例12及び比較例10;エモリエントローション(O/W型)の調製]
 表3に示すA成分及びB成分をそれぞれ70℃で混合溶解した。その後、溶解したB成分をホモミキサーで攪拌しながら、溶解したA成分を徐々に添加した。得られた混合物を攪拌したまま室温まで冷却し、エモリエントローション(O/W型)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
<官能評価>
 調製した実施例12及び比較例10のエモリエントローション(O/W型)はいずれも良好な感触を示した。
<安定性評価>
 実施例12及び比較例10を透明ガラス瓶に入れ密栓をした。
 曝光安定性試験では、太陽光の当たる南向きの窓辺に1週間静置したのちのエモリエントローションの色相を目視にて確認した。
 安定性加速試験では、50℃の恒温槽内にて1か月間静置したのちのエモリエントローションの臭気を確認した。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[実施例13及び比較例11;エモリエントローション(W/O型)の調製]
 原料を表5に示す原料とした以外は、実施例12と同様にして、エモリエントローション(W/O型)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
<官能評価>
 調製した実施例13及び比較例11のエモリエントローション(W/O型)はいずれも良好な感触を示した。
<安定性評価>
 実施例12と同様の方法で、調製したエモリエントローション(W/O型)の曝光安定性試験及び安定性加速試験を実施した。結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
[実施例14及び比較例12;マッサージクリーム(O/W型)の調製]
 原料を表7に示す原料とした以外は、実施例12と同様にして、マッサージクリーム(O/W型)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
<官能評価>
 調製した実施例14及び比較例12のマッサージクリーム(O/W型)はいずれも良好な感触を示した。
<安定性評価>
 実施例12と同様の方法で、調製したマッサージクリーム(O/W型)の曝光安定性試験及び安定性加速試験を実施した。結果を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
[実施例15及び比較例13;スティックタイプファンデーション(コンシーラー)の調製]
 表9に示すA成分をミルミキサーで混合粉砕した。表9に示すB成分を85℃で溶解混合した後、ディスパーミキサーで攪拌しながら、粉砕したA成分を加えた。得られた混合物をさらにコロイドミルで磨砕分散し、脱気した後に70℃で容器に流し込み、スティックタイプファンデーション(コンシーラー)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
<官能評価>
 調製した実施例15及び比較例13のスティックタイプファンデーション(コンシーラー)はいずれも良好な感触を示した。
<安定性評価>
 安定性試験では、50℃の恒温槽内にて1か月間静置したのちのスティックタイプファンデーション(コンシーラー)の臭気を確認した。結果を表10に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
[実施例16及び比較例14;油性練紅の調製]
 表11のA成分を3本ローラーで混練した。表11のB成分を80℃で加熱溶解した後、ホモミキサーで攪拌しながら、混練したA成分を加えた。得られた混合物を50℃まで冷却し、容器に注ぎ込み、油性練紅を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
<官能評価>
 調製した実施例16及び比較例14の油性練紅はいずれも良好な感触を示した。
<安定性評価>
 安定性試験では、50℃の恒温槽内にて1か月間静置したのちの油性練紅の臭気を確認した。結果を表12に示す。
<光沢性及び発色性評価>
 調製した練紅を口唇に塗付し、光沢性を目視にて評価した。結果を表12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
[実施例17及び比較例15;ヘアコンディショナーの調製]
 原料を表13に示す原料とした以外は、実施例12と同様にして、ヘアコンディショナーを調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
<安定性評価>
 実施例12と同様の方法で、調製したヘアコンディショナーの曝光安定性試験及び安定性加速試験を実施した。結果を表14に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
[実施例18及び比較例16;ヘアクリーム(O/W型)の調製]
 原料を表15に示す原料とした以外は、実施例12と同様にして、ヘアクリーム(O/W型)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
<安定性評価>
 実施例12と同様の方法で、調製したヘアクリーム(O/W型)の曝光安定性試験及び安定性加速試験を実施した。結果を表16に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
[実施例19及び比較例17;潤滑性向上剤組成物の調製]
 表17に示すペースト状組成物又はワセリンを85℃で溶解し、ホモミキサーで攪拌しながら窒化ホウ素粉末を添加した。その後、70℃まで冷却し、容器に充填し、グリース状潤滑性向上剤を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
<安定性評価>
 加熱劣化試験では、ガラス製シャーレに実施例19又は比較例17のグリース状潤滑性向上剤を1g計りとり、120℃の恒温槽内にて1週間静置したのち、各潤滑性向上剤の臭気を確認した。結果を表18に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 本発明のペースト状組成物の製造方法により得られたペースト状組成物は、保存安定性、塗布時の滑性(滑らかさ)、塗布後の艶、光照射下における安定性、潤滑性、及び離形性に優れており、ワセリン代替物として好適であるため、化粧料、医薬品における軟膏基材、工業用の潤滑剤や離型剤等、様々な工業製品における産業基材として有用である。

Claims (28)

  1.  脂肪酸組成が、
    (1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
    (2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
    (3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
    脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法。
