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JP5312882B2 - Method for producing monobenzyl ether of glycerin and / or glycerin polymer - Google Patents
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Method for producing monobenzyl ether of glycerin and / or glycerin polymer Download PDF

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Description

本発明は、グリセリン及び/又はグリセリン重合体(重合度2〜6)(以下まとめて、(ポリ)グリセリンと称する場合がある)のモノベンジル型エーテルの製造方法に関し、より詳細には、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができる(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a monobenzyl ether of glycerin and / or a glycerin polymer (degree of polymerization 2 to 6) (hereinafter sometimes collectively referred to as (poly) glycerin). The present invention relates to a method for producing (poly) glycerin monobenzyl ether that can obtain (poly) glycerin monobenzyl ether with high yield and selectivity in the etherification reaction of alcohol and (poly) glycerin.

エーテル合成法の1つとして、アルコールを原料とし、酸性触媒を用い、アルコール2分子から1分子の水を脱水縮合する方法が知られている。例えば、ジメチルエーテルのような対称エーテルは、硫酸等の酸性触媒存在下でメタノールを脱水縮合して製造することができる。
しかし、非対称エーテル体の合成においては、目的とする異種アルコール同士の反応以外に、同一アルコール同士のエーテル化も進行するため、目的物である非対称エーテルへの選択性が低下する課題がある。
この課題の解決策として、特定のアルコールと触媒の組み合わせにより、副反応である同一アルコール同士のエーテル化を抑制し、非対称エーテル化合物を得る方法が開示されている。例えば、特許文献1には、酸触媒の存在下、フェネチルアルコールを脂肪族第1級アルコールでエーテル化し、置換フェネタノールエーテルを製造する方法が開示されている。また、特許文献2では、ベンジル型アルコールと異種又は同一アルコールを用いたエーテル化反応で、有効量のゼオライト触媒を用いる検討がなされている。
As one of ether synthesis methods, there is known a method of dehydrating and condensing one molecule of water from two molecules of alcohol using an alcohol as a raw material and using an acidic catalyst. For example, a symmetric ether such as dimethyl ether can be produced by dehydrating and condensing methanol in the presence of an acidic catalyst such as sulfuric acid.
However, in the synthesis of an asymmetric ether, there is a problem that the selectivity to the target asymmetric ether is lowered because the etherification of the same alcohol also proceeds in addition to the reaction between the desired different alcohols.
As a solution to this problem, a method of obtaining an asymmetric ether compound by suppressing etherification of the same alcohol as a side reaction by a combination of a specific alcohol and a catalyst is disclosed. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a substituted phenetanol ether by etherifying phenethyl alcohol with an aliphatic primary alcohol in the presence of an acid catalyst. In Patent Document 2, studies are made on using an effective amount of a zeolite catalyst in an etherification reaction using a different or the same alcohol as benzyl type alcohol.

このような非対称エーテル化を行う場合に、一方のアルコールとしてグリセリンのような多価アルコールを使用する場合、多価アルコールはエーテル化反応部位である水酸基が2つ以上あるため、同一アルコールがエーテル化した副生物以外に、異種アルコール同士のエーテル化物からなる多くの反応生成物が生じ得る。例えば、グリセリンとベンジルアルコールのエーテル化を行った場合には、同一アルコール同士がエーテル化したものとしてジベンジルエーテル、ポリグリセリンが、グリセリンとベンジルアルコールが反応したものとしてグリセリンの2つの水酸基がエーテル化された1,3−ジベンジルグリセリルエーテル、1,2−ジベンジルグリセリルエーテル、3つの水酸基がエーテル化された1,2,3−トリベンジルグリセリルエーテルが、ポリグリセリンがベンジルエーテル化されたものとしてモノベンジルジグリセリルエーテルなど様々な反応生成物が生じる。
そのため、グリセリンのエーテル化物であるグリセリルエーテルを合成する場合、エピクロロヒドリン或いはグリシドールを原料としてグリシジルエーテルを合成し、環化する方法などが通常とられる。
When performing such asymmetric etherification, if a polyhydric alcohol such as glycerin is used as one of the alcohols, the polyhydric alcohol has two or more hydroxyl groups that are etherification reaction sites. In addition to these by-products, many reaction products consisting of etherified products of different alcohols can be produced. For example, when etherification of glycerin and benzyl alcohol is performed, dibenzyl ether and polyglycerin are obtained by etherification of the same alcohol, and two hydroxyl groups of glycerin are etherified by reaction of glycerin and benzyl alcohol. 1,3-dibenzylglyceryl ether, 1,2-dibenzylglyceryl ether, 1,2,3-tribenzylglyceryl ether in which three hydroxyl groups are etherified, and polyglycerin is converted into benzyl ether Various reaction products such as monobenzyl diglyceryl ether are produced.
Therefore, when synthesizing glyceryl ether, which is an etherified product of glycerin, a method of synthesizing and cyclizing glycidyl ether using epichlorohydrin or glycidol as a raw material is usually employed.

