JPH08169860A - 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法 - Google Patents
脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法Info
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Abstract
等の金属水酸化物または金属アルコキシドにより、表面
が改質された複合金属酸化物触媒の存在下、脂肪酸アル
キルエステルとアルキレンオキサイドとを反応させて化
1の一般式(I)で示される脂肪酸ポリオキシアルキレ
ンアルキルエーテルを製造する。複合金属酸化物として
は、Al,Ga,Zr,In,Tl,Co,Sc,L
a,Mnイオンが添加された金属イオン添加酸化マグネ
シウム、焼成ハイドロタルサイトの焼成物が用いられ
る。 【化1】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基) 【効果】 一段反応で、アルキレンオキサイド付加モル
分布が極めて狭く、未反応の脂肪酸アルキルエステル残
存量の少ない脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエー
テルを得ることができ、家庭品分野での洗浄剤、化粧品
基剤、化学品分野での洗浄剤基剤として使用できる。
Description
属アルコキシドにより表面を改質した複合金属酸化物触
媒を用いて、脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキ
サイドから直接、脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキル
エーテルを製造する方法に関する。
ーテルは、エステル型の非イオン界面活性剤として知ら
れており、例えば化2で示されるステアリン酸ポリオキ
シエチレンステアリルエーテルは、化粧品および各種工
業分野での乳化剤、分散剤あるいは油相成分調整剤とし
て使われている。
チルエーテルは、浸透剤としての使用が検討されている
(JAOCS,56:873(1979))。
を、洗浄剤組成物(特願平3−229548号明細書、
特願平3−321106号明細書)あるいは古紙再生脱
墨剤(特願平4−209010号明細書)等へ利用する
ことについても期待がもたれている。
加型非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンアル
キルエーテルやポリオキシエチレン脂肪酸エステルは、
それぞれアルコールまたは脂肪酸を出発原料とし、アル
カリあるいは酸触媒の共存下に直接エチレンオキサイド
を付加重合することにより得られる。これに対して、脂
肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの場合は、
上記の如きアルカリあるいは酸触媒の共存下に脂肪酸ア
ルキルエステルにアルキレンオキサイドを反応させて
も、アルキレンオキサイドの付加重合反応が全く進行し
ない。
サイドとの一段階反応により脂肪酸ポリオキシアルキレ
ンアルキルエーテルを製造する方法としては、下記のよ
うな報告例があるが、生成物のアルキレンオキサイド付
加モル分布が広く、未反応の脂肪酸アルキルエステルが
多く残存したり、生成物が着色するなど、工業的に十分
満足が行くものではない。
成ハイドロタルサイト化合物を触媒として用い、酢酸ア
ルキルとアルキレンオキサイドから酢酸ポリオキシアル
キレンアルキルエーテルを合成する。 2) 特公昭53−24930号公報:亜鉛、アルミニ
ウム等のハロゲン化物または有機金属化合物あるいはさ
らにアミン化合物等を組み合わせて触媒とし、アルキレ
ンオキサイドと有機カルボン酸エステルとから脂肪酸ポ
リオキシアルキレンアルキルエーテルを製造する。
