JP4996233B2 - Method for producing alkyl galactoside - Google Patents
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Description
本発明は、未反応物や高縮合物等の残留物が少ないアルキルガラクトシドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an alkyl galactoside with little residue such as unreacted products and highly condensed products.
糖誘導体であるアルキルグリコシドは低刺激性界面活性剤であり、他の陰イオン界面活性剤に対しては泡安定剤として作用することが知られている。
アルキルグリコシドの一般的な製造方法の一つに、糖と高級アルコールを酸触媒下で直接反応させる方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、糖と低級アルコールを酸触媒下で反応させて低級アルキルグリコシドを調製し、その後高級アルコールとアセタール交換させることで目的とするアルキル鎖を有するアルキルグリコシドを得る方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、従来法ではグルコースを原料糖として用いるものが大半を占めており、ガラクトースを出発原料とするアルキルガラクトシドの製造方法の技術的課題については十分に検討されていない。
Alkyl glycosides, which are sugar derivatives, are hypoallergenic surfactants and are known to act as foam stabilizers for other anionic surfactants.
One common method for producing alkyl glycosides is a method in which a sugar and a higher alcohol are directly reacted in the presence of an acid catalyst (see, for example, Patent Document 1). Further, a method is known in which a sugar and a lower alcohol are reacted in the presence of an acid catalyst to prepare a lower alkyl glycoside, and then an acetal exchange with a higher alcohol is performed to obtain an alkyl glycoside having a target alkyl chain (for example, Patent Document 2).
However, most of the conventional methods use glucose as a raw material sugar, and the technical problems of the method for producing alkylgalactoside using galactose as a starting material have not been sufficiently studied.
ガラクトースからアルキルガラクトシドを製造する場合、グルコースを原料とする場合と比較してその反応挙動においていくつかの相違点がある。例えば、特許文献3及び4に開示された方法により、ガラクトースを原料糖として用いてアルキルガラクトシドの製造を試みると、糖同士又は糖と生成したアルキルグリコシド、及び生成したアルキルグリコシド同士の縮合(以下「糖縮合」という)によって高縮合物が生成し、収率が著しく低下する。このような高縮合物の生成は、反応に用いる高級アルコールを大過剰で用いることによりある程度回避可能である。しかしその場合でも、用いるガラクトースの性状によって、例えば粒子径が粗大であったり不純物が含まれていたりすると、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物が残留してしまう場合がある。 When producing alkyl galactoside from galactose, there are some differences in its reaction behavior compared to the case of using glucose as a raw material. For example, when production of an alkyl galactoside is attempted using galactose as a raw sugar by the methods disclosed in Patent Documents 3 and 4, the sugars or the alkyl glycoside generated with the sugar and the condensation of the generated alkyl glycosides (hereinafter “ "Condensation of sugar") produces a high condensate, which significantly reduces the yield. The production of such a high condensate can be avoided to some extent by using a large excess of the higher alcohol used in the reaction. However, even in that case, unreacted galactose or galactose condensate may remain depending on the properties of the galactose used, for example, if the particle diameter is coarse or impurities are included.
これらの残留物は反応系において不溶性であるため、反応混合物中に沈殿として存在する。それゆえ反応混合物の移送が困難になったり、残留するガラクトースが加熱などにより着色の原因となることも懸念される。またアルキルガラクトシドの用途上の制限により、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等の混入が望ましくない場合には、別途ろ過などの工程を追加して沈殿を除去しなければならない。
一方、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等は、反応時間を延長することでもある程度低減することができるが、完全にガラクトースやガラクトース縮合物を消失させることはできず、さらに反応混合物の着色が顕著となり、生成するアルキルガラクトシドの品質低下を招くことになる。
Since these residues are insoluble in the reaction system, they are present as precipitates in the reaction mixture. Therefore, it is feared that the transfer of the reaction mixture becomes difficult and the remaining galactose causes coloring due to heating or the like. Moreover, when contamination with unreacted galactose or galactose condensate is not desirable due to restrictions on the use of alkyl galactoside, a step such as filtration must be added to remove the precipitate.
On the other hand, unreacted galactose and galactose condensate can be reduced to some extent by extending the reaction time, but galactose and galactose condensate cannot be completely lost, and the reaction mixture becomes more colored. The quality of the alkyl galactoside produced will be reduced.
本発明は、未反応物や高縮合物等の残留物が少ないアルキルガラクトシドの効率的な製造方法を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the efficient manufacturing method of the alkyl galactoside with few residues, such as an unreacted substance and a high condensate.
