JP2002507628A - エステル交換による高級ポリオール脂肪酸ポリエステルの合成 - Google Patents

エステル交換による高級ポリオール脂肪酸ポリエステルの合成

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JP2002507628A JP2000537921A JP2000537921A JP2002507628A JP 2002507628 A JP2002507628 A JP 2002507628A JP 2000537921 A JP2000537921 A JP 2000537921A JP 2000537921 A JP2000537921 A JP 2000537921A JP 2002507628 A JP2002507628 A JP 2002507628A
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Abstract

(57)【要約】 （１）（ａ）水酸基を有する非エステル化第一ポリオール、（ｂ）脂肪酸でエステル化された第二ポリオール、（ｃ）塩基性触媒、および（ｄ）乳化剤、を含む成分を混合して成分の混合物を形成する工程と、（２）エステル交換反応生成物および副産物を得るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる工程と、（３）エステル交換反応混合物から副産物の少なくとも一部分を除去する工程と、（４）さらに、第一ポリオールの水酸基の少なくとも約５０％をエステル化するのに十分な温度および時間で、工程（３）からのエステル交換反応生成物および成分を加熱する工程とを含むポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本出願と同日出願の、Ｔｒｏｕｔらの氏名で出願された同時係属出願「Ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｕ
ｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅ Ｆａｔｓ」、およ
びＴｒｏｕｔらの氏名で出願された同時係属出願「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｅｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｎｏｎｄｉｇｅｓｔｉｂｌｅ Ｆａｔｓ Ｕｓｉｎｇ Ｌｉｐａｓｅ」
を引用により本発明に相互参照し、組み入れる。
【０００２】 （技術分野） 本発明は、低アルキルエステル中間体の合成および精製が不要である、ポリオ
ール脂肪酸ポリエステルの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、好ま
しくは、単糖、二糖、多糖、糖アルコール、糖エーテル、ポリグリセロールおよ
びポリアルコキシル化グリセロールからなる群から選択された非エステル化ポリ
オールと、脂肪酸でエステル化され、モノグリセリド、ジグリセリドおよびトリ
グリセリドから選択された第二ポリオールとの反応によって、ポリオール脂肪酸
高級ポリエステルを合成する方法に関する。
【０００３】 （背景技術） 近年、食品産業では、食品において低いカロリー脂肪として使用するポリオー
ルポリエステルが注目されてきている。トリグリセリド（トリアシルグリセロー
ル）は、平均的な食事で摂取された全脂肪の約９０％を占めている。ヒトの系で
は、通常の食用トリグリセリド脂肪はほとんど完全に吸収されるので、食用脂肪
のカロリー値を低下させることができる１つの方法とは、摂取されるトリグリセ
リドの量を減少させることである（Ｌｉｐｉｄｓ，２，Ｈ．Ｊ．Ｄｅｕｅｌ，Ｉ
ｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ
，１９５５，ｐａｇｅ ２１５を参照）。Ｍａｔｔｓｏｎらは、米国特許第３，
６００，１８６号でトリグリセリドに代わって使用され得る低カロリー脂肪につ
いて記述している。Ｍａｔｔｓｏｎらは、各脂肪酸が８個から２２個の炭素原子
を有する、少なくとも４個の脂肪酸エステル基を有するポリオール脂肪酸エステ
ルでトリグリセリドの少なくとも一部が置換された低カロリーの脂肪含有食品組
成物を開示している。
【０００４】 ＲｉｚｚｉおよびＴａｙｌｏｒは、米国特許第３，９６３，６９９号で、ポリ
オール（スクロースなど）、脂肪酸低級アルキルエステル（脂肪酸メチルエステ
ルなど）、アルカリ金属脂肪酸石鹸および塩基性触媒の混合物を加熱して均質の
溶解物を形成し、過剰の脂肪酸低級アルキルエステルをそれに添加して高級ポリ
オール脂肪酸ポリエステルを形成する、無溶媒エステル交換方法について記述し
ている。その後、ポリエステルをその反応混合物から分離する。スクロースポリ
エステルを調製するこの方法は、（１）トリグリセリドおよび低級アルキルアル
コールの反応によって、副産物としてのグリセリン（グリセロール）とともに低
級アルキルエステルを形成し、（２）スクロースおよび低級アルキルエステルの
反応によって、副産物としての低級アルキルアルコールとともにスクロースポリ
エステルを形成する２つの別個の合成工程を含んでいる。
【０００５】 しかしながらあいにく、脂肪酸低級アルキルエステル中間体を合成しなければ
ならないことによってポリオールポリエステル合成法の運転費用が増大し、ポリ
オールおよび脂肪酸低級アルキルエステルの反応では副産物として低級アルキル
アルコールが生成される。低級アルキルアルコールを捕獲するシステムが必要で
あり、低級アルキルアルコールを分離し処理を行う必要があるので、環境へのア
ルコール放出のリスクが高まる。したがって、脂肪酸低級アルキルエステル中間
体を使用しないエステル交換方法を開発する必要がある。
【０００６】 Ｆｅｕｇｅらは米国特許第３，７１４，１４４号で、また、ＦｅｕｇｅらはＪ
．Ａｍｅｒ．Ｏｉｌ Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９７０，４７（２），５６〜６０
で、部分真空下において、溶融スクロースを脂肪酸のエステル、および無アルカ
リのナトリウムまたはカリウム石鹸と混合することを含む無溶媒エステル交換方
法を開示している。Ｆｅｕｇｅらの教示は、主として、低級エステルの形成を対
象としている。３つまたはそれ以上の脂肪酸鎖を有するスクロースエステルの百
分率が、形成された全スクロースエステルの３５％を超える方法のＦｅｕｇｅら
による唯一特別な教示というのは、脂肪酸源としてメチルカルビトールパルミタ
ートを使用することである。しかしながらあいにく、メチルカルビトールは比較
的有毒であり、食品用ポリオールポリエステル製造の使用には適さない。さらに
、Ｆｅｕｇｅらの論文は、トリグリセリドが中間体として十分に機能しないこと
を教示している。
【０００７】 Ｏｓｉｐｏｗらは、米国特許第４，３８０，６１６号において、不混和性反応
物を含み、反応可能な好適な条件下で透明なエマルジョンを維持している透明エ
マルジョンを形成することによってスクロースモノエステルおよびスクロースジ
エステルを調製することを開示している。スクロースモノエステルおよびスクロ
ースジエステルは、メチル脂肪酸エステルおよびスクロースを含むエマルジョン
を使用して形成する。また、Ｏｓｉｐｏｗらは、グリセリンおよびメチル脂肪酸
エステルまたはグリセロールトリエステルを含むエマルジョンを使用したモノグ
リセリドおよびジグリセリドの形成について開示している。
【０００８】 Ｐａｒｋｅｒらは、米国特許第３，９９６，２０６号において、スクロースオ
クタエステルは不十分な界面活性剤であるが、スクロースモノエステルおよびジ
エステルは有用な界面活性剤であると教示している。Ｐａｒｋｅｒらは、塩基性
