JP5715559B2 - 9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルおよび9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物ならびにそれらを製造する方法 - Google Patents
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Description
(a)酢酸および硫酸をヒマシ油に加え、その後、12〜20℃で過酸化水素を2〜2.5時間の範囲の間加えるステップと、
(b)反応混合物を水に注入し、ベンゼン、クロロホルムおよび酢酸エチルのような水不混和性溶媒で該混合物を抽出して残渣を得るステップと、
(c)ステップ(b)で得られた生成物を水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムのような水酸化アルカリと加熱し、HClで中和して9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物を得るステップと、
(d)9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物をアルコールでエステル化して9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を得るステップと、
(e)キシレン、トルエンのような水共沸混合物形成溶媒から選択される溶媒においてジメチルアミノピリジンDMAPの存在下で、該溶媒の沸点に応じて変動する温度で完全な変換に必要とされる期間、ステップ(d)で得られた9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を酸無水物でアシル化して、9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を得、該混合物から9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルを精製するステップと
を含む、式1の9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルを製造する方法を提供する。
9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸のメチルエステルの調製:ヒマシ油(200g)を2リットルの丸底フラスコに入れ、そこに氷酢酸(700g)、および硫酸(13.3g)を加え、反応混合物を15〜20℃まで冷却した。その冷却し撹拌した懸濁液に、50%過酸化水素(393g)を2時間にわたって滴下した。過酸化水素を完全に加えた後、反応混合物の温度を40℃までゆっくりと上昇させ、さらに5時間撹拌させた。反応時間の最後にその内容物を冷水に注入し、終夜放置した。有機相を酢酸エチル(2×1000ml)で抽出し、水性相のpHが中性になるまで酢酸エチル抽出物を水で洗浄した。酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリウム床に通し、回転蒸発器(rota vapour)を使用して溶媒を除去して、真空下で乾燥した後、中間生成物(260g)を回収した。中間生成物(260g)を5リットルの丸底フラスコに入れ、そこに3N水酸化ナトリウム溶液(2666ml)を加え、80℃で2時間機械的に撹拌した。2時間後、その内容物を1:1HCl水溶液(800ml)で中和し、懸濁液の温度を約30℃まで下降させ、さらに20分間撹拌した。沈殿物を濾過し、真空乾燥器中で乾燥させて9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物(150g)を回収した。この生成物を2リットルの丸底フラスコに入れ、そこに2%硫酸のメタノール溶液(500ml)を加え、その内容物を60℃で6時間撹拌した。一定の間隔で酸価を測定することにより反応の過程をモニターした。反応の完了後、回転蒸発器を使用してメタノールの部分を蒸発し、残渣を酢酸エチル(1リットル)に入れ、pHが中性になるまで蒸留水(5×250ml)で洗浄した。酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリウム床に通し、濃縮し、真空乾燥させて、2.2のA.V.、H.V.460および2.0のI.V.を有する生成物(120g)を回収した。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.9[t,−CH3]、1.2〜1.7[m,12×−CH2−]、2.3[t,−CO−CH2−]、3.5〜3.9[m,3×(−CH−OH),−O−CH3]。
9,10,12−トリプロポキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物の調製:例1で調製した9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸メチルエステル(300g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこにプロピオン酸無水物(681g)、ジメチルアミノピリジン(DMAP、300mg)およびキシレン(100ml)を加え、その内容物を180℃で6時間磁気的に撹拌した。反応の過程をTLCによりモニターした。反応の完了後、キシレンおよび未変換のプロピオン酸無水物およびプロピオン酸を減圧下で蒸留し、残渣を酢酸エチルに入れた。酢酸エチル抽出物を蒸留水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムに通し、真空下で濃縮して、0.3のA.V.、3.3のH.V.および2.0のI.V.を有する生成物(270g)を回収した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.9[t,−CH3]、1.1〜1.8[m,12×−CH2,3×−CH3]、2.2〜2.4[m,4×(−CO−CH2−)]、3.6[s,−O−CH3]、4.8〜5.2[m,3×(−O−CH)]。
