高純度かつ低臭気性のスクアラン及びその製造方法
【課題】
本発明は、高純度かつ低臭気性のスクアランを容易に製造し得る有用な方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
スクアレンの水素化反応において、前段の低温度での水素化工程及び後段の高温度での水素化工程の２段階の工程で水素化反応を行うことにより、スクアラン中の副生物の生成を抑制することができる。すなわち、前段の低温度での水素化で低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生が抑制されたスクアランが生成し、後段の高温度での水素化で原料スクアレンが低減される。水素化後、活性炭、活性アルミナ等の公知の吸着剤で脱臭処理することにより原料スクアレンおよび低沸点成分が除去され製品が低臭気化する。
本発明は、高純度かつ低臭気性のスクアランを容易に製造し得る有用な方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
スクアレンの水素化反応において、前段の低温度での水素化工程及び後段の高温度での水素化工程の２段階の工程で水素化反応を行うことにより、スクアラン中の副生物の生成を抑制することができる。すなわち、前段の低温度での水素化で低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生が抑制されたスクアランが生成し、後段の高温度での水素化で原料スクアレンが低減される。水素化後、活性炭、活性アルミナ等の公知の吸着剤で脱臭処理することにより原料スクアレンおよび低沸点成分が除去され製品が低臭気化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクアレンを水素化しスクアランを製造する方法に関する。詳しくは、スクアレンの水素化反応において反応温度を制御することにより、臭気の発生原因となる副生物である低沸点成分、スクアレン不完全還元物由来の中沸点成分、高沸点成分及び原料スクアレンの含有量が少ないスクアランを製造し、これを更に脱臭処理を行うことにより、臭気がより改善された高純度スクアランを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクアレンを水素化して得られるスクアランは、優れた酸素供給効果、各細胞への代謝促進効果、安全性から、クリーム、乳液、口紅、ファンデーション、パウダーなどの化粧品、また、医薬用潤滑剤、軟膏、座薬などの医薬品に使用されている。また、その優れた性質により、潤滑油、繊維処理剤、皮革表面改良剤、サイズ剤など工業用にも使用されている。さらに最近では繊維素材炭素複合材料等の新素材分野への応用も提案されている。
【０００３】
従来のスクアランの製造方法としては、動植物油脂由来の原料スクアレンを精留などの手法で精製した後、公知の水素化方法で水素化する方法が一般的であった。
公知の水素化方法としては、例えば、Ｎｉ担持の珪藻土触媒存在下、水素化反応温度２００℃以上で反応させ、反応後得られたスクアランを蒸留する製造方法が開示されている（特許文献１）。
しかし、この従来の製造方法によると、水素化反応時に副生する低沸点成分、スクアレン不完全還元物由来の中沸点成分、高沸点成分等の副生物及び原料スクアレンが、製品スクアランに残存し臭気が発生する場合がある。スクアランの使用用途によっては臭気の発生が好まれないことから、臭気発生原因である原料スクアレンや副生物の含有量の低減が望まれている。
【０００４】
スクアランの純度を向上させる方法としては、蒸留行うことにより副生物(低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分）、又は未反応原料スクアレンを除去する方法が知られている（特許文献１）。しかし臭気の原因と考えられるスクアレン及び不完全還元物由来の中沸点成分は製品スクアランと沸点が類似しており、単蒸留では分離が難しい。また高沸点成分は、蒸留以外の分離操作では除去が困難であり、またスクアラン自体の沸点が高いため、より高純度のスクアラン（例えば純度９９．９％以上）を得ようとした場合、真空度１０―3ｋＰａ以下の分子蒸留などの設備対応が必要となり（特許文献２）、コストの面で不利な場合がある。
【０００５】
上記の方法の他にスクアランの品質を向上させる製造方法としては、連続式水素化反応装置を使用して水素化反応し、生成物を何回か反応器へ循環させることにより高純度且つ耐候性に優れたスクアランを製造する方法が提案されている（特許文献３）。しかし、この方法では反応装置に循環ラインを設置し、水素添加するスクアレンに対して３〜２０倍のスクアランを循環させる必要があり設備コストや生産性の面から不利である。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−３０９７８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９５５３号公報
【特許文献３】特開２０００−０４４４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高純度かつ低臭気のスクアランを容易に製造し得る有用な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、本課題を解決するため鋭意検討を行い、下記の知見を得た。
（１）比較的高い温度でスクアレンの水素化反応をおこなったところ、副生物が生成し、水素化を続けても副生成物は消失しないこと。
（２）比較的低温で反応を続けると、副生物の生成は抑制されるが、原料スクアレンが消失しないこと。原料スクアレンを消失させるためには、高い反応温度が必要であること。
（３）高い反応温度では原料スクアレンは消失するが、同時に副生物が発生してしまうため、反応を一定の温度以下で反応を進め、その後昇温して反応を完結させる２段階の温度制御で反応を進めることが、スクアラン高純度品を得るために必要なこと。特に前段の反応温度が重要であって、この前段の反応温度で原料転化率９５％以上まで水素化を行う２段階反応を用いることで初めて原料及び副生物が実質的に消失することが明かになった。
（４）副生物としては、低沸点物、中沸点物、高沸点成分があり、これらが臭気の主原因と考えられること。なお、本明細書中、及び特許請求の範囲において、臭気の原因と考えられる成分については、後記［００２６］〜［００３０］において詳述する。
（５）このようにして得られたスクアランは、従来公知の水素化及び精製方法で得られるスクアランと比較しても低臭気であること。
（６）特に、水素化反応によって得られたスクアランを吸着剤を用いて脱臭処理をおこなったものは、臭気の安定性に優れること。
【０００９】
本発明は係る知見に基づき完成されたものであり、以下の発明を提供するものである。
【００１０】
（項１）
スクアレンを水素化してスクアランを製造するに際し、該水素化反応を、５０〜１７０℃で、原料スクアレンの転化率が９５％以上となるまで行う前段工程、及び２１０〜３００℃でＧＣ分析における未反応のスクアレンが０．０３面積％以下になるまで反応を行う後段工程の２段階工程で反応を行うことを特徴とする、副生物及び未反応原料のスクアレン含有量が低減された低臭気スクアランの製造方法。
【００１１】
（項２）
前段工程の水素化反応温度が６０〜１５０℃であることを特徴とする項１に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１２】
（項３）
水素化反応終了時に、ＧＣ測定で、スクアランの純度が９９．８面積％以上であって、且つスクアラン中のスクアレンの含有量が０．０３面積％以下、低沸点成分の含有量が０．０３面積％以下、中沸点成分の含有量が０．０９面積％以下及び高沸点成分の含有量が０．０５面積％以下であることを特徴とする項１又は２に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１３】
（項４）
項１〜３のいずれかの製造方法で得られたスクアランを、さらに吸着剤を用いて脱臭処理する低臭気スクアランの製造方法。
【００１４】
（項５）
前記低臭気スクアランが化粧品用途である項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１５】
（項６）
前記低臭気スクアランが医薬品用途である項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スクアレンを特定の反応温度で水素化する事により、高純度、低臭気性のスクアランを、蒸留工程や特別な反応装置を用いず、容易に工業的に製造することが出来る。本発明の水素化反応によって得られたスクアランを脱臭処理工程を行う事で更に臭気や安定性が改善されたスクアランが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の低臭気スクアランの製造方法は、スクアランを水素化触媒の存在下、低温度での水素化、及び高温度での水素化の２段階で水素化することにより行うことを特徴とする。以下に本発明について詳細に説明する。