エステル交換触媒の存在下で、固体粒子スクロースとトリグリセリドとを反応さ
せることによって、低級スクロースポリエステル界面活性剤を調製する方法を開
示している。トリグリセリドおよびスクロースは、実質的に当モル量で使用する
。
【０００９】 Ｇａｌｌｙｍｏｒｅらは、米国特許第４，２９８，７３０号において、脂肪酸
石鹸の存在下で、固体粒子スクロースを脂肪酸トリグリセリド、ジグリセリドお
よび／またはモノグリセリド、および塩基性エステル交換触媒と反応させること
によって、スクロースモノエステルおよびスクロースジエステルを含む界面活性
剤混合物を調製する方法を開示している。Ｇａｌｌｙｍｏｒｅらは、スクロース
オクタエステルが不十分な界面活性剤であることを教示しており、したがって、
その方法ではオクタエステルは調製されていない。
【００１０】 Ｃｏｏｐｅｒらは、米国特許第５，３０４，６６５号において、塩基性触媒の
存在下で、エポキシドの開環および部分的にエステル化されたアルコキシル化ポ
リオールの形成を達成するためにエポキシド、脂肪族多価アルコール、およびト
リグリセリドを接触させ、続いて、部分的にエステル化されたアルコキシル化ポ
リオールと脂肪酸を接触させることによって、トリグリセリドから高度エステル
化アルコキシル化ポリオールを得る方法を開示している。
【００１１】 したがって、トリグリセリドとポリオールとを反応させる多数の先行技術の方
法は低級エステルの合成に制限され、スクロースなどのポリヒドロキシ化合物の
高級ポリエステルは得られないか、得ることができない。さらに、数多くの先行
技術の二段法は、塩基性エステル交換触媒を両工程において使用することが必要
である。両工程においてそのような触媒を使用することによって、収量の低下が
増大し、生成物の発色が促進される。他の先行技術方法は、第二工程において脂
肪酸の添加が必要である。
【００１２】 （発明の概要） したがって、本発明の目的の一つは、先行技術の様々な問題を除去することで
ある。
【００１３】 本発明の他の目的は、ポリオールポリエステル、特に、ポリオールの水酸基の
少なくとも５０％、好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくと
も約７５％、なお一層好ましくは少なくとも約９５％がエステル化されたポリオ
ールポリエステルを製造する新規のバッチ法および連続法を提供することである
。好ましいスクロースポリエステル生成物は、ポリオール分子当たり少なくとも
平均４個の、好ましくは平均約５個から約８個の水酸基がエステル化されたスク
ロース高級ポリエステルである。
【００１４】 また、本発明の一目的は、ポリオール脂肪酸ポリエステルを製造する新規な方
法を提供することであり、その方法は、脂肪酸低級アルキルエステル中間体の合
成および精製を不要とする。その方法はバッチ法でも連続法でもよい。
【００１５】 本発明の別の目的は、低級アルキルアルコールの輸送、処理、捕獲、および／
または再利用を不要とした、ポリオール脂肪酸ポリエステルを製造する新規な方
法を提供することである。
【００１６】 さらに、本発明の目的は、環境への低級アルキルアルコールの放出をなくした
、ポリオール脂肪酸ポリエステルを製造する新規な方法を提供することである。
【００１７】 また、本発明の他の目的は、高収率を提供し、不適当な発色を低減した同様の
方法を提供することである。
【００１８】 本発明の一態様によれば、（１）（ａ）水酸基を有する非エステル化第一ポリ
オール、（ｂ）脂肪酸でエステル化された第二ポリオール、（ｃ）塩基性触媒、
および（ｄ）溶媒、石鹸、および部分的にエステル化されたポリオールからなる
群から選択された乳化剤を含む成分を混合して成分の混合物を形成する工程と、
（２）成分の反応混合物、反応生成物および副産物を得るのに十分な温度で成分
の混合物を反応させる工程と、（３）その反応混合物から副産物の少なくとも一
部分を除去する工程と、（４）さらに、第一ポリオールの水酸基の少なくとも約
５０％、好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくとも約７５％
、最も好ましくは少なくとも約９５％をエステル化するのに十分な温度および時
間で、工程（３）からの反応生成物および成分を反応させる工程とを含む、ポリ
オール脂肪酸ポリエステルを合成するバッチ法および連続法が提供される。この
反応は連続法でもバッチ法でもよい。第二工程の完了時に、塩基性触媒、溶媒、
および／または石鹸を除去することができる。
【００１９】 本発明の別の態様によれば、（１）（ａ）好ましくは、単糖、二糖、多糖、糖
アルコール、糖エーテル、ポリグリセロールおよびポリアルコキシル化されたグ
リセロールからなる群から選択された非エステル化第一ポリオール、（ｂ）脂肪
酸でエステル化された第二ポリオール、（ｃ）塩基性触媒、および（ｄ）溶媒を
含む成分を混合して成分の混合物を形成する工程と、（２）成分の反応混合物、
反応生成物および副産物を得るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる工程
と、（３）その反応混合物から副産物の少なくとも一部分を除去する工程と、（
４）さらに、少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ま
しくは少なくとも約７５％、最も好ましくは少なくとも約９５％の第一ポリオー
ルの水酸基をエステル化するのに十分な温度および時間で、工程（３）からの反
応生成物および成分を反応させる工程とを含むポリオール脂肪酸ポリエステルを
合成する方法が提供される。
【００２０】 また、本発明の別の態様によれば、（１）スクロース、脂肪酸トリグリセリド
、塩基性触媒およびスクロース低級ポリエステルを含む成分を混合して成分の混
合物を形成する工程と、（２）成分の反応混合物、反応生成物および副産物を得
るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる工程と、（３）その反応混合物か
らグリセリン、モノグリセリドおよびジグリセリドを含む副産物の少なくとも一
部分を除去する工程と、（４）さらに、その反応を完了するのに十分な温度およ
び時間で、工程（３）からの反応生成物および成分を反応させる工程とを含むス
クロース高級ポリエステル（４つ以上の脂肪酸を有しているスクロースポリエス
テル）を合成する方法であって、トリグリセリドの脂肪酸のスクロースの水酸基
に対するモル比が１：１以上である方法が提供される。好ましくは、スクロース
高級ポリエステルの少なくとも約７０質量％はスクロースオクタエステルである
。
【００２１】 トリグリセリドによるスクロースエステル交換によって、低級アルキルエステ
ル中間体またはメチルカルビトールを使用することなく、高級スクロースポリエ
ステルを生産することができることが今やわかった。トリグリセリドの少なくと
も１個のエステル基がスクロースに移された場合、反応の副産物であるグリセリ
ン、モノグリセリドおよび／またはジグリセリドはそのトリグリセリドから誘導
される。グリセリン、モノグリセリドおよび／またはジグリセリドを除去するこ
とによって高度のエステル化まで反応が促され、ポリオールペンタエステルから
ポリオールオクタエステルが形成される。これらの方法によって、個別の工程で
脂肪酸低級アルキルエステルを生成する必要性、および低級アルキルアルコール
を分離する必要性がなくなり、より経済的な方法が得られる。また、低級アルキ
ルアルコールの産生がなくなるので、アルコールが環境へ放出されるリスクも除
かれる。
【００２２】 さらに、驚いたことには、第二工程で塩基性エステル交換触媒を使用しなくて
も、三工程の方法においてスクロースポリエステルを製造することができること
がわかった。第二工程から塩基性エステル交換触媒を除くことによって、高収率