等:強酸性カチオン交換樹脂の存在下に、酢酸エチルと
過剰のエチレングリコールモノエチルエーテルとから、
酢酸ポリオキシエチレンエチルエーテルを製造する。 4) 特開平4−279552号公報:アルミニウム等
の金属イオン添加酸化マグネシウムを触媒として用い、
脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドから脂
肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを合成す
る。 5) 特開平4−505449号公報:焼成ハイドロタ
ルサイトを触媒とし、脂肪酸エステルのエトキシル化ま
たはプロポキシル化を行なう。
ニウム等の金属イオン添加酸化マグネシウムあるいは焼
成ハイドロタルサイト等の複合金属酸化物触媒の存在
下、脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドを
反応させるとエステル結合の間にアルキレンオキサイド
が入り込むようにして付加し、脂肪酸ポリオキシアルキ
レンアルキルエーテルが生成されることが知られてい
る。しかしながら、この方法では生成物のアルキレンオ
キサイド付加モル分布は広く、多くの未反応脂肪酸アル
キルエステルが残存すると言う問題点を有している。
存在下で脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイ
ドとの反応により直接脂肪酸ポリオキシアルキレンアル
キルエーテルを製造する方法において、得られる生成物
のアルキレンオキサイド付加モル数分布を狭くし、残存
未反応脂肪酸アルキルエステル量を低減することを目的
とする。
点を解決すべく鋭意検討した結果、上記複合金属酸化物
触媒表面に存在する高密度の活性酸点が生成物のアルキ
レンオキサイド付加モル分布をより広くする原因である
ことを発見し、複合金属酸化物触媒表面の高密度活性酸
点を金属水酸化物または金属アルコキシドにより、選択
的に部分被毒することによって、上記複合金属酸化物を
改質しうることを見い出し、この知見に基いて本発明を
完成させるに至った。
キレンアルキルエーテルの製造方法は、金属水酸化物ま
たは金属アルコキシドにより表面が改質された複合金属
酸化物触媒の存在下、脂肪酸アルキルエステルとアルキ
レンオキサイドとを反応させることにより化4の一般式
(I)で示される脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキル
エーテルを製造することを特徴とする。
された改質複合金属酸化物触媒の存在下、脂肪酸アルキ
ルエステルとアルキレンオキサイドを反応させると、残
存未反応脂肪酸アルキルエステル量が少なく、アルキレ
ンオキサイド付加モル分布の極めて狭い生成物を得るこ
とが可能である。
脂肪酸アルキルエステルR1COOR3としては、R1 の
炭素数が3〜40のものが好適であり、より好ましくは
6〜22のものである。また、R3 の炭素数は1〜30
が適当であり、より好ましくは1〜4である。なお、本
発明でアルキルとは、炭素鎖中に二重結合を含むもの
(いわゆるアルケニル)をも含む概念である。
ては、炭素数2〜8(R2 の炭素数2〜8)のものが好
ましく、特に炭素数2〜3のエチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイドが好ましい。上記脂肪酸アルキルエス
テルおよびアルキレンオキサイドは、それぞれ単独であ
るいは2種以上の混合物として反応に供される。
Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、Zr(ジル
コニウム)、In(インジウム)、Tl(タリウム)、
Co(コバルト)、Sc(スカンジウム)、La(ラン
タン)またはMn(マンガン)から選ばれる金属イオン
の1種以上が添加された金属イオン添加酸化マグネシウ
ム、または、Al−Mg系複合金属酸化物になりうる焼
