专利名称：1,3-丁二醇及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用作合成树脂的原料、表面活性剂的原料、溶剂、防冻液、化妆品原料等的1，3-丁二醇。
背景技术：
由于1，3-丁二醇具有非挥发性、低毒性、吸湿性等性质，在化妆品中的保湿剂等的用途中使用。将1，3-丁二醇作为化妆品中的保湿剂使用时，希望使用臭气少的1，3-丁二醇。
作为获得臭气少的1，3-丁二醇的方法，例如日本专利公开平7-258129号公报公开了在进行用于除去高沸点物质的蒸馏时，添加苛性钠等化合物而进行蒸馏的方法。另外，WO00/07969公开了在除去了高沸点物质的粗1，3-丁二醇中，添加碱金属碱，进行加热处理后，蒸馏出1，3-丁二醇并将碱金属化合物和高沸点物作为残余物分离，然后从1，3-丁二醇馏分中蒸馏除去低沸点物的方法。但是，由前述任意种方法得到的1，3-丁二醇，仍然有臭气，另外，由于在保存中臭气增加，实用上不能满足需要。
发明内容
本发明的目的在于提供臭气少的1，3-丁二醇。
本发明提供下列发明方案1～9等。
发明方案1是在特定条件下的气相色谱分析中，在特定的相对保留时间中出现的波峰的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰的面积值为0.025％以下的1，3-丁二醇(以下该1，3-丁二醇也表示为1，3-丁二醇A)。
发明方案2是在特定条件下的气相色谱分析中，具有羟基和醚键的分子量为188的化合物的波峰面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰的面积值为0.025％以下的1，3-丁二醇(以下该1，3-丁二醇也表示为1，3-丁二醇B)。
发明方案3是在特定条件下的气相色谱分析中，2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇(tetrahydropyranol)的波峰面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.025％以下的1，3-丁二醇(以下该1，3-丁二醇也表示为1，3-丁二醇C)。
发明方案4是在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间中出现的波峰的面积值的和相对于以1，3-丁二醇的保留时间为1时，相对保留时间在0～1.85之间出现的波峰的面积值的和为0.025％以下的1，3-丁二醇(以下该1，3-丁二醇也表示为1，3-丁二醇D)。
发明方案5是在发明方案1或4中所述的1，3-丁二醇中，在特定相对保留时间中出现的波峰是相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，在相对保留时间1.4～1.48或相对保留时间1.7～1.8具有波峰顶点的波峰。
发明方案6是在发明方案1～5中任意项记载的1，3-丁二醇中，在特定条件下的气相色谱分析是使用了在液相中使用聚乙二醇的色谱柱的气相色谱分析。
发明方案7是在发明方案1～6中任意项记载的1，3-丁二醇中，特定条件下的气相色谱分析是在以下的气相色谱分析条件下进行的。
气相色谱分析条件装置惠普(Hewlett-packard)公司制造的HP5890 SERIES II色谱柱J and Double科技(J and Double Scientific)公司制造的毛细色谱柱DB-WAX(长度30m，内径；0.25mm，膜厚；0.25μm)升温条件130℃下保持10分钟后，以1℃/分升温至140℃，保持在140℃。
样品导入部狭缝式(split)样品导入法，温度250℃狭缝的气流量(载气氮)67ml/分色谱柱的气流量(载气氮)0.86ml/分检测器氢火焰离子化检测器(FID)，温度250℃发明方案8是1，3-丁二醇的制造方法，包括将粗1，3-丁二醇与水以及有机溶剂混合，相分离为水层和有机层后，得到含有1，3-丁二醇的水层的工序。
发明方案9是在发明方案6记载的1，3-丁二醇的制造方法中，包括将含有1，3-丁二醇的水层蒸馏的工序。
以下，也可以集中1，3-丁二醇A、B、C和D来表示本发明的1，3-丁二醇。
作为本发明制造方法的原料使用的粗1，3-丁二醇，例如可以是有臭气的1，3-丁二醇或者经过一段时间臭气增加了的1，3-丁二醇等。
