JPH08245674A

JPH08245674A - 界面活性作用を有する炭水化物誘導体の精製法

Info

Publication number: JPH08245674A
Application number: JP8019024A
Authority: JP
Inventors: Juergen Heidlas; ハイトラスユールゲン; Jan Cully; クリイヤン
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1996-09-24
Also published as: DE19504101A1; US5703228A; EP0739975B1; DE59600794D1; EP0739975A1

Abstract

(57)【要約】【課題】界面活性作用を有する炭水化物の精製法【解決手段】圧縮プロパン又はそのブタンとの配分混
合物を用いて、固体又は液体出発物質から不所望の親油
性生成物を、圧力８〜１５０バール及び処理温度１２０
℃未満で抽出により除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮ガスを用い
て、界面活性作用を有する炭水化物誘導体を精製する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年増加している低価格の原料分野で
は、炭水化物が、最近ますます化学基本物質として重要
になっている。この顕著な例は、界面活性作用を有する
合成炭水化物−化合物、いわゆる、大抵、単−、二−又
はオリゴ糖炭水化物の親水性ポリヒドロキシ構造が、疎
水性炭化水素鎖、例えば長鎖アルキル−又はアルキレン
の親油性構造と分子内で結びついている界面活性剤であ
る。炭水化物と炭化水素鎖とが結合するための化学的に
多くの可能性が存在するが（例えばエステル−、エーテ
ル−、アミド−又はアミノ官能を介する）、主として炭
水化物エステル（糖エステル）及びアルキルグリコシド
（１〜０−糖エーテル）又はこれらの組み合わせ、例え
ばエステル化されたアルキルグリコシドが、工業的製造
で普及している。非常に良好な界面活性作用と並んで、
これらの生成物は殊に、問題の生じない生物学的分解に
より優れている。その良好な皮膚認容性の故に、例えば
化粧品分野で多く使用される。

【０００３】糖エステルを製造する場合には、相応する
炭水化物、例えばグルコース又はサッカロースとアシル
化性反応試薬、例えば脂肪酸誘導体（脂肪酸メチルエス
テル又はグリセリド）とを、エステル化−もしくはエス
テル交換工程を介して、所望のアシル化度に達するまで
反応させる。しかし、このアシル化は、画一的に進行せ
ず、従って、反応生成物は、モノ−、ジ−及び多重アシ
ル化糖並びに不定の割合の未反応の出発物質からなる。

【０００４】界面活性アルキルグリコシドは大抵、直
接、糖と脂肪アルコールとの反応により得られるが、そ
の際、生成物混合物は、なお比較的多い量の未反応の脂
肪アルコールを含有する。

【０００５】前記の反応生成物は、既に良好な界面活性
作用を示すが、特定の使用分野のためには、不所望の副
生成物、例えば未反応の脂肪酸、脂肪酸メチルエステ
ル、グリセリド又は脂肪アルコールの分離除去を目的と
する更なる精製処理が不可欠である。

【０００６】従来技術から、このために特に、蒸留によ
る方法及び慣用の溶剤法が公知であるが、これらには、
かなりの欠点が付随している。蒸留による方法の場合に
は、所望の生成物の比較的高い温度不安定性に注意すべ
きである。一般に、炭水化物誘導体は、容易にカラメル
化傾向を有し、その際、これらは暗色に着色される。更
に、熱付加の場合には、不均化傾向も存在し、その結
果、蒸留工程の間に、反応生成物の組成が変化する。更
に、これらの生成物は、蒸留の際にしばしば、制御され
ずに発泡する傾向が有る。溶剤法は更に、目的生成物に
本来所望される界面活性作用が、生成物混合物の効率の
良い分離を非常に困難にするという欠点を有し、という
のも、これは反応媒体中でエマルジョン形成が生ずるた
めである。