本発明者らは、ガラクトースと脂肪族アルコールからアルキルガラクトシドを製造するにあたり、反応後に水を添加して未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等を溶解及び/又は分散した後、さらに熟成を行うことにより前記課題を解決しうることを見出した。
すなわち、本発明は、下記の工程1〜3を含むアルキルガラクトシドの製造方法を提供する。
工程1:ガラクトースを炭素数1〜22の脂肪族アルコールを用いてグリコシド化して、反応混合物を得る工程
工程2:得られた反応混合物に水を添加し、不溶分を溶解及び/又は分散して、溶解及び/又は分散液を得る工程
工程3:得られた溶解及び/又は分散液を脱水処理した後、熟成して、アルキルガラクトシドを得る工程
In producing alkyl galactoside from galactose and aliphatic alcohol, the present inventors have added water after the reaction to dissolve and / or disperse unreacted galactose and galactose condensate, and then further ripening to perform the aging. I found that the problem could be solved.
That is, this invention provides the manufacturing method of the alkyl galactoside including the following processes 1-3.
Step 1: Step of obtaining a reaction mixture by glycosidation of galactose with an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms Step 2: Water is added to the obtained reaction mixture to dissolve and / or disperse insoluble matter. Step of obtaining dissolution and / or dispersion Step 3: Step of dehydrating the obtained dissolution and / or dispersion and then aging to obtain alkyl galactoside
本発明によれば、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等の残留物が少ないアルキルガラクトシドを高収率で得ることができる。 According to the present invention, an alkyl galactoside with little residue such as unreacted galactose and galactose condensate can be obtained in high yield.
本発明のアルキルガラクトシドの製造方法は、下記の工程1〜3を含み、特に工程2及び3を含むことを特徴とする。
工程1:ガラクトースを炭素数1〜22の脂肪族アルコールを用いてグリコシド化して、反応混合物を得る工程
工程2:得られた反応混合物に水を添加し、不溶分を溶解及び/又は分散して、溶解及び/又は分散液を得る工程
工程3:得られた溶解及び/又は分散液を脱水処理した後、熟成して、アルキルガラクトシドを得る工程
以下、本発明の製造方法における各成分、及び工程について説明する。
The method for producing an alkyl galactoside of the present invention includes the following steps 1 to 3, and particularly includes steps 2 and 3.
Step 1: Step of obtaining a reaction mixture by glycosidation of galactose with an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms Step 2: Water is added to the obtained reaction mixture to dissolve and / or disperse insoluble matter. Step of obtaining dissolution and / or dispersion Step 3: Step of dehydrating the obtained dissolution and / or dispersion and then aging to obtain alkyl galactoside Hereinafter, each component and step in the production method of the present invention Will be described.
(ガラクトース)
原料として用いられるガラクトースは特に制限されないが、α体、β体、鎖状構造体のいずれも用いることができる。また、その形態は、特に制限されず、粉末、結晶、溶液などであってもよい。
ガラクトースが粉末又は結晶の場合の平均粒子径は特に制限されないが、本発明の効果をより顕著に発揮させる観点から、メジアン径は、好ましくは50〜1000μm、より好ましく60〜500μmである。なお、メジアン径は市販の粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
さらに、得られるアルキルガラクトシドの品質を損なわない範囲内であれば、不純物を含む原料を使用することができる。使用するガラクトースの純度は特に制限されないが、本発明の効果をより顕著に発揮させる観点から、その純度は、好ましくはガスクロマトグラフィー分析における面積比で80%以上、より好ましくは90%以上、特に好ましくは99.9%以下である。
(Galactose)
The galactose used as a raw material is not particularly limited, and any of α-form, β-form, and chain structure can be used. The form is not particularly limited, and may be powder, crystal, solution or the like.
The average particle size when galactose is a powder or crystal is not particularly limited, but the median size is preferably 50 to 1000 μm, more preferably 60 to 500 μm, from the viewpoint of exerting the effects of the present invention more remarkably. The median diameter can be measured using a commercially available particle size distribution measuring apparatus.
Furthermore, raw materials containing impurities can be used as long as the quality of the resulting alkyl galactoside is not impaired. The purity of galactose to be used is not particularly limited, but from the viewpoint of exerting the effects of the present invention more remarkably, the purity is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 90% or more in terms of area ratio in gas chromatography analysis. Preferably it is 99.9% or less.
