JPH06279342A - ポリグリセリンの製造方法 - Google Patents

ポリグリセリンの製造方法

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JPH06279342A
JPH06279342A JP9557093A JP9557093A JPH06279342A JP H06279342 A JPH06279342 A JP H06279342A JP 9557093 A JP9557093 A JP 9557093A JP 9557093 A JP9557093 A JP 9557093A JP H06279342 A JPH06279342 A JP H06279342A
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JP
Japan
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polyglycerol
polyglycerin
polymerization
alkali metal
epichlorohydrin
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JP9557093A
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English (en)
Inventor
Koji Kawajiri
廣司 川尻
Yutaka Yokoyama
豊 横山
Yosuke Ishikawa
洋介 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kashima Chemical Co Ltd
Original Assignee
Kashima Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】環状成分が少なくかつ重合度が高いポリグリセ
リンを製造する。 【構成】エピクロロヒドリンよりグリセリンを合成する
際副生するグリセリン蒸留残渣であるポリグリセリン
に、エピクロロヒドリンを反応させ、次いで反応物をア
ルカリ水溶液と反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は環状成分の少ないポリグ
リセリンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリグリセリンの製造方法として
は、エピクロロヒドリンおよび/またはグリセリンをア
ルカリおよび/または触媒で重縮合させることにより製
造する方法が知られているが、この方法で平均重合度の
高いポリグリセリンを得ようとすると環状成分が極端に
増加し、ポリグリセリンの重合度の一般的な測定方法で
ある水酸基価(低い程重合度は高い)の値は低下し、見
かけ上の重合度は高くなるが、本来ポリグリセリンに期
待されるべき物性が得られない。
【0003】また、エピクロロヒドリンよりグリセリン
を合成する際副生するグリセリン蒸留残渣であるポリグ
リセリンは環状成分は少ないが平均重合度が2〜5と低
いため工業的に有効な平均重合度6以上のポリグリセリ
ンとはならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現在工業的に製造され
ているポリグリセリンの平均重合度は6〜10が主体で
ある。これは重合度10を超えたポリグリセリンを製造
しようとした場合、環状成分が生成するのみで実際のポ
リグリセリンの重合度は上がらないためである。しかも
現状のポリグリセリンは10〜40wt%の環状成分を
含有しているため実質の重合度はさらに低い。ポリグリ
セリンの主たる用途である界面活性剤において、ポリグ
リセリンの平均重合度に限界があることでポリグリセリ
ンをベースとした界面活性剤の性能に限界が生じてい
る。
【0005】現在、ポリグリセリンをベースとした界面
活性剤では性能が不十分な分野においてはポリエチレン
グリコールをベースとした界面活性剤を使用している
が、ポリエチレングリコールの毒性の問題があり、安全
性の高いポリグリセリンをベースとした界面活性剤の性
能の向上が望まれている。
【0006】本発明は従来なかった環状成分の含有率が
少なく、かつ平均重合度の高いポリグリセリンを工業的
に提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされた下記発明である。
【0008】エピクロロヒドリンよりグリセリンを合成
する際副生するグリセリン蒸留残渣であるポリグリセリ
ンを用い、ルイス酸触媒下においてこのポリグリセリン
にその水酸基数の1つから全てに相当するモル比の範囲
のエピクロロヒドリンを50〜120℃の温度で反応さ
せ、得られた反応物をアルカリ金属炭酸塩および/また
はアルカリ金属炭酸水素塩の水溶液と反応させることを
特徴とする環状成分の少ないポリグリセリンの製造方
法。
【0009】通常ポリグリセリンの分子式は下記式で示
される。nは0以上の整数であり、本発明において重合