【００１８】
＜スクアレン＞
本発明における原料スクアレンは、天然物を原料とするものである。原料の天然物としては、深海ザメ等の魚類、米糠油等の植物、微生物等があり、特に、深海ザメの肝油は、スクアランの原料となるスクアレン含有量が多いために好ましい。本発明の反応原料に用いるスクアレンは高純度且つ水素化反応時の触媒被毒物質の含有量が少ないものが好ましい。本発明に用いる原料スクアレンは工業用に入手できるもの、試薬で入手できるもの、何れのものでもよい。また低純度のスクアレンを、例えば蒸留等の公知の方法で精製して使用してもよい。
【００１９】
<触媒>
本発明に使用される触媒は、特に制限はなく、オレフィンへの水素化能力がある接触水素化触媒であれば公知の触媒が使用可能である。具体的には、ニッケル、パラジウム等の金属を単独系で用いてもよいし、助触媒としてコバルト、鉄、銅、マンガン、クロム、モリブデン、タングステン、マグネシウム、カルシウム、バリウム等から選ばれる少なくとも１種の金属との複合系で用いることもできる。また、ラネーニッケルを用いることもできる。
【００２０】
上記、水素化触媒として用いるニッケル又はパラジウム等は金属単独でも使用することができるがこれらの金属又は酸化物等を無機質担体に担持させて用いてもよい。係る水素化触媒における金属の担持量としては、得られる触媒重量当たりの金属の重量％として計算して、ニッケル触媒の場合は通常２０〜９０重量％、好ましくは３０〜７０重量％の範囲が推奨され、パラジウム触媒の場合０．３〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％の範囲が推奨される。
【００２１】
上記無機質担体としては、通常、水素化触媒の担体に利用される無機物、無機酸化物又はこれらの混合物が使用でき、具体的には、珪藻土、アルミナ、シリカ、グラファイト、マグネシア、チタニア、ゼオライト、モンモリロナイト、アルミナ−シリカ、アルミナ−チタニア、アルミナ−シリカ−マグネシア、カーボン等が例示される。
【００２２】
上記、ニッケル、パラジウム等の金属に対してコバルト、鉄、銅、マンガン、クロム、モリブデン、タングステンマグネシウム、カルシウム、バリウムを助触媒として用いる複合系の金属触媒としては、具体的には、ニッケル−コバルト、ニッケル−モリブテン、ニッケル−タングステン、ニッケル−モリブテン−タングステン、ニッケル−モリブテン−マンガン、ニッケル−コバルト−モリブテン、ニッケル−コバルト−モリブテン−タングステン、ニッケル−モリブテン−マンガン等が例示される。
【００２３】
上記に列挙した触媒の中でも、ニッケル担持触媒が好ましく、該触媒中のニッケル含有量３０〜７０重量％のものが好適に用いられる。
【００２４】
本発明の水素化反応における触媒量は、使用する触媒の種類や触媒性能によって異なるので一律に定めることはできないが、通常の触媒量は、反応器内の全液量に対して、０．１〜１０重量％であり、０．１〜３重量％程度がより好ましい。触媒量が０．１重量未満では実用的な反応速度が得られにくく、一方、その触媒量が１０重量％を越えると触媒を十分に拡散できなくなることと、濾過工程に負荷がかかり好ましくない場合がある。
【００２５】
<反応溶媒>
本発明の水素化反応において、反応溶媒は必須の構成成分ではないが、水素化反応時の際に発熱を抑制する目的や濾過工程時での圧力低減目的のために必要に応じて用いることができる。
【００２６】
反応溶媒としては、原料スクアレン及び製品スクアランを溶解し、かつ水素化反応中に安定なものであれば、いずれのものも使用することができる。具体的には、ヘキサノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸−ｎ−ブチル等のエステル系溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、等の炭酸エステル系溶媒、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒等が水素化反応溶媒として例示される。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
反応溶媒を用いる場合、その使用量は、スクアレンに対し、０．１〜９０重量部、好ましくは１〜３０重量部である。
【００２７】
＜反応条件＞
反応温度及び反応時間
本発明の水素化反応において、副生する低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生を抑制するため、前段反応工程での温度制御が重要である。本発明における反応装置は充分な冷却性能を有し反応熱の制御が容易であるものが推奨される。また本発明の水素化反応においては、反応時に必要に応じて水素の供給量を制御することで反応速度と反応温度を制御する事が可能である。
原料スクアレンが反応系内に多く存在する時、二重結合の分子内移動による異性化反応及び重合反応が起こりやすい。水素化反応時において反応熱の発生から反応温度の制御は困難であるが、適切な反応装置の除熱及び冷却操作を行い、前段の水素化反応を５０〜１７０℃、好ましくは６０〜１５０℃で行うことにより低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生を抑制できる。本発明における前段水素化反応の反応時間は通常０．５〜５時間である。生産性の観点から、低温度での前段反応は、反応時間が短いほうが好ましいが、製品品質の観点から原料転化率９５％以上、好ましくは９７％以上、より好ましくは９９％以上を達成する反応時間まで、前段反応を行うことが好ましい。
【００２８】
本発明の水素化反応の後段反応工程における反応温度としては、２１０〜３００℃が好ましく、２１０〜２８０℃がより好ましく２２０〜２８０℃が特に好ましい。後段の反応温度が２１０℃より低いと原料スクアレンが消失せず、反応時間が長くなることで生産性が悪くなる。反応が充分進行しなかった場合スクアレンが残存し臭気や安定性といった製品品質に悪影響を及ぼすが、原料を消失させようとして長時間加熱を行う事は、品質に悪影響を与える場合がある。
後段水素化反応の反応時間は通常０．５〜２４時間であり、時間が長いほどスクアレン残存量が低減する。製品品質の観点から未反応スクアレンの残存量がＧＣ測定において０．０３面積％以下、好ましくは０．０２％以下、より好ましくは０．０１面積％以下を達成する反応時間まで、後段反応を行うことが好ましい。生産性の観点から反応時間は２〜１０時間が好ましい。
【００２９】
反応圧力
本発明の水素化反応は、常圧〜３０MPaの反応圧力で行うことができる。反応圧力は高圧であるほど反応性が高く望ましいが、設備コストの点からは２〜１０MPaが好ましい。
【００３０】
反応方式
本発明に使用する水素化反応装置としては、回分反応方式又は連続反応方式の装置を使用することができる。回分反応方式の場合、２段階の昇温により１バッチで前段、後段の水素化を行う方法が例示される。連続反応方式の場合、直列に２本以上の反応塔を備えた反応装置にて前段、後段の水素化を行う方法が例示される。
【００３１】
水素流量
本発明の水素化反応は、水素流通系でも実施することができる。回分式の場合、水素ガスの空塔線速度としては、０．１〜１０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは０．３〜３ｃｍ／秒である。固定床式の場合水素ガスの空塔線速度としては、２〜４０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは８〜２５ｃｍ／秒である。懸濁床式の場合、水素ガスの空塔線速度としては、２〜２０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは３〜６ｃｍ／秒である。空塔線速度が小さい場合反応率が低く、一方、大きい場合は触媒が高濃度になりすぎる傾向が見られる。
【００３２】
＜スクアラン＞
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアランの純度（後述する条件におけるガスクロマトグラフィー（ＧＣ）測定より算出。）は、通常９９．８０面積％以上であって、製品品質の観点からは、９９．９０面積％以上がより好ましく、９９．９５面積％以上が特に好ましい。
スクアランの臭気や安定性を悪化させる主な原因となる成分として下記（１）〜（４）に示す成分が考えられる。製品品質の観点からスクアランの純度が上記の純度であることに加えて、下記（１）〜（４）で表される成分の含有量が夫々規定値以下であることが好ましい。
（１）低沸点成分