9,10,12−トリブチロキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物の調製:9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物(97g)を0.1のA.V.、2.4のH.V.および2.0のI.V.を有する実験2による酪酸無水物(260g)と反応させることにより表題化合物(190g)を調製した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.9[m,4×(−CH3)]、1.2〜1.8[m,15×−CH2−]、2.2〜2.3[m,4×(−CO−CH2−)]、3.6[s,−O−CH3]、4.8〜5.2[m,3×(−O−CH)]。
9,10,12−トリバレロキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物の調製:9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物(90g)を0.3のA.V.、1.9のH.V.および2.0のI.V.を有する実験2による吉草酸無水物(352g)と反応させることにより表題化合物(210g)を調製した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.8〜1.0[m,4×−CH3]、1.2〜1.7[m,18×−CH2−]、2.2〜2.4[m,4×−CO−CH2−]、3.6[s,−O−CH3]、4.8〜5.2[m,3×(−O−CH)]。
9,10,12−トリヘキシルオキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物の調製:9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸メチルエステルの豊富な脂肪酸メチルエステル混合物(45g)を0.3のA.V.、2.0のH.V.および2.0のI.V.を有する実験2によるヘキサン酸無水物(162g)と反応させることにより表題化合物(113g)を調製した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.9〜1.0[m,4×−CH3]、1.2〜1.4[m,21×−CH2−]、2.2〜2.4[m,4×−CO−CH2−]、3.6[s,−O−CH3]、4.8〜5.1[m,3×−O−CH]。
9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物のプロピルエステルの調製
例1で調製した9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物(400g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこに1−プロパノール(108g)および塩化第一スズ(400mg)を加え、その内容物を96℃で8時間にわたって撹拌した。一定の間隔で酸価を測定することにより反応の過程をモニターした。反応の完了後、回転蒸発器を使用して1−プロパノールの部分を蒸発し、残渣を酢酸エチルに入れ(600ml)、蒸留水(5×500ml)で洗浄した。酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリウム床に通し、濃縮し、真空乾燥させ、濃縮物を塩基性アルミナカラムに通して、2.5のA.V.、420のH.V.および5.0のI.V.を有する生成物(405g)を回収した。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.9〜1.0[m,2×−CH3]、1.2〜1.7[m,13×−CH2−]、2.3[t,−CO−CH2−]、3.3〜3.4,3.5〜3.7,3.7〜3.9[3m,3×−CH−OH]、4.0[t,−O−CH2−]。
9,10,12−トリプロポキシオクタデカン酸プロピルエステルの豊富な脂肪酸プロピルエステル混合物の調製:
例6で調製した9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸プロピルエステルの豊富な脂肪酸プロピルエステル(200g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこにプロピオン酸無水物(313.6g)、DMAP(200mg)およびキシレン(100ml)を加え、その内容物を180℃で6時間磁気的に撹拌した。反応の過程をTLCによりモニターした。反応の完了後、キシレンおよび未変換のプロピオン酸無水物およびプロピオン酸を減圧下で蒸留し、残渣を酢酸エチル(600ml)に入れた。酢酸エチル抽出物を蒸留水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムに通し、真空下で濃縮し、濃縮物を塩基性アルミナカラムに通して、0.3のA.V.、0.5のH.V.および5.0のI.V.を有する生成物(190g)を回収した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.8〜1.0[m,5×−CH3]、1.1〜1.7[m,13×−CH2−]、2.2〜2.4[m,4×−CO−CH2−]、4.0[t,−O−CH2−]、4.8〜5.2[m,3×−O−CH−]。
9,10,12−トリバレロキシオクタデカン酸プロピルエステルの豊富な脂肪酸プロピルエステル混合物の調製:
例6で調製した9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸プロピルエステルの豊富な脂肪酸プロピルエステル(200g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこに吉草酸無水物(447g)、DMAP(200mg)およびキシレン(100ml)を加え、その内容物を180℃で6時間磁気的に撹拌した。反応の過程をTLCによりモニターした。反応の完了後、キシレンおよび未変換の吉草酸無水物および吉草酸を減圧下で蒸留し、残渣を酢酸エチル(600ml)に入れた。酢酸エチル抽出物を蒸留水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムに通し、真空下で濃縮し、濃縮物を塩基性アルミナカラムに通して、0.2のA.V.、0.7のH.V.および5.0のI.V.を有する生成物(198g)を回収した。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.85〜1.0[m,5×−CH3]、1.2〜1.7[m,19×−CH2−]、2.2〜2.4[m,4×−CO−CH2−]、4.0[t,−O−CH2−]、4.8〜5.2[m,3×−O−CH−]。