度Nは、N=n+2で表される。 CH2OH・CHOH・CH2-O-(CH2・CHOH・CH2-O-)n-CH2・CHOH・CH2OH
【0010】現在工業化されているポリグリセリンには
分子内脱水縮合した環状成分が10〜40wt%含有さ
れている。これはエピクロロヒドリンおよび/またはグ
リセリンを原料としてポリグリセリンを製造する際に副
生するものであり、平均重合度を高めるに従って副生率
が極端に大となるためである。
【0011】本発明においては、出発原料であるポリグ
リセリンとしてエピクロロヒドリンよりグリセリンを合
成する際に副生するグリセリンの蒸留残渣であるポリグ
リセリンを用いる。この出発原料であるポリグリセリン
の平均重合度は通常2〜5である。本発明においては、
このポリグリセリンとエピクロロヒドリンを酸触媒の存
在下で反応させる。反応温度は、50℃未満では反応が
極端に遅くなり、また120℃を超えると反応生成物の
熱分解が無視できなくなるため、50〜120℃、好ま
しくは70〜100℃で実施する。
【0012】グリセリンの蒸留残渣であるポリグリセリ
ンとエピクロロヒドリンのモル比は目的の平均重合度に
なるように任意に決定できるが、グリセリンの蒸留残渣
の水酸基数に相当するモル比以上にエピクロロヒドリン
のモル数を上げるとアルカリ金属の炭酸塩および/また
はアルカリ金属の炭酸水素塩水溶液と反応した最終生成
物(ポリグリセリン)に可鹸化塩素が残り、ポリグリセ
リンの品質が向上しないため好ましくない。
【0013】触媒としてはルイス酸触媒が使用され、本
発明ではそのうちエピクロロヒドリンと反応して副生生
成物を生じる恐れの大きいルイス酸(例えば塩酸や塩化
アルミニウム)以外のルイス酸触媒が好ましい。ルイス
酸触媒としては特に濃硫酸や三フッ化ホウ素エーテル錯
体が好ましい。
【0014】次いで反応生成物中の塩素原子を水酸基に
置換するためにアルカリを反応させる。アルカリとして
はアルカリ金属の炭酸塩および/またはアルカリ金属の
炭酸水素塩が使用できる。アルカリは濃度5〜40wt
%の水溶液として使用することが好ましい。この際5w
t%より希薄な濃度では反応が十分に完結せず、また4
0wt%を超えると副反応による環状成分の生成が無視
できなくなる。
【0015】アルカリの使用量は水酸基に置換すべき塩
素原子の量に対し1〜100%過剰、好ましくは5〜1
0%過剰とすることが好ましい。この際、アルカリの過
剰度が1%未満では反応が完結せず、また、100%を
超えると経済的ではない。アルカリ反応後の反応生成物
中にはポリグリセリンの他、水、副生塩、過剰のアルカ
リが存在する。これを通常の中和、脱塩、脱水などの方
法で精製することにより、目的とする平均重合度の環状
成分の少ない精製ポリグリセリンが得られる。
【0016】公知のグリセリンおよび/またはエピクロ
ロヒドリンをアルカリおよび/または触媒で重縮合させ
るポリグリセリンの製造方法において、ポリグリセリン
は構造上多数の水酸基を持つため、平均重合度を上げて
いくと、分子間縮合すると同様に分子内においても縮合
が起き環状成分が増加していくと考えられる。しかし、
本発明においては平均重合度を上げる手段として合成グ
リセリン蒸留残渣であるポリグリセリンにエピクロロヒ
ドリンを付加反応させ、次いで、塩素原子と水酸基の置
換反応を行うため、環状成分はほとんど生成しないと考
えられる。
【0017】本発明により得られた環状成分の少ないポ
リグリセリンは、さらに重合度の高いポリグリセリンを
製造するための出発原料として用いることができる。す
なわち、上記本発明における出発原料である「エピクロ
ロヒドリンよりグリセリンを合成する際副生するグリセ
リン蒸留残渣であるポリグリセリン」にかえてこの「環
状成分の少ないポリグリセリン」を出発原料とし、上記
した本発明製造方法を行ってより重合度の高いポリグリ
セリンを製造することができる。勿論さらにこれにより
得られた「より重合度の高いポリグリセリン」を出発原
料にしてさらに重合度の高いポリグリセリンを製造する
こともできる。
【0018】以下本発明を実施例と比較例により具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。なお、以下において、ポリグリセリン中の環
状成分(重合度2〜4の環状ポリグリセリン)量はトリ
メチルシリル化法によるガスクロマトグラフ分析にて、
ポリグリセリンの重量平均分子量はゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフ分析にて求めた。
【0019】
【実施例】
[実施例1]環状成分(重合度2〜4の環状ポリグリセ
リン)が2.8%、重量平均分子量が290(平均重合
度約3.7)の合成グリセリン蒸留残渣であるポリグリ
セリン150gに濃硫酸1gを添加し、温度を80℃に
保ち、撹拌しながらエピクロロヒドリン100gを滴下
し反応させた。次いで、20wt%の炭酸ナトリウム水
溶液を300g加え、圧力4気圧、温度140℃で2時
間反応させた。
【0020】得られたポリグリセリンは環状成分(重合
