生命科学関連特許情報
| タイトル： | 公開特許公報(A)_金属石鹸の製造方法 |
| 出願番号： | 2009271303 |
| 年次： | 2011 |
| IPC分類： | C07C 51/41,C07C 53/126,C07C 57/12,C07C 53/128 |
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伊森 徹 鈴木 準 JP 2011111428 公開特許公報(A) 20110609 2009271303 20091130 金属石鹸の製造方法 ＪＸ日鉱日石金属株式会社 502362758 酒井 正己 100116713 加々美 紀雄 100094709 伊森 徹 鈴木 準 C07C 51/41 20060101AFI20110513BHJP C07C 53/126 20060101ALI20110513BHJP C07C 57/12 20060101ALI20110513BHJP C07C 53/128 20060101ALI20110513BHJP JPC07C51/41C07C53/126C07C57/12C07C53/128 8 ＯＬ 6 4H006 4H006AA02 4H006AC47 4H006BC10 4H006BS10 4H006BS70本発明は、新規な純度の高い金属石鹸の製造方法に関する。 金属石鹸は、例えば、非特許文献１に記載されているように、工業的には通常（１）複分解法、（２）直接法により合成されている。複分解法とは、脂肪酸のトルエン溶液と水酸化ナトリウム（もしくは水酸化カリウム）水溶液を加熱攪拌して水溶液中で脂肪酸アルカリ金属塩を合成し、さらに金属塩を添加し加熱攪拌して金属石鹸を生成させて、生成した金属石鹸を有機相に抽出・分離し、溶媒除去後、加熱乾燥して脂肪酸金属塩を得るという方法である。一方、直接法とは、金属の水酸化物や炭酸塩と脂肪酸を直接無溶媒で加熱攪拌する方法である。上記した方法により、コバルト、ニッケル、銅等金属塩とナフテン酸、ステアリン酸、ネオデカン酸等の脂肪酸との金属石鹸がほぼ定量的に合成されている。吉田 時行他編「金属せっけんの性質の応用」昭和６３年１０月５日、幸書房発行１１〜２３頁 しかしながら、前記複分解法では、アルカリ水溶液中で反応させるので、水溶液中では不安定な金属塩や酸性領域でのみ安定な金属塩には適さない。例えば、パラジウムや白金等の塩はアルカリ性や中性付近では原料となる金属塩が不安定で分解するため、収率よく金属石鹸を合成することが不可能であった。すなわち、金属石鹸の合成方法として一般的な複分解法では、いわゆる金属塩を脂肪酸ナトリウムで中和する反応によるため、酸性溶液でのみ安定な金属塩はこの方法では金属石鹸にすることができなかった。また、複分解法で得られた金属石鹸は、アルカリ金属や未反応の脂肪酸などの不純物が多く、純度の高い金属石鹸を得るためには、生成した金属石鹸の有機相への抽出・分離を繰り返し行う必要があり、精製が煩雑である。 、一方、前記直接法は、反応材料として使用する金属化合物が高活性である場合に適用することができるが、Ｐｄ化合物などの貴金属化合物は、前記の反応活性が低く、適用することができない。 このように従来の技術では、貴金属化合物から金属石鹸を収率よく、高い純度の金属石鹸を得ることはできなかった。従来の金属石鹸、特に貴金属石鹸では脂肪酸の残留が避けられず、その場合用途によっては濡れ性等の特性に影響を与えることになる。 本発明は、こうした問題を解決するものであり、貴金属化合物を含め金属化合物から収率よく、かつ高純度の金属石鹸を得ることができる方法を提供することを目的とする。本発明者は、係る問題を解決するため、鋭意検討した結果、低級脂肪酸塩を用い脂肪酸部位の交換反応により、従来の複分解法や直接法では不可能な高収率で、かつ高純度の金属石鹸を合成できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、（１） 低級脂肪酸金属塩と長鎖脂肪酸を加熱下に反応させることを特徴とする金属石鹸の製造方法、（２） 低級脂肪酸が酢酸、またはプロピオン酸、であることを特徴とする前記（１）記載の金属石鹸の製造方法、（３） 低級脂肪酸の金属塩が金、銀、パラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム、スズ、ニッケル、コバルト、リチウム、アルミニウム、インジウム、ネオジムの塩であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の金属石鹸の製造方法、（４） 長鎖脂肪酸が炭素原子数７〜３０である前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法、（５） 