が得られ、不適当な発色が低減する。発色が低減することによって、生成物の精
製が容易になる。
【００２３】 これらの、また、さらなる目的および有利性は、以下の詳細な記載からさらに
十分に明白になるであろう。
【００２４】 （詳細な説明） 本発明は、ポリオール脂肪酸ポリエステル生成物、特に高度エステル化ポリオ
ール脂肪酸ポリエステルを合成する連続エステル交換方法およびバッチエステル
交換方法を含む。高度エステル化ポリオール脂肪酸ポリエステルとは、水酸基の
少なくとも５０％、好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくと
も約７５％、最も好ましくは約９５％がエステル化されたポリオールである。あ
る実施形態では、ポリオール脂肪酸ポリエステルは、分子当たり少なくとも４個
の、より好ましくは平均約５個から約８個の脂肪酸基を有している。別の実施形
態では、ポリオール脂肪酸ポリエステルは、エステル化結合アルコキシル化グリ
セリン、エステル化エポキシド伸長ポリオールおよびそれらの混合物である。
【００２５】 非エステル化第一ポリオールおよびエステル化第二ポリオールを含む成分の混
合物を加熱し、成分のエステル交換反応混合物、反応生成物および副産物を得る
。そのエステル交換反応生成物には、１個または複数個のエステル基が第二ポリ
オールから最初の非エステル化第一ポリオールへ移された後に、その非エステル
化第一ポリオールから誘導されたそれらの化合物が含まれる。エステル交換反応
の副産物は、１個または複数個のエステル基が第二ポリオールから最初の非エス
テル化第一ポリオールへ移された後に、最初のエステル化第二ポリオールから誘
導されたそれらの化合物である。エステル交換反応混合物から副産物を除去する
ことによって、高度のエステル交換まで成分および反応生成物の反応が促される
。副産物の少なくとも一部分、好ましくは、すべての副産物は、ポリオール脂肪
酸ポリエステルを合成している間に除去する。残ったいかなる副産物も、得られ
た脂肪酸ポリエステルの精製中に除去することができる。
【００２６】 好適なポリオール脂肪酸ポリエステル生成物は、分子スクロース当たり平均で
少なくとも４個の、好ましくは少なくとも約５個のエステル結合を有するスクロ
ースポリエステルを含んでいる。また、脂肪酸鎖は、好ましくは約８個から約２
４個の炭素原子を有している。他の好適なポリオール脂肪酸ポリエステルは、引
用により本明細書に組み込まれる米国特許第５，３７４，４４６号に記載されて
いるようなポリエーテルグリコール結合セグメントを含んでいるもの、また、引
用により本明細書に組み込まれる米国特許第第５，４２７，８１５号および第５
，５１６，５４４号に記述されるようなポリカルボン酸塩結合セグメントを含ん
でいるもの、より好ましくは米国特許第５，５１６，５４４号に記載されたもの
を含んでいるものをはじめとするエステル化結合アルコキシル化グリセリンであ
る。
【００２７】 さらなる好適なポリオール脂肪酸ポリエステルは、引用により本明細書に組み
込まれる、米国特許第４，８６１，６１３号および欧州特許第０３２４０１０
Ａ１号に記載されているような、一般式Ｐ（ＯＨ）A+C（ＥＰＯ）N（ＦＥ）Bの エステル化エポキシド伸長ポリオールであって、上式で、Ｐ（ＯＨ）はポリオー
ルであり、Ａは２個から約８個の第一水酸基であり、Ｃは合計約０から約８個の
第二水酸基および第３水酸基であり、Ａ＋Ｃは約３個から約８個であり、ＥＰＯ
はＣ3〜Ｃ6エポキシドであり、Ｎは最小エポキシ化指数平均数（ｍｉｎｉｍｕｍ
ｅｐｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ａｖｅｒａｇｅ ｎｕｍｂｅｒ）であ
り、ＦＥは脂肪酸アシル部分であり、ｂは２を超えるがＡ＋Ｃを超えない範囲の
平均数である。最小エポキシ化指数平均数は、一般的に、Ａと等しいか、または
Ａより大きい値を有しており、９５％を超えるポリオールの第一水酸基を第二水
酸基または第三水酸基に変換するのに十分な数値である。脂肪酸アシル部分はＣ 7 〜Ｃ23アルキル鎖を有しているのが好ましい。
【００２８】 好ましいエステル化エポキシド伸長ポリオールには、引用により本明細書に組
み込まれる米国特許第４，９８３，３２９号および第５，１７５，３２３号にそ
れぞれ記載されたような、グリセロール当たり２から１００のオキシプロピレン
単位を有しているプロポキシル化グリセロールと、Ｃ10〜Ｃ24脂肪酸またはＣ10 〜Ｃ24脂肪酸エステルとの反応により調製された、エステル化プロポキシル化グ
リセロールがある。また、好ましくは、引用により本明細書に組み込まれる米国
特許第５，３０４，６６５号に記述された、エポキシドおよびトリグリセリドを
脂肪族多価アルコールと反応させることによって調製したエステル化プロポキシ
ル化グリセロール、あるいは、引用により本明細書に組み込まれる米国特許第５
，３９９，７２８号に記載された、エポキシドおよびトリグリセリドを脂肪族ア
ルコールのアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩と反応させることによって調
製したエステル化プロポキシル化グリセロールである。さらに好ましくは、とも
に引用により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６０３，９７８号および第
５，６４１，５３４号に記載されているような、約２以上の、好ましくは約２か
ら約８の範囲の、さらに好ましくは約５またはそれ以上のプロポキシル化指数を
有する、アシル化プロピレンオキシド伸長グリセロールであり、ここで、アシル
基はＣ8〜Ｃ24、好ましくはＣ14〜Ｃ18の化合物である。特に好ましくは、ＷＯ ９７／２２６０に記載されているような、約華氏９２度（３３℃）以下にはっき
りとした融点を示し、華氏９２度（３３℃）で約３０未満の膨張性固体脂指数を
有している脂肪酸エステル化プロポキシル化グリセロール、あるいは、ともに引
用により本明細書に組み込まれる米国特許第５，５８９，２１７号および第５，
５９７，６０５号に記載された、華氏７０度（２１℃）で少なくとも約５０の、
また、華氏９８．６度（３７℃）で少なくとも約１０の膨張性固体脂指数を有し
ている脂肪酸エステル化プロポキシル化グリセロールである。
【００２９】 他の好適なエステル化エポキシド伸長ポリオールには、エステル化されたアル
コキシル化多糖がある。好ましいエステル化されたアルコキシル化多糖は、引用
により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２７３，７７２号に記載された、
無水単糖単位を含むエステル化されたアルコキシル化多糖、より好ましくは無水
単糖単位を含むエステル化されたプロポキシル化多糖である。
【００３０】 本明細書では、別段の定めがない限りすべての比率はモル比であり、別段の定
めがない限りすべての百分率は質量百分率である。
【００３１】 （工程１．成分の混合物の形成） 本発明方法の第一工程では、非エステル化第一ポリオール、脂肪酸でエステル
化された第二ポリオール、塩基性触媒および乳化剤を含む成分を混合して成分の
混合物を形成する。エステル化第二ポリオールおよび非エステル化第一ポリオー
ルは、非エステル化第一ポリオールの水酸基に対するエステル化第二ポリオール
の脂肪酸鎖のモル比が０．５：１より大きく、好ましくは１：１より大きく、さ
らに好ましくは約１．５：１より大きく、最も好ましくは約２．２５：１よりも
大きくなるような比率で混合する。
【００３２】 本明細書中で用いられる用語「非エステル化第一ポリオール」は、少なくとも
２個の遊離水酸基を含んでいる任意の脂肪族化合物または芳香族化合物を含むと
意図される。本明細書に開示された方法を実施する際、好適な非エステル化ポリ
オールの選択は、単に選択の問題である。例えば、次の種類：飽和および不飽和