(炭素数1〜22の脂肪族アルコール)
原料として用いられる炭素数1〜22の脂肪族アルコールは特に制限されない。例えば、メタノール、エタノール、n−又はイソプロパノール、各種ブタノール、各種ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、各種オクタノール、各種デシルアルコール、各種ドデシルアルコール、各種トリデシルアルコール、各種テトラデシルアルコール、各種ペンタデシルアルコール、各種ヘキサデシルアルコール、各種ヘプタデシルアルコール、各種オクタデシルアルコール、各種エイコシルアルコール、オレイルアルコール、ヤシアルコール、オキソアルコール(オレフィンのヒドロホルミル化反応により得られたアルデヒドを水素添加して製造したアルコール)、ゲルベアルコール(脂肪族アルコールの脱水素により得られるアルデヒドの塩基触媒縮合によって得られる油性剤)等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルコール、そのアルキレンオキサイド付加物及びその混合物等が挙げられる。
これらの中では、得られるアルキルガラクトシドの界面活性剤としての使用を考えた場合、炭素数8〜18の脂肪族アルコールが好ましい。
(C1-C22 aliphatic alcohol)
The C1-C22 aliphatic alcohol used as a raw material is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, n- or isopropanol, various butanols, various hexanols, 2-ethylhexanol, various octanols, various decyl alcohols, various dodecyl alcohols, various tridecyl alcohols, various tetradecyl alcohols, various pentadecyl alcohols, various hexa Decyl alcohol, various heptadecyl alcohols, various octadecyl alcohols, various eicosyl alcohols, oleyl alcohol, coconut alcohol, oxo alcohols (alcohols produced by hydrogenating aldehydes obtained by hydroformylation of olefins), Gerve alcohol (fats Linear or branched saturated or unsaturated alcohols such as oily agents obtained by base-catalyzed condensation of aldehydes obtained by dehydrogenation of aromatic alcohols) Alkylene oxide adducts thereof, and mixtures thereof, and the like.
Among these, aliphatic alcohols having 8 to 18 carbon atoms are preferable in consideration of use of the resulting alkyl galactoside as a surfactant.
(アルキルガラクトシド)
本発明の製造方法により得られるアルキルガラクトシドは、炭素数1〜22、好ましくは炭素数8〜18のアルキル基にガラクトース 残基がα−配置又はβ−配置でグリコシド結合した化合物である。また、得られるアルキルガラクトシドは、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等の残留物が少なく、色相(APHA)も通常5〜120、好ましくは10〜100と優れていることが特徴である。
(Alkyl galactoside)
The alkyl galactoside obtained by the production method of the present invention is a compound in which a galactose residue is glycosidically bonded in an α-configuration or β-configuration to an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, preferably 8 to 18 carbon atoms. Moreover, the obtained alkyl galactoside is characterized in that there are few residues such as unreacted galactose and galactose condensate, and the hue (APHA) is usually 5 to 120, preferably 10 to 100.
(工程1)
工程1では、ガラクトースを炭素数1〜22の脂肪族アルコールを用いてグリコシド化して、反応混合物を得る。
工程1における反応温度は、通常50〜150℃、好ましくは70〜130℃、より好ましくは80〜120℃である。反応温度は、反応速度の観点から50℃以上が好ましく、得られるアルキルガラクトシドの色相劣化を抑制する観点から150℃以下が好ましい。また、反応は減圧下で行うことが好ましく、減圧度は、生成する水の除去効率等の観点から、好ましくは0.67〜13.3kPa、より好ましくは2.7〜8.0kPaである。
工程1で副生する水を効率よく除去するために窒素を吹込んでもよい。窒素の吹込み量は原料の仕込み量によって異なるため一概に言えないが、例えば、ガラクトース0.10モルの仕込み量に対して10〜50ml/min程度の窒素を吹き込むことが好ましい。
反応時間は反応条件によって左右されるが、原料の消費量や生成物の生成量を適宜追跡し、反応終了時点で反応を打ち切ることが好ましい。
(Process 1)
In step 1, galactose is glycosidated using an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms to obtain a reaction mixture.
The reaction temperature in the process 1 is 50-150 degreeC normally, Preferably it is 70-130 degreeC, More preferably, it is 80-120 degreeC. The reaction temperature is preferably 50 ° C. or higher from the viewpoint of the reaction rate, and preferably 150 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing the hue deterioration of the resulting alkylgalactoside. Further, the reaction is preferably performed under reduced pressure, and the degree of reduced pressure is preferably 0.67 to 13.3 kPa, more preferably 2.7 to 8.0 kPa, from the viewpoint of the removal efficiency of generated water and the like.