另外，作为粗1，3-丁二醇，优选使用在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间出现的波峰的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.03％以上的1，3-丁二醇，而且更优选使用为0.04％以上的1，3-丁二醇。
另外，作为粗1，3-丁二醇，优选使用在特定条件下的气相色谱分析中，具有羟基和醚键的分子量为188的化合物的波峰面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.03％以上的1，3-丁二醇，而且更优选使用为0.04％以上的1，3-丁二醇。
另外，作为粗1，3-丁二醇，优选使用在特定条件下的气相色谱分析中，2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇的波峰面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.03％以上的1，3-丁二醇，而且更优选使用为0.04％以上的1，3-丁二醇。
另外，作为粗1，3-丁二醇，优选使用在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间出现的波峰面积值的和相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，相对保留时间在0～1.85之间出现的波峰的面积值的和为0.03％以上的1，3-丁二醇，而且更优选使用为0.04％以上的1，3-丁二醇。
粗1，3-丁二醇的制造方法，没有特别限制，例如，从已知方法(参见日本专利特公平3-80139号公报，日本专利特开平7-258129号公报等)，可以制造粗1，3-丁二醇。
另外，可以将从通过丁醇醛的氢化还原得到的反应生成物中通过蒸馏除去作为副产物的乙醇的物质，或者对除去乙醇后的馏分进一步实施一个以上的已知精制工序，例如蒸馏或添加碱金属化合物(例如，氢氧化钠、氢氧化钾等)并进行加热处理的工序(WO00/07969)等的产物作为粗1，3-丁二醇使用。另外，粗1，3-丁二醇也可以作为市售商品得到。
下面，对本发明的1，3-丁二醇的制造方法进行说明。
本发明的1，3-丁二醇，可以通过例如，使粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂混合，相分离为水层和有机层后，得到含有1，3-丁二醇的水层，进一步除去水而得到。此处，作为有机溶剂可以是例如，甲苯、二甲苯等芳香烃类，甲基异丁基甲酮等酮类，环己烷、庚烷等脂肪族烃类，乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类，乙醚、丁醚等醚类，二氯甲烷、氯仿等有机氯化物等，其中，优选酮类，而且更优选甲基异丁基甲酮。上述有机溶剂可以单独使用，也可以在上述有机溶剂中选择2种以上以任意比例混合使用。有机溶剂的使用量相对于100重量份的粗1，3-丁二醇，优选为10～300重量份，更优选为20～200重量份。
水的使用量相对于100重量份的粗1，3-丁二醇，优选为20～400重量份，更优选为40～200重量份。
对于粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂的混合顺序，没有特别限制。
粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂混合时的温度没有特别限制，优选为5～80℃之间的温度，更优选10～60℃之间的温度。
粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂的混合可以通过如间歇式或连续式实施。
作为间歇式的实施方式，例如可以是在混合槽中加入粗1，3-丁二醇、水以及有机溶剂，优选搅拌10秒～2小时后，优选静置1分钟～2小时并进行相分离，得到含有1，3-丁二醇的水层的方式等。也可以反复进行对得到的含有1，3-丁二醇的水层进一步加入有机溶剂，进行相分离后，得到含有1，3-丁二醇的水层的操作，作为反复操作的次数，优选为1～3次。此时添加的有机溶剂的使用量每一次相对于100重量份的粗1，3-丁二醇，优选为10～300重量份。
作为连续式情况下使用的装置，可以使用一般在连续萃取等中使用的装置，例如，可以使用混合沉清萃取器(ミキサ一とセトラの粗み合わせ)、雾化塔、填料塔、塔板塔(棚段塔)等，特别优选使用理论塔板数为3段以上的填充塔或塔板塔。
