JP2020147678A - Method for producing cellulose derivative - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セルロース誘導体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose derivative.
セルロース誘導体は、洗浄剤組成物等の配合成分に用いられ、その用途は多岐にわたる。
例えば、特許文献1には、洗濯用仕上げ剤として有用な剤として、多糖類又はその誘導体のヒドロキシ基の水素原子の一部又は全てが、次の基(A)、(B)及び(C)で置換されているセルロース誘導体が記載されている。
(A)ヒドロキシ基が置換していてもよく、またオキシカルボニル基(−COO−又は−OCO−)又はエーテル結合が挿入されていてもよい炭素数10〜43の直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基又はアシル基
(B)カルボキシメチル基又はその塩
(C)特定のカチオン基
Cellulose derivatives are used as compounding ingredients in cleaning composition and the like, and their uses are wide-ranging.
For example, in Patent Document 1, as a useful agent as a finishing agent for washing, a part or all of hydrogen atoms of the hydroxy group of the polysaccharide or its derivative are the following groups (A), (B) and (C). Cellulose derivatives substituted with are described.
(A) A linear or branched alkyl group having 10 to 43 carbon atoms, which may be substituted with a hydroxy group and may have an oxycarbonyl group (-COO- or -OCO-) or an ether bond inserted. Alkyl group or acyl group (B) Carboxymethyl group or salt thereof (C) Specific cation group
特許文献2には、傷んだ毛髪であっても、洗浄時、及びすすぎ時の毛髪のすべり性に優れ、乾燥後の毛髪にしっとり感を与えることができる水性毛髪洗浄剤を提供することを課題として、次の成分(A)、(B)及び(C)並びに水を含有し、水で20質量倍に希釈したときの25℃におけるpHが2以上6以下である、水性毛髪洗浄剤が記載されている。
(A)アニオン界面活性剤
(B)アンヒドログルコース由来の主鎖を有し、該アンヒドログルコース単位あたりのカチオン化オキシアルキレン基の置換度が0.01以上1.0以下であり、グリセロール基の置換度が0.5以上5.0以下であり、また、炭素数3以上18以下の炭化水素基を含有する基の置換度が0以上0.2以下であるカチオン性基含有セルロースエーテル
(C)炭素数4以上12以下のアルキル基又はアルケニル基を有するモノアルキルグリセリルエーテル又はモノアルケニルグリセリルエーテル
It is an object of Patent Document 2 to provide an aqueous hair cleaning agent which is excellent in slipperiness of hair at the time of washing and rinsing even if it is damaged hair and can give a moist feeling to the hair after drying. Described as an aqueous hair cleansing agent containing the following components (A), (B) and (C) and water and having a pH of 2 or more and 6 or less at 25 ° C. when diluted 20% by mass with water. Has been done.
(A) Anionic surfactant (B) It has a main chain derived from anhydroglucose, and the degree of substitution of the cationized oxyalkylene group per anhydroglucose unit is 0.01 or more and 1.0 or less, and the glycerol group. A cationic group-containing cellulose ether having a degree of substitution of 0.5 or more and 5.0 or less and a degree of substitution of a group containing a hydrocarbon group having 3 or more and 18 or less carbon atoms of 0 or more and 0.2 or less ( C) Monoalkyl glyceryl ether or monoalkenyl glyceryl ether having an alkyl group or alkenyl group having 4 or more and 12 or less carbon atoms.
セルロース誘導体は、洗浄剤組成物等の配合成分に用いられているが、より効率よくセルロース誘導体を製造する方法が求められている。
本発明は、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる工程を有するセルロース誘導体の製造方法において、効率よくセルロース誘導体を製造することができる、セルロース誘導体の製造方法に関する。
Cellulose derivatives are used as compounding ingredients in cleaning agent compositions and the like, but there is a demand for a method for more efficiently producing cellulose derivatives.
The present invention relates to a method for producing a cellulose derivative, which can efficiently produce a cellulose derivative in a method for producing a cellulose derivative, which comprises a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with an alkyl glycidyl ether.
本発明者らは、製造時に使用する溶媒を、ヒドロキシアルキルセルロースの溶解度(20℃)が特定の溶媒とすることにより、上記の課題が解決されることを見出した。また、上記の方法により、アルキル化選択率が向上することを見出した。 The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a solvent having a specific solubility (20 ° C.) of hydroxyalkyl cellulose as the solvent used in the production. It was also found that the above method improves the alkylation selectivity.
すなわち、本発明は、次の〔1〕及び〔2〕に関する。
〔1〕 溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる工程を有し、前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である、セルロース誘導体の製造方法。
〔2〕 溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させ、アルキル化ヒドロキシアルキルセルロースを得る工程を有し、前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である、ヒドロキシアルキルセルロースに対するアルキル化選択率の向上方法。
That is, the present invention relates to the following [1] and [2].
[1] A solvent having a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent, wherein the solvent has a solubility of the hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less. A method for producing a cellulose derivative.
[2] A step of reacting hydroxyalkyl cellulose with an alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent to obtain an alkylated hydroxyalkyl cellulose, wherein the solvent is the hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. A method for improving the alkylation selectivity with respect to hydroxyalkyl cellulose, which is a solvent having a solubility of 0.7 or less.
本発明によれば、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる工程を有するセルロース誘導体の製造方法において、効率よくセルロース誘導体を製造することができる、セルロース誘導体の製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for producing a cellulose derivative, which can efficiently produce a cellulose derivative in a method for producing a cellulose derivative, which comprises a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with an alkyl glycidyl ether.
[セルロース誘導体の製造方法]
本発明のセルロース誘導体の製造方法は、溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる工程(以下、「工程1」ともいう。)を有し、前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である。
本発明によれば、製造時の凝集を抑制し、アルキル化の選択率を高め、効率よくセルロース誘導体を製造することができる。
[Method for producing cellulose derivatives]
The method for producing a cellulose derivative of the present invention includes a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with an alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound (hereinafter, also referred to as “step 1”) in a solvent, and the solvent. However, the hydroxyalkyl cellulose is a solvent having a solubility of 0.7 or less at 20 ° C.
According to the present invention, it is possible to suppress aggregation during production, increase the selectivity of alkylation, and efficiently produce a cellulose derivative.
本発明者等は、溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースに、アルキルグリシジルエーテルを反応させてセルロース誘導体を製造するにあたり、凝集が発生し、効率的に製造を行うことが困難な場合があることを見出した。
本発明者等は、特定の溶媒を使用することにより、凝集が抑制され、また、アルキル化選択率が向上することを見出した。これにより、効率的にセルロース誘導体が製造可能となる。
その詳細な機構は不明であるが、以下のように推察される。すなわち、上記の製造方法において、ヒドロキシアルキルセルロースは、完全に溶解するのではなく、ヒドロキシアルキルセルロースが溶媒に分散した状態で反応が進行する。ここで、溶媒への溶解性が高いと、ヒドロキシアルキルセルロースの表面が過剰に溶解し、互いに接着することで、凝集が発生していると考えられる。
本発明では、ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒を使用することにより、上記のヒドロキシアルキルセルロース表面の溶解を抑制し、凝集の発生が抑制されるものと推定される。また、凝集の発生を抑制することで、アルキル化選択率が向上したものと考えられる。
以下、本発明の製造方法で用いられる各成分、及び各工程等について順次説明する。
In the production of a cellulose derivative by reacting hydroxyalkyl cellulose with an alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent, the present inventors can efficiently produce the cellulose derivative. I found that it can be difficult.
The present inventors have found that by using a specific solvent, aggregation is suppressed and the alkylation selectivity is improved. This makes it possible to efficiently produce a cellulose derivative.
The detailed mechanism is unknown, but it is inferred as follows. That is, in the above production method, the hydroxyalkyl cellulose is not completely dissolved, but the reaction proceeds in a state where the hydroxyalkyl cellulose is dispersed in a solvent. Here, if the solubility in a solvent is high, it is considered that the surface of the hydroxyalkyl cellulose is excessively dissolved and adheres to each other to cause aggregation.
In the present invention, it is presumed that by using a solvent having a solubility of hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less, the dissolution of the above-mentioned hydroxyalkyl cellulose surface is suppressed and the occurrence of aggregation is suppressed. Further, it is considered that the alkylation selectivity was improved by suppressing the occurrence of aggregation.
Hereinafter, each component used in the production method of the present invention, each step, and the like will be sequentially described.
<工程1>
本発明のセルロース誘導体の製造方法において、工程1は、溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる工程である。
工程1で使用される各成分について、説明する。
<Step 1>
In the method for producing a cellulose derivative of the present invention, step 1 is a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent.
Each component used in step 1 will be described.