【０００７】他方で、文献から、親油性物質の圧縮ガス
を用いての抽出を記載している多くの方法が公知であ
る。殊に、圧縮炭化水素が、既に従来から脂肪及び油の
抽出のための媒体として使用されている。

【０００８】例えば、米国特許（ＵＳ）第２５４８４３
４号明細書から、脂肪様物質の抽出及び分留のための選
択的方法が公知であり、この場合、液化炭化水素、例え
ばプロパン、ブタン等又はそれらの混合物を用いて、６
６〜９３．３℃の温度で、粗引き穀類、皮質及び漂白土
から無色の脂肪を得、かつ不所望の暗色成分を分離除去
する。

【０００９】油を含有する原料、例えば油種子、皮質、
魚粉等を液化炭化水素、例えばプロパンを用いて液体抽
出するためのもう１つの方法を、米国特許（ＵＳ）第２
６８２５５１号明細書が記載している。

【００１０】圧縮ガスもしくはガス混合物を用いての抽
出による炭化水素の精製は従来、公知ではない。殊に、
合成炭化水素誘導体を問題なく、かつ多くの方法工程の
助力なしに、経済的な範囲内で、不所望な副生成物から
精製するために好適な記載された方法はない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来技術の前記の処理方法の欠点を有さず、生成物
に穏やかでかつ経済的な方法で、高い純度の炭化水素誘
導体を提供することが可能な界面活性作用を有する炭化
水素誘導体を精製する方法を開発することであった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、炭水化物誘導体及び不純物を含有する出発物質を、
圧縮プロパン又はそのブタン２５重量％までとの混合物
を用いて、圧力８〜１５０バール、殊に２０〜８０バー
ル及び温度＜１２０℃で抽出し、その際、炭化水素誘導
体から不純物を分離除去することにより解決された。

【００１３】同じく、意外にも、圧縮プロパン及びその
ブタンとの混合物は、液体及びほぼ臨界状態であるの
が、反応生成物、例えば脂肪酸、脂肪酸エステル、グリ
セリド又は脂肪アルコールを、糖エステル又はアルキル
グリコシドの製造の際に生ずる反応混合物から分離除去
するために、良好に好適であることが判明した。その
際、反応混合物中に含有されている不純物は、炭水化物
誘導体よりも高い溶解性を有することを発見した。

【００１４】この抽出は、出発物質の固体又は流動性か
ら液状凝集状態に依存して、２つの方法により実施する
ことができる。固体出発物質を、一般にバッチ法で、固
液抽出の原理に従い精製する一方で、流動性から液状出
発物質の場合には、連続的な液液抽出を行うことができ
る；なお、この方法を分離塔中で、有利には向流原理で
実施するのが有利である。その際、抽出媒体は、分離さ
れるべき出発物質の物質混合物に逆流導入し、その際、
糖誘導体（エステル、アルキルグリコシド）は、抽出媒
体中に溶けないか、又は非常に僅か溶けるのみであり、
かつ塔の底部生成物中に蓄積される。分離除去されるべ
き不純物もしくは副成分、例えば脂肪酸、脂肪酸エステ
ル、グリセリド又は脂肪アルコールは、圧縮ガス（−混
合物）中に、本発明の条件下で非常に良好に溶け、かつ
これを抽出媒体と共に、いわゆる頭部生成物として、塔
から導出する。その際、分離塔として作用する抽出塔
を、温度勾配△Ｔ≦２０℃で加熱することにより、塔中
での分離は、分離精度に関して改善することができ、そ
の際、より高い温度を、必ず塔の頭部で調節し、かつ頭
部温度の上限は、最大１２０℃の処理温度である。

【００１５】原則的に、本発明の処理温度より高い処理
温度も可能であるが、これは、該生成物の記載の温度不
安定性に基づき、分解反応が生じるので、薦めることは
できない。処理温度の下限は、それぞれの処理圧力並び
に経済性の一般的な観点により与えられる。

