JPH0193558A - 中鎖脂肪酸トリグリセリドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、潤滑油、溶剤等に用いられる中鎖脂肪酸ト
リグリセリドの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

６個ないし１０例の炭素を有する中鎖脂肪酸のトリグリ
セリドは、普通の天然油脂と比較して、表面張力および
粘度が小さく、展延性に富み、酸化安定性および溶解性
の点で優れた性質を有しており、油溶性薬剤、香料等の
溶剤、食品製造機器、医療機器等の潤滑油、香粧品分野
での展延性改良等の物性向上剤などに利用されている。

従来、中鎖脂肪酸トリグリセリドの製造方法としては、
中鎖脂肪酸メチルエステルとグリセリンとのエステル交
換反応（グリセロリシス）によるものが知られており、
アルカリ触媒を用いて高温、減圧下で行なわれる。（津
１）部署「モノグリセリド」槙書店刊、第１４６〜１８
０頁参照）〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この方法ではアルカリ触媒を使用して高ａ（約
２００℃）で反応を行なうため、反応生成物の着色が顕
著であり、そのために特に香粧品分野での使用が制約さ
れる。また、通常グリセロリシスによって得られる反応
生成物には、未反応の中鎖脂肪酸メチルエステルおよび
モノグリセリド、ジグリセリド等の副生成物が含まれて
おり、トリグリセリドの純度が低い。

それ故、高品質のトリグリセリドを得るためには、通常
、グリセロリシスによって得られた反応生成物から、ま
ず触媒および副生成物であるメタノールを水洗除去し、
その後未反応の中鎖脂肪酸メチルエステル、モノグリセ
リドおよびジグリセリドを分子蒸留等の方法で除去し、
さらに活性炭、活性白土等によって脱色、精製を行なう
等の後処理を施すことが必要である。

この発明は、上記事情に鑑み、トリグリセリドを高純度
で含み、色調の優れた反応生成物を得ることができ、も
って上記処理操作を軽減し得る中鎖脂肪酸トリグリセリ
ドの製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、中鎖脂肪酸メチルエステルのグリセロリシ
スによる中鎖脂肪酸トリグリセリドの調製において、色
調の良い高純度の生成物を得るために、グリセロリシス
に通常使用されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属
の水酸化物、酸化物およびその脂肪酸塩について触媒と
しての機能を検討した。

その結果、アルカリ度が高いほど低温領域における触媒
活性が高く、またアルカリ土類金属の酸化物は単独では
触媒活性を示さないものの、アルカリ金属水酸化物との
混合使用により高温領域（２００℃以上）において単独
使用以上の触媒活性を示し、しかも色調の劣化を抑制す
ることを見い出した。さらに、アルカリ土類金属の中で
も特に酸化亜鉛が、アルカリ金属水酸化物を触媒とした
グリセロリシスの途中で添加することにより、−段と高
い触媒活性を示し、かつ色調の良い生成物を生成させる
ことが確認された。

すなわち、この発明は反応式 に従い、中鎖脂肪酸メチルエステルとグリセリンとのエ
ステル交換反応によってトリグリセリドを製造する方法
に際し、反応をアルカリ金属水酸化物を触媒として比較
的低温で反応させる第１段階反応と、酸化亜鉛触媒を中
鎖脂肪酸メチルエステルとともに添加して高温でさらに
反応させる第２段階反応とで行なうことを特徴とする中
鎖脂肪酸トリグリセリドの製造方法である。

第１段階反応は、グリセリンと、グリセリンに対するモ
ル比が２．０ないし３．０となるように中鎖脂肪酸メチ
ルエステルとを混合し、さらに触媒としてアルカリ金属
水酸化物を添加して１６０ないし１８０℃で反応させる
。反応は、反応混合物の酸化による着色を防止するため
に窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気下で、常圧で行なう
。反応は未反応グリセリンが実質的に無くなるまで行な
う。その時間は反応温度や触媒の量にもよるが、通常工
ないし５時間である。

アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸
化ナトリウムまたは水酸化カリウムが好ましく、また、
その添加量はグリセリンに対して０．０５ないし３．０
重量％が好ましい。添加量が、０．０５重量％未満では
反応速度が充分ではなく、３．０重量％を越えると反応
生成物の着色が顕著になる傾向にある。

グリセリンに対する中鎖脂肪酸メチルエステルのモル比
は２．０ないし３．０が適当である。モル比が２．０未
満では未反応グリセリンが痕跡量となるのに長時間を要
し、３．０を越えると反応に預らない中鎖脂肪酸メチル
エステルが反応時の熱により着色する。

