JPH04503823A - 脂肪酸グリセリドの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 脂肪酸グリセリドの製法 本発明は、脂肪酸残基の少なくとも４０重量％、とりわけ少なくとも５０重量％ が、炭素原子１８〜２２個およびオレフィン性２重結合３個以上を有する脂肪酸 、とりわけω−３−脂肪酸から誘導されたものである脂肪酸グリセリドを、脂肪 酸残基の少なくとも４０重量％、とりわけ少なくとも５０重量％が、少なくとも ３個のオレフィン性２重結合を有する脂肪酸、とりわけω−３−脂肪酸から誘導 されたものである脂肪酸メチルまたはエチルエステルの混合物を、グリセロール でエステル交換し、該反応は、不活性ガス雰囲気中、塩基性触媒の存在下に加熱 しながら行なうことによって製造する方法に関する。

オレフィン性２重結合を３個以上有する脂肪酸、すなわち不飽和の数が３個以上 の脂肪酸、とりわけいわゆるω−３−脂肪酸の含量の多い脂肪酸混合物［エイコ サペンタエン酸（ＥＰＡ）およびドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）（アルキルエス テルおよびグリセリドのようなそれらの誘導体を包含する）を含有するコは、近 年、心臓−循環系疾患の予防のために用いられている。

グリセリドの形態のω−３−脂肪酸は、海棲動物性脂肪および油、特に魚油の天 然成分である。しかし、そのような脂肪および油中の含有率は、原料により著し く異なる。ω−３＝脂肪酸含量の比較的高い魚油でも、３０重量％以上そのよう な脂肪酸を含有することは稀である。しかし、魚油を予防的に使用し、付随する 脂肪の不必要な投与を回避するためには、より高いω−３−脂肪酸含量が要求さ れる。魚油製剤中の前記脂肪酸含量を高めるために、種々の方法が提案されてい る。すなわち、魚油を徐々に冷却（ウィンタリゼーション）することにより、魚 油製剤中のω−３−脂肪酸グリセリド濃度を高めることが、ケミストリー・アン ド・インダストリー（Ｃｈｅｉｉ−ｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｉ　ｎｄｕｓｔｒｙ）、 １９８８年３月７日、１３９−１４５頁に記載されており、そこには、魚油中に 存在するグリセリドを脂肪酸または脂肪酸エステルに変換し、次いで、望ましく ない成分を尿素で除去するか、または蒸留することも記載されている。同様の方 法が、米国特許第４３７７５２６号に記載されている。

前記方法には、溶媒、場合によっては容易に引火し得る溶媒、並びに追加の試薬 の使用が伴う。更に、そのような方法の最終生成物は、精製工程が複雑である故 に高価である。その上、その方法の最終生成物は、遊離ω−３−脂肪酸またはそ のアルキルエステルを含有する故に、出発物質のω−３−脂肪酸グリセリドと同 じものではない。

従って、前記方法によって得られるω−３−脂肪酸またはそのエステルの濃厚物 をより簡単な方法で製造し、それらを変換してグリセリドに戻す試みが数多（な されてきた。すなわち、ノヴオ・インダストリ社（Ｎｏｖｏ　Ｉ　ｎｄｕｓｔｒ ｉ　Ａ　／　Ｓ　、デンマーク）の刊行物バイオタイムズ（Ｂ　ｉｏＴ　ｉｍｅ ｓ）、１９８８年９月号、２−３頁には、ω−３−脂肪酸エチルエステルのグリ セリドへの変換が記載されている。

しかし、そのような魚油によるエチルエステルの酵素エステル交換は、エチルエ ステル不含有のω−３−脂肪酸グリセリドを工業的規模で製造するために充分満 足できるものではない。更に、日本国特許出願公開第６２１５３２４９号には、 やはり脂肪によるエステル交換を、触媒としてナトリウムメチラートを使用して 行なうことによる、対応するエチルエステルからのＥＰＡグリセリドの製法が記 載されている。しかし、ω−３＝脂肪酸は、２重結合数が多い故に、アルカリ感 受性が比較的高い。ナトリウムメチラートを触媒として使用する場合、比較的高 い温度で観察される２重結合の異性化は、有用なω−３−脂肪酸の損失を導く。