本发明的制造方法中，优选包括使粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂混合，相分离为水层和有机层后，得到含有1，3-丁二醇的水层的工序以及将该水层进行蒸馏的工序。作为将该水层进行蒸馏时使用的蒸馏塔，可以列举例如，多孔板式塔、泡罩塔，填料塔等，但是其中优选理论塔板数为7～40段的填料塔。蒸馏塔可以使用1个塔，也可以使用2塔以上。作为蒸馏的条件，蒸馏塔的塔顶部压力优选为5～20KPa，更优选为5～10KPa，蒸馏塔的塔底部温度优选为120～160℃，更优选为135～155℃。作为一例具体的实施方式，可以列举从蒸馏塔的塔顶连续的供给含有1，3-丁二醇的水层，在从塔顶连续地将含有很多水的馏分除去的同时，从塔底连续地抽出1，3-丁二醇的方法等。从塔底得到的1，3-丁二醇，根据需要，可以进一步通过蒸馏等已知的精制方法进行处理。
本发明的1，3-丁二醇中，在特定条件下的气相色谱分析中，优选是使用了在液相中使用聚乙二醇的色谱柱的气相色谱分析，更优选在下列分析条件下进行的气相色谱分析。
气相色谱分析条件装置惠普(Hewlett-packard)公司制造的HP5890 SERIES II色谱柱J and Double科技(J and Double Scientific)公司制造的毛细色谱柱DB-WAX(长度30m，内径；0.25mm，膜厚；0.25μm)升温条件130℃下保持10分钟后，以1℃/分升温至140℃，保持在140℃。
样品导入部狭缝式(split)样品导入法，温度250℃狭缝的气流量(载气氮)67ml/分色谱柱的气流量(载气氮)0.86ml/分检测器氢火焰离子化检测器(FID)，温度250℃分析用样品的配制注入1μl混合了1重量份样品和1重量份蒸馏水的样品。
在1，3-丁二醇A和1，3-丁二醇D中，在特定条件下的气相色谱分析中的特定相对保留时间出现的波峰是使1，3-丁二醇的保留时间为1时，相对保留时间在1.4～1.48，优选1.4～1.475的范围(以下在该范围中具有波峰顶点的波峰也表示为波峰A)或者相对保留时间在1.7～1.8，优选1.72～1.78的范围(以下该范围内具有波峰顶点的波峰也表示为波峰B)内具有波峰顶点的波峰。
作为对应于波峰A和波峰B的化合物，可以列举例如，具有羟基和醚键的分子量为188的化合物，更具体地，可以列举2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇等。
在1，3-丁二醇A中，在特定条件下的气相色谱分析中的特定相对保留时间中出现的波峰的面积和相对于1，3-丁二醇的面积值优选为0.02％以下，更优选为0.015％以下，最优选为0.010％以下的。
在1，3-丁二醇B中，在特定条件下的气相色谱分析中的具有羟基和醚键的分子量为188的化物的波峰面积值的和相对于1，3-丁二醇的面积值优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，最优选为0.010％以下。
在1，3-丁二醇C中，特定条件下的气相色谱分析中的2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇的波峰面积和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，最优选为0.010％以下。
在1，3-丁二醇D中，特定条件下的气相色谱分析中的特定相对保留时间中出现的波峰面积和相对于以1，3-丁二醇的保留时间为1时，在相对保留时间0～1.85间出现的波峰的面积值的和优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.010％以下。
本发明的1，3-丁二醇臭气少，且经过一段时间后臭气几乎不增加。
试验例1对于实施例1～3得到的1，3-丁二醇，通过下列方法，进行臭气的评价。
作为臭气标准的样品的制作以协和发酵工业(株)制造的1，3-丁二醇的10重量％水溶液(在以下的表1中表示为原液)作为标准，根据下列表1分别配制100g臭气强度不同的5个标准臭气样品，放入200ml的广口烧瓶中。表1
臭气级别1感觉到臭气2在1与3之间3感觉到微弱的臭气4在3与5之间5感觉不到臭气臭气的评价方法；将40g原料的10重量％水溶液放入100ml广口烧瓶中盖上盖子，激烈搅拌1分钟。打开瓶盖闻臭气，与标准臭气样品进行比较，决定样品的臭气级别。