9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物の2−エチルヘキシルエステルの調製:9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物(200g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこに2−エチルヘキサノール(156g)、塩化第一スズ(200mg)およびキシレン(100ml)を加え、その内容物を190℃で8時間磁気的に撹拌した。反応の過程をTLCによりモニターした。反応の完了後、過剰な2−エチルヘキサノール、キシレンを減圧下で蒸留した。残渣を酢酸エチル(600ml)に入れ、pHが中性になるまで有機層を水洗した。回転蒸発器を使用して溶媒を蒸発して、0.9のA.V.および5.0のI.V.を有する生成物(180g)を回収した。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.8〜0.9[m,3×−CH3]、1.1〜1.7[m,16×−CH2−]、2.3[t,−CO−CH2−]、3.6[m,−CH−OH]、3.7[m,−OCH2−]、4.2〜4.3[m,2×−CH−OH]。
9,10,12−トリプロポキシオクタデカン酸2−エチルヘキシルエステルの豊富な脂肪酸2−エチルヘキシルエステル混合物の調製:例9で調製した9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸2−エチルヘキシルエステルの豊富な脂肪酸2−エチルヘキシルエステル(150g)を1リットルの丸底フラスコに入れ、そこにプロピオン酸無水物(257g)、ジメチルアミノピリジン(150mg)およびキシレン(100ml)を加え、その内容物を180℃で6時間磁気的に撹拌した。反応の過程をTLCによりモニターした。反応の完了後、キシレンおよび未変換のプロピオン酸無水物およびプロピオン酸を減圧下で蒸留し、残渣を酢酸エチルに入れた。酢酸エチル抽出物を蒸留水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムに通し、真空下で濃縮して生成物(257g)を回収した。該生成物は、0.9のA.V.、1.5のH.V.および5.0のI.V.を有していた。該生成物を粘度、粘度指数(V.I.)、流動点、引火点および銅板腐食に関して評価し、そのデータを以下の表に示す。
1H NMR(CDCl3,δ ppm):0.8〜0.9[m,6×−CH3]、1.1〜1.7[m,16×−CH2−]、2.3〜2.4[m,4×−CO−CH2−]、3.9[m,−O−CH2−]、4.8〜5.2[m,3×−O−CH−]
本発明の利点:
Claims (11)
- (a)酢酸および硫酸をヒマシ油に加え、その後、12〜20℃で過酸化水素を2〜2.5時間の範囲の間加えるステップと、
(b)反応混合物を水に注入し、前記混合物を水不混和性溶媒で抽出して残渣を得るステップと、
(c)ステップ(b)で得られた生成物を水酸化アルカリと加熱し、HClで中和して9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物を得るステップと、
(d)9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物をアルコールでエステル化して9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を得るステップと、
(e)キシレンおよびトルエンから成る群から選択される水共沸混合物形成溶媒においてジメチルアミノピリジンDMAPの存在下で、前記溶媒の沸点に応じて変動する温度で完全な変換に必要とされる期間、ステップ(d)で得られた9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を酸無水物でアシル化して、9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物を得、前記混合物から9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルを精製するステップと
を含む、請求項1に記載の式1の9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルを製造する方法。 - 9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸の豊富な脂肪酸混合物が87.0%の9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸を含有する、請求項3に記載の方法。
- 9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸のカルボキシル基のエステル化に使用されるアルコールが、それぞれ0.1〜0.2%および1〜2%の濃度の、触媒としての塩化第一スズまたは硫酸の存在下で、メタノール、プロパノールおよび2−エチルヘキサノールからなる群から選択される、請求項3に記載の方法。
- エステル化が1:2〜1:27の範囲の脂肪酸混合物対アルコールのモル比を使用して実施される、請求項3に記載の方法。
- エステル化反応が60〜190℃の温度範囲で実施される、請求項3に記載の方法。
- エステル化反応が6〜8時間の範囲の間実施される、請求項3に記載の方法。
- 9,10,12−トリヒドロキシオクタデカン酸のヒドロキシル基のアシル化に使用される無水物が、175〜180℃で0.1%の濃度のDMAPの存在下で、プロピオン酸、酪酸、吉草酸およびヘキサン酸無水物からなる群から選択される、請求項3に記載の方法。
- 9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な脂肪酸アルキルエステル混合物が、油圧、金属加工流体および他の産業用流体に使用するための潤滑剤配合物の調製において、潜在的な潤滑剤ベースストックとして有用である、請求項3に記載の方法。
- 9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルが9,10,12−トリアシルオキシオクタデカン酸アルキルエステルの豊富な生成物から単離され、それらの構造が1H NMRにより同定される、請求項3に記載の方法。
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