（２）中沸点成分
（３）原料スクアレン
（４）高沸点成分
ただし、スクアランの純度が高く、上記（１）〜（４）の成分の含有量が低い分析結果（ＧＣ測定）を示すサンプルにおいて、臭気や安定性に差が生じる場合がある。これは、上記（１）〜（４）以外の、ＧＣ測定において検出限界以下である微量成分の影響が考えられるが、上記（１）〜（４）の成分の方が微量成分よりも臭気や安定性に対する影響が大きいと考えられる。
【００３３】
上記、（１）低沸点成分とは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアランよりも低沸点側の保持時間に観測される成分であって、水素化反応時に分子鎖が切断されて低分子量化した成分を表す。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の低沸点成分の含有量は、水素化反応終了時にＧＣ測定において、通常０．０３面積％以下であるが、０．０２面積％以下であることが好ましい。
【００３４】
上記、（２）中沸点成分とは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアランと原料スクアレンの間の保持時間にピークが観測されるスクアレン不完全還元物及び異性化反応物を表す。該スクアレン不完全還元物とは、スクアランの分子骨格上に１〜５の不飽和二重結合を持つものである。スクアレン不完全還元物は分子内に付加反応が起こりにくい位置に二重結合を有するため、スクアレンと比べて水素化反応が進行しにくく、異性化反応などの予期せぬ副反応をおこしやすい。該異性化反応物とは、スクアレン不完全還元物の異性化によって生じた副生物でありスクアレン不完全還元物と近接したピーク保持時間に観測される。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の中沸点成分の含有量は、水素化反応終了時にＧＣ測定において、通常０．０９面積％以下であって、０．０５面積％以下であることが好ましく、０．０３％以下であることがより好ましい。
【００３５】
上記、（３）スクアレンは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、中沸点成分の後（高沸点側）の保持時間にピークが観測される。スクアレンが未反応のままスクアランに残存すると臭気の発生原因となる。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の未反応原料（スクアレン）の含有量は水素化反応終了時にＧＣ測定において０．０３面積％未満が好ましく０．０２面積％以下であることがより好ましく、０．０１面積％以下であることが特に好ましい。
【００３６】
上記、（４）高沸点成分は、少なくとも２つ以上のスクアレン同士、スクアレンとスクアレン不完全還元物、又は不完全還元物同士が反応し高分子されたものであって、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアレンよりも後（高沸点側）の保持時間にピークが観測される。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の高沸点成分含有量は、水素化反応終了時、通常０．０５面積％以下であるが、０．０２面積％以下であることが好ましい。
【００３７】
<脱臭後処理>
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアランは純度が高く臭気の原因となる成分が少ないものであるが、これを、吸着剤を用いて脱臭処理を行う事により、更に臭気及び安定性に優れたスクアランを得ることができる。
吸着剤を使用した脱臭処理方法としては、特に限定されず公知な方法が使用される。例えば、処理槽に反応液及び吸着剤を投入し、攪拌処理する方法、固定床吸着材層に反応液を通液するような方法が例示される。好ましくは、攪拌機を備えた処理槽にて、窒素気流下又は減圧下にて、攪拌混合することにより吸着処理した後、濾過、蒸留などにより吸着剤を除去することにより脱臭処理する方法である。吸着剤の種類、吸着処理温度、吸着処理時間、吸着処理時の圧力（減圧又は加圧条件）は、反応後のスクアラン純度に応じて適宜選択できる。
【００３８】
吸着処理の温度としては、常温〜１２０℃の範囲が例示されるが、吸着能力及び設備の観点から５０〜１００℃が好ましい。吸着処理温度が低いと充分な吸着能力が発揮されない場合があり、１００℃より高い温度で吸着処理をする事は設備の面でコストがかかり不利な場合がある。吸着処理時間は所望の製品純度を達成できる範囲であれば特に限定されないが、操作性の観点から１０分〜５時間であり、１０分〜１時間がより好ましい。
【００３９】
本発明に使用される吸着剤としては、公知の活性炭、活性アルミナ、活性白土、活性シリカ、ハイドロタルサイトなどが例示され市販されているものでよい。これらの吸着剤は、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４０】
本発明の吸着剤の使用量は、使用する吸着剤の種類や性能によって異なるので一律に定めることはできないが、通常は、水素化反応後の全液量に対して、０．１〜１０重量％が好ましく、０．５〜５重量％程度が特に好ましい。使用量が０．１重量未満だと脱臭効果が十分でなく、一方、その使用量が１０重量％を越えると吸着剤を十分に拡散できなくなることや、濾過工程に負荷がかかる場合がある。
【００４１】
上記活性シリカとは、公知の方法で製造されたものでよく、ほぼ純粋な無定形シリカに、鉄、アルミニウム、チタン、カルシウム、ナトリウム又はジルコニウムなどの無機酸化物をシリカ１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。活性シリカの粒径は、３〜２０００μｍが好ましい。
【００４２】
上記活性アルミナとは、公知の方法で製造されたものでよく、例えば、水酸化アルミニウムを焼成して得ることができる。マグネシウム又はケイ素、ナトリウム、炭素などのをアルミニウム１００重量部に対して１０〜５０重量部含有していてもよい。活性アルミナの粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４３】
上記活性炭としては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば、石炭を焼成して得られる。亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、カルシウム、鉄、アルミニウム、チタン又はジルコニウムなどの無機酸化物を炭素１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。活性炭の粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４４】
上記ハイドロタルサイトとしては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば酸化マグネシウムとγ−アルミナの混合物又は硝酸マグネシウムと硝酸アルミニウムとの混合物を焼成して得られる。亜鉛、ナトリウム、カルシウム、鉄、チタン又はジルコニウムなどをマグネシウムとアルミニウム１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。ハイドロタルサイトの粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４５】
上記活性白土としては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば鉄酸化物を１〜３０％含有した粘度鉱物を焼成して得られる。活性白土はマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、シリカなどの無機酸化物を７０〜９９％含有している。活性白土の粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例に基づき、より詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。尚、水素化転化率及び純度はガスクロマトグラフィー分析で測定し、結果を表１に示した。臭気評価はパネラーによる官能試験で測定し、結果を表２に示した。各物性値は下記に示す方法によって測定した。
【００４７】
<ＧＣ純度（％）：ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析>
以下の条件で、反応粗物及び製品スクアランのＧＣ分析を行った。
装置：SHIMADZU ＧＣ−２０１０
カラム：DB-1701（ＧＬサイエンス社製） 0.25mm×30m 0.25μm
カラム温度：250℃(定温)
流量：1ml/min.