评价结果通过上述评价方法，对由实施例1～3得到的1，3-丁二醇进行臭气的评价的结果，对于所有的1，3-丁二醇其臭气级别均为5。
试验例2将100g的由实施例1～3得到的1，3-丁二醇放入280ml的不锈钢制(SUS304制)容器中，并形成氮气的环境后密封，并在40℃的恒温槽中保存。经过3个月后，与试验例1同样地进行了各1，3-丁二醇的臭气评价。经过3个月后的各1，3-丁二醇的臭气，对于由实施例1～3得到的所有的产品，其臭气级别为5。即，对于由实施例1～3得到的所有1，3-丁二醇来说均没有增加臭气。
图1是由实施例1得到的1，3-丁二醇的气相色谱分析图。
图2是比较例2中使用的1，3-丁二醇的气相色谱分析图。
附图中，符号1，2表示1，3-丁二醇的波峰，符号3表示波峰A，符号4表示波峰B。
具体实施例方式
作为原料的1，3-丁二醇，使用协和发酵工业(株)制造的1，3-丁二醇(产品名1，3-丁二醇)[下面，表示为协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇]。
另外，对于各实施例和比较例得到的1，3-丁二醇，通过上述气相色谱(GC)分析条件进行气相色谱分析。
实施例1将100g协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇，100g水，100g甲基异丁基甲酮(以下表示为MIBK)装入500ml可分离烧瓶中，以500转/分的转速搅拌10分钟后，静置5分钟，相分离为水层和有机层。在分离的水层中进一步加入100gMIBK，反复进行2次同样的操作。将该水层在油浴温度150℃、8Kpa下脱水浓缩30分钟，得到80g的1，3-丁二醇。通过GC分析，检测不到波峰A和波峰B(在检测范围内)。实施例1得到的1，3-丁二醇的GC分析图如图1所示。
实施例2分别以100ml/小时的送液速度，从填充了玻璃制拉西环(内径；5mm，长度；5mm，厚度；1mm)的玻璃填充塔(内径；27mm，长度；500mm)的塔底部输送1kgMIBK，从塔顶部输送1kg水和1kg协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇。在塔底部附近作出水层和有机层的界面，使界面位置不发生变化的方式，从塔底部分离出水层，从塔顶部分离出有机层。此时，塔内温度为25℃。将从塔底部得到的水层在油浴温度150℃、8Kpa下脱水浓缩30分钟，得到0.95kg的1，3-丁二醇。通过GC分析，波峰A和波峰B的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.0041％。另外，波峰A和波峰B的面积值的和相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，在相对保留时间0～1.85之间出现的波峰面积值的和为0.0041％。
实施例3将50℃的温水流过填充了玻璃制拉西环(内径；5mm，长度；5mm，厚度；1mm)的具有套管的玻璃填充塔(内径；27mm，长度；500mm)的套管部分。分别以100ml/小时的送液速度，从塔底部输送1kg的MIBK，从塔顶部输送1kg水，从塔顶部10cm以下的地方输送1kg的协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇。在塔底部附近作出水层和有机层的界面，使界面位置不发生变化的方式，从塔底部分离出水层，从塔顶部分离出有机层。此时，塔内温度为50℃。将从塔底部得到的水层在油浴温度150℃、8KPa下脱水浓缩30分钟，得到0.99Kg的1，3-丁二醇。通过GC分析，波峰A和波峰B的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.0051％。另外，波峰A和波峰B的面积值的和相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，在相对保留时间0～1.85之间出现的波峰面积值的和为0.0051％。
比较例1通过气相色谱分析协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇。从协和发酵工业(株)制1，3-丁二醇的GC分析，波峰A和波峰B的面积值的和(1，3-丁二醇的波峰相当于在8.609分钟的波峰，波峰A相当于在12.619分钟的波峰，波峰B相当于在15.065分钟的波峰)相对于1，3-丁二醇的波峰面积值为0.0436％。另外，波峰A和波峰B的面积值的和相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，在相对保留时间0～1.85之间出现的波峰的面积值的和为0.0436％。