Nitrogen may be blown in order to efficiently remove water produced as a by-product in step 1. Although the amount of nitrogen blown differs depending on the amount of raw material charged, it cannot be generally stated. For example, it is preferable to blow nitrogen of about 10 to 50 ml / min with respect to the amount of galactose 0.10 mol.
Although the reaction time depends on the reaction conditions, it is preferable to appropriately monitor the consumption of raw materials and the amount of product produced and terminate the reaction at the end of the reaction.
本発明においては、アルキルガラクトシドの原料となるアルコールを反応溶媒として用いることができるが、反応系の濃度を調整するために補助溶媒を用いることもできる。用いる補助溶媒は、アルキルガラクトシド製造の反応条件下であっても沸騰しない程度の高い沸点を有しており、かつ、反応に悪影響を与えないものであることが好ましい。
脂肪族アルコールの使用量は、特に限定されないが、ガラクトースに対して好ましくは1〜25モル倍、より好ましくは2〜20モル倍である。脂肪族アルコールの使用量は、生成するアルキルガラクトシドの縮合度が高くなって融点が上昇し、反応の操作上の問題が生じることのないようにする観点から、1モル倍以上が好ましく、生産性の観点から25モル倍以下が好ましい。
In the present invention, alcohol as a raw material for alkyl galactoside can be used as a reaction solvent, but an auxiliary solvent can also be used to adjust the concentration of the reaction system. The auxiliary solvent used preferably has a boiling point high enough not to boil even under the reaction conditions for producing alkylgalactoside and does not adversely affect the reaction.
Although the usage-amount of an aliphatic alcohol is not specifically limited, Preferably it is 1-25 mol times with respect to galactose, More preferably, it is 2-20 mol times. The amount of the aliphatic alcohol used is preferably 1 mole or more from the viewpoint that the condensation degree of the alkyl galactoside to be produced is increased and the melting point is raised, and there is no problem in the operation of the reaction. In view of the above, it is preferably 25 mol times or less.
工程1においては、反応速度を上げる目的で酸触媒を使用することが好ましい。使用される酸触媒は、通常脱水反応に用いられるものであれば特に制限されない。例えば、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体等を母体とする強酸性イオン交換樹脂等から選ばれる一種以上が挙げられる。これらの中では、該脂肪族アルコールへの溶解性の観点から、パラトルエンスルホン酸が好ましい。
使用される酸触媒の量は、ガラクトース1モルあたり、好ましくは0.001〜0.10モル、より好ましくは0.002〜0.08モル、さらに好ましくは0.003〜0.05モルである。酸触媒の使用量がこの範囲内にあれば、反応速度及び得られるアルキルガラクトシドの色相が共に良好となる。
In step 1, it is preferable to use an acid catalyst for the purpose of increasing the reaction rate. The acid catalyst used is not particularly limited as long as it is usually used in a dehydration reaction. Examples thereof include one or more selected from strongly acidic ion exchange resins based on paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, styrene-divinylbenzene copolymer, and the like. Among these, paratoluenesulfonic acid is preferable from the viewpoint of solubility in the aliphatic alcohol.
The amount of the acid catalyst used is preferably 0.001 to 0.10 mol, more preferably 0.002 to 0.08 mol, and still more preferably 0.003 to 0.05 mol per mol of galactose. . If the usage-amount of an acid catalyst exists in this range, both the reaction rate and the hue of the alkyl galactoside obtained will become favorable.
酸触媒を用いた場合には、熟成終了後、反応器を常圧に戻した段階で糖縮合の進行を抑制するため、塩基性物質を添加して触媒を中和するのが好ましい。中和に用いられる塩基性物質としては特に制限はないが、例えばNaOH、KOH、Na2CO3、NaHCO3、NH3、強塩基性イオン交換樹脂等が挙げられる。これらの中では、経済性、溶解性、取扱い性の観点から、NaOH、KOHの使用が好ましい。 When an acid catalyst is used, it is preferable to neutralize the catalyst by adding a basic substance in order to suppress the progress of sugar condensation at the stage where the reactor is returned to normal pressure after completion of aging. The basic substance used for neutralization is not particularly limited, and examples thereof include NaOH, KOH, Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NH 3 , and strongly basic ion exchange resins. Among these, NaOH and KOH are preferably used from the viewpoints of economy, solubility, and handleability.