成ハイドロタルサイトなどがある。酸化マグネシウム中
に添加される添加金属イオンの量は、複合金属酸化物中
の0.1〜30重量%が好ましい。
法は、特開平1−164437号公報に記載されている
が、以下の方法のように添加金属イオンを含む水溶液か
ら、添加金属イオンを析出させて金属イオン添加酸化マ
グネシウム粒子を製造することが望ましい。
ような添加金属イオンを含む水溶液に、MgO粒子を添
加、混合したのち、蒸発乾固→粉砕→焼成により触媒粒
子を得る。 2) 共沈法:硝酸マグネシウム水溶液のようなマグネ
シウム塩水溶液と、硝酸アルミニウム水溶液のような添
加金属イオンを含む水溶液とを混合し、これにアンモニ
ア等の沈澱剤を加え、水溶液からマグネシウムと添加金
属を同時に水酸化物として析出させ、濾過→乾燥→粉砕
→焼成により触媒粒子を製造する。
散した分散液に、添加金属イオンを含む水溶液を添加
し、酸化マグネシウム粒子表面に添加金属の水酸化物を
析出、沈着させ、濾過→乾燥→焼成する。また、上記共
沈法、沈着法等の沈澱法により触媒を製造する場合は、
沈澱処理後に触媒スラリー中に存在する不要陰イオンを
イオン交換樹脂で除去することもでき、これにより濾過
後の洗浄工程を省略ないしは簡略化できる。
一般式(III)で表わされ、天然品、合成品ともに使
用でき、焼成することによりAl−Mg系複合金属酸化
物である焼成ハイドロタルサイトが得られる。
は450〜700℃である。
を金属水酸化物または金属アルコキシドで表面改質し
て、改質複合金属酸化物触媒とする。この金属水酸化物
としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸
化物が好ましく、より好ましくは水酸化ナトリウムまた
は水酸化カリウムである。金属アルコキシドとしては、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコキシドが
好ましく、より好ましくはナトリウムアルコキシドまた
はカリウムアルコキシドである。
は、複合金属酸化物すなわち金属イオン添加酸化マグネ
シウムまたは焼成ハイドロタルサイトをアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属の水酸化物またはアルコキシドで
改質した後、反応用触媒として使用する方法と;アルコ
キシル化用反応器の中で、原料の脂肪酸アルキルエステ
ル中に複合金属酸化物と金属水酸化物または金属アルコ
キシドを混合し、脂肪酸アルキルエステルの中で複合金
属酸化物の改質をした後、アルキレンオキサイドとの反
応を行なう方法がある。前記の方法は、特に限定されな
いが複合金属酸化物に金属水酸化物または金属アルコキ
シドの水溶液またはアルコール溶液を噴霧したる後、乾
燥あるいは焼成する方法が好適に使用しうる。また、後
者の方法においては、原料脂肪酸アルキルエステルへの
複合金属酸化物と金属水酸物または金属アルコキシドの
添加順序は特に限定されない。この際、金属水酸化物ま
たは金属アルコキシドを低級アルコール溶液として添加
することも、触媒表面酸点をより均質に、かつより選択
的に部分被毒する意味で好ましい。
化物または金属アルコキシドの量は、複合金属酸化物に
対して1〜10重量%使用するのが好ましい。本発明の
反応は、通常の操作手順および反応条件の下で容易に行
なうことができる。反応温度は80〜230℃、好まし
くは120〜180℃である。また、反応圧力は反応温
度にもよるが0〜20atm、好ましくは2〜8atm
である。触媒の使用量は、反応に供されるアルキレンオ
キサイドと脂肪酸アルキルエステルとのモル比によって
も変わるが、通常は脂肪酸アルキルエステル量の0.1
〜20重量%が好ましい。
に脂肪酸アルキルエステルと改質触媒とを仕込み、脱ガ
ス、脱水処理した後、窒素雰囲気中、所定の温度、圧力
条件下でアルキレンオキサイドを導入して反応させ、次