の直鎖および分枝鎖の線状脂肪族化合物；複素環式化合物を含む、飽和および不
飽和の環式化合物；あるいは、複素環式芳香族化合物を含む、単核性または多核
性芳香族化合物、から好適な非エステル化ポリオールを選択することができる。
炭水化物および非毒性グリコールは好ましい非エステル化ポリオールである。本
明細書での使用に好適な単糖には、例えば、マンノース、ガラクトース、グルコ
ース、アラビノース、キシロース、リボース、アピオース、ラムノース、プシコ
ース、フルクトース、ソルボース、タガトース、リブロース、キシルロースおよ
びエリトルロースが含まれる。本明細書での使用に好適なオリゴ糖には、例えば
、マルトース、コージビオース（ｋｏｊｉｂｉｏｓｅ）、ニゲロース、セロビオ
ース、ラクトース、メリビオース、ゲンチオビオース、ツラノース、ルチノース
、トレハロース、スクロースおよびラフィノースが含まれる。本明細書での使用
に好適な多糖には、例えば、アミロース、グリコーゲン、セルロース、キチン、
イヌリン、アガロース、ザイラン（ｚｙｌａｎｓ）、マンナンおよびガラクタン
が含まれる。また、糖アルコールは厳密な意味においては炭水化物ではないが、
天然に存在する糖アルコールは炭水化物と非常に近い関係にあるので、これらも
また本明細書での使用に好適である。本明細書での使用に好適な天然糖アルコー
ルは、ソルビトール、マンニトールおよびガラクチトールである。本明細書での
使用に好適な原料の特に好ましい種類には、単糖、二糖および糖アルコールが含
まれる。好ましい非エステル化ポリオールには、グルコース、フルクトース、グ
リセロール、ポリグリセロール、スクロース、ザイロトール（ｚｙｌｏｔｏｌ）
、アルコキシル化ソルビトールおよびアルコキシル化ソルビタン、アルコキシル
化ポリグリセロールおよび糖エーテルが含まれ、特に、スクロースが好ましい。
【００３３】 好ましい非エステル化アルコキシル化ポリオールには、アルコキシル化グリセ
ロール、アルコキシル化ポリグリセロール、アルコキシル化ソルビトールおよび
アルコキシル化ソルビタン、アルコキシル化多糖、および結合アルコキシル化グ
リセリンなどの結合アルコキシル化ポリオールが含まれる。ポリオールは、引用
により本明細書に組み込まれる米国特許第４，８１６，６１３号に記載されてい
るように、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシドおよ
びペンテンオキシドなどのＣ3〜Ｃ6エポキシドでアルコキシル化され、少なくと
も約２の、好ましくは、約２から約８の範囲のエポキシ化指数最小値を有するエ
ポキシド伸長ポリオールを得ることができる。また、引用により本明細書に組み
込まれる米国特許第５，３９９，７２９号および第５，５１２，３１３号に記載
されているように、ポリオールは、開環重合触媒の存在下で、エポキシド、好ま
しくはＣ3〜Ｃ10 １，２−アルキレンオキシドを用いてアルコキシル化しても よい。
【００３４】 好適なアルコキシル化ポリオールは、米国特許第４，９８３，３２９号、第５
，１７５，３２３号、第５，２８８，８８４号、第５，２９８，６３７号、第５
，３６２，８９４号、第５，３８７，４２９号、第５，４４６，８４３号、第５
，５８９，２１７号、第５，５９７，６０５号、第５，６０３，９７８号および
第５，６４１，５３４号に記載されており、そのすべてを引用により本明細書に
組み込む。好適なアルコキシル化ポリオールには、アルコキシル化糖アルコール
、アルコキシル化単糖、アルコキシル化二糖、アルコキシル化多糖、アルコキシ
ル化Ｃ2〜Ｃ10脂肪族ジオール、およびアルコキシル化Ｃ3〜Ｃ12脂肪族トリオー
ルが含まれる。好ましいアルコキシル化Ｃ3〜Ｃ12脂肪族トリオールは、アルコ キシル化グリセロールであり、さらに好ましくはプロポキシル化グリセロールで
あり、特に好ましいのは、１モルのグリセロールに対して約３モルから約２１モ
ルのプロピレンオキシドを有するプロポキシル化グリセロールである。好ましい
アルコキシル化多糖は、引用により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２７
３，７７２号に記載されているような、無水単糖単位を含むアルコキシル化多糖
であり、さらに好ましくは、無水単糖単位を含むプロポキシル化多糖である。好
ましい結合アルコキシル化グリセリンには、引用により本明細書に組み込まれる
米国特許第５，３７４，４４６号に記載されているような、ポリエーテルグリコ
ール結合セグメントを含んでいるもの、また、引用により本明細書に組み込まれ
る米国特許第５，４２７，８１５号および第５，５１６，５４４号に記載されて
いるような、ポリカルボン酸塩結合セグメントを含んでいるもの、さらに好まし
くは、米国特許第５，５１６，５４４号に記載されているものがある。
【００３５】 本明細書中で用いられる用語「第二ポリオール」は、ポリオールの脂肪酸エス
テルを含むと意図され、その中の水酸基は脂肪酸のエステルと置換される。エス
テル化第二ポリオールのポリオール構成部分は非エステル化第一ポリオールと同
じポリオールであり得るが、一般には、それは異なる。
【００３６】 第二ポリオールをエステル化するのに用いられる好適な脂肪酸は、飽和脂肪酸
または不飽和脂肪酸のいずれかから誘導することができる。好適な好ましい脂肪
酸には、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘ
ン酸、イソミリスチン酸、イソマルガリン酸、ミリスチン酸、カプリル酸、およ
びアンテイソアラキジン酸が含まれる。好適な好ましい不飽和脂肪酸には、例え
ば、マレイン酸、リノール酸、リカン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノレン
酸、エリトロゲン酸がある。さらに、２個から８個の炭素を有する低級脂肪酸を
本明細書で使用することもできる。本発明の好ましい実施形態では、エステル化
ポリオールの脂肪酸鎖は少なくとも８個の炭素原子を有している。さらに好まし
い実施形態では、脂肪酸鎖は、約８個から約２４個の炭素原子を有している。
【００３７】 エステル化ポリオールは、水素化天然油または非水素化天然油から得ることが
でき、大豆油、パーム核油、パーム油、やし油、ひまわり油、サフラワー油、と
うもろこし油、綿実油、落花生油、キャノーラ油、高エルカ酸菜種油、および水
素化高エルカ酸菜種油が好ましい。天然油はエステル化ポリオールとともに遊離
脂肪酸を含んでよく、これらの脂肪酸はエステル化ポリオールを使用する前に除
去することができる。好ましいエステル化ポリオールはトリグリセリドであり、
特に、脂肪酸鎖が約８個から約２４個の炭素原子を有するトリグリセリドが好ま
しい。トリグリセリドは、副産物としてのグリセリンおよび／またはモノグリセ
リドおよびジグリセリドの形成をもたらす。
【００３８】 第二ポリオールは、好ましくは食品用ポリオールと互換性があり、好適な第二
ポリオールには、例えば、トリグリセリドがある。第二ポリオールは、例えばメ
チルカルビトールなどの、潜在的な毒性作用を有するエステルが無いのが好まし
い。
【００３９】 好適な塩基性触媒には、ナトリウム、リチウムおよびカリウムなどのアルカリ
金属；ナトリウム−リチウム合金およびナトリウム−カリウム合金などの２種ま
たはそれ以上のアルカリ金属の合金；水素化ナトリウム、水素化リチウムおよび
水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物；ブチルリチウムなどのアルカリ金
属低級（Ｃ1〜Ｃ4）アルキル；並びに、リチウムメトキシド、カリウムｔ−ブト
キシド、カリウムメトキシド、および／またはナトリウムメトキシドなどの、低
級（Ｃ1〜Ｃ4）アルコールのアルカリ金属アルコキシドが含まれる。カリウムメ
トキシドおよびナトリウムメトキシドは好ましい触媒である。他の好適な塩基性