反応温度は　１６０ないし１８０℃が適当である。

１６０℃未満では反応速度が充分ではなく、１８０℃を
こえると反応生成物の着色が顕著になる。

第２段階反応は、第１段階反応が終了した反応溶液に、
中鎖脂肪酸メチルエステルを追加して第１段階反応で用
いた量との合計で、第１段階反応で用いたグリセリンに
対するモル比を３．０ないし４．０とし、さらに酸化亜
鉛を触媒として添加して２０口ないし２２０℃で行なう
。反応は、窒素ガス雰囲気下で常圧で行なうが、反応溶
液の温度がカプロン酸メチルエステルおよびカプリル酸
メチルエステルの沸点をこえているので、還流しながら
反応させる。反応時間は、反応温度や触媒の量にもよる
が、通常工ないし５時間である。

酸化亜鉛の添加量は第１段階反応で用いたグリセリンに
対して０．１ないし３６０重量％が好ましい。

添加量が０．１重量％未満では反応速度が充分とは言え
ず、３．０重量％を越えると反応速度の向上に対する寄
与が少ないばかりか、後処理における触媒の分離にかか
る負担が増加する場合がある。

グリセリンに対する中鎖脂肪酸メチルエステルのモル比
は３．０ないし４．０が適当である。モル比が３．０未
満ではモノおよびジグリセリドの含量が多くなり、４．
０をこえると未反応の中鎖脂肪酸メチルエステルの量が
多く、ともに後処理の負担が増加する。

反応温度は２０口ないし２２０℃が適当である。

２００℃未満では反応速度が充分ではなく、２２０℃を
こえるとグリセリンの脱水結合反応が併発し、ポリグリ
セリン脂肪酸エステルが副生ずる。

この発明の製造方法において使用される中鎖脂肪酸メチ
ルエステルとしては、カプロン酸メチルエステル、カプ
リル酸メチルエステルおよびカプリン酸メチルエステル
が好ましい。工業的には、ヤシ油、パーム核油、りへア
油等に少量含有されている中鎖脂肪酸エステルを、その
まま用いてメタノールとエステル交換反応を行なう方法
、または中鎖脂肪酸エステルを高温高圧下で加水分解す
ることにより得られる中鎖脂肪酸をメタノールと反応さ
せ直接エステル化する方法等によってメチルエステルと
し、これを精留することによって炭素数６．８および１
０の留分を得る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例ついて述べるが、まず得られた
生成物の品質性状を比較検討するための試験について説
明する。

試験は、精製以前の粗生成物に対して行ない、色調およ
び中鎖脂肪酸トリグリセリド含量を測定して品質の目安
とした。

色調の測定（ＡＰＨＡ法） 粗生成物の色調は、基準油脂分析法２．３．１．５−７
１（ＡＰＨＡ法）に従い、粗生成物を用いて比色、ｎ１
定を行なった。

中鎖脂肪酸トリグリセリド含量の測定 粗生成物約１００．［に、無水ピリジン２５ｒＩＩＩ！
、ヘキサメチルジシラザン１ｍｌおよびトリメチルクロ
ロシラン０．５１！１１を添加して混合し、４０ないし
５０℃で２０分間静置する。その後、上澄液をガスクロ
マトグラフィーにかけ、ピークの面積比より粗生成物全
体に対する中鎖脂肪酸トリグリセリドの重量百分率を求
めた。ガスクロマトグラフィーの測定条件は以下の通り
である。

カラム：０Ｖ−１（２％） カラム管長＝５００ カラム温度：１２０℃から３３０℃まで昇温カラム昇温
速度：１０℃／ｌｌ１１ｎ インジェクション温度＝３３０℃ 各側において得られた粗生成物を上記試験法により測定
した結果は、粗生成物の収量とともに表に示した。

〈実施例１〉 第１段階反応 撹拌機付きの１！４つロフラスコに、精製グリセリン７
２ｇおよび中鎖脂肪酸メチルエステル（平均分子量１５
３）　　３８３９　（２，５モル）を入れ、窒素ガスを
少量吹込みながら　１７０℃に昇温した。その後、水酸
化カリウム０．４３ｇをグリセリン２０ｇに溶解したも
のを反応溶液に添加し、常圧でグリセロリシスを行なつ
た。中鎖脂肪酸メチルエステルのグリセリンに対するモ
ル比は２．５であり、水酸化カリウムの添加量はグリセ
リンに対して０．４７３１１ｔ％である。中鎖脂肪酸メ
チルエステルのうちカプロン酸メチルエステルは、その
沸点が反応温度以下であるので、反応槽より留出したも
のは６５℃に冷却した分縮器によって凝縮させ、反応溶
液中へ還流させた。触媒添加後２時間を経た後、反応溶
液の組成をガスクロマトグラフィーによって分析した結
果、グリセリン含量は痕跡量となった。

