DE2248308C2 - α-Methyl-fettsäure-(N-ß-hydroxyäthyl)-amide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Schaumbildungspromotoren - Google Patents

α-Methyl-fettsäure-(N-ß-hydroxyäthyl)-amide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Schaumbildungspromotoren

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DE2248308C2
DE2248308C2 DE19722248308 DE2248308A DE2248308C2 DE 2248308 C2 DE2248308 C2 DE 2248308C2 DE 19722248308 DE19722248308 DE 19722248308 DE 2248308 A DE2248308 A DE 2248308A DE 2248308 C2 DE2248308 C2 DE 2248308C2
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Herman Mathieu Muijs
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    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/0005Other compounding ingredients characterised by their effect
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    • C11D1/52Carboxylic amides, alkylolamides or imides or their condensation products with alkylene oxides
    • C11D1/523Carboxylic alkylolamides, or dialkylolamides, or hydroxycarboxylic amides (R1-CO-NR2R3), where R1, R2 or R3 contain one hydroxy group per alkyl group

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Description

in der π für eine ganze Zahl von 8 bis einschließlich 11 steht
2. Verfahren zur Herstellung der a-Methyl-fettsäure-(N-]3-nydroxyäthyl)-amide gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise Monoäthanolamin mit einer a-Methylalkancarbonsäure umsetzt und das erhaltene Aminsalz erhitzt.
3. Verwendung eines <x-Methyl-fettsäure-(N-/J-hydroxyäthy])-amids gemäß Anspruch 1 als Schaumbildungspromotor in einem Reinigungsmisch mit einem oder mehreren herkömmlichen Reinigungsmittelbestandteilen.
Aufgabe der Erfindung war es, neue Verbindungen zur Verfugung zu stellen, die die Schaumbildung von Reinigungsmitteln, wie z. B. Geschirrspülmitteln, erhöhen. Im Vordergrund steht hier ein Vorgang an der Oberfläche der Spüllösung, d. h. die Erniedrigung der Oberflächenspannung und die Bildung von gasgefüllten Bläschen.
Bei diesen neuen Verbindungen handelt es sich um (X-Methyl-fettsäure-(N-j3-hydroxyäthyl)-amide der allgemeinen Formel
CH3 O H
CH3-(CH2),-C-
-C-N-CH2CH2-OH
in der η für eine ganze Zahl von 8 bis einschließlich 11 steht.
Es war nicht vorauszusehen, daß es durch die Kombination einer verzweigten Struktur im Fettsäureteil des Moleküls mit nur einer einzigen substituierenden Gruppe von Stickstoffatomen des amidbildenden Amins möglich sein könnte, ganz gezielt schaumfördernde Eigenschaften hervorzurufen.
Zwar sind aus der US-PS 35 03 891 Diäthanolamide von verzweigten Λ-Alkancarbonsäuren mit 12 bis 15 C-Atomen bekannt geworden, die trotz dieser Kettenlänge bei Raumtemperatur oder darunter noch flüssig sind.
Doch liegt dieser Literaturstelle ein anderes technisches Problem als der vorliegenden Erfindung zugrunde. Die in der US-PS beschriebenen Verbindungen sind als Bestandteile von Waschmittelgemischen, Korrosionsinhibitoren, Verdampfungsinhibiti'ien für stehende Gewässer oder Weichmacher für Kosmetik wichtig. Die Diäthanolamide der US-PS 35 03 891 werden insbesondere als Bestandteil von »heavy duty«- oder »Superamid«-WaschmiUeln verwendet, d. h. von Waschmitteln für stark verschmutzte Textilien, die in Maschinen gewaschen werden. Gerade aber bei der Maschinenwäsche ist eine starke und lang anhaltende Schaumbildung außerordentlich unerwünscht. Außerdem ist hier nur der Waschvorgang als solcher wichtig, d. h. das Eindringen von Flüssigkeit in das Gewebe, das Lösen und Dispergieren von Schmutzteilchen daraus und das Schmutztragevermögen der Waschlösung.