低級脂肪酸金属塩が低級脂肪酸パラジウム塩である前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法、（６）反応温度が１００〜１５０℃である前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法、（７） 金属石鹸の収量が理論収量の９０％以上であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法、（８） 前記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法により得られた脂肪酸含有量が５％以下であることを特徴とする金属石鹸、に関する。 本発明によれば、低級脂肪酸金属塩と長鎖脂肪酸とを加熱するのみで脂肪酸の置換反応を進行することができ、ほぼ１００％の高収率で金属石鹸を得ることができる。しかも、この反応により副生した低級脂肪酸は、低沸点であるから、生成物から容易に分離することができ、高純度の金属石鹸を得ることができる。 さらに本発明の方法によればアルカリを使用しないので、従来の複分解法のように、ナトリウム、カリウムの混入も完全に回避することができ、こうした不純物の存在が問題となる分野においては極めて有用である。 以下、本願発明について具体的に説明する。 本発明は、低級脂肪酸金属塩と長鎖脂肪酸とを加熱下に反応させることにより、金属石鹸を製造するものである。 本発明に使用する前記低級脂肪酸金属塩を構成する低級脂肪酸としては、炭素原子数２〜５の脂肪酸が好ましい。中でも反応性の観点からまた沸点が低く、反応後の分離が容易であることから酢酸、プロピオン酸が特に好ましい。 前記金属塩の金属としては、金、銀、或いはパラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム等の白金族元素の貴金属が好ましいが、錫、ニッケル、コバルト、リチウム、アルミニウム、インジウム、ネオジム等の金属塩でも良い。特に好ましいのはパラジウムである。 本発明に使用する長鎖脂肪酸は、目的とする金属石鹸に応じて選択されるが、炭素原子数７〜３０の脂肪酸が好ましい。例えばヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、エイコサン酸、ドコサン酸、テトラコサン酸、ヘキサコサン酸、オクタコサン酸、トリアコンタン酸などの飽和脂肪酸、ナフテン酸、また、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸でも良い。その他、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、トール油酸等も例示することができる。 本発明において、前記低級脂肪酸金属塩と長鎖脂肪酸との反応は、これらの混合物を加熱するだけで反応は進行する。反応温度は、１００〜１５０℃、好ましくは１１０〜１３０℃で、反応時間３０分〜５時間、好ましくは１〜３時間である。反応は定量的に進行して１００％の収率で金属石鹸を得ることができる。なお、反応に際して溶媒は使用しても良いが、使用しない方が反応により生成する低級脂肪酸を反応系から外に抜き出しながら反応を行うことにより、効率的に置換反応を進行させることができる。これは、沸点の低い溶媒を使用すると、溶媒が還流し内容物の温度を上げることができず、一方沸点の高い溶媒を使用すると生成物に溶媒が混入することとなり、金属石鹸の純度を低下させることになるからである。このように本発明の方法では、反応生成物中には未反応の出発材料等を残存させることなく反応を行うことができる。かつ副反応もない。加えて、脂肪酸の置換で生成する低級脂肪酸は沸点が低いので、容易に金属石鹸と分離することができ、不純物を含まない金属石鹸を得ることができる。 本発明によれば、得られた金属石鹸中のフリーの脂肪酸含有量は、得られた金属石鹸の重量基準で５％以下であり、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下で、最も好ましくは０％である。 なお、本発明の前記反応は、赤外線吸収スペクトルによる低級脂肪酸塩のピークの消滅で確認することができる。前記した反応条件で反応を行えば、低級脂肪酸塩のカルボキシル基のピークは消滅するので、その反応が定量的に進行することを確認することができる。 具体的には、反応後の反応生成物から金属石鹸を分離するには、反応生成物にトルエンなどの有機溶媒を加え金属石鹸を溶解してその溶液をろ過した後、溶液を乾燥して、金属石鹸を分離させる。この溶媒除去のための乾燥の際に前記溶液中に含まれている低級脂肪酸も除去することができる。前記乾燥は、真空乾燥が好ましい。実施例１ 酢酸パラジウム３１．６ｇにネオデカン酸５０．