JP2000506131A - アミンをベースとするベタイン―ジェミニ界面活性剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも２つの親水基および少なくとも２つの疎水基を有し、それぞれ完全な界面活性剤単位が互いに結合して構成されている、両親媒性両性化合物に関する。該化合物は全ての通例のアニオン性、非イオン性、カチオン性および両性界面活性剤と組み合わせることができる。両親媒性両性界面活性化合物は、特に乳化剤、乳化破壊剤、洗剤、分散剤およびヒドロトロープ剤として、工業および家庭で、例えば金属加工、採鉱、繊維織物、硬質表面、皮膚および毛髪の洗浄およびクリーニングおよび化粧品の分野で適切である。

Description

【発明の詳細な説明】 アミンをベースとするベタイン−ジェミニ界面活性剤 本発明は、それぞれ完全な界面活性剤単位が互いに結合して構成されている、 少なくとも２つの親水基および少なくとも２つの疎水基を有する両性界面活性剤 （ベタイン−ジェミニ界面活性剤（Betain-Geminitenside）に関する。 両親媒性物質として、多種多様のアニオン性、カチオン性、非イオン性および 両性イオン性化合物が公知である。前記の物質の大部分は、頭部の親水基１個お よび疎水部少なくとも１個からなっている。生態学的な理由から、例えば包装コ ストおよび輸送コストの低下に関連して、ならびに経済的な原料の使用に関して 、使用される物質の質量あたり、一層大きな効果を達成する必要がある。両親媒 性物質の混合による最適化には限度があるので、より高い性能を有する新規の両 親媒性物質が必要である。従って作用物質の使用量を著しく減少できるためには 、特に臨界ミセル形成濃度が低く、かつ界面張力が低い物質を見いださなくては ならない。さらに前記の物質は容易に、一番よいのは容易に入手可能な出発物質 から得られるものでなくてはならない。 構造の一部（頭部の親水基、疎水基）を倍増するこ とによる、さらに性能のよい両親媒性物質へ向けた第一の解決の糸口は既に公知 である。例えば長鎖型ハロゲン化アルキルを過メチル化したアルキレンジアミン へ付加することにより、カチオン性界面活性化合物が得られる［R．Zana，M．Be nrraou，R．Rueff，Langmuir，7（1991）1072;R．Zana，Y．Talmon，Nature，36 2 （1993 228;E．Alami，G．Beinert，P．Marie，R．Zana，Langmuir，9（1993） 1465]。界面活性化合物の場合の性能向上は、複数の（頭部の親水基および疎水 鎖からなる）界面活性剤単位の適切な結合により可能であることは明らかである ［R．Zana，H．Levy，D．Papoutsi，G．Beinert，Langmuir，11（1995）3694］ 。 両性化合物は、特に皮膚に穏やかなものであるとして公知であるので、特に少 なくとも２つの親水基および少なくとも２つの疎水基を有する両性界面活性化合 物を製造するという課題が生じ、その際両親媒性化合物は、使用量に対して極め て高い性能を有し、かつさらに技術的に容易に入手可能な原料から、望ましくな い副生成物なしで製造できる。特許出願公開ＤＥ４３０９９００には、２つ以上 の親水基を有することができる両性界面活性剤が記載されているが、しかしここ に記載の構造単位の結合タイプは、モノマー両性界面活性剤と比較して、性能を 向上するものにはならない。 性能向上の課題は、本発明により、少なくとも２つの親水基および少なくとも ２つの疎水基を有し、それぞれ完全な界面活性剤単位が互いに結合して構成され ている両性化合物により解決される。つまり本発明の対象は式（Ｉ）： で示される化合物である。 この場合Ｒ¹は、６〜２２個の炭素原子を有し、飽和または不飽和で、分枝ま たは非分枝の、環式または非環式炭化水素基を表し、Ｒ²は、２〜２００個の原 子を有するスペーサを表し、Ｒ³は、水素原子または１〜４個の炭素原子を有す るアルキル基を表し、Ｒ⁴は、その他の置換基とは無関係に、６〜２２個の炭素 原子を有し、飽和または不飽和で、分枝または非分枝の、環式または非環式炭化 水素基を表し、かつＲ⁵は、水素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキ ル基を表す。ｎは１〜１０００００、有利には１〜１０００、特に有利には１〜 １００、さらに特に有利には１〜１０の値であってもよく、その際種々の同族体 の混合物であってもよい。従ってｎは平均して分数であってもよい。 式（Ｉ）で示される本発明による化合物は、アルキ ル化度ないしはプロトン化度に関して、ならびにカルボキシメチル化度に関して 、式（Ｉ）から逸脱した誘導体との混合物であってもよく、このことは例えば不 完全な反応により条件づけられた場合でもよい。 スペーサＲ²は、市販のジアミンの、または（１００〜１０００００の平均分 子量を有する）直鎖状、分枝状、または環状ポリエチレンイミンまたはポリエチ レンアミンの部分である。しかし有利なタイプは、１００００を下回る平均分子 量により優れている。