(ヒドロキシアルキルセルロース)
本発明に用いられるヒドロキシアルキルセルロースとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースが例示され、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、より好ましくはヒドロキシエチルセルロースである。
(Hydroxyalkyl cellulose)
Examples of the hydroxyalkyl cellulose used in the present invention include hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and more preferably hydroxyethyl cellulose.
〔ヒドロキシアルキル基〕
本発明において、ヒドロキシアルキルセルロースは、セルロースにヒドロキシアルキル基が導入されている。該ヒドロキシアルキル基は、ヒドロキシエチル基及びヒドロキシプロピル基から選択される少なくとも1つであることが好ましく、ヒドロキシエチル基又はヒドロキシプロピル基のみを有することがより好ましく、ヒドロキシエチル基のみを有することが更に好ましい。すなわち、ヒドロキシアルキルセルロースは、ヒドロキシエチル基及びヒドロキシプロピル基の双方を有していてもよく、いずれか一方のみを有することが好ましく、ヒドロキシエチル基のみを有することがより好ましい。
ヒドロキシアルキル基の置換度は、ヒドロキシアルキルセルロース及び得られるセルロース誘導体の水への溶解性の観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは1.5以上、更に好ましくは2以上である。そして、前記セルロース誘導体を含有する洗浄剤組成物の流動性(以下、セルロース誘導体の製剤流動性ともいう)を十分確保する観点から、好ましくは10以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは5以下、更に好ましくは3以下である。
ヒドロキシアルキル基の置換度とは、例えば、ヒドロキシエチル基又はヒドロキシプロピル基のみを有する場合には、いずれかの基の置換度である。一方、ヒドロキシエチル基及びヒドロキシプロピル基の双方を有する場合には、ヒドロキシエチル基の置換度と、ヒドロキシプロピル基の置換度の合計である。
本発明において、X基の置換度とは、X基のモル平均置換度(MS)であり、セルロース誘導体又はセルロースの主鎖を構成する構成単糖単位1モルあたりのX基の平均置換モル数を意味する。例えば、ヒドロキシアルキルセルロースがヒドロキシエチルセルロースの場合には、「ヒドロキシエチル基の置換度」は、アンヒドログルコース単位1モルに対して導入された(結合している)ヒドロキシエチル基の平均モル数を意味する。
[Hydroxyalkyl group]
In the present invention, the hydroxyalkyl cellulose has a hydroxyalkyl group introduced into the cellulose. The hydroxyalkyl group is preferably at least one selected from a hydroxyethyl group and a hydroxypropyl group, more preferably having only a hydroxyethyl group or a hydroxypropyl group, and further having only a hydroxyethyl group. preferable. That is, the hydroxyalkyl cellulose may have both a hydroxyethyl group and a hydroxypropyl group, preferably having only one of them, and more preferably having only a hydroxyethyl group.
The degree of substitution of the hydroxyalkyl group is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, still more preferably 1.5 or more, and further, from the viewpoint of the solubility of the hydroxyalkyl cellulose and the obtained cellulose derivative in water. It is preferably 2 or more. Then, from the viewpoint of sufficiently ensuring the fluidity of the cleaning agent composition containing the cellulose derivative (hereinafter, also referred to as the formulation fluidity of the cellulose derivative), it is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, still more preferably 5 or less. , More preferably 3 or less.
The degree of substitution of the hydroxyalkyl group is, for example, the degree of substitution of either group when it has only a hydroxyethyl group or a hydroxypropyl group. On the other hand, when it has both a hydroxyethyl group and a hydroxypropyl group, it is the total of the degree of substitution of the hydroxyethyl group and the degree of substitution of the hydroxypropyl group.
In the present invention, the degree of substitution of X groups is the degree of molar average substitution (MS) of X groups, and the average number of moles of substitution of X groups per 1 mol of the constituent monosaccharide units constituting the cellulose derivative or the main chain of cellulose. Means. For example, when the hydroxyalkyl cellulose is hydroxyethyl cellulose, the "degree of substitution of hydroxyethyl groups" means the average number of moles of hydroxyethyl groups introduced (bonded) to 1 mol of anhydroglucose unit. To do.
〔重量平均分子量〕
本発明において、ヒドロキシアルキルセルロースの重量平均分子量は、溶媒への溶解性及びアルキルグリシジルエーテルとの反応性、並びに、得られたセルロース誘導体の製剤流動性を十分確保する観点から、好ましくは150万以下、より好ましくは120万以下、更に好ましくは100万以下、更に好ましくは74万以下、更に好ましくは72万以下、更に好ましくは60万以下、更に好ましくは50万以下、更に好ましくは40万以下、更に好ましくは30万以下、更に好ましくは20万以下であり、そして、好ましくは1万以上、より好ましくは3万以上、更に好ましくは5万以上、更に好ましくは10万以上である。
ヒドロキシアルキル化多糖の重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定される。
[Weight average molecular weight]
In the present invention, the weight average molecular weight of hydroxyalkyl cellulose is preferably 1.5 million or less from the viewpoint of sufficiently ensuring solubility in a solvent, reactivity with alkyl glycidyl ether, and formulation fluidity of the obtained cellulose derivative. , More preferably 1.2 million or less, still more preferably 1 million or less, still more preferably 740,000 or less, still more preferably 720,000 or less, still more preferably 600,000 or less, still more preferably 500,000 or less, still more preferably 400,000 or less. It is more preferably 300,000 or less, still more preferably 200,000 or less, and preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, still more preferably 50,000 or more, still more preferably 100,000 or more.
The weight average molecular weight of the hydroxyalkylated polysaccharide is measured by the method described in Examples.
ヒドロキシアルキルセルロースは、市販されており、市場から入手したヒドロキシアルキルセルロースを使用してもよい。
具体的には、ヒドロキシエチルセルロースとしては、Natrosolシリーズ(Ashland社)が例示される。また、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースは、信越化学工業社、ダウ・ケミカル社、日本曹達社、住友精化社、三晶社、ダイセルファインケム社、東京化成工業社等からも入手可能である。
As the hydroxyalkyl cellulose is commercially available, hydroxyalkyl cellulose obtained from the market may be used.
Specifically, examples of hydroxyethyl cellulose include the Nanosol series (Ashland). Hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose are also available from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Dow Chemical Co., Ltd., Nippon Soda Co., Ltd., Sumitomo Seika Chemical Co., Ltd., Sansho Co., Ltd., Daicel Fine Chem Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and the like.
(アルキルグリシジルエーテル)
本発明のセルロース誘導体の製造に用いられるアルキルグリシジルエーテルは、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキル基を導入可能である。また、前記アルキルグリシジルエーテルは、カチオン性基を有しないことが好ましい。
ここで、ヒドロキシアルキルセルロースに導入されるアルキル基としては、好ましくは直鎖状又は分岐状のアルキル基、より好ましくは直鎖状のアルキル基である。
ヒドロキシアルキルセルロースに導入されるアルキル基の炭素数は、前記ヒドロキシアルキルセルロースに疎水性を付与する観点から好ましくは4以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは8以上、更に好ましくは10以上であり、前記セルロース誘導体の溶解性を確保する観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、更に好ましくは15以下、更に好ましくは14以下である。
本発明において、アルキルグリシジルエーテルとしては、下記式(1)で表される化合物が好ましい。
(Alkylation glycidyl ether)
The alkylglycidyl ether used in the production of the cellulose derivative of the present invention can introduce an alkyl group into hydroxyalkyl cellulose. Further, the alkylglycidyl ether preferably does not have a cationic group.
Here, the alkyl group introduced into the hydroxyalkyl cellulose is preferably a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group.
The number of carbon atoms of the alkyl group introduced into the hydroxyalkyl cellulose is preferably 4 or more, more preferably 6 or more, still more preferably 8 or more, still more preferably 10 or more from the viewpoint of imparting hydrophobicity to the hydroxyalkyl cellulose. From the viewpoint of ensuring the solubility of the cellulose derivative, it is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less, still more preferably 15 or less, still more preferably 14 or less.
In the present invention, the alkyl glycidyl ether is preferably a compound represented by the following formula (1).
式(1)中、Rは炭素数4以上20以下のアルキル基を示し、R11はそれぞれ独立に、炭素数2〜4のアルキレン基を示し、n1は−R11O−の平均付加モル数を示し、n1は0以上30以下である。
In formula (1), R represents an alkyl group having 4 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, R 11 independently represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and n1 is the average number of moles of added −R 11 O−. Is shown, and n1 is 0 or more and 30 or less.