比较例1中使用的1，3-丁二醇的GC分析图如图2所示。
另外，将对应于波峰A、波峰B的化合物用GC-MASS、GC-IR进行分析的结果如下，对应于波峰A、波峰B的化合物是2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇(2个峰对应于2个异构体)。
GC-MASS(化学离子化法)波峰A189(M+1)、波峰B189(M+1)GC-IR(cm-1)波峰A3671(O-H)、3601(O-H)、1145(C-O-C)波峰B3672(O-H)、3595(O-H)、1144(C-O-C)工业上的可利用性根据本发明可以提供臭气少的1，3-丁二醇。
权利要求
1.一种1，3-丁二醇，其特征在于，在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间中出现的波峰的面积值的和相对于1，3-丁二醇波峰的面积值为0.025％以下。
2.一种1，3-丁二醇，其特征在于，在特定条件下的气相色谱分析中，具有羟基和醚键的分子量为188的化合物的波峰的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰的面积值为0.025％以下。
3.一种1，3-丁二醇，其特征在于，在特定条件下的气相色谱分析中，2-丁氧基-6-甲基-4-四氢吡喃醇的波峰的面积值的和相对于1，3-丁二醇的波峰的面积值为0.025％以下。
4.一种1，3-丁二醇，其特征在于，在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间中出现的波峰的面积值的和相对于使1，3-丁二醇的保留时间为1时，相对保留时间在0～1.85之间出现的波峰的面积值的和为0.025％以下。
5.如权利要求1或4所述的1，3-丁二醇，其特征在于，在特定相对保留时间中出现的波峰是使1，3-丁二醇的保留时间为1时，相对保留时间在1.4～1.48或相对保留时间在1.7～1.8具有波峰顶点的波峰。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的1，3-丁二醇，其特征在于，在特定条件下的气相色谱分析是使用了在液相中使用聚乙二醇的色谱柱的气相色谱分析。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的1，3-丁二醇，其特征在于，特定条件下的气相色谱分析是在以下的气相色谱分析条件下进行的，气相色谱分析条件装置惠普公司制造的HP5890 SERIES II色谱柱J and Double科技公司制造的毛细色谱柱DB-WAX(长度30m，内径0.25mm，膜厚0.25μm)升温条件130℃下保持10分钟后，以1℃/分升温至140℃，保持在140℃样品导入部狭缝式样品导入法，温度250℃狭缝的气流量(载气氮)67ml/分色谱柱的气流量(载气氮)0.86ml/分检测器氢火焰离子化检测器(FID)，温度250℃。
8.一种1，3-丁二醇的制造方法，其特征在于，包括使粗1，3-丁二醇与水和有机溶剂混合，相分离成水层和有机层后，得到含有1，3-丁二醇的水层的工序。
9.如权利要求8所述的1，3-丁二醇的制造方法，其特征在于，还包括将含有1，3-丁二醇的水层进行蒸馏的工序。
全文摘要
本发明提供下列发明方案1～3等。发明方案1是在特定条件下的气相色谱分析中，在特定相对保留时间中出现的波峰的面积值的和相对于1，3－丁二醇的波峰的面积值为0.025％以下的1，3－丁二醇。发明方案2是在特定条件下的气相色谱分析中，具有羟基和醚键的分子量为188的化合物的波峰面积值的和相对于1，3－丁二醇的波峰面积值为0.025％以下的1，3－丁二醇。发明方案3是在特定条件下的气相色谱分析中，2－丁氧基－6－甲基－4－四氢吡喃醇的波峰面积值的和相对于1，3－丁二醇的波峰面积值为0.025％以下。
文档编号C07C29/80GK1558890SQ0281876
公开日2004年12月29日 申请日期2002年9月26日 优先权日2001年9月26日
发明者水谷悟, 久村孝治, 木野下博隆, 博隆, 治 申请人:协和油化株式会社