特表平8−511799号公報JP-T 8-511799 特表2003−521436号公報Special table 2003-521436 gazette

本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ベンジル型アルコールと、多価アルコールである(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができる(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, according to the present invention, (poly) glycerin monobenzyl ether can be obtained with high yield and selectivity in the etherification reaction of benzylic alcohol and polyhydric alcohol (poly) glycerin (poly). It aims at providing the manufacturing method of glycerol monobenzyl type ether.

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、ZSM−5型ゼオライトを触媒として作用させることにより、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができることを見出し、本発明の完成に至った。すなわち、グリセリンを例にとった場合、ベンジル型アルコールとグリセリンとのエーテル化反応によりグリセリンのベンジル型エーテルを合成する場合、通常、モノエーテル体の他に、ジ体、トリ体、同一アルコール同士のエーテルなどの副生物を生じるが、本発明では、ZSM−5型ゼオライトを触媒として作用させることで、グリセリンモノベンジル型エーテルを選択的に合成することが可能となる。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have achieved a high yield by allowing ZSM-5 zeolite to act as a catalyst in the etherification reaction of benzyl alcohol and (poly) glycerin. And, it was found that (poly) glycerin monobenzyl ether can be obtained with selectivity, and the present invention has been completed. That is, when glycerin is taken as an example, when benzylic ether of glycerin is synthesized by etherification reaction of benzylic alcohol and glycerin, in addition to monoether, di-, tri-, and the same alcohol By-products such as ether are produced, but in the present invention, glycerol monobenzyl ether can be selectively synthesized by using ZSM-5 type zeolite as a catalyst.

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> ベンジル型アルコールとグリセリン及びグリセリン重合体(重合度2〜6)からなる群から選ばれる少なくとも1種とを、ZSM−5型ゼオライトの存在下で反応させることを特徴とするグリセリン及び/又はグリセリン重合体のモノベンジル型エーテルの製造方法である。
<2> ベンジル型アルコールが、下記一般式(1)で表される構造からなる前記<1>に記載のグリセリン及び/又はグリセリン重合体のモノベンジル型エーテルの製造方法である。
ただし、前記一般式(1)中、R及びRはそれぞれ、水素原子、又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、Aはそれぞれ、水酸基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、又はハロゲノ基からなる置換基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、nは置換基Aの数を示し、0〜3の整数を示す。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A glycerin characterized by reacting benzyl alcohol with at least one selected from the group consisting of glycerin and a glycerin polymer (polymerization degree 2 to 6) in the presence of ZSM-5 type zeolite. Or it is a manufacturing method of the monobenzyl type ether of a glycerol polymer.
<2> The method for producing a monobenzyl ether of glycerin and / or a glycerin polymer according to <1>, wherein the benzylic alcohol has a structure represented by the following general formula (1).
In the general formula (1), R 1 and R 2 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may being the same or different, A respectively, A substituent consisting of a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogeno group, which may be the same or different from each other, n represents the number of substituents A. The integer of 0-3 is shown.

本発明によれば、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、ベンジル型アルコールと、多価アルコールである(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができる(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the conventional problems can be solved and the object can be achieved, and high yield and selection can be achieved in the etherification reaction of benzyl alcohol and polyhydric alcohol (poly) glycerin. It is possible to provide a method for producing (poly) glycerin monobenzyl ether which can obtain (poly) glycerin monobenzyl ether at a high rate.

((ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルの製造方法)
本発明の(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルの製造方法は、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとを、ZSM−5型ゼオライトの存在下で反応(エーテル化反応)させることを特徴とする。
(Method for producing (poly) glycerin monobenzyl ether)
The method for producing a (poly) glycerin monobenzyl ether of the present invention is characterized in that a benzyl alcohol and (poly) glycerin are reacted (etherification reaction) in the presence of ZSM-5 zeolite.

<ベンジル型アルコール>
前記ベンジル型アルコールは、芳香族環に直結した1個の水素原子が、以下の基:
によって置換されている炭素環を意味し、中でも、下記一般式(I)で表される構造からなる化合物であることが好ましい。
<Benzyl alcohol>
In the benzylic alcohol, one hydrogen atom directly connected to an aromatic ring has the following group:
In particular, a compound having a structure represented by the following general formula (I) is preferable.