  2.  前記脂肪酸組成物が、イソステアリン酸、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸、及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸を含有する、請求項1に記載のペースト状組成物の製造方法。
  3.  前記脂肪酸組成物が、さらに、1個又は2個のカルボン酸を有する直鎖脂肪酸を含有する、請求項1又は2に記載のペースト状組成物の製造方法。
  4.  前記1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、イソステアリン酸である、請求項1~3のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  5.  前記2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸が、2個のカルボン酸を有する炭素数36の分岐鎖脂肪酸及び3個のカルボン酸を有する炭素数54の分岐鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸である、請求項1~4のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  6.  前記脂肪酸組成物中の直鎖脂肪酸が、1個のカルボン酸を有する炭素数10~22の直鎖脂肪酸、及び2個のカルボン酸を有する炭素数4~10の直鎖脂肪酸からなる群より選択される少なくとも1の脂肪酸である、請求項3~5のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  7.  前記脱炭酸的二量化反応が、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子の存在下で行われる、請求項1~6のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  8.  前記脱炭酸的二量化反応が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる、請求項1~7のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  9.  前記金属が、酸化物又は水酸化物である、請求項8に記載のペースト状組成物の製造方法。
  10.  脂肪酸組成が、
    (1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
    (2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
    (3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
    脂肪酸組成物と、II族、及びVII~XII族の金属原子からなる群より選択される少なくとも1の金属原子とにより合成された金属石鹸に対して脱炭酸反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことを含む、ペースト状組成物の製造方法。
  11.  前記金属石鹸が、Mg、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属を含む金属石鹸である、請求項10に記載のペースト状組成物の製造方法。
  12.  前記水素化脱酸素反応が、カルボニル基を還元してメチレン基にする反応であり、ヒドラジン又は亜鉛アマルガムの存在下で行われる、請求項1~11のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  13.  前記水素化脱酸素反応が、
     前記脂肪族ケトンを還元し、脂肪族アルコールを合成するケトンの還元反応と、
    得られた脂肪族アルコールを、分子内脱水させて不飽和結合を形成させる分子内脱水反応と、
     前記分子内脱水反応により不飽和結合が形成された炭化水素を還元し、飽和炭化水素を得る不飽和結合の還元反応と、
    を有する、請求項1~11のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  14.  前記ケトンの還元反応と前記不飽和結合の還元反応の少なくとも一方が、Pt、Pd、Ni、Cu、Cr、Ru、Rh、Li、Al、B、及びZnからなる群より選択される少なくとも1の金属の存在下で行われる、請求項13に記載のペースト状組成物の製造方法。
  15.  前記分子内脱水反応が、ブレンステッド酸及びブレンステッド塩基の少なくとも一方の共存下で行われる、請求項13に記載のペースト状組成物の製造方法。
  16.  前記脂肪酸組成物における12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にある、請求項1~15のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法。
  17.  請求項1~16のいずれか一項に記載のペースト状組成物の製造方法により製造され、12C同位体のモル存在比率に対する14C同位体のモル存在比率の割合が、6×10-13~1.2×10-12の範囲にあるペースト状組成物。
  18.  ワセリンの代替物として用いられる、請求項17に記載のペースト状組成物。
  19.  潤滑性向上剤として用いられる、請求項17に記載のペースト状組成物。
  20.  離形性向上剤として用いられる、請求項17に記載のペースト状組成物。
  21.  医薬品又は医薬部外品の軟膏基材として用いられる、請求項17に記載のペースト状組成物。
  22.  化粧料に用いられる、請求項17に記載のペースト状組成物。
  23.  脂肪酸組成が、
    (1)分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して70質量%以上であり、
    (2)1個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有量が総脂肪酸の合計質量に対して65質量%以下であり、かつ
    (3)分岐鎖脂肪酸の合計質量に対する、2又は3個のカルボン酸を有する25℃で液状の分岐鎖脂肪酸の含有割合が10質量%以上である、
    脂肪酸組成物に対して、脱炭酸的二量化反応を行った後、得られた脂肪族ケトンを含む組成物に対して水素化脱酸素反応を行うことにより得られたペースト状組成物を、ワセリンの代替物として用いることを含む、ペースト状組成物の使用方法。
  24.  請求項17に記載のペースト状組成物の、ワセリンの代替物としての使用。
  25.  請求項17に記載のペースト状組成物の、潤滑性向上剤としての使用。
  26.  請求項17に記載のペースト状組成物の、離形性向上剤としての使用。
  27.  請求項17に記載のペースト状組成物の、医薬品又は医薬部外品の軟膏基材としての使用。
  28.  請求項17に記載のペースト状組成物の、化粧料としての使用。
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