第２段階反応 ついで、酸化亜鉛１．Ｈを中鎖脂肪酸メチルエステル１
０ｇに分散させて反応溶液に添加し、その後反応温度を
２００℃に昇温しで、さらに中鎖脂肪酸メチルエステル
１４３ｇを１時間かけて添加しながら反応を続けた。２
００℃での反応は３時間行なった。

反応終了後、反応溶液を３０℃に冷却し、懸濁している
触媒をろ紙（Ｎｏ、５Ｃ）でろ過した後、分岐ロートを
用いて３０℃の温水での振とう／静置分離を３回行ない
、溶解している触媒を除去した。

続いて、ロータリーエバポレーターを用いて８０℃、減
圧下で、水分および未反応中鎖脂肪酸メチルエステルを
留去し、粗生成物を得た。

〈実施例２〉 第１段階反応における触媒添加量を３．０重量％、反応
時間を１時間とし、第２段階反応における反応時間を１
．５時間とした以外は実施例１と同様の操作を行なった
。

〈実施例３〉 第１段階反応における触媒添加量を０．０５重重二、反
応時間を４時間とし、第２段階反応における反応時間を
５時間とした以外は実施例１と同様の操作を行なった。

〈実施例４〉 第１段階反応において、触媒として水酸化ナトリウムを
使用した以外は、実施例１と同様の操作を行なった。

〈実施例５〉 第２段階反応において、酸化亜鉛の添加量を０．０５重
重二とした以外は実施例１と同様の操作を行なった。

〈実施例６〉 第２段階反応において、酸化亜鉛の添加量を３．０重量
％とじた以外は実施例１と同様の操作を行なった。

く比較例１〉 第２段階反応を行なわず、第１段階反応のみでグリセロ
リシスを行ない、グリセリンに対する中鎖脂肪酸メチル
エステルのモル比を３．５、反応時間を５時間とした以
外は実施例１と同様の操作を行なった。

く比較例２〉 反応温度を２００℃とした以外は、比較例１と同様の操
作を行なった。

〈比較例３〉 第２段階反応において追加する触媒として、酸化バリウ
ムを使用した以外は実施例１と同様の操作を行なった。

〈比較例４〉 第２段階反応において追加する触媒として、酸化マグネ
シウムを使用した以外は実施例１と同様の操作を行なっ
た。

以上述べた実施例および比較例で得られた粗生成物の収
量および品質を、それぞれの反応条件とともに表に示し
た。

表より明らかなように、この発明による製造方法を用い
た実施例は収量、トリグリセリド含量ともに優れている
。また、実施例２のように反応時間を短縮した場合には
、収量、トリグリセリド含量は多少減少するものの色調
は格段に向上する。

これに対して、第１段階反応のみで第２段階反応を行な
わない比較例１は、反応温度を上げたものの収量におい
て劣り、色調も極端に劣化した。

また、第２段階反応において添加する触媒を変えた比較
例２および３は、収量、トリグリセリド含量ともに少な
い。

〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明の製造方法によれば、トリ
グリセリドの純度が高く、色調の優れた高品質の生成物
を得ることができ、後処理にかかる負担を軽減すること
が可能になる。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）６個ないし１０個の炭素を有する中鎖脂肪酸のメ
   チルエステルとグリセリンとからエステル交換反応によ
   り中鎖脂肪酸トリグリセリドを製造する方法において、
   アルカリ金属水酸化物を触媒として用い、反応温度を１
   ６０ないし１８０℃、グリセリンに対する中鎖脂肪酸メ
   チルエステルのモル比を２．０ないし３．０とする条件
   下で反応させる第１段階反応と、第１段階反応の後に、
   触媒としての酸化亜鉛を添加し、さらに第１段階反応で
   用いた中鎖脂肪酸メチルエステルとの合計量が第１段階
   反応で用いたグリセリン量に対してモル比で３．０ない
   し４．０となるように中鎖脂肪酸メチルエステルを添加
   して、反応温度２００ないし２２０℃の条件で反応させ
   る第２段階反応とによりエステル交換反応を完結させる
   中鎖脂肪酸グリセリドの製造方法。
2. （２）アルカリ金属水酸化物が、水酸化リチウム、水酸
   化ナトリウムまたは水酸化カリウムであり、その添加量
   がグリセリンに対して０．０５ないし３．０重量％であ
   る特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
3. （３）酸化亜鉛の添加量が、グリセリンに対して０．１
   ないし３．０重量％である特許請求の範囲第１項記載の
   製造方法。
4. （４）中鎖脂肪酸メチルエステルが、カプロン酸メチル
   エステル、カプリル酸メチルエステルまたはカプリン酸
   メチルエステルである特許請求の範囲第１項記載の製造
   方法。