スプリット：1/50
インジェクション温度：300℃
ディテクション温度：300℃
検出器：FID
【００４８】
＜転化率：ＧＣ分析＞
下記計算式に基づき、スクアレン水素化反応の転化率を算出した。
転化率（％）＝１００−（原料スクアレンＧＣ面積％）
【００４９】
<臭気測定１：官能試験>
実施例１〜７、比較例１〜５で得られたスクアランの臭気レベルを、１０人のパネラーにより以下の５段階の基準で評価し、評価点の平均値で表した。１：臭気は感じられない ２：臭気がやや感じられる ３：臭気が感じられる ４：臭気がはっきりと感じられる ５：強い臭気が感じられる
【００５０】
<臭気測定２製品の加熱安定性評価：官能試験>
実施例１〜７、比較例１〜５で得られたスクアランを６０℃のオーブンに入れて１ヶ月放置し、放置後の臭気レベルを評価した。１０人のパネラーにより以下の５段階の基準で評価し、評価点の平均値で表した。１：臭気は感じられない ２：臭気がやや感じられる ３：臭気が感じられる ４：臭気がはっきりと感じられる ５：強い臭気が感じられる。
【００５１】
実施例１
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃（反応温度実測値１２０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。（この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率が、９９.８５％であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９面積％、中沸点成分０．０１面積％、低沸点成分及び高沸点成分は検出限界以下)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５２】
実施例２
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１５０℃（反応温度実測値１５０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率は、９９.０％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、３００℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９６面積％、中沸点成分０．０２面積％、高沸点成分０．０２面積％、低沸点成分は検出限界以下)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５３】
実施例３
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、パラジウム触媒（５％パラジウム／アルミナ(エヌ・イー・ケムキャット社製 ＥＤ−５０))０．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、８０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行いＧＣ分析により原料転化率が９９.０％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２３０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８面積％、中沸点成分０．０２面積％、低沸点成分及び高沸点成分は検出限界以下)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５４】
比較例１
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１２０℃、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った。反応終了後触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９９.８０％であった(歩留９８％、低沸点成分０．０１面積％、原料スクアレン０．１５面積％、中沸点成分０．０４面積％、高沸点成分検出限界以下）。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５５】
比較例２
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率は、９９％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、１９０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８８面積％、中沸点成分０．０２面積％、スクアレン０．０８面積％、高沸点成分０．０１面積％、低沸点成分０．０１面積％)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５６】
比較例３
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１８０℃、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った。反応終了後触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９８.６１％であった(歩留９８％、低沸点成分０．０１面積％、中沸点成分１．１５面積％、スクアレン０．０８面積％、高沸点成分０．１５面積％）。得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９３％、純度９９.９５面積％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
比較例４
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１８０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９８.６１％（低沸点成分０．０２面積％、中沸点成分１．２１面積％、高沸点成分０．１６面積％）であった。上記操作２回により得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９２％、純度９９.９５面積％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５８】
比較例５
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、２５０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。反応終了後、触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９７.７９％（低沸点成分０．０３面積％、中沸点成分１．８６面積％、高沸点成分０．３２面積％）であった。上記操作２回により得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９３％、純度９９.９５面積％)を得た。スクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５９】
比較例６
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃（反応温度実測値１２０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。この時、水素の供給を途中で止めることにより、反応を制御し原料スクアレンが残存している状態で後段反応に移行した(前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、転化率は、８５．４９％であることをＧＣ分析により確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.７０面積％、低沸点成分０．０２面積％、中沸点成分０．２０面積％、高沸点成分０．０８面積％検出限界以下)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６０】
実施例４
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例１で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間脱臭処理を行った(脱臭処理)。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９面積％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６１】
実施例５
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えてハイドロタルサイト(協和化学工業社製「キョーワード７００」)を使用した以外は、実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９８％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示す。
【００６２】
実施例６
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えて活性白土(水澤化学工業社製「ミズカエース＃６００」)を使用した以外は実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６３】
実施例７
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えて活性アルミナ(協和化学工業社製キョーワード２００)を使用した以外は実施例４と同様の方法脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６４】
実施例８
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えてに活性シリカ(Ａｌｄｒｉｃｈ社製シリカ−アルミナ)を使用した以外は実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９８％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６５】
実施例９
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例２で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間攪拌し脱臭処理を行った。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６６】
実施例１０
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例３で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間攪拌し脱臭処理を行った。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６７】
比較例７
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、比較例１で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間脱臭処理を行った(脱臭処理)。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８０％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
比較例８
比較例２で得られたスクアランを用いた以外は、比較例７と同様の方法で脱臭工程を行い２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８９％)。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６９】