化合物には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩および重炭酸塩が含
まれる。塩基性触媒の好ましい種類には、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸
バリウム、または約１００マイクロメートル未満である、好ましくは約５０マイ
クロメートル未満である粒径を有するそれらの化合物の混合物が含まれる。これ
らの好ましい触媒は、上述のような、より通常的な塩基性触媒との混合剤中で使
用することができる。さらに、これらの触媒の使用については、米国特許第４，
５１７，３６０号（Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎ）に記載されており、その触媒の開示
は引用により本明細書に組み込まれる。
【００４０】 本明細書中で用いられる用語「乳化剤」は、石鹸、部分的にエステル化された
ポリオールおよび溶媒などの、非エステル化ポリオールおよびエステル化ポリオ
ールの混合物を乳化することができ、および／または溶解することができる物質
を含むことを意図する。
【００４１】 好適な石鹸にはアルカリ金属脂肪酸石鹸がある。本明細書中で用いられる用語
「アルカリ金属脂肪酸石鹸」は、約８個から約２４個の炭素原子、好ましくは、
約８個から約１８個の炭素原子を有している飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸のア
ルカリ金属塩類を含むことを意図する。したがって、好適なアルカリ金属脂肪酸
石鹸には、例えば、本明細書で記述した脂肪酸のリチウム、ナトリウム、カリウ
ム、ルビジウムおよびセシウム塩が含まれる。大豆油、ひまわり油、サフラワー
油、綿実油およびとうもろこし油から取り出した脂肪酸の混合物が好ましい。し
たがって、好ましいアルカリ金属脂肪酸石鹸には、例えば、大豆油脂肪酸から作
られたカリウム石鹸が含まれる。石鹸乳化剤は、第一ポリオールを部分的にエス
テル化し、反応混合物の均一性を維持するのに十分な部分的エステル化ポリオー
ルが存在している後では必須ではない。石鹸は、高いエステル化度では反応混合
物に比較的不溶であるので、例えば、濾過、遠心分離などの公知の技術によって
、石鹸の除去を行うことができる。
【００４２】 本明細書中で用いられる用語「部分的にエステル化されたポリオール」は、ポ
リオールの水酸基の約５０％以下がエステル化されたポリオールのそれらのエス
テルである。好ましい乳化剤には、スクロース低級ポリエステル、すなわち、分
子スクロース当たり平均して約４個未満の脂肪酸基を有しているスクロースポリ
エステルが含まれる。
【００４３】 好適な溶媒には、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、またはピリジンが含まれる。反応副産物の除去の前に、または後
で、その溶媒を蒸留によって工程１の反応混合物から取り除くことができる。ポ
リオールポリエステルが食用の生成物となる場合には、無溶媒系が好ましく、ま
た、無石鹸系が好ましい。特に好ましい系は、スクロース、スクロース低級ポリ
エステル、およびトリグリセリドの無溶媒系であり、スクロース低級ポリエステ
ルが乳化剤として使用される場合は、第二工程の完了後にその乳化剤を除去する
必要がない。
【００４４】 （工程２．成分の混合物の反応） 本方法の第二工程では、成分のエステル交換反応混合物、反応生成物、および
副産物を得るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる。十分な温度はエステ
ル交換反応の活性化エネルギーを超過した温度であり、それがエステル交換の発
生をもたらす。活性化エネルギーは、使用される触媒の量および種類、ならびに
第一ポリオールおよび第二ポリオールの種類にある程度左右される。一般に、３
５０℃（華氏６６２度）より高い温度に成分の混合物を加熱する必要はない。
【００４５】 工程２は、約３５０℃（華氏６６２度）までの温度、好ましくは、約１５℃（
華氏５９度）から約３５０℃（華氏６６２度）、さらに好ましくは、約５０℃（
華氏１２２度）から約３５０℃（華氏６６２度）、一層好ましくは、約５０℃（
華氏１２２度）から約２００℃（華氏３９２度）の温度で実施する。特に、７０
℃（華氏１５８度）から１５０℃（華氏３０２度）の温度が好ましい。非エステ
ル化第一ポリオールとしてスクロースを使用する場合、スクロースは、約１５０
℃（華氏３０２度）以上の高温でカラメル化する傾向があるので、約１５０℃（
華氏３０２度）未満の温度が好ましい。好ましい温度は、使用される乳化剤の種
類にある程度左右される。一般に、乳化剤としてＤＭＦなどの溶媒を使用する場
合、温度は約１５℃（華氏５９度）から約２００℃（華氏３９２度）、好ましく
は、約５０℃（華氏１２２度）から約１４０℃（華氏２８４度）であり得る。乳
化剤として部分的にエステル化されたポリオールまたは石鹸を使用する場合、温
度は、約５０℃（華氏１２２度）から約３５０℃（華氏６６２度）、好ましくは
、約５０℃（華氏１２２度）から約２００℃（華氏３９２度）、さらに好ましく
は、約７０℃（華氏１５８度）から１５０℃（華氏３０２度）であり得る。
【００４６】 工程２は、一般に、約１×１０-8ｍＨｇから約３ｍＨｇの圧力で行う。ある実
施形態では、工程２の時間の範囲は、約５分から約２時間、好ましくは約１０分
から約６０分までであるが、その反応時間は残りの方法条件によって変わり得る
。一般に、エステル交換反応速度が低下すると、第二工程は完了し、一般に、第
一ポリオール水酸基の約５０％未満がエステル化される。
【００４７】 工程２の完了後、塩基性触媒を除去するのが好ましい。触媒除去は、濾過およ
び／または遠心分離によって行うことができる。
【００４８】 （工程３．副産物の除去） 工程３では、エステル化された第二ポリオールがトリグリセリドである場合、
副産物、例えば、グリセリンおよび／またはモノグリセリドおよびジグリセリド
が除去され、それによって、反応生成物のエステル交換がさらに促進する。反応
の原動力は、蒸留、液−液抽出、超臨界流体抽出法、および不活性ガスストリッ
ピングなどの反応を継続させる方法においてこれらの副産物を除去するのに十分
な任意の方法または手段によって提供される。
【００４９】 蒸留は減圧で行うことが可能である。好ましい実施形態では短路蒸留を利用す
る。副産物の分子量および液相濃度に基づいた副産物を除去するのに十分な減圧
が用いられる。その圧力は、好ましくは、約１０-5ｍｍＨｇから約１００ｍｍＨ
ｇ、さらに好ましくは、約１０-4ｍｍＨｇから約１ｍｍＨｇ、一層さらに好まし
くは、約１０-3ｍｍＨｇから約１０-1ｍｍＨｇ、最も好ましくは、約１０-3ｍｍ
Ｈｇから約１０-2ｍｍＨｇである。
【００５０】 蒸留は副産物の沸点で行うことができる。使用される正確な温度は、除去され
ることになっている副産物の分子量、および系の圧力に依存する。工程３の好ま
しい蒸留温度は、約１００℃（華氏２１２度）から約３５０℃（華氏６６２度）
、さらに好ましくは、約１４０℃（華氏２８４度）から約２５０℃（華氏４８２
度）である。非エステル化第一ポリオールとしてスクロースを使用する場合、工
程２の温度は、非エステル化スクロースのカラメル化を回避するため、約１５０
℃（華氏３０２度）未満が好ましい。しかしながら、工程２で形成された部分的
にエステル化されたスクロースは、カラメル化することなく、工程３において高
温まで（約１００℃から約３５０℃）加熱することができる。窒素スパージャー
を用いて撹拌および副産物除去を促進することができる。
【００５１】 （工程４．反応生成物と成分の混合物のさらなる反応） 工程４では、さらに、第一ポリオールの水酸基の少なくとも約５０％、好まし