【００１６】分離されるべき物質混合物に依存して、使
用圧縮ガス又はその混合物は、分離除去されるべき不純
物に常に非常に良好な可溶性を有し、その結果、この方
法は、非常に良好な空時収率により優れている。典型的
に、記載方法では、分離すべき物質混合物１ｇ当たり、
圧縮ガス（−混合物）３〜１５ｇが必要である。

【００１７】本発明の方法の意外な利点は、一般に、圧
縮抽出ガス（−混合物）は、少なくとも分離すべき物質
混合物分中に溶け、かつこれにより、殊に、流動性から
液状出発物質の場合には、さもないと部分的に高いその
粘度が低くなることである。この粘度低下に基づき、相
界面での制限性物質移動は非常に改良されるので、前記
の物質混合物の場合に、効果的な抽出が初めて可能とな
る。

【００１８】抽出媒体により精製された生成物の分離
は、同様に問題なく、かつ例えば減圧及び／又は温度上
昇により達成することができ、その際、抽出ガス（−混
合物）を気体状態に移行させ、その結果、抽出媒体の液
体もしくはほぼ臨界の状態から気体状態への相転移が生
ずる。

【００１９】抽出媒体は、引き続き、再圧縮及び／又は
液化により回収することができ、再び抽出工程に戻し導
入することができる。

【００２０】精製された炭水化物誘導体が、固体生成物
として生じる場合には、この方法は、特に有利である。
圧縮ガス（−混合物）は、加圧下で生成物中に溶け、か
つそのためこれは、溶融物中に保持されることにより、
生成物は、塔底部から適当なノズル装置を介して導出さ
せることができ、その際、一方でガス（−混合物）は、
導出の後に自然に気化し、かつ一方で純粋な生成物が微
粒粉末として生ずる。

【００２１】次の例で、本発明方法を詳述する。

【００２２】

【実施例】例１オレイン−、ステアリン−、リノール−及びパルミチン
酸のメチルグリコシドエステルからなる混合物の相応す
る遊離脂肪酸からの精製オレイン−、ステアリン−、リノール−及びパルミチン
酸のメチルグリコシドエステルの製造に由来する反応混
合物（モノエステルと高級エステルとの合計は７９重量
％）は、相応する遊離脂肪酸１６重量％により不純であ
った。５５℃で溶融された出発物質を、高圧抽出塔（塔
容量２ｌ、高さ２ｍ）中に、１０重量％の割合で、上昇
性液化プロパン中に、５０バール及び８５℃で、向流で
導入した。より劣る溶解性の故に、極性炭水化物誘導体
は、主として塔底部に蓄積され、一方で遊離脂肪酸を、
抽出媒体と共に塔頭部から導出した。主として遊離の脂
肪酸を含有する頭部生成物を抽出分離器に導入し、その
中で、液化プロパンを１０バール及び６０℃で気化させ
ることにより、抽出された化合物を沈殿させた。抽出ガ
スを引き続き、再び液化させ、かつ新たに抽出工程中に
供給した。底部生成物（供給量に対して８０重量％）を
直接、塔から適当な導出装置を介して、大気圧まで放圧
させ、その際、精製されたメチルグルコシドエステルが
生じた（モノエステルと高級エステルとは合計で９１重
量％、遊離脂肪酸６重量％）。

【００２３】例２イソステアリン酸のメチルグリコシドエステルからなる
混合物の相応する遊離イソステアリン酸からの精製イソステアリン酸のメチルグリコシドエステルの製造に
由来する反応混合物（モノエステルと高級エステルとは
合計で７１重量％）は、相応する遊離脂肪酸２１重量％
により不純であった。５５℃で溶融された出発物質を、
高圧抽出塔（塔容量２ｌ、高さ２ｍ）中に、１５重量％
の割合で、上昇性液化プロパンに、８０バール及び９５
℃で、向流で導入した。より劣る溶解性の故に、極性炭
水化物誘導体は、主として塔底部に蓄積され、一方で遊
離脂肪酸を、抽出媒体と共に塔頭部から導出した。主と
して遊離脂肪酸を含有する頭部生成物を抽出分離器に導
入し、その中で、液化プロパンを１０バール及び６０℃
で気化させることにより、抽出された化合物を沈殿させ
た。引き続き、抽出ガスを再び液化させ、かつ新たに抽
出工程中に供給した。底部生成物（供給量に対して７３
重量％）を直接、塔から適当な導出装置を介して、大気
圧まで放圧させ、その際、精製されたメチルグルコシド
エステルが生じた（モノエステルと高級エステルとは合
計で８５重量％、遊離脂肪酸６重量％）。