In dieser Vorveröffentlichung findet sich aber kein Hinweis darauf, daß gerade die erfindung'sgemäßen Monoäthanolamide von verzweigten (vMethylfettsäuren überraschenderweise Schaumbildungspromotoren darstellen wurden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise Monoäthanolamin mit einer entsprechenden a-Methylfettsäure umsetzt und das erhaltene Aminsalz erhitzt.
Die als Ausgangsmaterial eingesetzten a-Methylfettsäuren lassen sich glatt durch Oxydation der entsprechenden Aldehyde und/oder primären Alkohole herstellen. Diese Aldehyde und/oder Alkohole werden vorteilhafterweise durch Umsetzung geradkettiger Olefine mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen mit Kohlenmonoxyd und Wasserstoff erhalten. Durch die Reaktion können gemäß dem bekannten Oxo-Verfahren Aldehyde oder durch Hydroformylierung, bei der die zunächst gebildeten Aldehyde gleichzeitig hydriert werden, gesättigte primäre Alkohole mit 12 bis 15 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Mittels dieses Verfahrens werden im allgemeinen neben den verzweigtkettigen Produkten geradkettige Aldehyde und Alkohole gebildet. Die verzweigtkettigen und geradkettigen Produkte können z. B. durch Destillation vor oder nach der Umwandlung der Aldehyde und/oder primären Alkoho-Ie in die entsprechenden Fettsäuren mehr oder weniger vollständig voneinander getrennt werden.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Fettsäurealkylolamiden bestehen z. B. in der Umsetzung eines Esters der Fettsäure mit einem Monoalkylolamin oder durch Umsetzung des Fettsäurechlorids entweder mit einem Überschuß oder einer stöchiometrischen Menge des Monoalkylolamins, wobei im letzteren Fall zur Neutralisierung des gebildeten Chlorwasserstoffs eine geeignete Base, wie Natriumhydroxid oder Pyridin, vorhanden sein muß. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn das Monoalkylolamin mit der entsprechenden Fettsäure umgesetzt und das erhaltene Aminsalz anschließend erhitzt wird. Das dabei gebildete Monoalkylolamid kann noch eine erhebliche Menge an freier Säure enthalten, die durch Waschen mit einer Base entfernt werden kann. Ein geeignetes Verfahren ist z. B. die Überführung des in Methanol gelösten Produkts über einem aus einem Styrol-Divinylbenzol-
Mischpolymerisat bestehenden Ionenaustauscherharz in seine OH-Form.
Die erfindungsgemäßen Fettsäureamid, insbesondere das Monoäthanolamid, der Cn-a-Methylfettsäure, eignen sich zur Verwendung als Promotoren für die Schaumbildung bei Reinigungsgemischen, welche herkömmliche Bestandteile enthalten, wie anionische, nichtionische, ampholytische und zwitterionische oberflächenaktive Verbindungen und ihre Gemische, z. B. Alkylsulfate, lineare Alkylbenzolsulfonate und Gemische der letzteren mit Äthoxysulfat
Üblicherweise wird bei Verwendung von 10 bis 15 Gewichtsprozent der Fettsäureamide in den Reinigungsgemischen eine ausgezeichnete Schaumbildung erreicht.
Die erfindungsgemäßen FeUsäureamide eignen sich
10
15 zur Verwendung in Reinigungsmittelpulvern, vor aliem jedoch in flüssigen Reinigungsmitteln.
Derartige Reinigungsgemische eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere als Geschirrspülmittel.