くは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくとも約７５％をエステル化す
るのに十分な時間に対する温度でエステル交換反応生成物および成分を反応させ
る。最も好ましくは、工程４は、その反応を完了させる時間、すなわち、第一ポ
リオールの水酸基の少なくとも約９５％がエステル化される時間、継続する。第
一ポリオールがスクロースである場合、スクロースポリエステルの約７０質量％
がオクタエステルである時点でその反応は完了する。当業者は、正確な時間がそ
の系の温度および圧力に依存することを理解するであろう。
【００５２】 特に、工程４において十分な反応温度が得られる場合、塩基性触媒は省略する
ことができる。好ましい１つの実施形態では、工程４の反応生成物および成分の
混合物には、実質的に塩基性触媒が存在しない。本明細書では、「塩基性触媒が
実質的に存在しない」とは、その混合物の０．０５質量％未満を意味することを
意図する。エステル交換反応生成物および成分の混合物は０．０１質量％未満の
触媒を含んでいるのが好ましく、成分の混合物が触媒を含んでいないのがさらに
一層好ましい。
【００５３】 工程３の副産物除去は、一般に、工程４と同時に行う。また、連続的に、副産
物を除去し、その後、反応生成物および成分を反応させることも可能である。そ
の工程は、一連のサイクルにおいて工程３及び工程４を交互に行ってもよい。
【００５４】 得られたポリオール脂肪酸ポリエステル生成物は、精製する目的で、例えばシ
リカゲルを用いて、遠心分離、水洗、脱色を行うことができる。遠心分離は、デ
ィスクスタック（ｄｉｓｃ ｓｔａｃｋ）遠心分離機を用いて実施することがで
きる。水洗は、撹拌タンク内で行うことができる。水位は未精製ポリエステルの
約５質量％から約１８質量％で、混合時間は約１０分から約３０分である。
【００５５】 水洗用の好ましい混合槽は撹拌を備えた多段カラムである。本発明での使用に
好適な多段カラムには、ロータリーディスクコントラクター、Ｏｌｄｓｈｕｅ−
Ｒｕｓｈｔｏｎ抽出機、Ｓｃｈｅｉｂｅｌ抽出塔、Ｋｕｈｎｉ塔などがあるが、
これらに限定されない。これらのカラムは、Ｐｅｒｒｙらによって、Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、第６版、１９８４、ページ２
１〜７７から２１〜７９に記載されており、これは引用により本明細書に組み込
まれる。Ｐｅｒｒｙらの文献で、カラムは向流を用いて図式的に示されている。
重液体は垂直カラムの頂部から供給され、底部付近で供給され、かつ頂部付近で
抽出される軽液体とともに底部から除去される。本発明の２つの水流は、水流が
反対方向にカラムを通って流れる向流、または、両水流が同じ方向にカラムを通
って流れる並流が供給され得る。２つの水流をカラムの同じ末端で、またはその
付近で供給する場合、通常、それらの水流はそのカラムの反対側の末端またはそ
の付近で除去する。
【００５６】 カラム内の段階の間には、各段階および他の工程条件内の所望の滞留時間が得
られるようにバッフル板の開口部のサイズおよび形状が設計されているバッフル
板を設置することができる。同様に、各段階内に撹拌翼を設置することができ、
一般的には、撹拌翼はカラムを流れる単一シャフトに接続されている。したがっ
て、１つのシャフトは、異なる段階内で比較的一定の撹拌速度を維持しながら、
すべての撹拌翼を駆動することができる。しかしながら、理解され得るであろう
が、ある段階から次の段階へそれぞれの撹拌翼速度が変わるように、個々の段階
、または段階間に独立している駆動発動機および／または連動装置を備えた撹拌
翼を設置することができる。カラム内および個々の段階内の撹拌速度、段階を分
離するバッフル板の開口部のサイズおよび形状、および段数は、所望の精製が達
成できるように変更することが可能な設計基準すべてである。
【００５７】 多段カラムには、カラムの一末端または両末端に「カルミング」ゾーンを備え
ることができる。カルミングゾーンを設ける場合、２つの抽出口、すなわち、第
一相を抽出する第一出口、および第二相を抽出する第二出口、の使用によって２
つの相を分離することができる。
【００５８】 別の実施形態では、例えば、ディスクスタック遠心分離機の使用による遠心分
離によって、水相を分離することができる。あるいは、水相は重力沈降によって
分離することができる。
【００５９】 その後、ポリオールポリエステルは、真空乾燥装置内で約０．１％未満の水分
量まで乾燥させることが可能である。シリカゲル漂白は、３０分間、撹拌槽内で
ポリオールポリエステルと乾燥シリカを接触させることにより実施することがで
きる。シリカの量は、ポリオールポリエステルの約１質量％が好ましい。そのシ
リカゲルは、フィルタープレスを用いてポリオールポリエステルから分離するこ
とができる。
【００６０】 以下の実施例は、本発明をさらに明確にすることを意図したものであって、制
限するよう解釈されるべきではない。別段の定めがない限りすべての比率はモル
比であり、別段の定めがない限り百分率は質量百分率である。
【００６１】 （超臨界流体クロマトグラフィ） ポリオールポリエステルの組成は、超臨界流体クロマトグラフィによって決定
することができる。まず、ポリグリセロールエステルのサンプルをシリル化し、
未反応水酸基をすべて誘導体化する。次いで、シリル化したサンプルを超臨界流
体クロマトグラフィ（ＳＦＣ）に注入する。エステルは、エステル化の程度によ
ってＤＢ１キャピラリカラム中で分離され、水素炎イオン化検出器によって検出
される。エステルの分布は、クロマトグラムのピーク面積によって計算する。
【００６２】 装置および条件 ＳＦＣ：Ｌｅｅ科学シリーズ（ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｓｅｒｉｅｓ）６０００
超臨界流体クロマトグラフまたは同等のもの ＳＦＣ条件 Ａ）キャピラリカラム ＤＢ１、０．２ｕフィルム、５０ｕＩＤ、１０ｍ、Ｊ＆Ｗ Ｓｃｉｅｎｔ
ｉｆｉｃ Ｂ）温度 オーブン−９０℃ 検出器−４００℃ Ｃ）圧力プログラム １分当たり１０気圧で１２５〜３７５気圧とし、最終保持時間１０分 Ｄ）ＣＯ2 ＳＦＣ用、Ｓｃｏｔｔ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｇａｓｅｓ Ｅ）水素 約３０ｍＬ／分 Ｆ）空気 約３００〜３５０ｍＬ／分 Ｇ）補助気体（窒素） 約２５ｍＬ／分 Ｈ）ＳＦＣ注入用シリンジ ５０ｕｌ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｉ）バイアル ２または４ドラム（約７．４または１４．８ｍｌ）Ｋｉｍｂｌｅ Ｇｌａ
ｓｓ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＃０３−３４０−１Ｃ Ｊ）ホットプレート ９０℃ Ｋ）フィルタ ０．４５ｕ Ａｌｌｔｅｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ＃２０９２ Ｌ）使い捨てシリンジ ３．０ｍＬ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＃１４−８２３−
３９
【００６３】 試薬 ＢＳＴＦＡ（ビス（トリメチルシリル）−トリフルオロアセトアミド）Ｓｕｐ
ｅｌｃｏ、Ｉｎｃ． ＃３−３０２７；ＴＭＳＩ（トリメチルシリルイミダゾー
ル）Ｓｕｐｅｌｃｏ、Ｉｎｃ． ＃３−３０６８；ピリジン ＡＣＳ Ｇｒａｄ
ｅ ＭＣＢ ＃ＰＸ２０２０−０１
【００６４】 サンプルの分析 サンプルを完全に融かし、良く混ぜる。使い捨てピペットを用い、４ドラム（
約１４．８ｍｌ）バイアルにサンプル８０〜１００ｍｇをはかりとる。サンプル
質量を記録する。ピリジン１ｍＬおよびＴＭＳＩ／ＢＳＴＦＡ溶液（５：１で混
合）１ｍＬをバイアルに加える。バイアルに栓をして９０℃で１５分間、ホット