【００２４】例３アルキルポリグリコシド（単−、二−、三糖類）及び相
応する鎖長Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈の遊離脂肪アルコールからなる混
合物の精製アルキルポリグリコシド（単−、二−、三糖類からなる
混合物２５重量％）の製造に由来する反応混合物は、相
応する鎖長Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈の遊離脂肪アルコール７０重量％
により不純であった。溶融された出発物質を高圧抽出塔
（塔容量２ｌ、高さ２ｍ）中に、１５重量％の割合で、
上昇性液化プロパンに、８０バール及び８５℃で、向流
で導入した。より劣る溶解性の故に、極性炭水化物誘導
体は、主として塔底部に蓄積され、一方で脂肪アルコー
ルを、抽出媒体と共に塔頭部から導出した。主として脂
肪アルコールを含有する頭部生成物を抽出分離器に導入
し、その中で、液化プロパンを１０バール及び６０℃で
気化させることにより、抽出された化合物を沈殿させ
た。引き続き、抽出ガスを再び液化させ、かつ新たに抽
出工程中に供給した。底部生成物（供給量に対して２０
重量％）を直接、塔から適当な導出装置を介して、大気
圧まで放圧させ、その際、精製されたアルキルポリグリ
コシドが、粉末状で生じた（純度＞９０重量％、脂肪ア
ルコール＜５重量％）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヤンクリイドイツ連邦共和国ガルヒングレルヒェンシュトラーセ 14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮ガスを用いての界面活性作用を有す
る炭水化物誘導体の精製法において、炭水化物誘導体及
び不純物を含有する出発物質を、圧縮プロパン又はその
ブタン２５重量％までとの混合物を用いて、８〜１５０
バールの圧力及び＜１２０℃の温度で抽出し、その際、
炭水化物誘導体から、不純物が分離除去されることを特
徴とする、圧縮ガスを用いての界面活性作用を有する炭
水化物誘導体の精製法。
【請求項２】不純物は、炭水化物誘導体よりも高い抽
出媒体中への溶解性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】固体出発物質を、バッチ法で、固液抽出
する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】流動性から液状の出発物質を、液液抽出
する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】抽出を向流で実施する、請求項４に記載
の方法。
【請求項６】抽出を、分離塔中で、頭部に向かって上
昇性の△Ｔ≦２０℃の温度勾配で実施する、請求項４又
は５に記載の方法。
【請求項７】抽出されるべき出発物質１グラム当た
り、圧縮ガス（−混合物）３〜１５ｇを使用する、請求
項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】炭水化物誘導体の取得を、減圧及び／又
は温度上昇により行い、その際、ガス（−混合物）を気
体状態に移行させる、請求項１から７のいずれかに記載
の方法。
【請求項９】抽出媒体を循環させる、請求項１から８
のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】炭水化物誘導体を、親油性基を有する
単−、二−及び／又はオリゴ糖類からなる炭水化物、殊
に炭水化物エステル、炭水化物エーテル、エステル化さ
れた炭水化物エーテル又はそれらの混合物から選択す
る、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】不純物として、親油性物質、殊に脂肪
酸、脂肪酸エステル、グリセリド及び／又は脂肪アルコ
ールを分離除去する、請求項１から１０のいずれかに記
載の方法。