式(1)中、Rが示すアルキル基の炭素数は、前記ヒドロキシアルキルセルロースに疎水性を付与する観点から好ましくは4以上、好ましくは6以上、より好ましくは8以上、更に好ましくは10以上であり、そして、前記セルロース誘導体の溶解性を確保する観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、更に好ましくは15以下、更に好ましくは14以下である。前記アルキル基は、直鎖状、分岐状のいずれでもよいが、直鎖状であることが好ましい。
式(1)中、R11はそれぞれ独立に、炭素数2〜4のアルキレン基を示し、好ましくは炭素数2又は3、すなわち、エチレン基又はプロピレン基である。R11が複数存在する場合、それぞれ同一でも異なっていてもよい。n1は0以上30以下であり、好ましくは0以上20以下、より好ましくは0以上10以下、更に好ましくは0以上5以下であり、0であってもよい。
In the formula (1), the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R is preferably 4 or more, preferably 6 or more, more preferably 8 or more, and further preferably 10 or more from the viewpoint of imparting hydrophobicity to the hydroxyalkyl cellulose. Yes, and from the viewpoint of ensuring the solubility of the cellulose derivative, it is preferably 20 or less, more preferably 18 or less, still more preferably 16 or less, still more preferably 15 or less, still more preferably 14 or less. The alkyl group may be linear or branched, but is preferably linear.
In the formula (1), R 11 independently represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms, that is, an ethylene group or a propylene group. If R 11 there are a plurality, may each be the same or different. n1 is 0 or more and 30 or less, preferably 0 or more and 20 or less, more preferably 0 or more and 10 or less, still more preferably 0 or more and 5 or less, and may be 0.
前記式(1)で表される化合物の具体例としては、ブチルグリシジルエーテル、ペンチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、ヘプチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジルエーテル、ヘプタデシルグリシジルエーテル、オクタデシルグリシジルエーテル等のアルキル基を有するグリシジルエーテルが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the formula (1) include butyl glycidyl ether, pentyl glycidyl ether, hexyl glycidyl ether, heptyl glycidyl ether, octyl glycidyl ether, nonyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, undecyl glycidyl ether, and dodecyl. Examples thereof include glycidyl ethers having an alkyl group such as glycidyl ether, tridecyl glycidyl ether, tetradecyl glycidyl ether, pentadecyl glycidyl ether, hexadecyl glycidyl ether, heptadecyl glycidyl ether and octadecyl glycidyl ether.
使用するアルキルグリシジルエーテルの量は、所望するアルキル基の置換度(MSR)と反応収率とを考慮して適宜選択すればよいが、ヒドロキシアルキルセルロースを疎水的に変性させる観点から、ヒドロキシアルキルセルロースの構成単糖単位1モルに対し、好ましくは0.001モル以上、より好ましくは0.003モル以上、更に好ましくは0.01モル以上であり、前記セルロース誘導体の製造容易性及びアルキル化選択率を高める観点から、好ましくは5モル以下、より好ましくは3モル以下、更に好ましくは1モル以下、更に好ましくは0.5モル以下、更に好ましくは0.3モル以下、更に好ましくは0.1以下である。
アルキルグリシジルエーテルの添加方法は一括、間欠、連続のいずれでもよい。
The amount of alkyl glycidyl ether to be used may be appropriately selected in consideration of the desired degree of substitution (MS R ) of the alkyl group and the reaction yield, but from the viewpoint of hydrophobically modifying hydroxyalkyl cellulose, hydroxyalkyl Constituent of cellulose The content is preferably 0.001 mol or more, more preferably 0.003 mol or more, still more preferably 0.01 mol or more, and the ease of production of the cellulose derivative and selection of alkylation with respect to 1 mol of the monosaccharide unit. From the viewpoint of increasing the rate, it is preferably 5 mol or less, more preferably 3 mol or less, further preferably 1 mol or less, still more preferably 0.5 mol or less, still more preferably 0.3 mol or less, still more preferably 0.1 mol. It is as follows.
The method of adding the alkylglycidyl ether may be batch, intermittent, or continuous.
(塩基性化合物)
本発明において、ヒドロキシアルキルセルロースと、アルキルグリシジルエーテルとの反応は、塩基性化合物の存在下で行われる。
塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物;トリメチルアミン、トリエチルアミン等の3級アミン化合物類等が挙げられる。これらの中ではアルキルグリシジルエーテルとの反応速度の観点から、好ましくはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、より好ましくはアルカリ金属水酸化物、更に好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。これらの塩基性化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
塩基性化合物の添加方法に特に限定はなく、一括添加でも、分割添加でもよい。また、塩基性化合物は固体状態で添加してもよく、水溶液としてから添加してもよい。
(Basic compound)
In the present invention, the reaction between hydroxyalkyl cellulose and alkyl glycidyl ether is carried out in the presence of a basic compound.
Examples of the basic compound include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide; and tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine. Examples include compounds. Among these, from the viewpoint of the reaction rate with alkyl glycidyl ether, preferably alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, more preferably alkali metal hydroxide, still more preferably sodium hydroxide and potassium hydroxide. Is. These basic compounds can be used alone or in combination of two or more.
The method of adding the basic compound is not particularly limited, and it may be added all at once or in divided amounts. Further, the basic compound may be added in a solid state or may be added after being made into an aqueous solution.
添加する塩基性化合物の量は、十分な反応性を得るとともに、アルキル化選択率を高める観点から、ヒドロキシアルキルセルロースのアンヒドログルコース単位(AGU)1モルに対して、好ましくは0.01モル当量以上、より好ましくは0.05モル当量以上、更に好ましくは0.1モル当量以上であり、同様の観点から、好ましくは10モル当量以下、より好ましくは5モル当量以下、更に好ましくは3モル当量以下、更に好ましくは2モル当量以下、更に好ましくは1モル当量以下である。 The amount of basic compound to be added is preferably 0.01 molar equivalent per 1 mol of anhydroglucose unit (AGU) of hydroxyalkyl cellulose from the viewpoint of obtaining sufficient reactivity and increasing alkylation selectivity. The above is more preferably 0.05 molar equivalent or more, still more preferably 0.1 molar equivalent or more, and from the same viewpoint, preferably 10 molar equivalent or less, more preferably 5 molar equivalent or less, still more preferably 3 molar equivalent. Hereinafter, it is more preferably 2 molar equivalents or less, still more preferably 1 molar equivalent or less.
(溶媒)
本発明において、工程1では、溶媒中で塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させる。
前記溶媒は、ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である。
ここで、ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度は、アルキルグリシジルエーテルを添加前の、ヒドロキシアルキルセルロース、塩基性化合物、及び溶媒を含む組成物で評価を行う。
当該組成物を撹拌後、得られた懸濁液を遠心分離し、上澄み液を抜き出す。なお、撹拌から上澄み液の抜き出しまでの工程は、20℃にて行う。溶解度の算出は、抜き出した上澄み液を真空乾燥機で減圧乾燥し、乾燥後の質量を精秤することで行う。溶解度は、下記式で表される。
溶解度=上澄み液の乾燥後の固形分(g)÷(抜き出した上澄み液量(g)−上澄み液の乾燥後の固形分(g))×100
なお、塩基性化合物は、その殆んどがヒドロキシアルキルセルロースに分配され、上澄み液への存在量は微量である。
(solvent)
In the present invention, in step 1, hydroxyalkyl cellulose is reacted with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent.
The solvent is a solvent having a solubility of hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less.
Here, the solubility of hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. is evaluated with a composition containing hydroxyalkyl cellulose, a basic compound, and a solvent before addition of alkylglycidyl ether.
After stirring the composition, the obtained suspension is centrifuged and the supernatant is extracted. The steps from stirring to extracting the supernatant are performed at 20 ° C. The solubility is calculated by drying the extracted supernatant under reduced pressure in a vacuum dryer and weighing the mass after drying. Solubility is expressed by the following formula.
Solubility = Solids after drying of supernatant (g) ÷ (Amount of supernatant extracted (g) -Solid after drying of supernatant (g)) x 100
Most of the basic compounds are distributed in hydroxyalkyl cellulose, and the amount of the basic compounds present in the supernatant is very small.
前記溶解度は、ヒドロキシアルキルセルロースの凝集の抑制及びアルキル化選択率の向上の観点から0.7以下であり、好ましくは0.65以下、より好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.45以下であり、そして、アルキルグリシジルエーテルとの反応性を得る観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.15以上、更に好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.35以上である。 The solubility is 0.7 or less, preferably 0.65 or less, more preferably 0.6 or less, still more preferably 0.5 or less, from the viewpoint of suppressing aggregation of hydroxyalkyl cellulose and improving alkylation selectivity. , More preferably 0.45 or less, and from the viewpoint of obtaining reactivity with alkyl glycidyl ether, preferably 0.1 or more, more preferably 0.15 or more, still more preferably 0.2 or more, still more preferable. Is 0.3 or more, more preferably 0.35 or more.