更に、ナトリウムメチラートおよびそれにより生成した石鹸を、エステル交換に よって生成したグリセリド混合物から除去するのは煩雑である。エチルエステル を遊離グリセロールでエステル交換する場合のような高濃度のω−３−脂肪酸グ リセリドを前記方法によって得ることは、容易に可能なことではない。

西独公開特許第３７１６９５０号には、触媒としての無水炭酸ナトリウムの存在 下に、脂肪酸エステルをグリセロールでエステル交換することによるトリグリセ リドの製法が記載されている。とりわけグリセロール中の溶液の形態である炭酸 ナトリウムもかなり強い塩基であるが、驚くべきことに、これは、ω−３−脂肪 酸エステルとグリセロールとの反応を、脂肪酸中に存在する２重結合の異性化を あまり起こすことなく行なうのに適していることがわかった。更に、この場合に は、エステル交換後の触媒の除去が非常に簡単である。

従って、本発明は、文頭に記載の方法であって、塩基性触媒として無水炭酸す） ・リウムを使用する方法に関する。エステル交換反応に使用するグリセロールは 、溶媒として、および反応物質として作用する。

本発明の方法の出発化合物、すなわち、メチルまたはエチルエステルの形態で結 合した脂肪酸の全量に対して少なくとも４０重量％、とりわｔＪ少なくとも５０ 重量％が不飽和数３以上のＣ＋５−ｔＪ）を肪酸、とりわけω−３−脂肪酸であ るメチルまたはエチルエステル混合物は、グリセリドの形態で結合した、不飽和 数３以上の脂肪酸の含有率が比較的高い魚油から得ることが最も良い。例えばジ ャーナル・オブ・アメリカン・オイル・ケミスツ・ソサエティ（Ｊ、Ａ、Ｏ，Ｃ 。

Ｓ）、第４０巻、１９７−１９８（１９６２）または米国特許第４３７７５２６ 号に記載されているように、そのような魚油を、ナトリウムメチラートまたはエ チラートを触媒として用いて、メタノールまたはエタノールの沸点で、メタノー ルまたはエタノールとの反応により、メチルまたはエチルエステルに最初に変換 する。触媒を洗い流して除去した後、ω−３−脂肪酸エステルを蒸留により濃縮 する。得られる濃縮生成物は、本発明の方法の出発物質である。しかし、他の方 法で濃縮したω−３−脂肪酸メチルまたはエチルエステル、例えば前記のように 尿素により濃縮して得たものを使用することももちろん可能である。前記エチル エステルを出発物質として使用することが好ましい。

本発明の方法の出発物質および最終生成物の脂肪酸残基であって、オレフィン性 ２重結合を３個以上有する脂肪酸から、またはω−３−脂肪酸から誘導されたの ではないものは、実質的に、魚油、例えばニシン池、イワシ油およびメンハーデ ン油の天然成分として生じる飽和および／または不飽和のＣｌ２−ｓｏ脂肪酸の 残基である。

本発明の方法の好ましい一態様においては、オレフィン性２重結合を３個以上有 する脂肪酸のメチルまたはエチルエステルとグリセロールとのモル比３・１ない し４５．１、とりわけ３．２：Ｉないし３５　ｌをエステル交換反応に使用する 。エステル交換反応は、１５０〜２００°Ｃの範囲の温度、とりわけ１７０〜１ ９０６Ｃの範囲の温度で行なうことが好ましい。遊離するメチルまたはエチルア ルコールは、とりわけわずかに減圧下に、蒸留によって反応混合物から連続的に 除去する。

加える必要のあり得る過剰のメチルまたはエチルエステルは、反応の進行につれ て導入する。反応を停止するためには、例えば約１０ｈＰａまで減圧を増すこと が有利であり得る。２００℃までの反応温度を越えないようにして、異性化を回 避しなければならない。