比較例９
比較例３で得られたスクアランを用いた以外は、比較例７と同様の方法で脱臭工程を行い２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９６％)。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
反応のＧＣ分析結果をまとめた表１から明らかなように、本願発明明細書の実施例１〜３に記載の方法で得られたスクアランは反応後の純度（ＧＣ測定）が９９．９面積％以上であり、純度が高いものであることがわかる。
一方、本願発明のような二段階反応ではなく、低い温度で一段階で反応を行った場合には、比較例１のように、（１２０℃で水素化反応を実施）原料スクアレンが残存している。また比較的高い反応温度で一段階で水素化を行った比較例３（１８０℃で水素化反応を実施）或いは、比較例５（２５０℃で水素化反応を実施）では、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分等が副生し、高純度のスクアランを得られていない。
また、二段階反応であっても、比較例２（１２０℃で前段水素化反応、１９０℃で後段水素化反応を実施）のように、後段の反応温度が低い場合、反応の進行が遅く原料スクアレンが消失しにくい。反応を進行させるために反応時間を長くすることで副生物が発生し品質に悪影響を与えている。比較例３のように、前段反応の温度が本願発明の規定より高い場合（前段１８０℃）では、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分が副生する。
また、比較例６において明らかなように、充分な原料転化率を達成するまで前段の水素化反応を行わない場合、後段の水素化反応において副生物が発生し品質に悪影響を与えている。
【００７３】
また、臭気及び安定性をまとめた、表２から明らかなように、本願発明の製造方法で得られた高純度のスクアランは、低臭気である。さらに、実施例４〜１０のように、さらに脱臭処理を行ったものは、臭気の安定性に優れている。
他の製造方法で得られたスクアランは、実施例と比較して純度が低く、臭気が劣る。比較例２の様に比較的高純度のサンプルであっても（ＧＣ純度９９.８８面積％）臭気及び安定性が劣る結果を得た。また比較例３、４、５及び９のように、純度の低いものを精留工程を行い高純度にしても臭気特性は劣り、また、本願発明と同様に吸着処理を行っても臭気及び安定性が比較例のスクアランよりも劣ることが明かである（比較例７〜９）。
臭気や安定性を悪化させる原因として、原料スクアレン、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分の影響が大きいと考えられるが、ＧＣ測定では検出が困難な微量成分も影響していると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の製造方法で得られたスクアランは、臭気がきわめて少なく、そのままで、あるいは他の成分と配合して、化粧料や医薬品として使用される。具体的な化粧料の例としては、いわゆる医薬部外品と称するものも含まれ、整髪料、育毛料、養毛剤、乳液、クリーム、口紅、ファウンデーション、アイシャドー、入浴剤、歯みがき、うがい薬等が挙げられる。具体的な医薬品の例としては、各種治療用クリームおよび軟膏、貼付剤、消毒剤組成物等が挙げられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクアレンを水素化しスクアランを製造する方法に関する。詳しくは、スクアレンの水素化反応において反応温度を制御することにより、臭気の発生原因となる副生物である低沸点成分、スクアレン不完全還元物由来の中沸点成分、高沸点成分及び原料スクアレンの含有量が少ないスクアランを製造し、これを更に脱臭処理を行うことにより、臭気がより改善された高純度スクアランを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクアレンを水素化して得られるスクアランは、優れた酸素供給効果、各細胞への代謝促進効果、安全性から、クリーム、乳液、口紅、ファンデーション、パウダーなどの化粧品、また、医薬用潤滑剤、軟膏、座薬などの医薬品に使用されている。また、その優れた性質により、潤滑油、繊維処理剤、皮革表面改良剤、サイズ剤など工業用にも使用されている。さらに最近では繊維素材炭素複合材料等の新素材分野への応用も提案されている。
【０００３】
従来のスクアランの製造方法としては、動植物油脂由来の原料スクアレンを精留などの手法で精製した後、公知の水素化方法で水素化する方法が一般的であった。
公知の水素化方法としては、例えば、Ｎｉ担持の珪藻土触媒存在下、水素化反応温度２００℃以上で反応させ、反応後得られたスクアランを蒸留する製造方法が開示されている（特許文献１）。
しかし、この従来の製造方法によると、水素化反応時に副生する低沸点成分、スクアレン不完全還元物由来の中沸点成分、高沸点成分等の副生物及び原料スクアレンが、製品スクアランに残存し臭気が発生する場合がある。スクアランの使用用途によっては臭気の発生が好まれないことから、臭気発生原因である原料スクアレンや副生物の含有量の低減が望まれている。
【０００４】
スクアランの純度を向上させる方法としては、蒸留行うことにより副生物(低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分）、又は未反応原料スクアレンを除去する方法が知られている（特許文献１）。しかし臭気の原因と考えられるスクアレン及び不完全還元物由来の中沸点成分は製品スクアランと沸点が類似しており、単蒸留では分離が難しい。また高沸点成分は、蒸留以外の分離操作では除去が困難であり、またスクアラン自体の沸点が高いため、より高純度のスクアラン（例えば純度９９．９％以上）を得ようとした場合、真空度１０―3ｋＰａ以下の分子蒸留などの設備対応が必要となり（特許文献２）、コストの面で不利な場合がある。
【０００５】
上記の方法の他にスクアランの品質を向上させる製造方法としては、連続式水素化反応装置を使用して水素化反応し、生成物を何回か反応器へ循環させることにより高純度且つ耐候性に優れたスクアランを製造する方法が提案されている（特許文献３）。しかし、この方法では反応装置に循環ラインを設置し、水素添加するスクアレンに対して３〜２０倍のスクアランを循環させる必要があり設備コストや生産性の面から不利である。
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−３０９７８５号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９５５３号公報
【特許文献３】特開２０００−０４４４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高純度かつ低臭気のスクアランを容易に製造し得る有用な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、本課題を解決するため鋭意検討を行い、下記の知見を得た。
（１）比較的高い温度でスクアレンの水素化反応をおこなったところ、副生物が生成し、水素化を続けても副生成物は消失しないこと。
（２）比較的低温で反応を続けると、副生物の生成は抑制されるが、原料スクアレンが消失しないこと。原料スクアレンを消失させるためには、高い反応温度が必要であること。
（３）高い反応温度では原料スクアレンは消失するが、同時に副生物が発生してしまうため、反応を一定の温度以下で反応を進め、その後昇温して反応を完結させる２段階の温度制御で反応を進めることが、スクアラン高純度品を得るために必要なこと。特に前段の反応温度が重要であって、この前段の反応温度で原料転化率９５％以上まで水素化を行う２段階反応を用いることで初めて原料及び副生物が実質的に消失することが明かになった。
（４）副生物としては、低沸点物、中沸点物、高沸点成分があり、これらが臭気の主原因と考えられること。なお、本明細書中、及び特許請求の範囲において、臭気の原因と考えられる成分については、後記［００２６］〜［００３０］において詳述する。
（５）このようにして得られたスクアランは、従来公知の水素化及び精製方法で得られるスクアランと比較しても低臭気であること。
（６）特に、水素化反応によって得られたスクアランを吸着剤を用いて脱臭処理をおこなったものは、臭気の安定性に優れること。
【０００９】
本発明は係る知見に基づき完成されたものであり、以下の発明を提供するものである。
【００１０】
（項１）
スクアレンを水素化してスクアランを製造するに際し、該水素化反応を、５０〜１７０℃で、原料スクアレンの転化率が９５％以上となるまで行う前段工程、及び２１０〜３００℃でＧＣ分析における未反応のスクアレンが０．０３面積％以下になるまで反応を行う後段工程の２段階工程で反応を行うことを特徴とする、副生物及び未反応原料のスクアレン含有量が低減された低臭気スクアランの製造方法。
【００１１】
（項２）
前段工程の水素化反応温度が６０〜１５０℃であることを特徴とする項１に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１２】
（項３）
水素化反応終了時に、ＧＣ測定で、スクアランの純度が９９．８面積％以上であって、且つスクアラン中のスクアレンの含有量が０．０３面積％以下、低沸点成分の含有量が０．０３面積％以下、中沸点成分の含有量が０．０９面積％以下及び高沸点成分の含有量が０．０５面積％以下であることを特徴とする項１又は２に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１３】
（項４）
項１〜３のいずれかの製造方法で得られたスクアランを、さらに吸着剤を用いて脱臭処理する低臭気スクアランの製造方法。
【００１４】
（項５）
前記低臭気スクアランが化粧品用途である項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【００１５】
（項６）
前記低臭気スクアランが医薬品用途である項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スクアレンを特定の反応温度で水素化する事により、高純度、低臭気性のスクアランを、蒸留工程や特別な反応装置を用いず、容易に工業的に製造することが出来る。本発明の水素化反応によって得られたスクアランを脱臭処理工程を行う事で更に臭気や安定性が改善されたスクアランが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の低臭気スクアランの製造方法は、スクアランを水素化触媒の存在下、低温度での水素化、及び高温度での水素化の２段階で水素化することにより行うことを特徴とする。以下に本発明について詳細に説明する。
【００１８】
＜スクアレン＞
本発明における原料スクアレンは、天然物を原料とするものである。原料の天然物としては、深海ザメ等の魚類、米糠油等の植物、微生物等があり、特に、深海ザメの肝油は、スクアランの原料となるスクアレン含有量が多いために好ましい。本発明の反応原料に用いるスクアレンは高純度且つ水素化反応時の触媒被毒物質の含有量が少ないものが好ましい。本発明に用いる原料スクアレンは工業用に入手できるもの、試薬で入手できるもの、何れのものでもよい。また低純度のスクアレンを、例えば蒸留等の公知の方法で精製して使用してもよい。
【００１９】
<触媒>
本発明に使用される触媒は、特に制限はなく、オレフィンへの水素化能力がある接触水素化触媒であれば公知の触媒が使用可能である。具体的には、ニッケル、パラジウム等の金属を単独系で用いてもよいし、助触媒としてコバルト、鉄、銅、マンガン、クロム、モリブデン、タングステン、マグネシウム、カルシウム、バリウム等から選ばれる少なくとも１種の金属との複合系で用いることもできる。また、ラネーニッケルを用いることもできる。
【００２０】