使用する溶媒としては、水及び非水溶媒が挙げられ、水と非水溶媒との混合溶媒であることが好ましい。
非水溶媒としては、一般的に使用されるメタノール、エタノール、イソプロパノール、tert−ブタノール等の1級、2級又は3級の炭素数1以上4以下のアルコール(低級アルコール);アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3以上6以下のケトン;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル;ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
これらの中でも、溶媒としては、好ましくは水と非水溶媒との混合溶媒、より好ましくは水と低級アルコールとの混合溶媒、更に好ましくは水と炭素数3以上4以下の2級又は3級のアルコールとの混合溶媒、更に好ましくは水と、イソプロパノール又はtert−ブタノールとの混合溶媒、更に好ましくは水とイソプロパノールとの混合溶媒である。
Examples of the solvent to be used include water and a non-aqueous solvent, and a mixed solvent of water and a non-aqueous solvent is preferable.
As the non-aqueous solvent, commonly used alcohols (lower alcohols) having 1 to 4 carbon atoms of primary, secondary or tertiary such as methanol, ethanol, isopropanol and tert-butanol; acetone, methyl ethyl ketone and methyl. Ketones having 3 or more and 6 or less carbon atoms such as isobutyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; aprotonic polar solvents such as dimethyl sulfoxide can be mentioned.
Among these, the solvent is preferably a mixed solvent of water and a non-aqueous solvent, more preferably a mixed solvent of water and a lower alcohol, and further preferably water and a secondary or tertiary solvent having 3 or more and 4 or less carbon atoms. A mixed solvent with alcohol, more preferably water and a mixed solvent of isopropanol or tert-butanol, still more preferably a mixed solvent of water and isopropanol.
溶媒として、水と低級アルコールとの混合溶媒を使用する場合、水に対する低級アルコールの質量比(低級アルコール/水)は、ヒドロキシアルキルセルロースの凝集を抑制し、向上したアルキル選択率を得る観点から、好ましくは3以上、より好ましくは3.5以上、更に好ましくは4以上、更に好ましくは4.5以上であり、そして、好ましくは10以下、より好ましくは8.5以下、更に好ましくは7以下、更に好ましくは6.5以下である。 When a mixed solvent of water and a lower alcohol is used as the solvent, the mass ratio of the lower alcohol to water (lower alcohol / water) suppresses the aggregation of hydroxyalkyl cellulose and obtains an improved alkyl selectivity. It is preferably 3 or more, more preferably 3.5 or more, still more preferably 4 or more, still more preferably 4.5 or more, and preferably 10 or less, more preferably 8.5 or less, still more preferably 7 or less. More preferably, it is 6.5 or less.
工程1において、溶媒及びヒドロキシアルキルセルロースの総質量に対するヒドロキシアルキルセルロースの含有量(ヒドロキシアルキルセルロース/(ヒドロキシアルキルセルロース+溶媒)×100)は、使用する溶媒量を低減する観点、及び反応効率を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、製造時の撹拌を容易にする観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。 In step 1, the content of hydroxyalkyl cellulose (hydroxyalkyl cellulose / (hydroxyalkyl cellulose + solvent) × 100) with respect to the total mass of the solvent and hydroxyalkyl cellulose improves the viewpoint of reducing the amount of solvent used and the reaction efficiency. From the viewpoint of making it, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, and at the time of production. From the viewpoint of facilitating stirring, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 35% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less.
工程1において、ヒドロキシアルキルセルロースと溶媒とを撹拌した後、塩基性化合物を添加し、更に撹拌した後に、アルキルグリシジルエーテルを添加して反応させることが好ましい。
工程1における反応温度は、反応速度を向上させる観点から、好ましくは55℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは65℃以上、更に好ましくは70℃以上、更に好ましくは75℃以上であり、そして、副反応を抑制する観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、更に好ましくは85℃以下である。
In step 1, it is preferable that the hydroxyalkyl cellulose and the solvent are stirred, then a basic compound is added, and after further stirring, an alkyl glycidyl ether is added and reacted.
The reaction temperature in step 1 is preferably 55 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 65 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 75 ° C. or higher, from the viewpoint of improving the reaction rate. From the viewpoint of suppressing side reactions, the temperature is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 95 ° C. or lower, still more preferably 90 ° C. or lower, still more preferably 85 ° C. or lower.
<工程2>
本発明において、工程1の後に、更に、カチオン化剤と反応させる工程(以下、「工程2」ともいう)を有することが好ましい。本発明のセルロース誘導体の製造方法が、工程1及び工程2を有する場合、得られるセルロース誘導体は、ヒドロキシアルキルセルロースに、アルキル基と、カチオン性基とか導入された構造を有する。
工程2で使用される化合物及び反応条件について以下に説明する。
<Process 2>
In the present invention, it is preferable to have a step of further reacting with the cationizing agent (hereinafter, also referred to as “step 2”) after the step 1. When the method for producing a cellulose derivative of the present invention has steps 1 and 2, the obtained cellulose derivative has a structure in which an alkyl group and a cationic group are introduced into hydroxyalkyl cellulose.
The compounds and reaction conditions used in step 2 will be described below.
(カチオン化剤)
本発明のセルロース誘導体の製造方法に用いられるカチオン化剤により、工程1で得られたアルキル化ヒドロキシアルキルセルロースにカチオン性基が導入される。
ここでカチオン性基とは、好ましくは4級アンモニウム塩、又はプロトンを付加することで4級アンモニウム塩に転換が可能な3級アミン及びその塩(第3級アミン塩)を意味する。
カチオン化剤としては、下記式(2)で表される化合物が好ましい。
(Cationizing agent)
A cationic group is introduced into the alkylated hydroxyalkyl cellulose obtained in step 1 by the cationizing agent used in the method for producing a cellulose derivative of the present invention.
Here, the cationic group preferably means a quaternary ammonium salt or a tertiary amine which can be converted into a quaternary ammonium salt by adding a proton and a salt thereof (tertiary amine salt).
As the cationizing agent, a compound represented by the following formula (2) is preferable.
(式(2)中、R21〜R23はそれぞれ独立に、炭素数1以上24以下の炭化水素基を示し、X−はアニオンを示しtは0以上3以下の整数を示す。)
(In the formula (2), R 21 to R 23 independently represent a hydrocarbon group having 1 or more and 24 or less carbon atoms, X − indicates an anion, and t indicates an integer of 0 or more and 3 or less.)
式(2)中、R21〜R23はそれぞれ独立に、炭素数1以上、溶解性の観点から炭素数24以下の炭化水素基を示し、好ましくは炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数1以上4以下の直鎖又は分岐の炭化水素基である。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基が例示される。これらの中でも、メチル基又はエチル基が好ましく、R21〜R23の全てがメチル基又はエチル基であることがより好ましく、R21〜R23の全てがメチル基であることが更に好ましい。
式(2)中、tは0以上3以下の整数を示し、好ましくは1以上3以下の整数、より好ましくは1又は2、更に好ましくは1である。
X−はアニオンを示し、第4級アンモニウムカチオンの対イオンである。具体的には、炭素数1以上3以下のアルキル硫酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、炭素数1以上3以下のカルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン)、及びハロゲン化物イオンが例示される。
これらの中でも、製造の容易性及び原料入手容易性の観点から、X−は、好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル硫酸イオン、硫酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される1種以上、より好ましくはハロゲン化物イオンである。ハロゲン化物イオンとしては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、及びヨウ化物イオンが挙げられるが、得られる多糖誘導体の水溶性及び化学的安定性の観点から、好ましくは塩化物イオン及び臭化物イオンから選択される1種以上、より好ましくは塩化物イオンである。
X−は1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。
In the formula (2), R 21 to R 23 each independently represent a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 24 or less carbon atoms from the viewpoint of solubility, preferably a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 12 or less carbon atoms. Yes, more preferably a linear or branched hydrocarbon group having 1 or more and 4 or less carbon atoms. Specific examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group and isobutyl group. Among these, a methyl group or an ethyl group is preferable, all of R 21 to R 23 are more preferably a methyl group or an ethyl group, and all of R 21 to R 23 are further preferably a methyl group.
In the formula (2), t represents an integer of 0 or more and 3 or less, preferably an integer of 1 or more and 3 or less, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
X − represents an anion and is a counterion of a quaternary ammonium cation. Specifically, alkyl sulfate ions having 1 or more and 3 or less carbon atoms, sulfate ions, phosphate ions, carboxylic acid ions (formic acid ions, acetate ions, propionic acid ions) having 1 to 3 carbon atoms, and halide ions Illustrated.
Among these, from the viewpoint of ease of production and availability of raw materials, X − is preferably one or more selected from alkyl sulfate ions, sulfate ions, and halide ions having 1 or more and 3 or less carbon atoms. It is preferably a halide ion. Examples of the halide ion include fluoride ion, chloride ion, bromide ion, and iodide ion, but from the viewpoint of water solubility and chemical stability of the obtained polysaccharide derivative, chloride ion and bromide ion are preferable. One or more selected from, more preferably chloride ions.
X - may be one kind alone or two or more kinds.