本発明の他の有利な態様において、エステル変換生成物は、本発明に従って得ら れるトリグリセリドに不溶の炭酸ナトリウムを濾過することによって精製する。

反応混合物に対して５重量％までの漂白土類を濾過前に加えることも有利であり 得る。濾過後、過剰のメチルまたはエチルエステルを、高減圧下（例えば０．０ ０１〜５ｈＰａ）に約２００℃までの温度で、好ましくは薄層蒸発器内で、短路 蒸留条件下に留去する。

本発明の方法を、下記実施例によって説明する。

Ａ、出発化合物の製造 出発物質は、手積製し、ウインクリゼーションしていないチリの魚油、すなわち 徐冷による前精製をしていない魚油であって、分析データは下記の通りであった ： 酸価　０．６ ケン化価　１８９．１ ヨウ素価　１９４．５ ガスクロマトグラフィーにより調べた魚油中の脂肪酸組成（重量％、メチルエス テル換算）は次の通りであった（最も重要な成分のみを示す；脂肪酸を、その炭 素原子数ｍおよび２重結合数ｎによって特徴付ける（Ｃｍ：ｎ））。

Ｃ，４：８　７．０ ω−３−脂肪酸（＊）の合計：３５．９重量％Ｅ　Ｐ　Ａ　−１−Ｄ　ＨＡの合 計：３１．Ｏ重量％ロビボンド（Ｌｏｖｉｂｏｎｄ）色価、５　１／４”セル： 黄色７０、赤色前記魚油１０００ｇを、無水エタノール１５００ｇおよび２０％ ナトリウムエチラートエタノール溶液９０ｇと共に３０分間還流した。

次いで、エタノール１２００ｇを留去した。残った生成物溶液を、水１０１００ Ｏと混合した。上相である油相を分離し、水５００ｍ１で２回洗った。次いで、 油相を水流減圧下に８０℃で乾燥しく収量９５５ｇ）、約０．１ｈＰａの高減圧 下に蒸留した。蒸留物Ｉと称する生成物の沸点：　１１２−１９９℃。

収量： 蒸留物１：　９３７ｇ（９８％） 残渣Ｉ：　１７ｇ（２％） このように前精製したエステル交換生成物（蒸留物Ｉ）を、次いで、セラミック サドルを入れた長さ４０ｃＩ１１のカラム内で、高減圧下に分別した。酸残基鎖 長Ｃ＋ｓまでの比較的短鎖のエチルエステル（蒸留′物■；沸点１０２−１６１ ’Ｃ／約０．１ｈＰａ；　４９４ｇ（５３％））は、殆ど留去された。

フラスコ内に残った残渣ｆｆ（４，３８ｇ、４７％）を、次いで、蒸留物■とし て蒸留した；沸点１６０−１９６℃／約０．１ｈＰａ；　４２４ｇ、９７％。フ ラスコ内には、１０．３ｇ（２，４％）が残留した：残渣■。

蒸留物Ｈおよび■の脂肪酸組成（重量％）のガスクロマトグラフ分析かられかる ように、不飽和度の高い脂肪酸が蒸留物■中に高度に濃縮された： 蒸留物■　蒸留物■ 蒸留物Ｉｎ中のω＝−３−脂肪酸（＊）の合計：６８６重量％蒸留物■中のＥ　 Ｐ　Ａ　＋　Ｄ　ＨＡの合計：６３．３重量％。

蒸留物■は、下記特性データを有していた。

酸価　０．２ ケン化価　１６５ ヨウ素価　３１９゜ 蒸留物ｍ中のＥＰＡ＋ＤＨＡの理論的な収率は、８０％以上であった。

割嵐匹 前記蒸留物Ｉｎ２Ｉｎ２０Ｏ，６モル）を、滴下漏斗、温度計、蒸留ブリッジお よび窒素導入バイブを取り付けた５００ｍ１フラスコに入れ、窒素雰囲気中、２ ５０ｈＰａの減圧下に１８０℃に加熱した。次いで、酸化カルシウムで乾燥した 炭酸ナトリウム０．９ｇをグリセロール１８ｇ（０，２モル）に溶解したものを 、１時間にわたって滴下した。エタノールの蒸留が約１０分後に始まり、エタノ ールは水冷受器内に集めた。グリセロール／炭酸ナトリウムを加えてから半時間 後、１０％過剰の形態の蒸留物１１１２０ｇ（０，０６モル）を１時間にわたっ て滴下して、グリセロールの反応を完了した。更に１時間後、減圧を１．０ｈＰ ａに調節した。次いで、温度を１８０℃に１．５時間保った。