プレート上で加熱する。サンプルを冷却させる。０．４５−マイクロメートルフ
ィルタを３−ｃｃ使い捨てシリンジの末端に取り付ける。誘導体化した標準品を
使い捨てシリンジに注加し、ＧＣバイアル中にろ過する。サンプルを超臨界流体
クロマトグラフに注入する。
【００６５】 （実施例１） 工程（１）：スクロース（５０ｇ）および市販のＣ８−トリグリセリド４１２
ｇを約６：１モル比で混合し、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）７５０ｍｌ中に
溶解した。炭酸カリウム（４ｇ）を添加した。
【００６６】 工程（２）：大気圧において、１２０℃（華氏２４８度）で約２０分間、その
混合物を反応させた。その後、ＤＭＦを蒸留によって除去した。反応生成物は、
スクロース分子当たり平均約３．７個の脂肪酸基を有するスクロースエステルで
あった。反応副産物は、グリセロール分子当たり平均２．３個の脂肪酸基を有す
るグリセロールエステルであった。工程（２）の完了時に、その混合物は以下を
含んでいた。
【００６７】 モノグリセリド ５．５％ ジグリセリド ３３．１％ トリグリセリド ３６％ スクロース ０．１％ スクロースモノエステル（ＳＥ１） ０．６％ スクロースジエステル（ＳＥ２） ２．５％ スクローストリエステル（ＳＥ３） ６．２％ スクローステトラエステル（ＳＥ４） ８．４％ スクロースキンタエステル（ＳＥ５） ４．２％ スクロースヘキサエステル（ＳＥ６） ３．１％ スクロースヘプタエステル（ＳＥ７） ０．４％ スクロースオクタエステル（ＳＥ８） ０％
【００６８】 工程（３）および（４）：工程（２）で産生された原料の３００ｇに対し、ナ
トリウムメトキシド（０．３ｇ）を添加した。さらに、その混合物を約１４０℃
〜１６０℃（華氏２８４〜３２０度）、約０．０１５ｍｍＨｇの圧力で約４２時
間反応させた。流体は薄膜型エバポレータを介して再循環させた。グリセリン、
モノグリセリドおよびジグリセリドを同時に除去した。残った反応混合物には、
約７６．４質量％のスクロースエステル、約２３質量％のトリグリセリド、およ
び約０．６７質量％のジグリセリドが含まれていた。この方法は、高度エステル
化スクロースエステルの形成を生じた（スクロースエステル生成物の約７８質量
％はオクタエステルであった）。
【００６９】 （実施例２） 工程（１）：スクロース（３５ｇ）および高オレイン酸ひまわり油トリグリセ
リド５４３ｇを約６：１のモル比で混合し、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５
２５ｍｌに溶解した。炭酸カリウム（３ｇ）を添加した。
【００７０】 工程（２）：その混合物を、大気圧下、１２０℃（華氏２４８度）で約６５分
間反応させた。その後、ＤＭＦを蒸留によって除去した。工程（２）の完了時に
、その混合物は以下を含んでいた。
【００７１】 モノグリセリド ３．７％ ジグリセリド ３１％ トリグリセリド ４１％ スクロース ０．１％ ＳＥ１ ０．４％ ＳＥ２ ２．４％ ＳＥ３ ５．１％ ＳＥ４ ７．２％ ＳＥ５ ６．３％ ＳＥ６ ２．９％ ＳＥ７ ０．４％
【００７２】 工程（３）および（４）：工程（２）で産生された原料３００ｇに対し、ナト
リウムメトキシド（０．３ｇ）を添加した。さらに、その混合物を１５０℃〜２
３０℃（華氏３０２〜４４６度）、６０×１０-3ｍｍＨｇから２０×１０-3ｍｍ
Ｈｇで約７６時間反応させた。流体は薄膜型エバポレータを介して再循環させた
。グリセリン、モノグリセリドおよびジグリセリドを同時に除去した。この方法
は、高度エステル化スクロースエステルの形成を生じた（スクロースポリエステ
ルの約７０質量％はオクタエステルであった）。
【００７３】 残った反応混合物には以下が含まれていた。
【００７４】 ジグリセリド １．８％ トリグリセリド ６２％ ＳＥ６ ２．２％ ＳＥ７ ８．６％ ＳＥ８ ２５．３％。
【００７５】 この混合物には、モノグリセリドまたは低級スクロースエステルは含まれてい
なかった。
【００７６】 （実施例３） 工程（１）および（２）：スクロースを用いたダイズメチルエステルのエステ
ル交換によって、スクロースエステル供給原料を製造した。粗原料を洗浄し、真
空下で乾燥し、シリカゲルで脱色し、濾過した。過剰のメチルエステルは、ワイ
プ式膜エバポレータ（ｗｉｐｅｄ ｆｉｌｍ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）で除去し
た。スクロースエステル供給原料組成は、ほぼ以下のとおりである。
【００７７】 ＳＥ１ ０．２％ ＳＥ２ ０．４％ ＳＥ３ ２．４％ ＳＥ４ ６．８％ ＳＥ５ １４．５％ ＳＥ６ ２３．８％ ＳＥ７ ２８．８％ ＳＥ８ ２０．９％
【００７８】 工程（３）および（４）：スクロースエステル供給原料（６５８０ｇ）、およ
びトウモロコシ／キャノーラ油混合からのトリグリセリド４７７０ｇを混合した
。触媒、メタノール溶解２５％ナトリウムメトキシド５５ｇを添加した。
【００７９】 その混合物を、約２２５℃（華氏４３７度）の温度および約２×１０-3ｍｍＨ
ｇから約４×１０-3ｍｍＨｇの圧力において反応させた。その混合物を分子蒸留
器に４１回通した。通過の全滞留時間は約６分であった。
【００８０】 短路蒸留を利用し、エステル交換反応副産物を除去した。また、内部コンデン
サーを備えたワイプ式膜エバポレータを使用した。
【００８１】 その方法により、高度エステル化スクロースエステルの形成が生じた（スクロ
ースポリエステルの約７５質量％はオクタエステルであった）。残った反応混合
物には以下が含まれていた。
【００８２】 ジグリセリド ０．８１％ トリグリセリド ８２．８％ ＳＥ６ ０．８１％ ＳＥ７ ２．９５％ ＳＥ８ １１．４８％ その混合物には、モノグリセリドまたは低級スクロースエステルは含まれてい
なかった。
【００８３】 行われている実施例は、本発明の特定の実施形態を説明するものであり、本発
明の方法の範囲を制限することを意図するものではない。請求した発明の範囲内
での追加の実施形態および変更は、当業者にとっては明らかであろう。したがっ
て、本発明の範囲は特許請求の範囲の項において検討するものとし、明細書中に
記載された方法の詳細に拘束されたり、制限されるものではないことを理解する
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 シャーファメイヤー リチャード ジェラ ルド アメリカ合衆国 45231 オハイオ州 シ ンシナティー バフ コート 691 Ｆターム(参考） 4C057 AA17 AA19 BB02 BB03 BB04 DD01 HH03 4H006 AA02 AC48 AD11 BA02 BA28 BA32 BB20 BC10 BC52 BN10

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （１）（ａ）水酸基を有する非エステル化第一ポリオール、
    （ｂ）脂肪酸でエステル化された第二ポリオール、（ｃ）塩基性触媒、および（
    ｄ）乳化剤、を含む成分を混合して成分の混合物を形成する工程と、 （２）成分、エステル交換反応生成物および副産物を含むエステル交換反応混
    合物を得るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる工程であって、ここで、
    成分の混合物を、好ましくは、約１５℃から約３５０℃の温度で反応させる工程
    と、 （３）エステル交換反応混合物から副産物の少なくとも一部を除去する工程と
    、 （４）さらに、第一ポリオールの水酸基の少なくとも約５０％をエステル化す
    るのに十分な温度および時間で、工程（３）からのエステル交換反応生成物およ