前記式(2)で表されるカチオン化剤の具体例としては、グリシジルトリメチルアンモニウム、グリシジルトリエチルアンモニウム、グリシジルトリプロピルアンモニウムのそれぞれ塩化物、臭化物又はヨウ化物が例示される。
これらの中では、原料の入手の容易性及び化学的安定性の観点から、グリシジルトリメチルアンモニウム又はグリシジルトリエチルアンモニウムの塩化物又は臭化物が好ましく、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドがより好ましい。
これらのカチオン化剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
Specific examples of the cationizing agent represented by the formula (2) include chlorides, bromides and iodides of glycidyltrimethylammonium, glycidyltriethylammonium and glycidyltripropylammonium, respectively.
Among these, chlorides or bromides of glycidyltrimethylammonium or glycidyltriethylammonium are preferable, and glycidyltrimethylammonium chloride is more preferable, from the viewpoint of availability of raw materials and chemical stability.
These cationizing agents can be used alone or in combination of two or more.
使用するカチオン化剤の量は、所望するカチオン性基の置換度(MSC)と反応収率とを考慮して適宜選択すればよいが、セルロース誘導体の水溶性、及び本発明の効果を得る観点から、ヒドロキシアルキルセルロースのアンヒドログルコースユニット(AGU)1モルに対し、好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.03モル以上、更に好ましくは0.05モル以上、更に好ましくは0.1モル以上であり、上記の観点及び多糖誘導体の製造コストの観点から、好ましくは30モル以下、より好ましくは10モル以下、更に好ましくは1モル以下、更に好ましくは0.5モル以下である。
カチオン化剤の添加方法は一括、間欠、連続のいずれでもよい。
The amount of cationizing agent to be used may be suitably selected in consideration of the reaction yield and the degree of substitution desired cationic group (MS C) but obtained, water-soluble cellulose derivatives, and the effect of the present invention From the viewpoint, the amount is preferably 0.01 mol or more, more preferably 0.03 mol or more, still more preferably 0.05 mol or more, still more preferably 0. Mo. It is 1 mol or more, and is preferably 30 mol or less, more preferably 10 mol or less, still more preferably 1 mol or less, still more preferably 0.5 mol or less, from the above viewpoint and the viewpoint of the production cost of the polysaccharide derivative.
The method of adding the cationizing agent may be batch, intermittent, or continuous.
本発明において、工程1と工程2との間に、洗浄工程を有していてもよいが、生産効率の観点から、洗浄工程を有さないことが好ましい。工程1の後、洗浄工程により、塩基性化合物を除去することなく、カチオン化反応させることが好ましい。なお、洗浄工程とは、工程1で得られたアルキル化ヒドロキシアルキルセルロースを、熱水、イソプロピルアルコール、アセトン等の溶媒で洗浄することで、未反応のアルキルグリシジルエーテルを除去したり、中和等により塩基性化合物を塩として除去する工程である。洗浄工程後、ろ過や乾燥の後、塩基性化合物を再添加して、カチオン化反応させるものである。 In the present invention, a cleaning step may be provided between the steps 1 and 2, but it is preferable not to have the cleaning step from the viewpoint of production efficiency. After the step 1, it is preferable to carry out a cationization reaction without removing the basic compound by a washing step. In the washing step, the alkylated hydroxyalkyl cellulose obtained in step 1 is washed with a solvent such as hot water, isopropyl alcohol, or acetone to remove unreacted alkylglycidyl ether, neutralize, or the like. This is a step of removing the basic compound as a salt. After the washing step, filtration and drying, the basic compound is re-added to cause a cationization reaction.
工程2における反応温度は、反応性を得る観点から、好ましくは65℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは55℃以下であり、そして、反応速度の観点から、好ましくは20℃以上、より好ましくは30℃以上、更に好ましくは40℃以上、更に好ましくは45℃以上である。 The reaction temperature in step 2 is preferably 65 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or lower, still more preferably 55 ° C. or lower from the viewpoint of obtaining reactivity, and preferably 20 ° C. or higher from the viewpoint of reaction rate. It is more preferably 30 ° C. or higher, further preferably 40 ° C. or higher, still more preferably 45 ° C. or higher.
カチオン化剤が液体状態である場合には、そのまま用いてもよいし、水や非水溶媒等の良溶媒に希釈して添加してもよい。希釈に用いる非水溶媒としては、上述した溶媒が同様に例示される。 When the cationizing agent is in a liquid state, it may be used as it is, or it may be diluted with a good solvent such as water or a non-aqueous solvent and added. As the non-aqueous solvent used for dilution, the above-mentioned solvent is similarly exemplified.
工程2における反応終了後は、酸を用いて塩基性化合物を中和することができる。中和は、全ての反応の終了後に行うことが好ましい。酸としては、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、酢酸、乳酸等の有機酸を用いることができる。
セルロース誘導体製造時の全ての反応終了後に得られたセルロース誘導体は、必要に応じて、濾過等により分別したり、熱水、含水イソプロピルアルコール、含水アセトン溶媒等で洗浄して未反応のヒドロキシアルキル化剤、アルキル化剤、アニオン化剤、カチオン化剤、並びにこれらの反応剤由来の副生物、中和等により副生した塩類を除去してから使用することもできる。その他、精製方法としては、再沈殿精製、遠心分離、透析等一般的な精製方法を用いることができる。
After completion of the reaction in step 2, the basic compound can be neutralized with an acid. Neutralization is preferably performed after the completion of all reactions. As the acid, an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid, or an organic acid such as acetic acid or lactic acid can be used.
If necessary, the cellulose derivative obtained after the completion of all the reactions during the production of the cellulose derivative is separated by filtration or the like, or washed with hot water, hydrous isopropyl alcohol, hydrous acetone solvent, etc. for unreacted hydroxyalkylation. It can also be used after removing agents, alkylating agents, anionic agents, cationizing agents, by-products derived from these reactants, and salts produced by neutralization. In addition, as a purification method, general purification methods such as reprecipitation purification, centrifugation, and dialysis can be used.
工程1及び工程2は、着色、及びセルロース鎖の分子量低下を抑制する観点から、それぞれ必要に応じて窒素等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。 Steps 1 and 2 are preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, if necessary, from the viewpoint of suppressing coloring and lowering of the molecular weight of the cellulose chain.
本発明において、工程1及び後述する工程2に用いる装置としては、フラスコ、SUS反応槽等の反応容器、及び撹拌が可能なレディゲミキサー等のミキサーや、粉体、高粘度物質、樹脂等の混錬に用いられる、いわゆるニーダー等の混合機を挙げることができる。
また、小スケールで反応を行う場合には、バイアル等のガラス容器を使用してもよい。
In the present invention, the apparatus used in step 1 and step 2 described later includes a flask, a reaction vessel such as a SUS reaction tank, a mixer such as a regigue mixer capable of stirring, a powder, a highly viscous substance, a resin, and the like. Examples thereof include a mixer such as a so-called kneader used for kneading.
Further, when the reaction is carried out on a small scale, a glass container such as a vial may be used.
<セルロース誘導体>
(置換度)
本発明において、得られるセルロース誘導体におけるアルキル基及びカチオン性基の置換度は特に限定されず、セルロース誘導体の所望の性質により、適宜選択してもよい。
本発明において、アルキル基の置換度(MSR)は、アルキル基の導入によって疎水的に変性する観点から、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.003以上、更に好ましくは0.005以上、更に好ましくは0.008以上、更に好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.015以上である。また、セルロース誘導体におけるアルキル基の置換度(MSR)は、セルロース誘導体の水への溶解性を確保する観点から、好ましくは1以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.1以下、更に好ましくは0.08以下、更に好ましくは0.06以下、更に好ましくは0.05以下、更に好ましくは0.04以下である。
アルキル基の置換度は、実施例に記載の方法により測定される。
<Cellulose derivative>
(Degree of substitution)
In the present invention, the degree of substitution of the alkyl group and the cationic group in the obtained cellulose derivative is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the desired properties of the cellulose derivative.
In the present invention, the degree of substitution (MS R ) of the alkyl group is preferably 0.001 or more, more preferably 0.003 or more, still more preferably 0.005 or more, from the viewpoint of hydrophobic modification by introduction of the alkyl group. , More preferably 0.008 or more, still more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.015 or more. The degree of substitution (MS R ) of the alkyl group in the cellulose derivative is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, still more preferably 0.3 or less, from the viewpoint of ensuring the solubility of the cellulose derivative in water. , More preferably 0.1 or less, still more preferably 0.08 or less, still more preferably 0.06 or less, still more preferably 0.05 or less, still more preferably 0.04 or less.
The degree of substitution of the alkyl group is measured by the method described in Examples.