前記一般式(1)中、R及びRはそれぞれ、水素原子、又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、前記炭化水素基における炭素鎖は、直鎖又は分岐鎖のいずれでもよい。前記R及びRが、水素原子、又は炭素数1〜8の炭化水素基であると、モノエーテル体の選択性が高まる点で、有利である。
前記一般式(1)中、Aはそれぞれ、水酸基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、又はハロゲノ基からなる置換基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。また、前記アルキル基、アルコキシ基における炭素鎖は、直鎖又は分岐鎖のいずれでもよい。
前記一般式(1)中、nは置換基Aの数を示し、0〜3の整数を示す(無置換から3置換体までを示す)。中でも、反応性の点から、無置換又は1置換体が好ましい。一方、4置換以上であると、立体障害の点から反応性が劣る。
In the general formula (1), R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and may be the same as or different from each other. The carbon chain in the hydrocarbon group may be either a straight chain or a branched chain. When R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, it is advantageous in that the selectivity of the monoether body is increased.
In the general formula (1), each A represents a substituent composed of a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogeno group. May be. The carbon chain in the alkyl group or alkoxy group may be either a straight chain or a branched chain.
In the general formula (1), n represents the number of substituents A and represents an integer of 0 to 3 (from unsubstituted to trisubstituted). Among these, unsubstituted or monosubstituted is preferable from the viewpoint of reactivity. On the other hand, if it is 4 or more, the reactivity is poor from the viewpoint of steric hindrance.

前記ベンジル型アルコールの使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記(ポリ)グリセリンの使用量に対して、1.0〜1.5モル当量が好ましく、1.0〜1.2モル当量がより好ましい。前記ベンジル型アルコールの使用量が、前記(ポリ)グリセリンの使用量に対して、1.0モル当量より少ないと、未反応の原料が残存し、精製工程が多段階になることがあり、1.5モル当量より多いと、副生物が生成しモノエーテル体の選択性が低下することがある。   There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said benzyl type alcohol, Although it can select suitably according to the objective, 1.0-1.5 molar equivalent is preferable with respect to the usage-amount of the said (poly) glycerin. 1.0-1.2 molar equivalent is more preferable. If the amount of the benzylic alcohol used is less than 1.0 molar equivalent to the amount of the (poly) glycerin used, unreacted raw materials may remain and the purification process may be multistage. When the amount is more than 5 molar equivalents, a by-product may be generated and the selectivity of the monoether may be lowered.

<グリセリン>
前記グリセリンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、合成グリセリンを用いてもよく、或いは植物燃料由来のものを用いてもよい。即ち、植物油である菜種油、大豆油、パーム油、ヒマワリ油などの植物油脂をエステル化してバイオディーゼル燃料を得る際に、副生物として得られるグリセリンであってもよい。前記のようにして得られるグリセリンは、原料、製造方法に由来して、グリセリン以外の成分を含む場合があるが、精製によって不純物を除去したものを使用してもよいし、不純物の純度によっては、そのまま使用しても問題はない。
前記グリセリンの使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ベンジル型アルコールとの使用量比が前記した範囲内となるように使用されることが好ましい。
<ポリグリセリン>
前記ポリグリセリンは、グリセリンが重縮合した構造を有し、一般的に式(2)の様に示されるが、この構造には限定されず、グリセリンが重縮合した構造を有する物であればよく、合成の過程で生成する化合物、例えば2級水酸基部位がエーテル化した化合物や環状物も含む。合成方法は特に規定されないが、例えば、グリセリンを塩基触媒存在下で縮合反応させる手法や、グリシドールを原料として重合する手法などが挙げられる。グリセリンの重合度nは2〜6であり、好ましくはn=2である。nが6より大きいと、反応性の低下が懸念される。
<Glycerin>
There is no restriction | limiting in particular as said glycerin, According to the objective, it can select suitably, For example, a synthetic glycerin may be used or the thing derived from a vegetable fuel may be used. That is, it may be glycerin obtained as a by-product when a vegetable oil such as rapeseed oil, soybean oil, palm oil, sunflower oil or the like, which is a vegetable oil, is esterified to obtain a biodiesel fuel. The glycerin obtained as described above is derived from the raw material and the production method, and may contain components other than glycerin, but those obtained by removing impurities by purification may be used, and depending on the purity of the impurities There is no problem even if it is used as it is.
There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said glycerol, Although it can select suitably according to the objective, It is preferable to use it so that the usage-amount ratio with the said benzyl type alcohol may be in the above-mentioned range.
<Polyglycerin>
The polyglycerin has a structure in which glycerin is polycondensed, and is generally represented by the formula (2). However, the polyglycerin is not limited to this structure as long as it has a structure in which glycerin is polycondensed. Also included are compounds produced in the course of synthesis, such as compounds in which the secondary hydroxyl moiety is etherified and cyclic products. The synthesis method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which glycerin is subjected to a condensation reaction in the presence of a base catalyst, and a method in which glycidol is used as a raw material. The degree of polymerization n of glycerin is 2-6, preferably n = 2. When n is larger than 6, there is a concern about a decrease in reactivity.