上記、水素化触媒として用いるニッケル又はパラジウム等は金属単独でも使用することができるがこれらの金属又は酸化物等を無機質担体に担持させて用いてもよい。係る水素化触媒における金属の担持量としては、得られる触媒重量当たりの金属の重量％として計算して、ニッケル触媒の場合は通常２０〜９０重量％、好ましくは３０〜７０重量％の範囲が推奨され、パラジウム触媒の場合０．３〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％の範囲が推奨される。
【００２１】
上記無機質担体としては、通常、水素化触媒の担体に利用される無機物、無機酸化物又はこれらの混合物が使用でき、具体的には、珪藻土、アルミナ、シリカ、グラファイト、マグネシア、チタニア、ゼオライト、モンモリロナイト、アルミナ−シリカ、アルミナ−チタニア、アルミナ−シリカ−マグネシア、カーボン等が例示される。
【００２２】
上記、ニッケル、パラジウム等の金属に対してコバルト、鉄、銅、マンガン、クロム、モリブデン、タングステンマグネシウム、カルシウム、バリウムを助触媒として用いる複合系の金属触媒としては、具体的には、ニッケル−コバルト、ニッケル−モリブテン、ニッケル−タングステン、ニッケル−モリブテン−タングステン、ニッケル−モリブテン−マンガン、ニッケル−コバルト−モリブテン、ニッケル−コバルト−モリブテン−タングステン、ニッケル−モリブテン−マンガン等が例示される。
【００２３】
上記に列挙した触媒の中でも、ニッケル担持触媒が好ましく、該触媒中のニッケル含有量３０〜７０重量％のものが好適に用いられる。
【００２４】
本発明の水素化反応における触媒量は、使用する触媒の種類や触媒性能によって異なるので一律に定めることはできないが、通常の触媒量は、反応器内の全液量に対して、０．１〜１０重量％であり、０．１〜３重量％程度がより好ましい。触媒量が０．１重量未満では実用的な反応速度が得られにくく、一方、その触媒量が１０重量％を越えると触媒を十分に拡散できなくなることと、濾過工程に負荷がかかり好ましくない場合がある。
【００２５】
<反応溶媒>
本発明の水素化反応において、反応溶媒は必須の構成成分ではないが、水素化反応時の際に発熱を抑制する目的や濾過工程時での圧力低減目的のために必要に応じて用いることができる。
【００２６】
反応溶媒としては、原料スクアレン及び製品スクアランを溶解し、かつ水素化反応中に安定なものであれば、いずれのものも使用することができる。具体的には、ヘキサノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸−ｎ−ブチル等のエステル系溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、等の炭酸エステル系溶媒、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒等が水素化反応溶媒として例示される。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
反応溶媒を用いる場合、その使用量は、スクアレンに対し、０．１〜９０重量部、好ましくは１〜３０重量部である。
【００２７】
＜反応条件＞
反応温度及び反応時間
本発明の水素化反応において、副生する低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生を抑制するため、前段反応工程での温度制御が重要である。本発明における反応装置は充分な冷却性能を有し反応熱の制御が容易であるものが推奨される。また本発明の水素化反応においては、反応時に必要に応じて水素の供給量を制御することで反応速度と反応温度を制御する事が可能である。
原料スクアレンが反応系内に多く存在する時、二重結合の分子内移動による異性化反応及び重合反応が起こりやすい。水素化反応時において反応熱の発生から反応温度の制御は困難であるが、適切な反応装置の除熱及び冷却操作を行い、前段の水素化反応を５０〜１７０℃、好ましくは６０〜１５０℃で行うことにより低沸点成分、中沸点成分及び高沸点成分の発生を抑制できる。本発明における前段水素化反応の反応時間は通常０．５〜５時間である。生産性の観点から、低温度での前段反応は、反応時間が短いほうが好ましいが、製品品質の観点から原料転化率９５％以上、好ましくは９７％以上、より好ましくは９９％以上を達成する反応時間まで、前段反応を行うことが好ましい。
【００２８】
本発明の水素化反応の後段反応工程における反応温度としては、２１０〜３００℃が好ましく、２１０〜２８０℃がより好ましく２２０〜２８０℃が特に好ましい。後段の反応温度が２１０℃より低いと原料スクアレンが消失せず、反応時間が長くなることで生産性が悪くなる。反応が充分進行しなかった場合スクアレンが残存し臭気や安定性といった製品品質に悪影響を及ぼすが、原料を消失させようとして長時間加熱を行う事は、品質に悪影響を与える場合がある。
後段水素化反応の反応時間は通常０．５〜２４時間であり、時間が長いほどスクアレン残存量が低減する。製品品質の観点から未反応スクアレンの残存量がＧＣ測定において０．０３面積％以下、好ましくは０．０２％以下、より好ましくは０．０１面積％以下を達成する反応時間まで、後段反応を行うことが好ましい。生産性の観点から反応時間は２〜１０時間が好ましい。
【００２９】
反応圧力
本発明の水素化反応は、常圧〜３０MPaの反応圧力で行うことができる。反応圧力は高圧であるほど反応性が高く望ましいが、設備コストの点からは２〜１０MPaが好ましい。
【００３０】
反応方式
本発明に使用する水素化反応装置としては、回分反応方式又は連続反応方式の装置を使用することができる。回分反応方式の場合、２段階の昇温により１バッチで前段、後段の水素化を行う方法が例示される。連続反応方式の場合、直列に２本以上の反応塔を備えた反応装置にて前段、後段の水素化を行う方法が例示される。
【００３１】
水素流量
本発明の水素化反応は、水素流通系でも実施することができる。回分式の場合、水素ガスの空塔線速度としては、０．１〜１０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは０．３〜３ｃｍ／秒である。固定床式の場合水素ガスの空塔線速度としては、２〜４０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは８〜２５ｃｍ／秒である。懸濁床式の場合、水素ガスの空塔線速度としては、２〜２０ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは３〜６ｃｍ／秒である。空塔線速度が小さい場合反応率が低く、一方、大きい場合は触媒が高濃度になりすぎる傾向が見られる。
【００３２】
＜スクアラン＞
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアランの純度（後述する条件におけるガスクロマトグラフィー（ＧＣ）測定より算出。）は、通常９９．８０面積％以上であって、製品品質の観点からは、９９．９０面積％以上がより好ましく、９９．９５面積％以上が特に好ましい。
スクアランの臭気や安定性を悪化させる主な原因となる成分として下記（１）〜（４）に示す成分が考えられる。製品品質の観点からスクアランの純度が上記の純度であることに加えて、下記（１）〜（４）で表される成分の含有量が夫々規定値以下であることが好ましい。
（１）低沸点成分
（２）中沸点成分
（３）原料スクアレン
（４）高沸点成分
ただし、スクアランの純度が高く、上記（１）〜（４）の成分の含有量が低い分析結果（ＧＣ測定）を示すサンプルにおいて、臭気や安定性に差が生じる場合がある。これは、上記（１）〜（４）以外の、ＧＣ測定において検出限界以下である微量成分の影響が考えられるが、上記（１）〜（４）の成分の方が微量成分よりも臭気や安定性に対する影響が大きいと考えられる。
【００３３】
上記、（１）低沸点成分とは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアランよりも低沸点側の保持時間に観測される成分であって、水素化反応時に分子鎖が切断されて低分子量化した成分を表す。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の低沸点成分の含有量は、水素化反応終了時にＧＣ測定において、通常０．０３面積％以下であるが、０．０２面積％以下であることが好ましい。
【００３４】
上記、（２）中沸点成分とは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアランと原料スクアレンの間の保持時間にピークが観測されるスクアレン不完全還元物及び異性化反応物を表す。該スクアレン不完全還元物とは、スクアランの分子骨格上に１〜５の不飽和二重結合を持つものである。スクアレン不完全還元物は分子内に付加反応が起こりにくい位置に二重結合を有するため、スクアレンと比べて水素化反応が進行しにくく、異性化反応などの予期せぬ副反応をおこしやすい。該異性化反応物とは、スクアレン不完全還元物の異性化によって生じた副生物でありスクアレン不完全還元物と近接したピーク保持時間に観測される。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の中沸点成分の含有量は、水素化反応終了時にＧＣ測定において、通常０．０９面積％以下であって、０．０５面積％以下であることが好ましく、０．０３％以下であることがより好ましい。
【００３５】
上記、（３）スクアレンは、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、中沸点成分の後（高沸点側）の保持時間にピークが観測される。スクアレンが未反応のままスクアランに残存すると臭気の発生原因となる。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の未反応原料（スクアレン）の含有量は水素化反応終了時にＧＣ測定において０．０３面積％未満が好ましく０．０２面積％以下であることがより好ましく、０．０１面積％以下であることが特に好ましい。
【００３６】
上記、（４）高沸点成分は、少なくとも２つ以上のスクアレン同士、スクアレンとスクアレン不完全還元物、又は不完全還元物同士が反応し高分子されたものであって、後述のガスクロマトグラフィー測定条件において、スクアレンよりも後（高沸点側）の保持時間にピークが観測される。
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアラン中の高沸点成分含有量は、水素化反応終了時、通常０．０５面積％以下であるが、０．０２面積％以下であることが好ましい。
【００３７】
<脱臭後処理>
本発明のスクアランの製造方法によって得られるスクアランは純度が高く臭気の原因となる成分が少ないものであるが、これを、吸着剤を用いて脱臭処理を行う事により、更に臭気及び安定性に優れたスクアランを得ることができる。
吸着剤を使用した脱臭処理方法としては、特に限定されず公知な方法が使用される。例えば、処理槽に反応液及び吸着剤を投入し、攪拌処理する方法、固定床吸着材層に反応液を通液するような方法が例示される。好ましくは、攪拌機を備えた処理槽にて、窒素気流下又は減圧下にて、攪拌混合することにより吸着処理した後、濾過、蒸留などにより吸着剤を除去することにより脱臭処理する方法である。吸着剤の種類、吸着処理温度、吸着処理時間、吸着処理時の圧力（減圧又は加圧条件）は、反応後のスクアラン純度に応じて適宜選択できる。
【００３８】
吸着処理の温度としては、常温〜１２０℃の範囲が例示されるが、吸着能力及び設備の観点から５０〜１００℃が好ましい。吸着処理温度が低いと充分な吸着能力が発揮されない場合があり、１００℃より高い温度で吸着処理をする事は設備の面でコストがかかり不利な場合がある。吸着処理時間は所望の製品純度を達成できる範囲であれば特に限定されないが、操作性の観点から１０分〜５時間であり、１０分〜１時間がより好ましい。
【００３９】