本発明において、セルロース誘導体におけるカチオン性基の置換度(以下、「MSC」ともいう)は、カチオン性基の導入によって電荷による吸着性を付与する観点から、好ましくは0.001以上、より好ましくは0.005以上、更に好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.07以上であり、そして、過度の電荷吸着を抑制し、水への溶解性及び高い透明性を有する多糖誘導体を得る観点から、好ましくは1以下、より好ましくは0.7以下、更に好ましくは0.4以下、更に好ましくは0.35以下、更に好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.25以下、更に好ましくは0.2以下である。
カチオン性基の置換度は、実施例に記載の方法により測定される。
In the present invention, the degree of substitution of the cationic groups in the cellulose derivative (hereinafter referred to as "MS C"), from the viewpoint of imparting adsorptivity due to the charge by introduction of cationic groups is preferably 0.001 or more, more preferably Is 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, still more preferably 0.05 or more, still more preferably 0.07 or more, and suppress excessive charge adsorption. From the viewpoint of obtaining a polysaccharide derivative having solubility in water and high transparency, it is preferably 1 or less, more preferably 0.7 or less, still more preferably 0.4 or less, still more preferably 0.35 or less, still more preferably. It is 0.3 or less, more preferably 0.25 or less, still more preferably 0.2 or less.
The degree of substitution of the cationic group is measured by the method described in Examples.
(用途)
本発明により得られるセルロース誘導体の用途としては特に限定されず、リンス、シャンプー剤等の毛髪化粧料に配合したり、布帛処理剤、洗濯用洗剤、洗濯用仕上げ剤、洗濯用洗浄向上剤、柔軟剤等に配合する等、特に限定されない。
(Use)
The use of the cellulose derivative obtained by the present invention is not particularly limited, and can be blended in hair cosmetics such as rinses and shampoos, fabric treatment agents, laundry detergents, laundry finishes, laundry cleaning improvers, and fabric softeners. There is no particular limitation, such as blending with an agent.
[ヒドロキシアルキルセルロースに対するアルキル化選択率の向上方法]
本発明のヒドロキシアルキルセルロースに対するアルキル化選択率の向上方法は、溶媒中で、塩基性化合物の存在下に、ヒドロキシアルキルセルロースにアルキルグリシジルエーテルを反応させ、アルキル化ヒドロキシアルキルセルロースを得る工程を有し、前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である。
上記の方法によれば、アルキル選択率を向上させることができる。
なお、アルキル選択率とは、添加したアルキルグリシジルエーテル(mol)のうち、ヒドロキシアルキルセルロースに導入されたアルキル基(mol)の割合(%)である。
アルキル選択率は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上、更に好ましくは20%以上、更に好ましくは30%以上、更に好ましくは35%以上、更に好ましくは40%以上、更に好ましくは45%以上、更に好ましくは50%以上である。
上記向上方法に使用する各成分及び各工程の好ましい範囲は、上述したセルロース誘導体の製造方法と同様である。
[Method for improving alkylation selectivity for hydroxyalkyl cellulose]
The method for improving the alkylation selectivity with respect to hydroxyalkyl cellulose of the present invention includes a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound to obtain alkylated hydroxyalkyl cellulose. The solvent is a solvent having a solubility of the hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less.
According to the above method, the alkyl selectivity can be improved.
The alkyl selectivity is the ratio (%) of the alkyl group (mol) introduced into the hydroxyalkyl cellulose to the added alkyl glycidyl ether (mol).
The alkyl selectivity is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, further preferably 15% or more, still more preferably 20% or more, still more preferably 30% or more, still more preferably 35% or more, still more preferably 40. % Or more, more preferably 45% or more, still more preferably 50% or more.
The preferable range of each component and each step used in the above-mentioned improvement method is the same as the above-mentioned method for producing a cellulose derivative.
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳述するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
実施例1
[セルロース誘導体の合成]
ヒドロキシエチルセルロース(以下、「HEC」という)(Ashland社、Natrosol 250 JR、重量平均分子量15万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5)5.0gを50mLマイティーバイアル(マルエム社)に入れ、イソプロピルアルコール(富士フイルム和光純薬社、和光一級、以下IPAという)23.4g、イオン交換水4.7gを加えた。200rpm.で5分間撹拌した後、水酸化ナトリウム(キシダ化学社、特級)0.29gを加え、更に15分間撹拌した。次に、ラウリルグリシジルエーテル(四日市合成社、LA−EP)0.21gを加え、80℃で30時間撹拌し、アルキル化反応を行った。
更に、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(阪本薬品工業社、SY−GTA80)0.76gを加え、50℃で1.5時間撹拌し、カチオン化反応を行った。その後、酢酸(富士フイルム和光純薬社、和光一級)0.53gを加え、30分間撹拌することで中和反応を行った。
得られた懸濁液を50mLの遠沈管に移し替え、卓上遠心機(コクサン社、H−28F)を用いて3500rpmで1分間遠心分離を行った。上澄みをデカンテーションにより取り除き、取り除いた上澄みと同量の85%IPA水溶液を加え、再分散を行った。再度、遠心分離と再分散の操作を繰り返し、3回目の遠心分離を行った後に沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を真空乾燥機(アドバンテック社、VR−420)を用いて80℃で一晩減圧乾燥し、エクストリームミル(ワーリング社、MX−1200XTM)により解砕することで、粉末状のセルロース誘導体を得た。
Example 1
[Synthesis of cellulose derivatives]
Hydroxyethyl cellulose (hereinafter referred to as "HEC") (Ashland, Natrosol 250 JR, weight average molecular weight 150,000, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5) 5.0 g was placed in a 50 mL mighty vial (Maruem) and isopropyl. 23.4 g of alcohol (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako First Grade, hereinafter referred to as IPA) and 4.7 g of ion-exchanged water were added. 200 rpm. After stirring for 5 minutes, 0.29 g of sodium hydroxide (Kishida Chemical Co., Ltd., special grade) was added, and the mixture was further stirred for 15 minutes. Next, 0.21 g of lauryl glycidyl ether (Yokkaichi Chemical Co., Ltd., LA-EP) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 30 hours to carry out an alkylation reaction.
Further, 0.76 g of glycidyltrimethylammonium chloride (SY-GTA80, Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1.5 hours to carry out a cationization reaction. Then, 0.53 g of acetic acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako First Grade) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes to carry out a neutralization reaction.
The obtained suspension was transferred to a 50 mL centrifuge tube and centrifuged at 3500 rpm for 1 minute using a tabletop centrifuge (Kokusan, H-28F). The supernatant was removed by decantation, and the same amount of 85% IPA aqueous solution as the removed supernatant was added and redispersed. The operation of centrifugation and redispersion was repeated again, and after the third centrifugation, the precipitate was taken out. The obtained precipitate was dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight using a vacuum dryer (Advantech, VR-420) and crushed by an extreme mill (Warling, MX-1200XTM) to obtain powdered cellulose. A derivative was obtained.
[重量平均分子量の測定]
ヒドロキシエチルセルロース(HEC)の重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によるポリエチレングリコール換算により算出した。
測定条件は、以下の通りである。
・カラム:TSKgel α−M×2
・溶離液:50mmol/L LiBr、1%CH3COOH、エタノール/水=3/7
・温度:40℃
・流速:0.6mL/min
[Measurement of weight average molecular weight]
The weight average molecular weight of hydroxyethyl cellulose (HEC) was calculated by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polyethylene glycol.
The measurement conditions are as follows.
-Column: TSKgel α-M x 2
Eluent: 50 mmol / L LiBr, 1% CH 3 COOH, ethanol / water = 3/7
・ Temperature: 40 ℃
・ Flow velocity: 0.6 mL / min
[モル平均置換度(MS)及び選択率の測定]
<前処理>
粉末状のセルロース誘導体1gを100gの水に溶かした後、水溶液を透析膜(スペクトラポア、分画分子量1000)に入れ、2日間透析を行った。得られた水溶液を一晩、凍結乾燥機(東京理科器械社、FDU1100)を用いて凍結乾燥することで精製セルロース誘導体を得た。
[Measurement of molar average degree of substitution (MS) and selectivity]
<Pretreatment>
After 1 g of the powdered cellulose derivative was dissolved in 100 g of water, the aqueous solution was placed in a dialysis membrane (Spectrapore, molecular weight cut off of 1000) and dialyzed for 2 days. The obtained aqueous solution was freeze-dried overnight using a freeze-dryer (Tokyo University of Science, FDU1100) to obtain a purified cellulose derivative.