<ZSM−5型ゼオライト>
前記ZSM−5型ゼオライト(結晶性アルミノシリケートZSM−5)とは、モービルオイル社が開発した合成ゼオライトであり(米国特許第3,702,886号明細書)、本発明の実施に際して触媒として使用される。前記ZSM−5型ゼオライトは、結晶構造中に、酸素10員環の入口を有する三次元の細孔を有する特異なゼオライトである。本発明の実施に際して、前記ZSM−5型ゼオライト中のカチオンは、プロトン、NH4(アンモニウム)、Mg、Ca、Sr等のアルカリ土類金属、La、Ce等の希土類金属であることが好ましく、中でもアンモニウム型とプロトン型がより好ましい。
前記ZSM−5型ゼオライトにおける、結晶を構成するSiOとAlのモル比(シリカ/アルミナ比)は、モノエーテル体の選択性の点から、20〜300であることが好ましく、更にモノエーテル体の収率の点から、20〜100であることがより好ましい。前記シリカ/アルミナ比が、300より大きいと、疎水性が高くなりグリセリンと触媒の反応性が低下することがある。なお、前記シリカ/アルミナ比が20より小さいZSM−5型ゼオライトは、構造上、不安定であり合成困難である。
<ZSM-5 type zeolite>
The ZSM-5 type zeolite (crystalline aluminosilicate ZSM-5) is a synthetic zeolite developed by Mobil Oil (U.S. Pat. No. 3,702,886) and used as a catalyst in the practice of the present invention. Is done. The ZSM-5 type zeolite is a unique zeolite having three-dimensional pores having a 10-membered oxygen inlet in the crystal structure. In the practice of the present invention, the cation in the ZSM-5 type zeolite is preferably a proton, an alkaline earth metal such as NH 4 + (ammonium), Mg, Ca, Sr, or a rare earth metal such as La or Ce. Of these, ammonium type and proton type are more preferable.
In the ZSM-5 type zeolite, the molar ratio of SiO 2 and Al 2 O 3 constituting the crystal (silica / alumina ratio) is preferably 20 to 300 from the viewpoint of the selectivity of the monoether, It is more preferable that it is 20-100 from the point of the yield of a monoether body. If the silica / alumina ratio is greater than 300, the hydrophobicity may increase and the reactivity of glycerol and the catalyst may decrease. The ZSM-5 type zeolite having a silica / alumina ratio smaller than 20 is structurally unstable and difficult to synthesize.

前記ZSM−5型ゼオライトの使用量は、前記グリセリンの使用量に対して、0.001〜10質量%であることが好ましく、0.01〜6質量%であることがより好ましく、1〜6質量%であることが更に好ましい。前記ZSM−5型ゼオライトの使用量が、前記グリセリンの使用量に対して、0.001質量%より少ないと、反応性が低下し、反応完結に長時間を要することがあり、10質量%より多いと、基質の反応性が高くなり、モノエーテル体の選択性が低下することが懸念される。   The amount of the ZSM-5 type zeolite used is preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 6% by mass, and more preferably 1 to 6%, based on the amount of glycerin used. More preferably, it is mass%. When the amount of the ZSM-5 type zeolite used is less than 0.001% by mass with respect to the amount of the glycerin used, the reactivity is lowered, and it may take a long time to complete the reaction. When the amount is large, the reactivity of the substrate is increased, and there is a concern that the selectivity of the monoether body is lowered.