Die erfindungsgemäßen Schaumbildungspromotoren und insbesondere das Monoäthanolamid der a-Methylfettsäure mit 13 Kohlenstoffatomen zeigen den Vorteil gegenüber herkömmlichen Schaumbildungspromotoren, daß durch Zusatz einer solchen Verbindung zu bekannten hochwirksamen flüssigen Geschirrspülansätzen Produkte mit erheblich niedriger liegenden Trübungspunkten und niedrigeren Viskositätswerten erhalten werden. In solchen Ansätzen ist daher zur Erreichung annehmbarer Viskositäten eine geringere Menge an denaturiertem Alkohol erforderlich.
Beispiel 1 Herstellung von a-Methyl-Cu-Fettsäuremonoäthanolamid
214 g (1 MoOct-Methyl-Cn-Fettsäure und 67,1 g (1,1 Mol) Monomethanolamin werden unter kräftigem Rühren 4 Stunden auf 165°C erhitzt. Das gebildete Reaktionswasser wird kontinuierlich aus dem Gemisch abgedampft.
Nach Beendung der Reaktion wird der Überschuß an Monoäthanolamin im Vakuum abdestilliert. Der auf diese Weise erhaltene Rückstand wird in 60prozentigem wäßrigem Methanol aufgenommen, über ein lonenaus-.tauscher-Mischbett geleitet, und anschließend das Methanol abdestUHert.
Die Ausbeute beträgt 231,3 g (0,9 Mol) des betreffenden Amids, d. h., bezogen auf die Fettsäure, 90 Prozent.
Der OH-Wert dieses Produkts beträgt 3,69 mÄquivalent/g (theoretisch 3,65 mÄquivalent/g), der Schmelzpunkt 56 bis 64CC, das spezifische Gewicht 0,9390 ± 0,001 (bei 80° C, bezogen auf V/asser von 80°C) und dsr Brechungsindex 1,4462.
Die homologen Fettsäureamide liefern folgende Werte:
Tabelle 1
Schmelzpunkt °C
Spezifisches
Gewicht
(±0,001)
OH-Wert
Milliäquivalent/g
Brechungsindex
Cn-Säuremonoäthanolamid
C]2-Säuremonoäthanolamid
C|4-Säuremonoäthanolamid
40-48
48-61
61-70
0,9250
0,9266
0,9117
3,47 (theor. 4,07) 1,4443
3,98 (theor. 3,85) 1,4468
3,02 (theor. 3,47) 1,4488
Beispiel 2 Geschirrspülverhalten
Das für das Spülmittel verwendete Basismaterial besteht aus einem Gemisch von im wesentlichen primären und unverzweigten (C12—QsJ-Alkylsulfaten in Form ihrer Natriumsalze, das durch Hydroformylierung linearer oc-Olefine mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen in Anwesenheit eines aus einer komplexen Kobaltverbindung, Kohlenmonoxid und einem Trialkylphosphin bestehenden Katalysators gemäß der britischen Patentschrift 9 88 941 und anschließende Sulfatierung hergestellt worden ist.
Die nachstehende Tabelle zeigt das unter gleichen Bedingungen bestimmte Geschirrspülverhalten der gemäß Beispiel 1 hergestellten Produkte. Es werden Gemische aus 85 Gewichtsprozent (C12—Ci5)-Alkylsulfaten und 15 Gewichtsprozent der betreffenden Schaumbildungs-Promotoren in hartem Wasser untersucht, wobei eine Konzentration von 0,25 g aktives Material pro Liter verwendet wird. Das Wasser weist eine Härte von 0,023 Gewichtsprozent, ausgedrückt als CaCO3-Äquivalent und ein Molverhältnis von Calcium zu Magnesium von 8 :1 auf.
Das GeschirrsDÜlverhalten wird mittels eines Standard-Geschirrspültests bestimmt. Die aufgeführten Werte für das Geschirrspülverhalten stellen einen Durchschnitt aus 10 Messungen dar. Die nachstehende Tabelle 2 zeigt die dabei erhaltenen Werte sowie auch das Geschirrspülverhalten eines Standard-Spülmittels in Form eines Gemisches linearer Alkylbenzolsulfonate und eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels auf Äthylenoxidbasis.
Tabelle 2
Schaumbildungspromotoren Anzahl der bis
zum Schaumendpunkt