<ケルダール法によるカチオン性基質量の算出>
精製したセルロース誘導体の200mgを精秤し、硫酸10mLとケルダール錠(Merck社)1錠を加え、ケルダール分解装置(BUCHI社、K−432)にて加熱分解を行った。分解終了後、サンプルにイオン交換水30mLを加え、自動ケルダール蒸留装置(BUCHI社、K−370)を用いてサンプルの窒素含量(質量%)を求めることで、カチオン性基の質量を算出した。
<Calculation of cationic group mass by Kjeldahl method>
200 mg of the purified cellulose derivative was precisely weighed, 10 mL of sulfuric acid and 1 Kjeldahl tablet (Merck) were added, and heat decomposition was carried out with a Kjeldahl decomposition device (BUCHI, K-432). After completion of the decomposition, 30 mL of ion-exchanged water was added to the sample, and the nitrogen content (mass%) of the sample was determined using an automatic Kjeldahl distillation apparatus (BUCHI, K-370) to calculate the mass of the cationic group.
<Zeisel法によるアルキル基質量の算出>
精製したセルロース誘導体200mg、アジピン酸220mgを10mLバイアル(マルエム社、マイティーバイアルNo.3)に精秤し、内標溶液(テトラデカン/o−キシレン=1/25(v/v))3mL及びヨウ化水素酸3mLを加えて密栓した。また、セルロース誘導体の代わりに1−ヨードドデカンを2、4又は9mg加えた検量線用の試料を調製した。
各試料をスターラーチップにより撹拌しながら、ブロックヒーター(PIERCE社、Reacti−ThermIII Heating/Stirring module)を用いて160℃、2時間の条件で加熱した。試料を放冷した後、上層(o−キシレン層)を回収し、ガスクロマトグラフィー(以下、GCともいう)(島津製作所社、GC−2010 plus)にて分析した。
−GC分析条件−
カラム:Agilent HP−1(長さ:30m、液相膜厚:0.25μL、内径:32mm)
スプリット比:20
カラム温度:100℃(2min)→10℃/min→300℃(15min)
インジェクター温度:300℃
検出器:FID
検出器温度:330℃
打ち込み量:2μL
GCにより得られた1−ヨードドデカンの検出量から、サンプル中のアルキル基の質量を求めた。
<Calculation of alkyl group mass by Zeisel method>
200 mg of the purified cellulose derivative and 220 mg of adipic acid are precisely weighed into a 10 mL vial (Mighty Vial No. 3 of Maruem Co., Ltd.), and 3 mL of the internal standard solution (tetradecane / o-xylene = 1/25 (v / v)) and iodide are formed. 3 mL of hydrogenic acid was added and the mixture was sealed. In addition, a sample for a calibration curve was prepared by adding 2, 4 or 9 mg of 1-iododecane instead of the cellulose derivative.
Each sample was heated at 160 ° C. for 2 hours using a block heater (PIERCE, Realti-ThermIII Heating / Stilring module) while stirring with a stirrer tip. After allowing the sample to cool, the upper layer (o-xylene layer) was recovered and analyzed by gas chromatography (hereinafter, also referred to as GC) (Shimadzu Corporation, GC-2010 plus).
-GC analysis conditions-
Column: Agilent HP-1 (length: 30 m, liquid phase film thickness: 0.25 μL, inner diameter: 32 mm)
Split ratio: 20
Column temperature: 100 ° C (2 min) → 10 ° C / min → 300 ° C (15 min)
Injector temperature: 300 ° C
Detector: FID
Detector temperature: 330 ° C
Driving amount: 2 μL
The mass of the alkyl group in the sample was determined from the detected amount of 1-iododecane obtained by GC.
<アルキル基のモル平均置換度と選択率の算出>
上述のカチオン基とアルキル基の質量及び全サンプル質量から、HEC骨格の質量を計算し、それぞれ物質量(mol)に変換することで、アルキル基のモル平均置換度(MS(Alkyl))及びカチオン性基のモル平均置換度(MS(Cation))を算出した。また、添加したアルキル化剤(mol)のうち、HECに導入されたアルキル基の割合(mol)を求め、選択率とした。
<Calculation of molar average degree of substitution and selectivity of alkyl groups>
By calculating the mass of the HEC skeleton from the masses of the above-mentioned cation group and alkyl group and the total sample mass and converting each into the amount of substance (mol), the molar average degree of substitution (MS (Alkyl)) of the alkyl group and the cation The molar average degree of substitution (MS (Cation)) of the sex group was calculated. Further, the ratio (mol) of the alkyl group introduced into HEC was determined from the added alkylating agent (mol) and used as the selectivity.
[溶解度の算出]
HEC(Ashland社、Natrosol 250 JR、重量平均分子量15万)5.0gを50mLマイティーバイアル(マルエム社)に入れ、IPA23.4g、イオン交換水4.7gを加えた。200rpm.で5分間撹拌した後、水酸化ナトリウム(キシダ化学社、特級)0.29gを加え、更に15分撹拌した。得られた懸濁液を50mLの遠沈管に移し替え、卓上遠心機(コクサン社、H−28F)を用いて3500rpmで1分間遠心分離を行った。上澄み約5gを精秤して50mLのスクリューバイアル(マルエム社)中に取り分け、真空乾燥機(アドバンテック社、VR−420)を用いて100℃で2時間減圧乾燥し、乾燥後の質量を精秤した。下記式から上澄み液中の固形分の比率を求め、溶解度とした。
溶解度=上澄み乾燥後の固形分(g)÷(抜き出した上澄み液量(g)−上澄み乾燥後の固形分(g))×100
[Calculation of solubility]
5.0 g of HEC (Ashland, Natrosol 250 JR, weight average molecular weight 150,000) was placed in a 50 mL mighty vial (Maruem), and 23.4 g of IPA and 4.7 g of ion-exchanged water were added. 200 rpm. After stirring for 5 minutes, 0.29 g of sodium hydroxide (Kishida Chemical Co., Ltd., special grade) was added, and the mixture was further stirred for 15 minutes. The obtained suspension was transferred to a 50 mL centrifuge tube and centrifuged at 3500 rpm for 1 minute using a tabletop centrifuge (Kokusan, H-28F). Approximately 5 g of the supernatant is precisely weighed and placed in a 50 mL screw vial (Maruem), dried under reduced pressure at 100 ° C. for 2 hours using a vacuum dryer (Advantech, VR-420), and the mass after drying is precisely weighed. did. The ratio of solid content in the supernatant was calculated from the following formula and used as the solubility.
Solubility = solid content after drying the supernatant (g) ÷ (amount of extracted supernatant liquid (g) -solid content after drying the supernatant (g)) x 100
[凝集有無の判断]
HEC(Ashland社、Natrosol 250 JR、重量平均分子量15万)5.0gを50mLマイティーバイアル(マルエム社)に入れ、IPA23.4g、脱イオン水4.7gを加えた。200rpm.で5分間撹拌した後、水酸化ナトリウム(キシダ化学社、特級)0.29gを加え、更に15分間撹拌した。続いて80℃で5時間撹拌を行った後、室温で1時間放冷した。
凝集の有無は、前記バイアルを上下逆さにし、30秒以内に固形分が底部に落下したものを非凝集と判断し、落下しなかったものを秒集とした。
放冷後、バイアルを上下逆さにしたところ、30秒以内に固形分が底部に落下したため非凝集と判断した。
[Judgment of presence / absence of aggregation]
5.0 g of HEC (Ashland, Natrosol 250 JR, weight average molecular weight 150,000) was placed in a 50 mL mighty vial (Maruem), and 23.4 g of IPA and 4.7 g of deionized water were added. 200 rpm. After stirring for 5 minutes, 0.29 g of sodium hydroxide (Kishida Chemical Co., Ltd., special grade) was added, and the mixture was further stirred for 15 minutes. Subsequently, the mixture was stirred at 80 ° C. for 5 hours and then allowed to cool at room temperature for 1 hour.
Regarding the presence or absence of agglomeration, the vial was turned upside down, and the one in which the solid content fell to the bottom within 30 seconds was judged to be non-aggregate, and the one in which the solid content did not fall was taken as a second collection.
After allowing to cool, the vial was turned upside down, and the solid content fell to the bottom within 30 seconds, so it was judged to be non-aggregated.
[製剤流動性の評価]
界面活性剤(ポリオキシエチレン(10)ラウリルエーテル(エマルゲン110L、花王社))を有効分で20質量%、前記セルロース誘導体3質量%を含む水溶液(5mL)を10mLスクリュー管(目盛付き)中に調製し、24時間スターラーにより、撹拌を行い(20℃)、溶解させた。
得られた溶液をスクリュー管ごと上下逆転させ、目視により流動性を評価した。
ほぼ全ての溶液(90%以上)が上部から下部に移動する時間を測定した。
ほぼ全ての溶液(90%以上)が上部から下部に移動する時間は、好ましくは5秒以内、より好ましくは3秒以内である。
[Evaluation of formulation fluidity]
An aqueous solution (5 mL) containing 20% by mass of a surfactant (polyoxyethylene (10) lauryl ether (Emargen 110L, Kao Corporation)) and 3% by mass of the cellulose derivative was placed in a 10 mL screw tube (with scale). It was prepared and stirred with a stirrer for 24 hours (20 ° C.) to dissolve.