<エーテル化反応>
前記エーテル化反応は、公知の方法で行うことができる。例えば、前記グリセリンに対して、所定量の前記ベンジル型アルコールと、前記ZSM−5型ゼオライト(触媒)を添加し、攪拌しながら反応させることにより行うことができる。なお、前記グリセリン、前記ベンジル型アルコール、前記ZSM−5型ゼオライトの添加順序に、特に制限はない。
反応温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、室温〜300℃で行われ、中でも100〜200℃で行われることが好ましい。反応温度が、300℃より高いと、副反応が進行しモノエーテル体の選択性が低下することが懸念され、室温より低いと、反応速度が低く効率的でない。
反応時間も、特に制限はなく、温度等の条件によって適宜選択することができるが、通常、30分〜20時間で行われ、中でも3〜10時間で行われることが好ましい。反応時間が、30分より短いと、反応が進行せず原料が大量に回収される恐れがあり、20時間より長いと、副反応が進行しモノエーテル体の選択性が低下することが懸念される。
更に、反応圧力や不活性ガスの条件に関しても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、必要に応じて、減圧下、或いは常圧または加圧下で窒素などのキャリアーガスを用いて反応を行うことができる。
<Etherification reaction>
The etherification reaction can be performed by a known method. For example, it can be carried out by adding a predetermined amount of the benzyl alcohol and the ZSM-5 zeolite (catalyst) to the glycerin and reacting them with stirring. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the addition order of the said glycerol, the said benzyl type alcohol, and the said ZSM-5 type zeolite.
The reaction temperature is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Usually, the reaction is performed at room temperature to 300 ° C, and it is preferably performed at 100 to 200 ° C. When the reaction temperature is higher than 300 ° C., there is a concern that the side reaction proceeds and the selectivity of the monoether body is lowered. When the reaction temperature is lower than room temperature, the reaction rate is low and not efficient.
The reaction time is not particularly limited and may be appropriately selected depending on conditions such as temperature. Usually, the reaction time is 30 minutes to 20 hours, and preferably 3 to 10 hours. If the reaction time is shorter than 30 minutes, the reaction may not proceed and a large amount of raw material may be recovered. If it is longer than 20 hours, the side reaction proceeds and the selectivity of the monoether may be reduced. The
Further, the reaction pressure and inert gas conditions are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. If necessary, a carrier gas such as nitrogen can be used under reduced pressure, normal pressure or increased pressure. Can be used to carry out the reaction.

<グリセリンモノベンジル型エーテル>
前記したように、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、ZSM−5型ゼオライトを触媒として使用することにより、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができる。なお、前記(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルは、(ポリ)グリセリンの複数の水酸基のうち1つの水酸基のみがベンジル型アルコールでエーテル化された化合物であり、本明細書中においては、前記(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを、「(ポリ)グリセリンモノエーテル体」、「モノエーテル体」等と称する場合がある。得られたグリセリンモノベンジル型エーテルは、例えば、界面活性剤や溶剤等に好適に利用可能である。
<Glycerin monobenzyl ether>
As described above, (poly) glycerin monobenzyl ether is obtained with high yield and selectivity by using ZSM-5 zeolite as a catalyst in the etherification reaction of benzylic alcohol and (poly) glycerin. be able to. The (poly) glycerin monobenzyl ether is a compound in which only one hydroxyl group among a plurality of hydroxyl groups of (poly) glycerin is etherified with a benzyl alcohol. In the present specification, ) Glycerol monobenzyl ether may be referred to as “(poly) glycerin monoether”, “monoether” or the like. The obtained glycerin monobenzyl ether can be suitably used for, for example, a surfactant or a solvent.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples at all.

(実施例1)
50mlのナス型フラスコに、グリセリン10.2g(0.11mol)、ベンジルアルコール12.4g(0.11mol)、及び、触媒としてZEOLYST社製 CBV3020E(ZSM−5型ゼオライト)0.5g(5質量%/グリセリン)を添加し、攪拌しながらオイルバスで150℃まで加熱した状態で7時間反応(エーテル化反応)させた。反応液をピリジンと無水酢酸を用いてアセチル化したサンプルについて、ガスクロマトグラフィー(GC)分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。GC分析条件、並びに、収率及び選択率の算出方法は以下の通りである。結果を表1に示す。
Example 1
In a 50 ml eggplant-shaped flask, 10.2 g (0.11 mol) of glycerol, 12.4 g (0.11 mol) of benzyl alcohol, and 0.5 g (5% by mass) of CBV3020E (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST as a catalyst / Glycerin) was added, and the mixture was reacted for 7 hours (etherification reaction) while being heated to 150 ° C. in an oil bath while stirring. About the sample which acetylated the reaction liquid using pyridine and acetic anhydride, the gas chromatography (GC) analysis was implemented and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The GC analysis conditions and the yield and selectivity calculation methods are as follows. The results are shown in Table 1.