有利なスペーサ単位は、分枝または非分枝の炭化水素鎖、 例えば−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₃−、−（ＣＨ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₅−、− （ＣＨ₂）₆−、−ＣＨ₂−ＣＨ（ＣＨ₃）−（ＣＨ₂）₃−、さらに−（ＣＨ₂）₂− Ｏ−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₃−、（ＣＨ₂）₃−Ｏ−（ＣＨ₂ ）₃−、−（ＣＨ₂）₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₃−Ｏ −（ＣＨ₂）₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₃−、−（ＣＨ₂）₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₃−Ｏ−（ＣＨ₂ ）₂−、−（ＣＨ₂）₂−ＮＨ−（ＣＨ₂）₃−、−（ＣＨ₂）₂−ＮＨ−（ＣＨ₂）₂ を含んでいる。スペーサは、０または１〜３０個の酸素原子を、有利には１〜１ ２個の酸素原子を、および０または１〜３０個の窒素原子を、有利には１〜１２ 個の窒素原子を有する。 前記の化合物の混合物を製造し、かつ使用することもできる。 本発明による両親媒性界面活性化合物は特に、乳化剤、乳化破壊剤、洗剤、分 散剤、ヒドロトロープ剤として工業および家庭で、例えば金属加工、採鉱、表面 加工、繊維織物または硬質表面の洗浄およびクリーニング、特に手作業のための 食器用洗剤、ならびに皮膚および毛髪の洗浄およびクリーニング、化粧品、医薬 品、農業用化学物質および食品加工および食品製造の分野で適切である。この場 合に該化合物はあらゆる通例のアニオン性、非イオン性、カチオン性および両性 界面活性物質と組み合わせることができる。 組み合わせに関して本発明のよる界面活性剤での調製を制限することなく、非 イオン性界面活性物質のための例としては、脂肪酸グリセリド、脂肪酸ポリグリ セリド、脂肪酸エステル、高級アルコールのアルコキシレート、アルコキシル化 した脂肪酸グリセリド、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール脂肪酸 エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン −ヒマシ油誘導体または硬化ヒマシ油誘導体、ポリオキシエチレンラノリン誘導 体、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ア ルカノールアミンの誘導体、アルキルアミンオキシド、タンパク質水解物の誘導 体、ヒドロキシ混成エーテル、アルキルポリグリコシドおよびアルキルグルカミ ド（例えばＮ−メチル−アルキルグルカミド）ならびに非イオン性ジェミニ界面 活性剤もしくは架橋した非イオン性界面活性剤（例えばＷＯ９５／１９９５１（ ポリヒドロキシアミン化合物）、ＷＯ９５／１９９５３、ＷＯ９５／１９９５４ およびＷＯ９５／１９９５５ならびにＷＯ９５／２００２６に記載）が挙げられ る。 組み合わせに使用することができるアニオン性界面活性物質の例としては、セ ッケン、エーテルカルボン酸およびその塩、アルキルスルホネート、α−オレフ ィンスルホネート、α−スルホ脂肪酸誘導体（ＷＯ９３／２５６４６に記載のも のを含む）、高級脂肪酸エステルのスルホネート、高級アルコールスルフェート （第一および第二）、アルコールエーテルスルフェート、ヒドロキシ混成エーテ ルスルフェート、アルコキシル化カルボン酸アルカノールアミドのスルフェート 、リン酸エステルの塩、タウリド、イセチオネート、直鎖型アルキルベンゼンス ルホネート、架橋したアルキルベンゼンスルホネート（例えばＤｏｗ社のＤＯＷ ＦＡＸ−タイプ）、アルキルアリールスルホネート、ポリオキシエチレン脂肪酸 アミドおよびアクリルアミノ酸の誘導体のスルフェート、アルキルエーテルカル ボン酸、アルキル−およびジアルキルスルホスクシネート、アルケニルスルホス クシネート、アルキル−またはアルケニルサルコシネートおよび硫酸化グリセリ ンアルキルエーテルおよびジェミニ界面活性剤、例えばドイツ特許出願第１９５ ０５３６８．０号明細書に 記載のものが挙げられる。 組み合わせに使用することができる、通例のカチオン性界面活性物質の例とし ては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩 、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルカ ノールアミンの四級化脂肪酸エステル、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベン ゼトニウム、およびカチオン性アシルアミノ酸誘導体が挙げられる。 