(工程2)
工程2では、上記で得られた反応混合物に水を添加し、不溶分を溶解及び/又は分散して、溶解及び/又は分散液を得る。
工程2において添加する水の量は、未反応ガラクトースやガラクトース縮合物等の量に応じて、それらを溶解及び/又は分散し得る量であれば、特に制限はない。好ましくは、工程1で用いたガラクトースに対して0.01〜10重量倍を目安に添加すればよい。
工程2における溶解/分散温度は、特に限定されないが、好ましくは20〜150℃、より好ましくは50〜120℃である。溶解/分散温度は、反応系を冷却したり反応後に再び昇温したりする必要がないようにする観点から20℃以上が好ましく、添加した水の激しい蒸発を抑制し反応系に留まる水量の低下を防止する観点から150℃以下が好ましい。
水を添加して不溶分を溶解及び又は分散するための時間は、残存する不溶分の量や水の添加量、温度などの条件により異なるが、反応系の状態を見ながら、不溶分が十分に溶解及び又は分散されるまで行えばよい。
(Process 2)
In step 2, water is added to the reaction mixture obtained above to dissolve and / or disperse the insoluble matter to obtain a dissolved and / or dispersed liquid.
The amount of water added in step 2 is not particularly limited as long as it is an amount capable of dissolving and / or dispersing them according to the amount of unreacted galactose or galactose condensate. Preferably, 0.01 to 10 times the weight of galactose used in Step 1 may be added as a guide.
The dissolution / dispersion temperature in step 2 is not particularly limited, but is preferably 20 to 150 ° C, more preferably 50 to 120 ° C. The dissolution / dispersion temperature is preferably 20 ° C. or higher from the viewpoint of eliminating the need to cool the reaction system or to raise the temperature again after the reaction, and suppresses the violent evaporation of the added water to reduce the amount of water remaining in the reaction system. From the viewpoint of preventing occurrence, 150 ° C. or lower is preferable.
The time taken to dissolve and / or disperse the insoluble matter by adding water varies depending on the amount of remaining insoluble matter, the amount of water added, temperature, etc., but the insoluble matter is sufficient while observing the state of the reaction system. Until dissolved and / or dispersed.
工程1において酸触媒を用いた場合、工程2で水を添加する前に酸触媒を中和及び/又は除去してもよい。中和に用いることのできる塩基は前記のとおりである。また、このように、水の添加前に中和及び/又は酸触媒除去を行った場合には、後の脱水工程が終了した後、熟成を行う前に、酸触媒を再度添加してもよい。このときにことのできる酸触媒の種類、添加量は前記のとおりである。 When an acid catalyst is used in step 1, the acid catalyst may be neutralized and / or removed before adding water in step 2. Bases that can be used for neutralization are as described above. Further, when neutralization and / or removal of the acid catalyst is performed before the addition of water as described above, the acid catalyst may be added again after the subsequent dehydration step and before aging. . The types and addition amounts of the acid catalyst that can be used at this time are as described above.
(工程3)
工程3では、上記で得られた溶解及び/又は分散液を脱水処理した後、熟成して、アルキルガラクトシドを得る。
工程3における脱水処理時の温度は、特に限定されないが、好ましくは20〜150℃、より好ましくは50〜120℃である。脱水処理温度は、反応系を冷却したり反応後に再び昇温したりする必要がないようにする観点から20℃以上が好ましく、添加した水の激しい蒸発や突沸などを防止する観点から150℃以下が好ましい。
脱水処理時の圧力は、好ましくは0.67〜13.3kPa、より好ましくは2.7〜8.0kPaである。減圧度は、水を効率的に除去する観点から13.3kPa以下が好ましい。また、さらに水の除去効率を上げるために窒素を吹込んでもよい。窒素の吹込み量は原料の仕込み量によって異なるため一概に言えないが、例えば、ガラクトース0.10モルの仕込み量に対して10〜50ml/min程度の窒素を吹き込むことが好ましい。
脱水処理の時間は、添加した水の量や脱水処理の条件などによって異なるが、水の留出がなくなるまで行えばよい。
(Process 3)
In Step 3, the dissolution and / or dispersion obtained above is dehydrated and then aged to obtain alkyl galactoside.
The temperature during the dehydration process in step 3 is not particularly limited, but is preferably 20 to 150 ° C, more preferably 50 to 120 ° C. The dehydration temperature is preferably 20 ° C. or higher from the viewpoint of cooling the reaction system and avoiding the need to raise the temperature again after the reaction, and 150 ° C. or lower from the viewpoint of preventing violent evaporation or bumping of the added water. Is preferred.