−GC分析−
・測定装置:ヒューレットパッカード製HP−5890
・測定条件
カラム:HP Ultra2
オーブン温度:100℃→300℃(10℃/min)、10分保持
キャリヤーガス:He
注入口温度:320℃
検出器温度:320℃(FID)
スプリット比:50:1
注入量:1μL
-GC analysis-
・ Measurement device: HP-5890 manufactured by Hewlett-Packard
Measurement conditions Column: HP Ultra2
Oven temperature: 100 ° C. → 300 ° C. (10 ° C./min), held for 10 minutes Carrier gas: He
Inlet temperature: 320 ° C
Detector temperature: 320 ° C. (FID)
Split ratio: 50: 1
Injection volume: 1 μL

−収率・選択率−
収率、選択率は、前記GC分析の面積比を基準に、以下の式(1)、(2)により求めた。

YM=M/(G+M+P)×100 式(1)
SM=M/R×100 式(2)

式(1)、(2)中、YMは(ポリ)グリセリンモノエーテル体の収率(%)を、Mは(ポリ)グリセリンモノエーテル体の、Gは(ポリ)グリセリンの、Pは(ポリ)グリセリンに複数個のベンジル基を有する全てのエーテル体のそれぞれ反応液中のGC面積比を示す。また、SMは(ポリ)グリセリンモノエーテル体の選択率(%)を、Rは反応液中の全反応生成物のGC面積比合計値を示す。ここで、「全反応生成物」は、反応終了後に反応液中に含まれる(ポリ)グリセリンとベンジル型アルコール以外の全ての生成物を示す。なお、1%未満のGC面積比のものは切り捨てて、N.D.とした。
-Yield / selectivity-
The yield and selectivity were determined by the following formulas (1) and (2) based on the area ratio of the GC analysis.

YM = M / (G + M + P) × 100 Formula (1)
SM = M / R × 100 Formula (2)

In formulas (1) and (2), YM is the yield (%) of (poly) glycerin monoether, M is (poly) glycerin monoether, G is (poly) glycerin, and P is (poly) ) GC area ratio in each reaction solution of all ethers having a plurality of benzyl groups in glycerin is shown. SM represents the selectivity (%) of the (poly) glycerin monoether, and R represents the total GC area ratio value of all reaction products in the reaction solution. Here, “total reaction product” refers to all products other than (poly) glycerin and benzylic alcohol contained in the reaction solution after the reaction is completed. Note that a GC area ratio of less than 1% is rounded down and D. It was.