いで反応液を冷却し、触媒を濾別することにより行なう
ことができる。また、オートクレーブ中に脂肪酸アルキ
ルエステルと複合金属酸化物を仕込み、次に触媒改質用
の金属水酸化物またはアルコキシドを添加、混合し、オ
ートクレーブ中で複合金属酸化物の改質を行なった後、
上記のように、脱ガス、脱水処理を行ない、次いで所定
の反応温度、圧力、雰囲気下でアルキレンオキイドを付
加重合し、さらに反応液を冷却、触媒分離することによ
っても行なうことができる。
表面を金属水酸化物または金属アルコキシドによって改
質した改質触媒を用いることにより、脂肪酸アルキルエ
ステルとアルキレンオキサイドの一段反応で、アルキレ
ンオキサイド付加モル分布が極めて狭く、未反応の脂肪
酸アルキルエステル残存量の少ない脂肪酸ポリオキシア
ルキレンアルキルエーテルを容易に得ることができる。
レンアルキルエーテルは、未反応脂肪酸アルキルエステ
ル由来の臭気が弱く、所望の平均アルキレンオキサイド
付加モル数付近の有効成分量が多いことから、家庭品分
野での洗浄剤、化粧品基剤あるいは化学品分野での洗浄
剤基剤として有益に使用することができる。
7g中に硝酸アルミニウム30gを溶解した水溶液を滴
下して30分熟成を行ない、スラリーを調製した。この
スラリーに、あらかじめ前処理を行ないOH型にした強
塩基性イオン交換樹脂(SA−20A、三菱化成(株)
製)263ccを加え、室温で1時間撹拌してイオン交
換を行ない、スラリー中のNO3 -を除去した。イオン交
換後、300μmのスクリーンを用いてイオン交換樹脂
を分離した。ついで、このスラリーを噴霧乾燥した後、
600℃で1時間焼成してMgO中にAlイオンが添加
された複合金属酸化物を得た。
のNaOHメタノール溶液670gを噴霧しながら乾燥
し、さらに100℃で10時間乾燥することにより、改
質触媒Aを得た。このようにして得られた改質触媒Aを
12gおよびラウリン酸メチルを440gオートクレー
ブに仕込み、オートクレーブ内を窒素で置換した後、撹
拌しながら昇温した。次いで、温度を180℃、圧力を
3atmに維持しつつ、エチレンオキサイド543gを
導入して反応させた。次に反応液を70℃に冷却し、触
媒を瀘別した。このようにして得られたラウリン酸ポリ
オキシエチレンメチルエーテルのエチレンオキサイド付
加モル分布を図1の曲線Aに示す。最大ピーク量は1
3.0重量%、未反応のラウリン酸メチル残存量は3.
5重量%を示した。
ン酸メチル440gをオートクレーブ内に仕込み、さら
に28重量%のナトリウムメトキシドメタノール溶液1
gを添加し、オートクレーブ内で複合金属酸化物の改質
を行なった。次いで、実施例1と同様の方法で窒素置
換、昇温を行ない、エチレンオキサイド543gを導入
し、反応させた。得られたラウリン酸ポリオキシエチレ
ンメチルエーテルのエチレンオキサイド付加モル分布を
図2の曲線Bに示す。最大ピーク量は12.9重量%、
未反応のラウリン酸メチル残存量は2.9重量%であっ
た。
よびラウリン酸メチル440gをオートクレーブ内に仕
込み、実施例1と同様の方法で窒素置換、昇温を行な
い、エチレンオキサイド543gを導入し、反応させ
た。得られたラウリン酸ポリオキシエチレンメチルエー
テルのエチレンオキサイド付加モル分布を図2の曲線C
に示す。最大ピーク量は7.2重量%、未反応のラウリ
ン酸メチル残存量は8.5重量%であった。
6Al2(OH)16CO3・4H2 Oなる化学式をもつハイ
ドロタルサイトを500℃で1時間焼成して得られた複
合金属酸化物11g、さらには5重量%の水酸化ナトリ
ウムメタノール溶液3.5gを添加し、オートクレーブ
内で複合金属酸化物の改質を行なった。実施例1と同様
の方法で窒素置換、昇温を行ない、エチレンオキサイド
543gを導入し、反応させた。得られたラウリン酸ポ
リオキシエチレンメチルエーテルのエチレンオキサイド
付加モル分布を図3の曲線Dに示す。最大ピーク量は1
3.9重量%、未反応のラウリン酸メチル残存量は1.