gewaschenen Teller
Keine 7'/2
C||-Säuremonoäthanolamid 15
C,2-Säuremonoäthanolamid 19
Cn Säuremonoäthanolamid 20
C14-Säuremonoäthanolamid 19
Standard-Spülmittel 15 Vs
Beispiel 3 Geschirrspülverhalten
Als Basismaterial für das Spülmittel wird eine aus einem 70/30-Gemisch linearer Alkylbenzolsulfonate bestehende typische hochwirksame Geschirrspülflüssigkeit verwendet, wie die aus linearem Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 13 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette bzw. sulfatiertem Äthoxylat eines primären (Cu-C15)-Alkohols mit 3 ÄO-Gruppen je Molekül erhaltene Flüssigkeit.
Die nachstehende Tabelle 3 zeigt die Anzahl der bis zum »Schaumendpunkt« (d.h. bis zum Verschwinden des Schaums) unter gleichen Bedingungen mit den aus den gemäß Beispiel 1 erhaltenen Produkten hergestellten Spülmittalgemischen gewaschenen Teller. Als Ausgangsmaterialien werden jeweils Gemische aus 90 Gewichtsprozent der vorgenannten hochwirksamen Spülflüssigkeit und 10 Gewichtsprozent des betreffenden Schaumbildungspromotors verwendet, die bis zu einer Konzentration von 0,2 g aktives Material pro Liter in hartem Wasser gelöst sind. Das Wasser weist eine Härte von 0,027 Gewichtsprozent, ausgedrückt als CaCCb-Äquivalent, auf.
Die Anzahl der bis zum Schaumendpunkt gewaschenen Teller wird mittels eines Standard-Geschirrspültests bestimmt Die nachstehende Tabelle 3 zeigt die erhaltenen Ergebnisse, die evnen Vergleich der erfindungsgemäßen Schaumbildungs-Promotor mit einem herkömmlichen, handelsüblichen Schaumbildungs-Promoter, nämlich einem Kokosnußsäuremonoäthanolamid, ermöglichen. Die angegebenen Werte stellen den "Mittelwert aus zehn Messungen dar.
Tabelle 3
Schaunibildungspromoloren
Anzahl der bis
zum Schaumendpunkl
gewaschenen Teller
Keine 16,3
CjpSäuremonoäthanolamid 15,8
C^-Säuremonoäthanolamid 16,9
C^-Säuremonoäthanolamid 17,8
Cu-Säuremonoäthanolamid 16,0
Handelsprodukt 16,4
Beispiel 4
Das gemäß Beispiel 1 hergestellte Monoäthanolamid der a-Methyl-Fettsäure mit 13 Kohlenstoffatomen wird in einer Menge von 1,0 g zu einem Geschirrsp/'Imittelansatz aus 6,3 g linearem Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 13 Kohlenstoffatomen in der Alkylketie, 2,7 g des Ammoniumsalzes des in Beispiel 3 beschriebenen Äthoxylats, 2,5 g denaturiertem Alkohol und 12,5 g Wasser zugesetzt.
Die Viskosität, gemessen in Centistoke bei 25°C und der Trübungspunkt, ausgedrückt in 0C, des erhaltenen Produktes werden bestimmt und sind in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengefaßt.
Zum Vergleich enthalten die Werte dieser Tabelle auch die Viskositäten und Trübungspunkte des gleichen Ansatzes ohne Schaumbildungspromotoren, wie auch jo die des durch Zusatz von 1,0 g Laurylsäuremonoäthanolamid erhaltenen Produktes.
Tabelle 4 Viskosität
(cSt)
Trübungspunkt
°C
Schaumbildungs
promotoren
87
99
104
12
53
13
Cij-Säuremono-
äthanolamid
Laurylsäurcmono-
äthanolamid
Keine

Claims (1)

Patentansprüche:
1. «-Methyl-fettsäure-(N-ß-hydroxyäthyl)-amid der allgemeinen Formel
CH3 O H
I Il I
-C-N-CH2CH2-OH
CH3-(CHJn-C
DE19722248308 1971-10-04 1972-10-02 &alpha;-Methyl-fettsäure-(N-ß-hydroxyäthyl)-amide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Schaumbildungspromotoren Expired DE2248308C2 (de)

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GB4607771 1971-10-04

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