０ｇを添加し１３０℃で２時間加熱攪拌して反応させた。反応終了後、トルエンを１００ｍｌ投入し溶解させ、ごく微量の微小粒子を除くため、孔径０．１μｍＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ろ紙を用いてろ過を行った。ろ液を１３０℃で加熱真空乾燥し、６５．０ｇのネオデカン酸パラジウムを得た。収率は、ほぼ１００％であった。なお、前記ごく微量の微粒子は、酢酸パラジウムである。実施例２ 酢酸パラジウム２０．７ｇにｎ−オクタン酸２７．１ｇを添加し１３０℃で２時間加熱攪拌して反応させた。反応終了後、トルエンを１００ｍｌ投入し溶解させ孔径０．１μｍＰＴＦＥろ紙を用いてろ過を行った。ろ液を１００℃で加熱真空乾燥し３６．９ｇのｎ−オクタン酸パラジウムを得た。収率は、ほぼ１００％であった。 実施例３ 酢酸パラジウム２０．７ｇにｎ−ヘプタン酸２４．５ｇを添加し、１３０℃で２時間加熱攪拌して反応させた。反応終了後、トルエンを１００ｍｌ投入し溶解させ孔径０．１μｍＰＴＦＥろ紙を用いてろ過を行った。ろ液を１３０℃で加熱真空乾燥し３４．３ｇのｎ−ヘプタン酸パラジウムを得た。収率は、ほぼ１００％であった。 実施例４ 実施例４ プロピオン酸パラジウム２３．３ｇにオレイン酸４６．０ｇを添加し、１５０℃で２時間加熱攪拌して反応させた。反応終了後、キシレンを２００ｍｌ投入し、溶解させ、孔径０．１μｍのＰＴＦＥろ紙を用いてろ過を行った。ろ液を１００℃で加熱して真空乾燥し、５４．５ｇのオレイン酸パラジウムを得た。収率は９８％であった。 以上実施例１〜４の結果を下記の表に示す。なお、パラジウム濃度の分析方法は、原子吸光法により行った。 なお、表中、収率（％）が１００％に満たない例は、容器へ移す際のロスによるもので、反応が完了していないことを意味するものではない。 実施例５ 酢酸パラジウムの代わりに酢酸銀２４．０ｇを用い、ネオデカン酸を２５．１ｇ用いたこと以外は実施例１と同様の操作を行い、４０．５ｇのネオデカン酸銀を得た。収率はほぼ１００％で、Ｎａ不純物は１０ｐｐｍ以下であった。 比較例１ ネオデカン酸４０．０ｇに水酸化ナトリウム８．５ｇを含む水溶液１００ｍｌを加え、さらにトルエンを４００ｍｌ添加した。７５℃で３時間に加熱した後、塩化パラジウム１９．９ｇを投入し８０℃で３時間攪拌した。反応終了後トルエン層を抽出し孔径０．１μｍＰＴＦＥろ紙でろ過を行い、ろ液を１００℃で加熱真空乾燥し４４．８ｇの黒褐色の高粘度液体を得た。パラジウム濃度を分析したところ１６．１％であり、理論値の２３．１％には到達していなかった。また、Ｎａが３５ｐｐｍ検出された。 比較例２ ネオデカン酸４０．０ｇにアンミンパラジウム１７．０ｇを用いたこと以外は比較例１と同様な操作を行い、３０．２ｇの黒褐色の高粘度液体得た。パラジウム濃度を分析したところ９．３％であり、理論値の２３．１％に到達していなかった。 比較例３ ネオデカン酸１０ｇと酸化パラジウム３．５ｇを１８０℃で５時間加熱攪拌したが、外観上変化は観察されなかった。低級脂肪酸金属塩と長鎖脂肪酸を加熱下に反応させることを特徴とする金属石鹸の製造方法。低級脂肪酸が酢酸、またはプロピオン酸、であることを特徴とする請求項１記載の金属石鹸の製造方法。低級脂肪酸の金属塩が金、銀、パラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム、スズ、ニッケル、コバルト、リチウム、アルミニウム、インジウム、ネオジムの塩であることを特徴とする請求項１または２記載の金属石鹸の製造方法。長鎖脂肪酸が炭素原子数７〜３０である請求項１〜３のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法。低級脂肪酸金属塩が低級脂肪酸パラジウム塩である請求項１〜４のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法。反応温度が１００〜１５０℃である請求項１〜５のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法。金属石鹸の収量が理論収量の９０％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法。請求項１〜７のいずれか一つに記載の金属石鹸の製造方法により得られた脂肪酸含有量が５％以下であることを特徴とする金属石鹸。 【課題】貴金属化合物を含め金属化合物から収率よく、かつ高純度の金属石鹸を得ることができる方法を提供する。【解決手段】酢酸パラジウムなどの低級脂肪酸金属塩とネオデカン酸等の長鎖脂肪酸を加熱下に反応させることを特徴とするネオデカン酸パラジウムなどの金属石鹸の製造方法、及びその方法で得られた脂肪酸含有量５％以下の高純度の金属石鹸。【選択図】 なし