The pressure during the dehydration treatment is preferably 0.67 to 13.3 kPa, more preferably 2.7 to 8.0 kPa. The degree of vacuum is preferably 13.3 kPa or less from the viewpoint of efficiently removing water. Further, nitrogen may be blown in order to further increase the water removal efficiency. Although the amount of nitrogen blown differs depending on the amount of raw material charged, it cannot be generally stated. For example, it is preferable to blow nitrogen of about 10 to 50 ml / min with respect to the amount of galactose 0.10 mol.
The time for the dehydration treatment varies depending on the amount of added water, the conditions for the dehydration treatment, and the like, but may be carried out until the water is no longer distilled.
工程3における熟成温度は、通常50〜150℃、好ましくは70〜130℃、より好ましくは80〜120℃である。熟成温度は、熟成速度の観点から50℃以上が好ましく、得られるアルキルガラクトシドの色相劣化を抑制する観点から150℃以下が好ましい。
工程1で得られた反応混合物中の未反応ガラクトース等の不溶分が、工程2で溶解及び/又は分散されているため、工程3の熟成工程で、それらが更にグリコシド化し、工程1で得られた反応混合物中の残留物を効率よく除去することができると考えられる。
また、熟成時の減圧度は、生成する水を効率的に除去する観点から、好ましくは0.67〜13.3kPa、より好ましくは2.7〜8.0kPaである。
The aging temperature in the step 3 is usually 50 to 150 ° C, preferably 70 to 130 ° C, more preferably 80 to 120 ° C. The aging temperature is preferably 50 ° C. or higher from the viewpoint of aging speed, and is preferably 150 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing the hue deterioration of the resulting alkyl galactoside.
Since insoluble components such as unreacted galactose in the reaction mixture obtained in step 1 are dissolved and / or dispersed in step 2, they are further glycosidated in the aging step of step 3 and obtained in step 1. It is considered that the residue in the reaction mixture can be efficiently removed.
Moreover, the pressure reduction degree at the time of ripening is preferably 0.67 to 13.3 kPa, more preferably 2.7 to 8.0 kPa, from the viewpoint of efficiently removing generated water.
原料であるガラクトースは、下表に示すA及びBの2種類を用いた。また、メジアン径の測定、及び組成分析は下記の方法により行った。
(1)メジアン径の測定
株式会社堀場製作所製、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いて、エタノールを分散媒として行った。
(2)組成分析
HEWLETT PACKARD株式会社製、ガスクロマト分析装置、商品名:HP4890Aを使用し、カラムとして、J&W社製の商品名、DB−1HT(内径0.25mm、長さ15m)を使用し、初期温度100℃、昇温速度10℃/分、最終温度340℃、10分間の条件で測定することができる。また、ガスクロマト分析前に、試料を予めピリジン存在下でトリメチルシリルクロライドと反応させてトリメチルシリル化したものを用いた。
Two kinds of A and B shown in the following table were used as galactose as a raw material. Moreover, the measurement of the median diameter and the composition analysis were performed by the following methods.
(1) Measurement of median diameter Ethanol was used as a dispersion medium using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.
(2) Composition analysis Gas chromatography analyzer manufactured by HEWLETT PACKARD Co., Ltd., product name: HP4890A is used, and the product name DB-1HT (inner diameter 0.25 mm, length 15 m) manufactured by J & W is used as the column. The initial temperature is 100 ° C., the heating rate is 10 ° C./min, and the final temperature is 340 ° C. for 10 minutes. Further, before gas chromatographic analysis, a sample which had been trimethylsilylated by previously reacting with trimethylsilyl chloride in the presence of pyridine was used.
実施例1
500mlの5ッ口フラスコにパラトルエンスルホン酸一水和物0.11g(5.6×10-4mol)、ガラクトースA 20.00g(0.11mol)、n−ドデシルアルコール310.27g(1.67mol)を秤量し、攪拌羽、窒素吹き込み口とリービッヒ冷却管を取り付け、攪拌しながら系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧した。減圧後、115℃まで昇温して脱水反応を開始した。この際、反応混合溶液中に窒素を25〜50ml/minで吹き込み、生成する水を効率よく除去するようにして、4時間反応させた(工程1)。
反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、イオン交換水25gを加えて5分間溶解/分散を行った(工程2)。その後再び系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧し、80℃で30分間脱水を行った。脱水後、115℃まで昇温して反応混合溶液中に窒素を25〜50ml/minで吹き込みながら2時間熟成を行った(工程3)。
反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。反応混合物から不溶分をメンブランフィルター(孔径0.2μm)でろ別し、得られた不溶分をヘキサンで洗浄し減圧下で乾燥後、重量を測定することで不溶分を定量した結果、不溶分の重量は0.24gであった。結果を表2に示す。
Example 1
In a 500 ml five-necked flask, 0.11 g (5.6 × 10 −4 mol) of paratoluenesulfonic acid monohydrate, 20.00 g (0.11 mol) of galactose A, 310.27 g of n-dodecyl alcohol (1. 67 mol) was weighed, a stirring blade, a nitrogen blowing port and a Liebig condenser were attached, and the inside of the system was depressurized to 5.3 kPa (40 mmHg) while stirring. After depressurization, the temperature was raised to 115 ° C. to start the dehydration reaction. At this time, nitrogen was blown into the reaction mixed solution at 25 to 50 ml / min, and the reaction was performed for 4 hours so as to efficiently remove generated water (step 1).