組み合わせに使用することができる両性電解質およびベタインの例としては、 カルボベタイン、例えばヤシアシルアミド−プロピルジメチルベタイン(Kokosac ylamido-propyldimethylbetain)、アシルアミドペンタンジエチルベタイン、ア シルアミドプロパン−（または−エタン−）ジメチル（または−ジエチル−）ベ タイン（全て１０〜１８個の炭素鎖長を有する）、スルホベタイン、イミダゾリ ン誘導体、ダイズ油リピドおよびレシチンが挙げられる。前記のアミン−Ｎ−オ キシドはポリマー形で存在していてもよく、その際アミン−対アミン−Ｎ−オキ シドの比は、１０：１〜１：１００００００でなくてはならない。平均分子量は ５００〜１００００００、しかし特に有利には５０００〜１０００００である。 本発明による界面活性化合物に、同様に通例の添加剤を添加してもよい。前記 の添加剤は特に調製のため に選択され、かつ通例は無機塩、例えば塩化ナトリウムおよび硫酸ナトリウム、 あるいはまた水溶性カルシウム塩および／またはマグネシウム塩ならびにビルダ ー、ヒドロトロープ剤、ＵＶ吸収剤、可塑剤、キレート剤、粘度調整剤、酵素、 汚れ溶解ポリマー、漂白剤、漂白活性化剤、再付着防止添加剤、ポリマー分散剤 、蛍光増白剤、起泡調整用の添加剤および香料を包括する。 本発明による前記の化合物は、公知の方法により製造することができる。製造 を制限することなく、ここではジアミン、オリゴアミンまたはポリアミンと、６ 〜２２個の炭素鎖長のアルデヒドとの反応が挙げられる。その際まず最も容易な 場合には、アルキレンジイミンを形成し、次いでこれをその後の工程で遷移金属 触媒の存在下に水素で還元し、かつ最終工程でクロロ酢酸またはそのアルカリ塩 、特にナトリウム塩でカルボキシメチル化する。このようにして、界面活性剤単 位のかなり選択的な形成を保証することができる。 カルボキシメチル化は、１２０〜１６０℃の温度で、有利には１１５〜１４５ ℃の温度で実施する。モノクロロ酢酸およびジクロロ酢酸の含有量を１０ｐｐｍ に低下させるために必要な反応時間は、反応温度に依存して１〜１０時間である 。２工程での反応の実施は有利である。 生じる生成物は、通例の等価物と比較して、有意に 低い臨界ミセル形成濃度ならびに本発明による界面活性物質の水溶液の表面張力 および前記の水溶液と種々の油、例えば流動パラフィンあるいはまたジャコウソ ウ油または種々のトリグリセリドとの間の界面張力により優れている。さらに本 発明による界面活性剤は、著しく穏やかであり、かつ皮膚を痛めることがない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１１Ｄ 1/88 Ｃ１１Ｄ 1/88

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．式（Ｉ）： ［式中、 Ｒ¹は、６〜２２個の炭素原子を有し、飽和または不飽和で、分枝または非分 枝の、環式または非環式炭化水素基を表し、 Ｒ²は、２〜２００個の原子を有するスペーサを表し、 Ｒ³は、水素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル基を表し、 Ｒ⁴は、６〜２２個の炭素原子を有し、飽和または不飽和で、分枝または非分 枝の、環式または非環式の炭化水素基を表し、 Ｒ⁵は、水素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル基を表し、かつ ｎは、１〜１０００００の数を表す］の両親媒性両性化合物およびその混合物 。 ２．式（Ｉ）中のｎが１〜１０００の値である、請求項１記載の両親媒性両性 化合物。 ３．スペーサＲ²が、分枝または非分枝の炭化水素を 有する、請求項１または２記載の両親媒性両性化合物。 ４．スペーサＲ²が、１〜３０個、有利には１〜１２個の酸素原子を有する、 請求項１または２記載の両親媒性両性化合物。 ５．スペーサＲ²が、１〜３０個、有利には１〜１２個の窒素原子を有する、 請求項１または２記載の両親媒性両性化合物。 ６．請求項１から５までのいずれか１項記載の両親媒性両性化合物の製造方法 において、ジアミン、オリゴアミンまたはポリアミンと６〜２２個の炭素原子を 有するアルデヒドとを反応させ、かつ該反応生成物を水素で還元し、かつクロロ 酢酸またはそのナトリウム塩でカルボキシメチル化することを特徴とする、両親 媒性両性化合物の製造方法。 ７．乳化剤または乳化破壊剤としての、請求項１から５までのいずれか１項記 載の両親媒性化合物の使用。 ８．金属加工、採鉱または表面加工の際の助剤としての、請求項１から５まで のいずれか１項記載の両親媒性化合物の使用。 ９．農業用化学物質の分散のための、請求項１から５までのいずれか１項記載 の両親媒性化合物の使用。 １０．繊維織物の洗浄およびクリーニングのための、請求項１から５までのい ずれか１項記載の両親媒性 化合物の使用。 １１．特に手作業による洗剤として、硬質表面をクリーニングするための、請 求項１から５までのいずれか１項記載の両親媒性化合物の使用。 １２．皮膚および毛髪のクリーニングおよび洗浄のための、請求項１から５ま でのいずれか１項記載の両親媒性化合物の使用。