The obtained solution was turned upside down together with the screw tube, and the fluidity was visually evaluated.
The time it took for almost all solutions (90% or more) to move from top to bottom was measured.
The time it takes for almost all solutions (90% or more) to move from top to bottom is preferably within 5 seconds, more preferably within 3 seconds.
実施例2
[セルロース誘導体の合成]
ヒドロキシエチルセルロース(以下、「HEC」という)(Ashland社、Natrosol 250 JR、重量平均分子量15万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5)5.0gを50mLマイティーバイアル(マルエム社)に入れ、IPA23.4g、イオン交換水4.7gを加えた。200rpm.で5分間撹拌した後、水酸化ナトリウム(キシダ化学社、特級)0.29gを加え、更に15分間撹拌した。次に、ラウリルグリシジルエーテル(四日市合成社、LA−EP)0.21gを加え、80℃で30時間撹拌し、アルキル化反応を行った。
その後、酢酸(富士フイルム和光純薬社、和光一級)0.53gを加え、30分間撹拌することで中和反応を行った。
得られた懸濁液を50mLの遠沈管に移し替え、卓上遠心機(コクサン社、H−28F)を用いて3500rpmで1分間遠心分離を行った。上澄みをデカンテーションにより取り除き、取り除いた上澄みと同量の85%IPA水溶液を加え、再分散を行った。再度、遠心分離と再分散の操作を繰り返し、3回目の遠心分離を行った後に沈殿物を取り出した。得られた沈殿物を真空乾燥機(アドバンテック社、VR−420)を用いて80℃で一晩減圧乾燥し、エクストリームミル(ワーリング社、MX−1200XTM)により解砕することで、粉末状のセルロース誘導体を得た。
Example 2
[Synthesis of cellulose derivatives]
5.0 g of hydroxyethyl cellulose (hereinafter referred to as "HEC") (Ashland, Natrosol 250 JR, weight average molecular weight 150,000, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5) was placed in a 50 mL mighty vial (Maruem), and IPA23. 0.4 g and 4.7 g of ion-exchanged water were added. 200 rpm. After stirring for 5 minutes, 0.29 g of sodium hydroxide (Kishida Chemical Co., Ltd., special grade) was added, and the mixture was further stirred for 15 minutes. Next, 0.21 g of lauryl glycidyl ether (Yokkaichi Chemical Co., Ltd., LA-EP) was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 30 hours to carry out an alkylation reaction.
Then, 0.53 g of acetic acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako First Grade) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes to carry out a neutralization reaction.
The obtained suspension was transferred to a 50 mL centrifuge tube and centrifuged at 3500 rpm for 1 minute using a tabletop centrifuge (Kokusan, H-28F). The supernatant was removed by decantation, and the same amount of 85% IPA aqueous solution as the removed supernatant was added and redispersed. The operation of centrifugation and redispersion was repeated again, and after the third centrifugation, the precipitate was taken out. The obtained precipitate was dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight using a vacuum dryer (Advantech, VR-420) and crushed by an extreme mill (Warling, MX-1200XTM) to obtain powdered cellulose. A derivative was obtained.
実施例3〜11及び比較例1〜4
実施例2と同様の方法を用いて、表1に示す実施例3〜11及び比較例1〜4のセルロース誘導体の合成と評価を行った。凝集有無の判断に関しては、固形分が30秒以内に底部に落下した場合を非凝集、30秒以上落下せず上部に付着したままの場合を凝集と判断した。
なお、実施例10では、アルキルグリシジルエーテルとしてブチルグリシジルエーテル(四日市合成社、DY−BP)を使用し、実施例11では、セチルグリシジルエーテル(四日市合成社、CE−EP)を使用した。
アルキルグリシジルエーテルは、AGU1モルあたり、0.05モルとなるように添加した。
また、塩基性化合物は、ヒドロキシアルキルセルロースのAGU1モルに対して、0.40モル当量となる量を使用した。
更に、実施例で使用したヒドロキシエチルセルロースは、以下の通りである。
・HEC、分子量15万:Ashland社、Natrosol 250JR、重量平均分子量=15万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5
・HEC、分子量30万:Ashland社、Natrosol 250GR、重量平均分子量=30万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5
・HEC、分子量72万:Ashland社、Natrosol 250MR、重量平均分子量=72万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5
・HEC、分子量100万:Ashland社、Natrosol 250HR、重量平均分子量=100万、ヒドロキシエチル基の置換度=2.5
Examples 3 to 11 and Comparative Examples 1 to 4
Using the same method as in Example 2, the cellulose derivatives of Examples 3 to 11 and Comparative Examples 1 to 4 shown in Table 1 were synthesized and evaluated. Regarding the determination of the presence or absence of aggregation, the case where the solid content fell to the bottom within 30 seconds was determined to be non-aggregation, and the case where the solid content did not fall for 30 seconds or more and remained attached to the top was determined to be aggregate.
In Example 10, butyl glycidyl ether (Yokkaichi Chemical Company Limited, DY-BP) was used as the alkyl glycidyl ether, and in Example 11, cetyl glycidyl ether (Yokkaichi Chemical Company Limited, CE-EP) was used.
Alkyl glycidyl ether was added in an amount of 0.05 mol per 1 mol of AGU.
Further, as the basic compound, an amount equivalent to 0.40 mol was used with respect to 1 mol of AGU of hydroxyalkyl cellulose.
Further, the hydroxyethyl cellulose used in the examples is as follows.
-HEC, molecular weight 150,000: Ashland, Natrosol 250JR, weight average molecular weight = 150,000, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5
-HEC, molecular weight 300,000: Ashland, Natrosol 250GR, weight average molecular weight = 300,000, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5
-HEC, molecular weight 720,000: Ashland, Natrosol 250MR, weight average molecular weight = 720,000, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5
-HEC, molecular weight 1 million: Ashland, Natrosol 250HR, weight average molecular weight = 1 million, degree of substitution of hydroxyethyl group = 2.5
表1の結果から、本発明のセルロース誘導体の製造方法では、凝集の発生が抑制され、更に、高いアルキル化選択率が得られることが示された。また、特に、ヒドロキシアルキルセルロースとして、より重量平均分子量が低いヒドロキシアルキルセルロースを使用した場合には、より製剤流動性に優れるセルロース誘導体が得られることが示された。また、重量平均分子量が低いヒドロキシアルキルセルロースでは、溶解性が高いことから、より、本発明の効果が顕著であることが分かった。
一方、使用する溶媒の溶解度が本発明の範囲を超える比較例1〜4では、反応により凝集が発生し、製造を行うことができなかった。そのため、置換度、アルキル化選択率及び製剤流動性については、評価を行うことができなかった。
From the results in Table 1, it was shown that in the method for producing a cellulose derivative of the present invention, the occurrence of aggregation was suppressed and a high alkylation selectivity could be obtained. Further, it was shown that, in particular, when hydroxyalkyl cellulose having a lower weight average molecular weight is used as the hydroxyalkyl cellulose, a cellulose derivative having more excellent formulation fluidity can be obtained. Further, it was found that the effect of the present invention is more remarkable because the hydroxyalkyl cellulose having a low weight average molecular weight has high solubility.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 in which the solubility of the solvent used exceeds the range of the present invention, aggregation occurred due to the reaction, and production could not be performed. Therefore, the degree of substitution, alkylation selectivity and formulation fluidity could not be evaluated.
本発明によれば、反応による凝集が抑制され、更に、アルキル化選択率に優れた、効率のよいセルロース誘導体の製造方法が提供されることが示された。
本発明のセルロース誘導体の製造方法は、種々の用途への応用が期待されるセルロース誘導体の効率のよい製造方法として、好適に使用可能である。
According to the present invention, it has been shown that aggregation due to the reaction is suppressed, and an efficient method for producing a cellulose derivative having an excellent alkylation selectivity is provided.
The method for producing a cellulose derivative of the present invention can be suitably used as an efficient method for producing a cellulose derivative, which is expected to be applied to various uses.
Claims (10)
前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である、
セルロース誘導体の製造方法。 It has a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent.
The solvent is a solvent having a solubility of the hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less.
Method for producing cellulose derivative.
前記溶媒が、前記ヒドロキシアルキルセルロースの20℃における溶解度が0.7以下の溶媒である、
ヒドロキシアルキルセルロースに対するアルキル化選択率の向上方法。 It has a step of reacting hydroxyalkyl cellulose with alkyl glycidyl ether in the presence of a basic compound in a solvent to obtain an alkylated hydroxyalkyl cellulose.
The solvent is a solvent having a solubility of the hydroxyalkyl cellulose at 20 ° C. of 0.7 or less.
A method for improving the alkylation selectivity for hydroxyalkyl cellulose.
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