After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and in a state where the reaction end product solution reached about 80 ° C., 25 g of ion exchanged water was added and dissolved / dispersed for 5 minutes (step 2). Thereafter, the system was again depressurized to 5.3 kPa (40 mmHg) and dehydrated at 80 ° C. for 30 minutes. After dehydration, the mixture was heated to 115 ° C. and aged for 2 hours while blowing nitrogen into the reaction mixture at 25 to 50 ml / min (step 3).
After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. . The insoluble matter was filtered off from the reaction mixture with a membrane filter (pore size 0.2 μm), the obtained insoluble matter was washed with hexane, dried under reduced pressure, and the insoluble matter was quantified by measuring the weight. The weight was 0.24 g. The results are shown in Table 2.
実施例2
実施例1の工程1と同様の操作を行った。反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。
中和後の反応混合物にイオン交換水25gを加えて20分間溶解/分散を行った(工程2)。その後再び系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧し、80℃で30分間脱水を行った。脱水後系内を常圧に戻し、パラトルエンスルホン酸一水和物0.11g(5.6×10-4mol)を添加した。再び系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧した後、115℃まで昇温して反応混合溶液中に窒素を25〜50ml/minで吹き込みながら30分間熟成を行った(工程3)。
反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。反応混合物から不溶分をメンブランフィルター(孔径0.2μm)でろ別し、得られた不溶分をヘキサンで洗浄し減圧下で乾燥後、重量を測定することで不溶分を定量した結果、不溶分の重量は0.044gであった。結果を表2に示す。
Example 2
The same operation as in Step 1 of Example 1 was performed. After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. .
25 g of ion-exchanged water was added to the neutralized reaction mixture and dissolved / dispersed for 20 minutes (step 2). Thereafter, the system was again depressurized to 5.3 kPa (40 mmHg) and dehydrated at 80 ° C. for 30 minutes. After dehydration, the system was returned to normal pressure, and 0.11 g (5.6 × 10 −4 mol) of paratoluenesulfonic acid monohydrate was added. After reducing the pressure in the system to 5.3 kPa (40 mmHg) again, the temperature was raised to 115 ° C., and aging was performed for 30 minutes while blowing nitrogen into the reaction mixture at 25 to 50 ml / min (step 3).
After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. . The insoluble matter was filtered off from the reaction mixture with a membrane filter (pore size 0.2 μm), the obtained insoluble matter was washed with hexane, dried under reduced pressure, and the insoluble matter was quantified by measuring the weight. The weight was 0.044 g. The results are shown in Table 2.
実施例3
実施例1の工程1において、ガラクトースAの代わりにガラクトースBを用いた以外は、実施例1の工程1と同様の操作を行った。反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。
中和後の反応混合物にイオン交換水25gを加えて5分間溶解/分散を行った(工程2)。その後再び系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧し、80℃で30分間脱水を行った。脱水後系内を常圧に戻し、パラトルエンスルホン酸一水和物0.11g(5.6×10-4mol)を添加した。再び系内を5.3kPa(40mmHg)まで減圧した後、115℃まで昇温して反応混合溶液中に窒素を25〜50ml/minで吹き込みながら1時間熟成を行った(工程3)。
反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。反応混合物から不溶分をメンブランフィルター(孔径0.2μm)でろ別し、得られた不溶分をヘキサンで洗浄し減圧下で乾燥後、重量を測定することで不溶分を定量した結果、不溶分の重量は0.34gであった。結果を表2に示す。
Example 3
The same operation as in Step 1 of Example 1 was performed except that galactose B was used instead of galactose A in Step 1 of Example 1. After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. .