生成物を冷却後、１％の漂白土類と共に６０℃で１５分間撹拌し、次いで、硫酸 ナトリウムの薄い被膜を適用した吸引漏斗で濾過した。

収量は２０２ｇであった。過剰の蒸留物■の生成物または未反応のエチルエステ ル（全部で３８ｇ）を、薄層蒸発器内で短路蒸留条件下に、１９０℃で約０．２ ｈＰａの減圧下に留去した。薄層蒸発器からの残渣を、１％の漂白土類で、６０ ℃で１５分間再度処理し、濾過した。下記分析データを有するグリセリド濃厚物 １６２ｇが得られた； 酸価　０・５ ケン化価　１７０ ヨウ素価　２９３ ナトリウム含量　３５ｐｐＩ１１ グリセロール　検出限界未満 イアトロスキャン（Ｉ　ａｔｒｏｓｃａｎ）分析ｌ）によるグリセリド分布：モ ノグリセリド　１％ ジグリセリド　１１％ トリグリセリド　８８％ ロビボンド色、５　ｌ／４”セル：黄色３０、赤色７０Ｉ）ジャーナル・オブ・ クロマトグラフィー（Ｊ　、　ｏｆ　Ｃｈｒｏｍａｔｏ−ｇｒａｐｈｙ）２０５ 　（１９８１）、３３１−３４７゜反応生成物中のω−３−脂肪酸のガスクロマ トグラフィー分析により、下記分布が示された（重量％、メチルエステル換算） 二０１８：４　１　、　Ｉ Ｃ２ｏ、５２６．３（ＥＰＡ） Ｃ２２：５４・７ Ｃ２□：６　３３．４（ＤＨＡ） ω−３−脂肪酸の合計＋６５．６重量％ＥＰＡ＋ＤＨＡの合計：５９．７重量％ 変換率は約８５％であった。生成物は、良好な低温安定性を示した１６℃で長時 間放置後にも、非常に少量の結晶が分離したに過ぎなかった。

出発物質および最終生成物を製造するための前記反応はすべて、終始不活性ガス 雰囲気（窒素）中で行なった。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９０００２８５ Ｓ＾　３４９９７

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．脂肪酸残基の少なくとも４０重量％、とりわけ少なくとも５０重量％が、炭 素原子１８〜２２個およびオレフィン性２重結合３個以上を有する脂肪酸、とり わけω−３−脂肪酸から誘導されたものである脂肪酸グリセリドを、脂肪酸残基 の少なくとも４０重量％、とりわけ少なくとも５０重量％が、少なくとも３個の オレフィン性２重結合を有する脂肪酸、とりわけω−３−脂肪酸から誘導された ものである脂肪酸メチルまたはエチルエステルの混合物を、グリセロールでエス テル交換し、該反応は、不活性ガス雰囲気中、塩基性触媒の存在下に加熱しなが ら行なうことによって製造する方法であって、塩基性触媒として無水炭酸ナトリ ウムを使用することを特徴とする方法。
2. ２．エステル交換反応において、メチルまたはエチルエステルとグリセロールと のモル比３：１ないし４．５：１、とりわけ３．２：１ないし３．５：１を用い ることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．エステル交換反応を、１５０〜２００℃の温度、とりわけ１７０〜１９０℃ の温度で行なうことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. ４．エステル交換反応の生成物を、炭酸ナトリウムの濾去により、および要すれ ば次いで未反応メチルまたはエチルエステルの蒸留により精製することを特徴と する請求項１〜３の少なくとも１項に記載の方法。