(実施例2)
触媒として、ZEOLYST社製 CBV3024E(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 2)
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that CBV3024E (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
触媒として、ZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 3)
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
触媒として、ZEOLYST社製 CBV8014(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
Example 4
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that CBV8014 (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
触媒として、ZEOLYST社製 CBV28014(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 5)
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that CBV28014 (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
ベンジルアルコールを4−イソプロピルベンジルアルコール(15.7g、0.11mol:東京化成工業(株);I0272)に代え、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノイソプロピルベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 6)
Except that benzyl alcohol was replaced with 4-isopropylbenzyl alcohol (15.7 g, 0.11 mol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; I0272), CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as a catalyst. The etherification reaction was carried out in the same manner as in 1. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monoisopropyl benzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
ベンジルアルコールを4−メトキシベンジルアルコール(15.2g、0.11mol:東京化成工業(株);M0107)に代え、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノメトキシベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 7)
Except that benzyl alcohol was replaced with 4-methoxybenzyl alcohol (15.2 g, 0.11 mol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; M0107), CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as a catalyst. The etherification reaction was carried out in the same manner as in 1. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monomethoxybenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
ベンジルアルコールを4−メチルベンジルアルコール(13.4g、0.11mol:東京化成工業(株);M0162)に代え、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノメチルベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 8)
Example, except that benzyl alcohol was replaced with 4-methylbenzyl alcohol (13.4 g, 0.11 mol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; M0162), and CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as a catalyst. The etherification reaction was carried out in the same manner as in 1. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monomethyl benzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
ベンジルアルコールを4−クロロベンジルアルコール(15.7g、0.11mol:東京化成工業(株);C0565)に代え、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノクロロベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
Example 9
Except that benzyl alcohol was replaced with 4-chlorobenzyl alcohol (15.7 g, 0.11 mol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; C0565), CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as a catalyst. The etherification reaction was carried out in the same manner as in 1. The obtained reaction solution was subjected to GC analysis in the same manner as in Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monochlorobenzyl ether (glycerol monoether) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
ベンジルアルコールを4−ヒドロキシベンジルアルコール(13.7g、0.11mol:東京化成工業(株);H0224)に代え、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)を用い、反応温度を150℃から100℃に代えた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノヒドロキシベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 10)
Benzyl alcohol was replaced with 4-hydroxybenzyl alcohol (13.7 g, 0.11 mol: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .; H0224), CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST was used as a catalyst, and the reaction temperature was 150 ° C. The etherification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 100 ° C. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monohydroxy benzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
50mlのナス型フラスコに、ジグリセリン14.7g(0.09mol)、ベンジルアルコール10.0g(0.09mol)、及び、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)0.5g(3質量%/ジグリセリン)を添加し、攪拌しながらオイルバスで180℃まで加熱した状態で9時間反応(エーテル化反応)させた。反応液をピリジンと無水酢酸を用いてアセチル化したサンプルについて、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィー(GC)分析を実施し、目的とするジグリセリンモノベンジルエーテル(ジグリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。GC分析条件、並びに、収率及び選択率の算出方法は実施例1記載の通りである。結果を表1に示す。
(Example 11)
In a 50 ml eggplant type flask, 14.7 g (0.09 mol) of diglycerin, 10.0 g (0.09 mol) of benzyl alcohol, and 0.5 g (3 mass) of CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST as a catalyst. % / Diglycerin) was added, and the mixture was reacted for 9 hours (etherification reaction) while being heated to 180 ° C. in an oil bath while stirring. A sample obtained by acetylating the reaction solution with pyridine and acetic anhydride was subjected to gas chromatography (GC) analysis in the same manner as in Example 1 to obtain the target diglycerin monobenzyl ether (diglycerin monoether form). Yield and selectivity were measured. The GC analysis conditions and the methods for calculating yield and selectivity are as described in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
触媒として、フェリオライト触媒(ZEOLYST社製 CP914)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that a ferriolite catalyst (CP914 manufactured by ZEOLYST) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
触媒として、βゼオライト触媒(ZEOLYST社製 CP811E−75)(SiO/Al=24)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
The etherification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a β zeolite catalyst (CP811E-75 manufactured by ZEOLYST) (SiO 2 / Al 2 O 3 = 24) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例3)
触媒として、βゼオライト触媒(ZEOLYST社製 CP811E−75)(SiO/Al=75)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
The etherification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that a β zeolite catalyst (CP811E-75 manufactured by ZEOLYST) (SiO 2 / Al 2 O 3 = 75) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
触媒として、12−タングスト(IV)リン酸n水和物(関東化学(株) 32200−20)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
The etherification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 12-tungsto (IV) phosphoric acid n-hydrate (Kanto Chemical Co., Inc. 32200-20) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例5)
触媒として、ナフィオンNR50(ALDRICH 309389−25G)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 5)
The etherification reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that Nafion NR50 (ALDRICH 309389-25G) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例6)
触媒として、硫酸化ジルコニア(和光純薬工業(株) 269−01471)を用いた以外は、実施例1と同様にしてエーテル化反応を行った。得られた反応液について実施例1と同様にしてGC分析を実施し、目的とするグリセリンモノベンジルエーテル(グリセリンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 6)
The etherification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that sulfated zirconia (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 269-01471) was used as the catalyst. GC analysis was implemented about the obtained reaction liquid like Example 1, and the yield and selectivity of the target glycerol monobenzyl ether (glycerol monoether body) were measured. The results are shown in Table 2.