度2〜4の環状ポリグリセリン)3.0%、重量平均分
子量470(平均重合度約6)であった。
【0021】[実施例2]環状成分(重合度2〜4の環
状ポリグリセリン)が3.0%、重量平均分子量が20
0(平均重合度約2.5)の合成グリセリン蒸留残渣で
あるポリグリセリン100gに三フッ化ホウ素エーテル
錯体を0.5g添加し温度を80℃に保ち、撹拌しなが
らエピクロロヒドリン150gを滴下し反応させた。次
いで、20wt%の炭酸ナトリウム水溶液を450g加
え、圧力4気圧、温度140℃で2時間反応させた。
【0022】得られたポリグリセリンは環状成分(重合
度2〜4の環状ポリグリセリン)3.0%、重量平均分
子量500(平均重合度6.5)であった。
【0023】[実施例3]実施例1で製造した反応生成
物を中和、脱水、メタノール抽出による脱塩して得たポ
リグリセリン100gに濃硫酸1gを添加し、温度を8
0℃に保ちながらエピクロロヒドリン100gを滴下し
反応させた。次いで、20wt%の炭酸ナトリウム水溶
液を300g加え、圧力4気圧、温度140℃で2時間
反応させた。
【0024】得られたポリグリセリンは環状成分(重合
度2〜4の環状ポリグリセリン)1.5%、重量平均分
子量は900(平均重合度約12)であった。
【0025】[比較例]グリセリン300gに3gの酢
酸ナトリウムを添加し250℃の温度で20時間重縮合
させた。得られたポリグリセリンは環状成分(重合度2
〜4の環状ポリグリセリン)が25%も含有された、重
量平均分子量430(平均重合度5.6)のポリグリセ
リンであった。
【0026】
【発明の効果】エピクロロヒドリンよりグリセリンを合
成する際に副生するグリセリンの蒸留残渣であるポリグ
リセリンは平均重合度2〜5と平均重合度が低いが環状
成分は少ない。本発明によればこの合成グリセリンの蒸
留残渣であるポリグリセリンから工業的に有効な平均重
合度6以上のポリグリセリンを得ることができ、特に環
状成分がほとんど生成しないため、従来、工業化できな
かった平均重合度10を超えるポリグリセリンが製造で
きる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エピクロロヒドリンよりグリセリンを合成
    する際副生するグリセリン蒸留残渣であるポリグリセリ
    ンを用い、ルイス酸触媒下においてこのポリグリセリン
    にその水酸基数の1つから全てに相当するモル比の範囲
    のエピクロロヒドリンを50〜120℃の温度で反応さ
    せ、得られた反応物をアルカリ金属炭酸塩および/また
    はアルカリ金属炭酸水素塩の水溶液と反応させることを
    特徴とする環状成分の少ないポリグリセリンの製造方
    法。
  2. 【請求項2】グリセリン蒸留残渣であるポリグリセリン
    の平均重合度が2〜5である、請求項1の製造方法。
  3. 【請求項3】得られた環状成分の少ないポリグリセリン
    の平均重合度が6以上である、請求項1の製造方法。
  4. 【請求項4】アルカリ金属炭酸塩および/またはアルカ
    リ金属炭酸水素塩の水溶液との反応を温度100〜15
    0℃、圧力常圧〜10気圧で行う、請求項1の製造方
    法。
  5. 【請求項5】反応物とアルカリ金属炭酸塩および/また
    はアルカリ金属炭酸水素塩の当量比が、反応させたエピ
    クロロヒドリン:アルカリ金属炭酸塩および/またはア
    ルカリ金属炭酸水素塩=1:1.01〜2.0である、
    請求項1の製造方法。
  6. 【請求項6】請求項1の製造方法における出発原料であ
    るグリセリン蒸留残渣であるポリグリセリンを請求項1
    の製造方法で得られた環状成分の少ないポリグリセリン
    にかえて請求項1の製造方法を行うことにより、より平
    均重合度の高いポリグリセリンを製造すること、または
    さらにこれにより得られたより平均重合度の高いポリグ
    リセリンを出発原料として請求項1の製造方法を行うこ
    と、を特徴とする平均重合度の高いポリグリセリンの製
    造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620904B2 (en) 2000-11-06 2003-09-16 Lonza Inc. Processes for preparing linear polyglycerols and polyglycerol esters
CN119747367A (zh) * 2024-12-12 2025-04-04 淮安湛清生态环境材料有限公司 甘油渣回用工艺及甘油渣回用处理系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620904B2 (en) 2000-11-06 2003-09-16 Lonza Inc. Processes for preparing linear polyglycerols and polyglycerol esters
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