    び成分を反応させる工程と を含むポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法であって、 ここで、非エステル化第一ポリオールが、好ましくは、単糖、二糖、オリゴ糖
    、多糖、糖アルコール、糖エーテル、ポリグリセロールおよびポリアルコキシル
    化グリセロールからなる群から選択され、 第二ポリオールが、好ましくは、大豆油、綿実油、パーム核油、パーム油、や
    し油、ひまわり油、サフラワー油、とうもろこし油、綿実油、落花生油、キャノ
    ーラ油、高エルカ酸菜種油、水素化高エルカ酸菜種油、およびそれらの混合物か
    らなる群から選択した水素化および非水素化天然油から誘導され、 塩基性触媒が、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ金属の合金、アルカリ金
    属水素化物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重
    炭酸塩、およびそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とするポリ
    オール脂肪酸ポリエステルの合成方法。
  2. 【請求項２】 工程（３）および工程（４）が同時に行われることを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 工程（３）および工程（４）が、少なくとも１サイクルの工
    程（３）とそれに続く工程（４）で行われることを特徴とする請求項１に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 工程（２）の完了後に、塩基性触媒または乳化剤を除去する
    工程を含むことを特徴とする請求項１、２、または３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 工程（３）において反応生成物および成分の混合物を加熱す
    る工程を含む方法であって、混合物が実質的に塩基性触媒を含んでいないことを
    特徴とする請求項１、２、３、または４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 非エステル化第一ポリオールがスクロースであり、乳化剤が
    スクロース低級ポリエステルであることを特徴とする請求項１、２、３、４、ま
    たは５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 第二ポリオールがトリグリセリドであることを特徴とする請
    求項１、２、３、４、５、または６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 成分の混合物が、約１：１よりも大きい非エステル化第一ポ
    リオールの水酸基に対する第二ポリオールの脂肪酸のモル比を有することを特徴
    とする請求項１、２、３、４、５、６、または７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 工程（４）の反応を、第一ポリオールの第一ポリオール水酸
    基の少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくとも約９５％をエステル化す
    るのに十分な時間行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、ま
    たは８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 減圧で蒸留することによって工程（３）における反応混合
    物から副産物を除去する工程を含む方法であって、蒸留の工程が好ましくは約１
    ０-5ｍｍＨｇから約１００ｍｍＨｇの圧力での蒸留を含み、蒸留の工程がさらに
    好ましくは約１０-4ｍｍＨｇから約１ｍｍＨｇの圧力で、約１００℃から約３５
    ０℃の温度での蒸留を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７
    、８、または９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 バッチ法であることを特徴とする請求項１、２、３、４、
    ５、６、７、８、９、または１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 連続法であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５
    、６、７、８、９、または１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 ポリオール脂肪酸ポリエステルが、エステル化結合アルコ
    キシル化グリセリン、エステル化エポキシド伸長ポリオール、およびそれらの混
    合物からなる群から選択されたポリオール脂肪酸ポリエステルを含むことを特徴
    とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２に
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 （１）（ａ）水酸基を有し、かつ、単糖、二糖、オリゴ糖
    、多糖、糖アルコール、糖エーテル、ポリグリセロール、およびポリアルコキシ
    ル化グリセロールからなる群から選択された非エステル化第一ポリオール、（ｂ
    ）脂肪酸でエステル化された第二ポリオール、（ｃ）塩基性触媒、および（ｄ）
    溶媒を含む成分を混合して成分の混合物を形成する工程であって、ここで、溶媒
    が、好ましくは、ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、ジメチルスルホキシド
    、およびピリジンからなる群から選択される工程と、 （２）成分、エステル交換反応生成物および副産物を含むエステル交換反応混
    合物を得るのに十分な温度で成分の混合物を反応させる工程と、 （３）蒸留によってその溶媒を除去する工程と、 （４）エステル交換反応混合物から副産物を除去する工程と、 （５）さらに、第一ポリオールの水酸基の少なくとも約５０％をエステル化す
    るのに十分な温度および時間で、工程（３）からのエステル交換反応生成物およ
    び成分を反応させる工程と を含むことを特徴とするポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法。
  15. 【請求項１５】 （１）スクロース、脂肪酸トリグリセリド、塩基性触媒、
    およびスクロース低級ポリエステルを含む成分を混合して成分の混合物を形成す
    る工程と、 （２）エステル交換反応混合物を得るのに十分な温度でその成分の混合物を反
    応させる工程であって、ここで、前記反応混合物が、成分、反応生成物、並びに
    、グリセリン、モノグリセリドおよびジグリセリドを含む副産物を含んでいる工
    程と、 （３）エステル交換反応混合物からグリセリン、モノグリセリドおよびジグリ
    セリドを含む副産物を除去する工程と、 （４）さらに、その反応を完了するのに十分な温度および時間で工程（３）か
    らの反応生成物および成分を反応させる工程と を含むスクロース高級ポリエステルの合成方法であって、 スクロースの水酸基に対するトリグリセリドの脂肪酸のモル比が１：１以上で
    あり、好ましくは、スクロース高級ポリエステルの少なくとも約７０質量％がス
    クロースオクタエステルであることを特徴とする方法。
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