8重量%であった。
と全く同じ反応を行なった。得られたラウリン酸ポリオ
キシエチレンメチルエーテルのエチレンオキサイド付加
モル分布を図3の曲線Eに示す。最大ピーク量は7.9
重量%、未反応のラウリン酸メチル残存量は7.8重量
%であった。
4.5Al2(OH)13CO 3・3.5H2Oなる化学式をもつ
ハイドロタルサイトを600℃で1時間焼成して得られ
た複合金属酸化物11g、さらには10重量%のマグネ
シウムエトキシドのエタノール溶液1.7gを添加し、
実施例1と同様の方法で窒素置換、昇温を行ない、エチ
レンオキサイド655gを導入し、反応させた。得られ
たオレイン酸ポリオキシエチレンメチルエーテルのエチ
レンオキサイド付加モル分布の最大ピーク量は12.1
重量%、未反応のオレイン酸メチル残存量は1.2重量
%であった。
を用いたことを除いて、実施例1と全く同様の方法でM
gO中にGaイオンが添加された複合金属酸化物を得
た。この複合金属酸化物粉末に28重量%のナトリウム
メトキシドメタノール溶液2.5gを混合、乾燥し、改
質触媒Bを得た。このようにして得られた改質触媒Bを
23gおよびラウリン酸エチルを469gオートクレー
ブに仕込み、実施例1と同様の方法で窒素置換、昇温
し、エチレンオキサイド543gを導入し、反応させ
た。
キシエチレンエチルエーテルのエチレンオキサイド付加
モル分布の最大ピーク量は11.0重量%、未反応のラ
ウリン酸エチル残存量は4.7重量%であった。
g4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O(協和化学工業
製キョーワード1000)を窒素気流下、500℃で1
時間焼成して得られた複合金属酸化物11g、さらには
10重量%の水酸化カリウムメタノール溶液4.4gを
添加し、オートクレーブ内で複合金属酸化物の改質を行
なった。実施例1と同様の方法で窒素置換、昇温を行な
い、エチレンオキサイド543gを導入し、反応させ
た。最大ピーク量は13.0重量%、未反応のラウリン
酸メチル残存量は2.8重量%であった。
請求項1に記載の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキル
エーテルの製造方法にある。また、その好ましい実施態
様を挙げれば、以下の通りである。
物または金属アルコキシドで改質した後、この改質触媒
を脂肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドの反
応用触媒として使用する。 (2) 脂肪酸アルキルエステル中に複合金属酸化物と
金属水酸化物または金属アルコキシドを混合し、脂肪酸
アルキルエステル中で複合金属酸化物の改質をした後、
アルキレンオキサイドとの反応を行なう。
Zr,In,Tl,Co,Sc,La,Mnイオンが添
加された金属イオン添加酸化マグネシウムである。 (4) 複合金属酸化物が、Alイオンが添加された酸
化マグネシウムである。 (5) 複合金属酸化物が、焼成ハイドロタルサイトで
ある。
はアルカリ土類金属の水酸化物である。 (7) 金属水酸化物が水酸化ナトリウムまたは水酸化
カリウムである。 (8) 金属アルコキシドがアルカリ金属またはアルカ
リ土類金属のアルコキシドである。 (9) 金属アルコキシドがナトリウムアルコキシドま
たはカリウムアルコキシドである。
素数3〜40の飽和または不飽和脂肪酸のアルキルエス
テルである。 (11) 脂肪酸アルキルエステルが、炭素数6〜22
の飽和または不飽和脂肪酸のアルキルエステルである。 (12) 脂肪酸アルキルエステルが、飽和または不飽
和脂肪酸と炭素数1〜30のアルカノールとのエステル
である。 (13) 脂肪酸アルキルエステルが、飽和または不飽
和脂肪酸と炭素数1〜4のアルカノールとのエステルで
ある。
数2〜8のアルキレンオキサイドである。 (15) アルキレンオキサイドが、エチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイドである。
ルキルエーテルのエチレンオキサイドの付加モル数分布
を示すグラフである。
シエチレンアルキルエーテルのエチレンオキサイドの付
加モル数分布を示すグラフである。
シエチレンアルキルエーテルのエチレンオキサイドの付
加モル数分布を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属水酸化物または金属アルコキシドに
より表面が改質された複合金属酸化物触媒の存在下、脂
肪酸アルキルエステルとアルキレンオキサイドとを反応
させることを特徴とする化1の一般式(I)で示される
脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方
法。 【化1】 (R1,R3:アルキル基またはアルケニル基 R2 :アルキレン基)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33478194A JP3563798B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-12-19 | 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法 |
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JP5-347630 | 1994-10-17 | ||
JP6-277016 | 1994-10-17 | ||
JP27701694 | 1994-10-17 | ||
JP33478194A JP3563798B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-12-19 | 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法 |
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JP3563798B2 JP3563798B2 (ja) | 2004-09-08 |
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JP33478194A Expired - Fee Related JP3563798B2 (ja) | 1993-12-24 | 1994-12-19 | 脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの製造方法 |
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