(比較例7)
50mlのナス型フラスコに、トリメチロールプロパン12.0g(0.09mol)、ベンジルアルコール10.1g(0.09mol)、及び、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)0.5g(4質量%/トリメチロールプロパン)を添加し、攪拌しながらオイルバスで180℃まで加熱した状態で9時間反応(エーテル化反応)させた。反応液をピリジンと無水酢酸を用いてアセチル化したサンプルについて、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィー(GC)分析を実施し、目的とするトリメチロールプロパンモノベンジルエーテル(トリメチロールプロパンモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。GC分析条件、並びに、収率及び選択率の算出方法は実施例1記載の通りである。結果を表2に示す。
(Comparative Example 7)
In a 50 ml eggplant-shaped flask, 12.0 g (0.09 mol) of trimethylolpropane, 10.1 g (0.09 mol) of benzyl alcohol, and 0.5 g of CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST as a catalyst (4 (Mass% / trimethylolpropane) was added, and the mixture was reacted for 9 hours (etherification reaction) while being heated to 180 ° C. in an oil bath while stirring. The sample obtained by acetylating the reaction solution with pyridine and acetic anhydride was subjected to gas chromatography (GC) analysis in the same manner as in Example 1 to obtain the target trimethylolpropane monobenzyl ether (trimethylolpropane monoether compound). ) And the selectivity were measured. The GC analysis conditions and the methods for calculating yield and selectivity are as described in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例8)
50mlのナス型フラスコに、ネオペンチルグリコール9.27g(0.09mol)、ベンジルアルコール10.1g(0.09mol)、及び、触媒としてZEOLYST社製 CBV5524G(ZSM−5型ゼオライト)0.5g(5質量%/ネオペンチルグリコール)を添加し、攪拌しながらオイルバスで180℃まで加熱した状態で9時間反応(エーテル化反応)させた。反応液をピリジンと無水酢酸を用いてアセチル化したサンプルについて、実施例1と同様にしてガスクロマトグラフィー(GC)分析を実施し、目的とするネオペンチルグリコールモノベンジルエーテル(ネオペンチルグリコールモノエーテル体)の収率及び選択率を測定した。GC分析条件、並びに、収率及び選択率の算出方法は実施例1記載の通りである。結果を表2に示す。
(Comparative Example 8)
In a 50 ml eggplant-shaped flask, 9.27 g (0.09 mol) of neopentyl glycol, 10.1 g (0.09 mol) of benzyl alcohol, and 0.5 g of CBV5524G (ZSM-5 type zeolite) manufactured by ZEOLYST as a catalyst (Mass% / neopentyl glycol) was added, and the mixture was reacted for 9 hours (etherification reaction) while being heated to 180 ° C. in an oil bath while stirring. A sample obtained by acetylating the reaction solution with pyridine and acetic anhydride was subjected to gas chromatography (GC) analysis in the same manner as in Example 1 to obtain the desired neopentyl glycol monobenzyl ether (neopentyl glycol monoether). ) And the selectivity were measured. The GC analysis conditions and the methods for calculating yield and selectivity are as described in Example 1. The results are shown in Table 2.

表1〜2の結果から、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、ZSM−5型ゼオライト(実施例1〜10)を触媒として作用させることにより、他の触媒(比較例1〜8)を作用させた場合に比べて、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテル((ポリ)グリセリンモノエーテル体)を得ることができることが確認された。   From the results of Tables 1 and 2, other catalysts (Comparative Example 1) were prepared by allowing ZSM-5 zeolite (Examples 1 to 10) to act as a catalyst in the etherification reaction of benzyl alcohol and (poly) glycerin. It was confirmed that (poly) glycerin monobenzyl ether ((poly) glycerin monoether form) can be obtained with a high yield and selectivity as compared with the case where ˜8) is allowed to act.

本発明の製造方法によれば、ベンジル型アルコールと(ポリ)グリセリンとのエーテル化反応において、高い収率及び選択率で(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルを得ることができる。得られた(ポリ)グリセリンモノベンジル型エーテルは、例えば、界面活性剤、溶剤等に好適に利用可能である。   According to the production method of the present invention, (poly) glycerin monobenzyl ether can be obtained with high yield and selectivity in the etherification reaction of benzyl alcohol and (poly) glycerin. The obtained (poly) glycerin monobenzyl ether can be suitably used for, for example, a surfactant, a solvent and the like.

Claims (2)

ベンジル型アルコールとグリセリン及びグリセリン重合体(重合度2〜6)からなる群から選ばれる少なくとも1種とを、ZSM−5型ゼオライトの存在下で反応させることを特徴とするグリセリン及び/又はグリセリン重合体のモノベンジル型エーテルの製造方法。   Glycerin and / or glycerin heavy characterized by reacting benzylic alcohol with at least one selected from the group consisting of glycerin and glycerin polymer (degree of polymerization 2-6) in the presence of ZSM-5 type zeolite. A method for producing a combined monobenzyl ether. ベンジル型アルコールが、下記一般式(1)で表される構造からなる群から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1に記載のグリセリン及び/又はグリセリン重合体のモノベンジル型エーテルの製造方法。
ただし、前記一般式(1)中、R及びRはそれぞれ、水素原子、又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、Aはそれぞれ、水酸基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、又はハロゲノ基からなる置換基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよく、nは置換基Aの数を示し、0〜3の整数を示す。
The method for producing a monobenzyl ether of glycerol and / or a glycerol polymer according to claim 1, wherein the benzyl alcohol comprises at least one selected from the group consisting of a structure represented by the following general formula (1).
In the general formula (1), R 1 and R 2 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may being the same or different, A respectively, A substituent consisting of a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogeno group, which may be the same or different from each other, n represents the number of substituents A. The integer of 0-3 is shown.
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