25 g of ion-exchanged water was added to the neutralized reaction mixture and dissolved / dispersed for 5 minutes (step 2). Thereafter, the system was again depressurized to 5.3 kPa (40 mmHg) and dehydrated at 80 ° C. for 30 minutes. After dehydration, the system was returned to normal pressure, and 0.11 g (5.6 × 10 −4 mol) of paratoluenesulfonic acid monohydrate was added. After reducing the pressure in the system to 5.3 kPa (40 mmHg) again, the temperature was raised to 115 ° C., and aging was performed for 1 hour while blowing nitrogen into the reaction mixture at 25 to 50 ml / min (step 3).
After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. . The insoluble matter was filtered off from the reaction mixture with a membrane filter (pore size 0.2 μm), the obtained insoluble matter was washed with hexane, dried under reduced pressure, and the insoluble matter was quantified by measuring the weight. The weight was 0.34 g. The results are shown in Table 2.
比較例1〜5
実施例1の工程1において、ガラクトースBの代わりに表2に示すガラクトースを用いて、所定時間反応させた以外は、実施例1の工程1と同様の操作を行った。
反応終了後常圧に戻し、反応終了物溶液が80℃程度になった状態で、48質量%水酸化ナトリウム水溶液0.05g(6.0×10-4mol)を加えて触媒を中和した。反応混合物から不溶分をメンブランフィルター(孔径0.2μm)でろ別し、得られた不溶分をヘキサンで洗浄し減圧下で乾燥後、重量を測定することで不溶分を定量した。結果を表2に示す。
Comparative Examples 1-5
In Step 1 of Example 1, the same operation as in Step 1 of Example 1 was performed, except that galactose shown in Table 2 was used instead of galactose B and reacted for a predetermined time.
After completion of the reaction, the pressure was returned to normal pressure, and with the reaction end product solution at about 80 ° C., 0.05 g (6.0 × 10 −4 mol) of a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution was added to neutralize the catalyst. . The insoluble matter was separated from the reaction mixture by a membrane filter (pore size 0.2 μm), the obtained insoluble matter was washed with hexane, dried under reduced pressure, and the weight was measured to quantify the insoluble matter. The results are shown in Table 2.
表2から、実施例2は、比較例1に比べて不溶分の量が大幅に低減でき、さらに色相の悪化も少ないことが分かる。また、比較例1及び2から、反応時間を延長することで不溶分をある程度低減することができるが、色相が悪化することがわかる。また、実施例1及び2の処理時間合計(反応時間、溶解/分散時間、脱水時間、熟成時間の和)が、比較例2の反応時間よりも短いにも関わらず、不溶分の量が大幅に低減でき、さらに色相の悪化も少ないことが分かる。
実施例3と比較例3及び4から、ガラクトースの種類を変えた場合でも、上記と同様に本発明の効果が得られることが分かる。
なお、実施例1〜3において、n−ドデシルアルコールの代りにイソデシルアルコール等を用いても同様の効果を達成することができる。
From Table 2, it can be seen that Example 2 can greatly reduce the amount of insoluble matter compared to Comparative Example 1, and that there is less deterioration in hue. In addition, Comparative Examples 1 and 2 show that the insoluble content can be reduced to some extent by extending the reaction time, but the hue deteriorates. Further, although the total treatment time of Examples 1 and 2 (the sum of the reaction time, dissolution / dispersion time, dehydration time, and aging time) was shorter than the reaction time of Comparative Example 2, the amount of insoluble matter was greatly increased. It can be seen that there is little deterioration in hue.
From Example 3 and Comparative Examples 3 and 4, it can be seen that even when the type of galactose is changed, the effects of the present invention can be obtained in the same manner as described above.
In Examples 1 to 3, the same effect can be achieved even when isodecyl alcohol or the like is used instead of n-dodecyl alcohol.
Claims (5)
工程1:ガラクトースを炭素数1〜22の脂肪族アルコールを用いて、生成水を除去しながらグリコシド化して、反応混合物を得る工程
工程2:得られた反応混合物に水を添加し、不溶分を溶解及び/又は分散して、溶解及び/又は分散液を得る工程
工程3:得られた溶解及び/又は分散液を脱水処理した後、温度50〜150℃、圧力0.67〜13.3kPaで熟成して、アルキルガラクトシドを得る工程 The manufacturing method of the alkyl galactoside containing the following processes 1-3.
Step 1: A step of glycosidating galactose with an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms while removing generated water to obtain a reaction mixture Step 2: Water is added to the obtained reaction mixture to remove insoluble matter. Step of dissolving and / or dispersing to obtain a solution and / or dispersion Step 3: After dehydrating the obtained solution and / or dispersion, the temperature is 50 to 150 ° C. and the pressure is 0.67 to 13.3 kPa. Aging process to obtain alkyl galactoside
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