本発明に使用される吸着剤としては、公知の活性炭、活性アルミナ、活性白土、活性シリカ、ハイドロタルサイトなどが例示され市販されているものでよい。これらの吸着剤は、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４０】
本発明の吸着剤の使用量は、使用する吸着剤の種類や性能によって異なるので一律に定めることはできないが、通常は、水素化反応後の全液量に対して、０．１〜１０重量％が好ましく、０．５〜５重量％程度が特に好ましい。使用量が０．１重量未満だと脱臭効果が十分でなく、一方、その使用量が１０重量％を越えると吸着剤を十分に拡散できなくなることや、濾過工程に負荷がかかる場合がある。
【００４１】
上記活性シリカとは、公知の方法で製造されたものでよく、ほぼ純粋な無定形シリカに、鉄、アルミニウム、チタン、カルシウム、ナトリウム又はジルコニウムなどの無機酸化物をシリカ１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。活性シリカの粒径は、３〜２０００μｍが好ましい。
【００４２】
上記活性アルミナとは、公知の方法で製造されたものでよく、例えば、水酸化アルミニウムを焼成して得ることができる。マグネシウム又はケイ素、ナトリウム、炭素などのをアルミニウム１００重量部に対して１０〜５０重量部含有していてもよい。活性アルミナの粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４３】
上記活性炭としては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば、石炭を焼成して得られる。亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、カルシウム、鉄、アルミニウム、チタン又はジルコニウムなどの無機酸化物を炭素１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。活性炭の粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４４】
上記ハイドロタルサイトとしては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば酸化マグネシウムとγ−アルミナの混合物又は硝酸マグネシウムと硝酸アルミニウムとの混合物を焼成して得られる。亜鉛、ナトリウム、カルシウム、鉄、チタン又はジルコニウムなどをマグネシウムとアルミニウム１００重量部に対して０〜５０重量部含有していてもよい。ハイドロタルサイトの粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【００４５】
上記活性白土としては、公知の方法で製造されたものでよく、例えば鉄酸化物を１〜３０％含有した粘度鉱物を焼成して得られる。活性白土はマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、シリカなどの無機酸化物を７０〜９９％含有している。活性白土の粒径は３〜２０００μｍが好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例に基づき、より詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。尚、水素化転化率及び純度はガスクロマトグラフィー分析で測定し、結果を表１に示した。臭気評価はパネラーによる官能試験で測定し、結果を表２に示した。各物性値は下記に示す方法によって測定した。
【００４７】
<ＧＣ純度（％）：ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析>
以下の条件で、反応粗物及び製品スクアランのＧＣ分析を行った。
装置：SHIMADZU ＧＣ−２０１０
カラム：DB-1701（ＧＬサイエンス社製） 0.25mm×30m 0.25μm
カラム温度：250℃(定温)
流量：1ml/min.
スプリット：1/50
インジェクション温度：300℃
ディテクション温度：300℃
検出器：FID
【００４８】
＜転化率：ＧＣ分析＞
下記計算式に基づき、スクアレン水素化反応の転化率を算出した。
転化率（％）＝１００−（原料スクアレンＧＣ面積％）
【００４９】
<臭気測定１：官能試験>
実施例１〜７、比較例１〜５で得られたスクアランの臭気レベルを、１０人のパネラーにより以下の５段階の基準で評価し、評価点の平均値で表した。１：臭気は感じられない ２：臭気がやや感じられる ３：臭気が感じられる ４：臭気がはっきりと感じられる ５：強い臭気が感じられる
【００５０】
<臭気測定２製品の加熱安定性評価：官能試験>
実施例１〜７、比較例１〜５で得られたスクアランを６０℃のオーブンに入れて１ヶ月放置し、放置後の臭気レベルを評価した。１０人のパネラーにより以下の５段階の基準で評価し、評価点の平均値で表した。１：臭気は感じられない ２：臭気がやや感じられる ３：臭気が感じられる ４：臭気がはっきりと感じられる ５：強い臭気が感じられる。
【００５１】
実施例１
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃（反応温度実測値１２０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。（この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率が、９９.８５％であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９面積％、中沸点成分０．０１面積％、低沸点成分及び高沸点成分は検出限界以下)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５２】
実施例２
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１５０℃（反応温度実測値１５０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率は、９９.０％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、３００℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９６面積％、中沸点成分０．０２面積％、高沸点成分０．０２面積％、低沸点成分は検出限界以下)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５３】
実施例３
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、パラジウム触媒（５％パラジウム／アルミナ(エヌ・イー・ケムキャット社製 ＥＤ−５０))０．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、８０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行いＧＣ分析により原料転化率が９９.０％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２３０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８面積％、中沸点成分０．０２面積％、低沸点成分及び高沸点成分は検出限界以下)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５４】
比較例１
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１２０℃、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った。反応終了後触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９９.８０％であった(歩留９８％、低沸点成分０．０１面積％、原料スクアレン０．１５面積％、中沸点成分０．０４面積％、高沸点成分検出限界以下）。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５５】
比較例２
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った(この前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、原料転化率は、９９％以上であることを確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、１９０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８８面積％、中沸点成分０．０２面積％、スクアレン０．０８面積％、高沸点成分０．０１面積％、低沸点成分０．０１面積％)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５６】
比較例３
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１８０℃、５ＭＰａの条件下で５時間水素化を行った。反応終了後触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９８.６１％であった(歩留９８％、低沸点成分０．０１面積％、中沸点成分１．１５面積％、スクアレン０．０８面積％、高沸点成分０．１５面積％）。得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９３％、純度９９.９５面積％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
比較例４
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、１８０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。反応終了後、触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９８.６１％（低沸点成分０．０２面積％、中沸点成分１．２１面積％、高沸点成分０．１６面積％）であった。上記操作２回により得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９２％、純度９９.９５面積％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５８】
比較例５
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、２５０℃、５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。反応終了後、触媒を濾別することにより得られた濾液のスクアラン純度は９７.７９％（低沸点成分０．０３面積％、中沸点成分１．８６面積％、高沸点成分０．３２面積％）であった。上記操作２回により得られた濾液を、スルーザーパックが充填された内径３０ｍｍ、高さ５００ｍｍの精留塔で、真空度０．１ｍｍＨｇ、ボトム液温度２００〜３００℃、還流比１０で蒸留することにより、精製スクアラン(歩留９３％、純度９９.９５面積％)を得た。スクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００５９】
比較例６
電磁攪拌機を備えた５００ｍｌのステンレス製オートクレーブにスクアレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）１５０ｇ、ニッケル触媒（４９〜５２％ニッケル／珪藻土(日揮化学社製 Ｎ−１０３))１．５ｇを仕込み、系内を水素で置換した後、攪拌しながら、冷却水による反応温度制御を行い、反応温度１２０℃（反応温度実測値１２０±５℃）、反応圧力５ＭＰａの条件下で２時間水素化を行った。この時、水素の供給を途中で止めることにより、反応を制御し原料スクアレンが残存している状態で後段反応に移行した(前段反応終了時点でサンプリングを行い、ＧＣ分析により、転化率は、８５．４９％であることをＧＣ分析により確認した)。続いて水素をパージすることにより系内圧力を３ＭＰａに下げ、２８０℃に昇温したのち、５ＭＰａの条件下で３時間水素化を行った(後段水素化)。
反応終了後、触媒を濾別することにより１４８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.７０面積％、低沸点成分０．０２面積％、中沸点成分０．２０面積％、高沸点成分０．０８面積％検出限界以下)を得た。
得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６０】
実施例４
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例１で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間脱臭処理を行った(脱臭処理)。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９面積％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６１】
実施例５
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えてハイドロタルサイト(協和化学工業社製「キョーワード７００」)を使用した以外は、実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９８％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示す。
【００６２】
実施例６
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えて活性白土(水澤化学工業社製「ミズカエース＃６００」)を使用した以外は実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６３】
実施例７
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えて活性アルミナ(協和化学工業社製キョーワード２００)を使用した以外は実施例４と同様の方法脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６４】
実施例８
実施例１で得られたスクアランを、活性炭に代えてに活性シリカ(Ａｌｄｒｉｃｈ社製シリカ−アルミナ)を使用した以外は実施例４と同様の方法で脱臭工程を行い、２９．８ｇのスクアラン(歩留９８％、ＧＣ純度９９.９８％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６５】
実施例９
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例２で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間攪拌し脱臭処理を行った。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９８％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６６】
実施例１０
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、実施例３で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間攪拌し脱臭処理を行った。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９９％）を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６７】
比較例７
電磁攪拌機を備えた１００ｍｌフラスコに、比較例１で得られたスクアラン３０ｇと活性炭(武田薬品工業社製「強力白鷺」) ０．３ｇを仕込み、系内を窒素で置換し、６０℃、常圧の条件下で２時間脱臭処理を行った(脱臭処理)。攪拌終了後、活性炭を濾別することにより２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８０％)を得た。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
比較例８
比較例２で得られたスクアランを用いた以外は、比較例７と同様の方法で脱臭工程を行い２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.８９％)。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００６９】
比較例９
比較例３で得られたスクアランを用いた以外は、比較例７と同様の方法で脱臭工程を行い２９．８ｇのスクアラン(歩留９９％、ＧＣ純度９９.９６％)。得られたスクアランの臭気試験及び安定性試験を行った結果を表２に示した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
反応のＧＣ分析結果をまとめた表１から明らかなように、本願発明明細書の実施例１〜３に記載の方法で得られたスクアランは反応後の純度（ＧＣ測定）が９９．９面積％以上であり、純度が高いものであることがわかる。
一方、本願発明のような二段階反応ではなく、低い温度で一段階で反応を行った場合には、比較例１のように、（１２０℃で水素化反応を実施）原料スクアレンが残存している。また比較的高い反応温度で一段階で水素化を行った比較例３（１８０℃で水素化反応を実施）或いは、比較例５（２５０℃で水素化反応を実施）では、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分等が副生し、高純度のスクアランを得られていない。
また、二段階反応であっても、比較例２（１２０℃で前段水素化反応、１９０℃で後段水素化反応を実施）のように、後段の反応温度が低い場合、反応の進行が遅く原料スクアレンが消失しにくい。反応を進行させるために反応時間を長くすることで副生物が発生し品質に悪影響を与えている。比較例３のように、前段反応の温度が本願発明の規定より高い場合（前段１８０℃）では、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分が副生する。
また、比較例６において明らかなように、充分な原料転化率を達成するまで前段の水素化反応を行わない場合、後段の水素化反応において副生物が発生し品質に悪影響を与えている。
【００７３】
また、臭気及び安定性をまとめた、表２から明らかなように、本願発明の製造方法で得られた高純度のスクアランは、低臭気である。さらに、実施例４〜１０のように、さらに脱臭処理を行ったものは、臭気の安定性に優れている。
他の製造方法で得られたスクアランは、実施例と比較して純度が低く、臭気が劣る。比較例２の様に比較的高純度のサンプルであっても（ＧＣ純度９９.８８面積％）臭気及び安定性が劣る結果を得た。また比較例３、４、５及び９のように、純度の低いものを精留工程を行い高純度にしても臭気特性は劣り、また、本願発明と同様に吸着処理を行っても臭気及び安定性が比較例のスクアランよりも劣ることが明かである（比較例７〜９）。
臭気や安定性を悪化させる原因として、原料スクアレン、低沸点成分、中沸点成分、高沸点成分の影響が大きいと考えられるが、ＧＣ測定では検出が困難な微量成分も影響していると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の製造方法で得られたスクアランは、臭気がきわめて少なく、そのままで、あるいは他の成分と配合して、化粧料や医薬品として使用される。具体的な化粧料の例としては、いわゆる医薬部外品と称するものも含まれ、整髪料、育毛料、養毛剤、乳液、クリーム、口紅、ファウンデーション、アイシャドー、入浴剤、歯みがき、うがい薬等が挙げられる。具体的な医薬品の例としては、各種治療用クリームおよび軟膏、貼付剤、消毒剤組成物等が挙げられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクアレンを水素化してスクアランを製造するに際し、該水素化反応を、５０〜１７０℃で、原料スクアレンの転化率が９５％以上となるまで行う前段工程、及び２１０〜３００℃でガスクロマトグラフィー分析における未反応のスクアレンが０．０３面積％以下になるまで反応を行う後段工程の２段階工程で反応を行うことを特徴とする、副生物及び未反応原料のスクアレン含有量が低減された低臭気スクアランの製造方法。
【請求項２】
前段工程の水素化反応温度が６０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項３】
水素化反応終了時に、ガスクロマトグラフィー分析で、スクアランの純度が９９．８０面積％以上であって、且つスクアラン中のスクアレンの含有量が０．０３面積％以下、低沸点成分の含有量が０．０３面積％以下、中沸点成分の含有量が０．０９面積％以下及び高沸点成分の含有量が０．０５面積％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの製造方法で得られたスクアランを、さらに吸着剤を用いて脱臭処理する低臭気スクアランの製造方法。
【請求項５】
前記低臭気スクアランが化粧品用途である請求項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項６】
前記低臭気スクアランが医薬品用途である請求項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項１】
スクアレンを水素化してスクアランを製造するに際し、該水素化反応を、５０〜１７０℃で、原料スクアレンの転化率が９５％以上となるまで行う前段工程、及び２１０〜３００℃でガスクロマトグラフィー分析における未反応のスクアレンが０．０３面積％以下になるまで反応を行う後段工程の２段階工程で反応を行うことを特徴とする、副生物及び未反応原料のスクアレン含有量が低減された低臭気スクアランの製造方法。
【請求項２】
前段工程の水素化反応温度が６０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項３】
水素化反応終了時に、ガスクロマトグラフィー分析で、スクアランの純度が９９．８０面積％以上であって、且つスクアラン中のスクアレンの含有量が０．０３面積％以下、低沸点成分の含有量が０．０３面積％以下、中沸点成分の含有量が０．０９面積％以下及び高沸点成分の含有量が０．０５面積％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの製造方法で得られたスクアランを、さらに吸着剤を用いて脱臭処理する低臭気スクアランの製造方法。
【請求項５】
前記低臭気スクアランが化粧品用途である請求項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【請求項６】
前記低臭気スクアランが医薬品用途である請求項１〜４のいずれかに記載の低臭気スクアランの製造方法。
【公開番号】特開２００８−１３４７７（Ｐ２００８−１３４７７Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８５６１２（Ｐ２００６−１８５６１２）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１９１２５０）新日本理化株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００１９１２５０）新日本理化株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
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