JPH11500715A - ジカルボン酸ジアミドを基本構造とする、少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個の疎水性基を有する両親媒性化合物 - Google Patents

ジカルボン酸ジアミドを基本構造とする、少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個の疎水性基を有する両親媒性化合物

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ジカルボン酸ジアミドを基本構造とする、少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個の疎水性基を有する、一般式(I)(R1、R3=C1〜C22炭化水素基、R2=スペーサ、X、Y=官能基)の両親媒性化合物に関する。本発明による両親媒性化合物は、大抵界面活性であり、工業および家庭における、たとえば金属加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、化粧品、医薬および食品加工および調理の分野で、殊に乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤およびヒドロトロープ剤として適当である。

Description

【発明の詳細な説明】 ジカルボン酸ジアミドを基本構造とする、少なくとも2個の親水性基および少 なくとも2個の疎水性基を有する両親媒性化合物 本発明は、ジアミドを基本構造とする、少なくとも2個の親水性基および少な くとも2個の疎水性基を有する両親媒性化合物に関する。 両親媒性物質としては、多種多様のアニオン、カチオン、非イオンおよび両性 イオンの化合物が公知である。これらの物質の格段に大多数は、1個の親水性頭 部基(Kopfgruppe)および少なくとも1個の疎水性部分からなる。 両親媒性物質においては、生態学上の理由から、たとえば包装費および運搬費 の減少に関し、使用される物質の質量あたりますます大きい作用を達成する必要 性がある。両親媒性物質の混合による最適化は殆ど進行しないので、より高い効 率を有する新規両親媒性物質が必要である。従って、作用物質の使用量を明瞭に 減少できるようにするためには、低い臨界ミセル形成濃度および/または低い表 面−および界面張力を有する物質を見つけなければならない。 構造の一部を倍にすること(親水性頭部基、疎水性基)によるこの方向におけ る最初の解決手段は公知で ある。それで、過メチル化アルキレンジアミンに長鎖ハロゲン化アルキルを付加 することによりカチオン界面活性化合物を得ることができる[R.Zana、M.Benr raou、R.Rueff、Langmuir、7巻(1991年)1072ページ;R.Zana、Y. Talmon、Nature、362巻(1993年)228ページ;E.Alami,G.Beinert 、P.Marie、R.Zana、Langmuir、9巻(1993年)1465ページ]。 少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個の疎水性基を有するアニオン 界面活性化合物は、従来ジグリシジルエーテルを基礎として製造されたにすぎな い(US5160450、JP01304033、JP4124165)。しか し、ジグリシジルエーテルは毒物学的に懸念があるものとされかつ実際に高価で ある。さらに、その製造のためにはエピクロルヒドリンが使用され、これは大量 の残留物を生じ、それでこれらの化合物は生態毒物学的ならびに経済的観点では もはや現実的ではない。 従って、少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個の疎水性基を有し、 その際両親媒性化合物は、使用量に関して非常に高い効率を有し、さらに工業的 に容易に利用できる原料から不所望の副生成物の大量生成なしに製造することの できる両親媒性化合物を見出す課題が生じた。 この課題は本発明により、基本構造がジカルボン酸 またはそのエステルとアミンから製造することができる両親媒性ジアミドにより 解決される。相応するジ−またはオリゴアミドはアルコキシル化することができ る。これらの非イオン両親媒性化合物は、たとえば上記化合物をSO3/不活性 ガス(または発煙硫酸、クロルスルホン酸またはアミドスルホン酸)、ポリリン 酸、ハロゲン酢酸、スルトン、無水マレイン酸および亜硫酸水素ナトリウム、ま たはタウリンと反応させ、その都度引き続き中和することによりアニオン両親媒 性化合物に変えることができる。 従って本発明による両親媒性化合物は、一般式Iの化合物であり、 その際式I中のR1、R2、R3、xおよびyは下記に記載する意味を有する: R1およびR3は互いに独立に1〜22個、とくに7〜17個の炭素原子を有する 非分枝、飽和または不飽和炭化水素基を表わす。 置換基R1およびR3としては、個々に基メチル、エチル、n−プロピル、n− ブチル、n−ペンチル、n −ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウン デシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル 、n−ヘキサデシル、n−ヘプタデシル、n−オクタデシル、n−ノナデシル、 n−エイコシル、n−ウンエイコシル、n−ドコシルならびに相応する単一、二 重または三重不飽和基が挙げられる。 R2は、0〜20個の酸素原子および/または0〜20個の窒素原子および/ または0〜4個の硫黄原子および/または0〜3個のリン原子を含有しかつ0〜 20個の官能性側鎖基を有する、2〜100個の炭素原子を有する非分枝または 分枝鎖からなるスペーサを表わす。 スペーサR2は殊に下記のものを表わす: 基本構造として式IIの非分枝または分枝アルキレン鎖: -CaH2a- (II) [a=2〜18、とくにa=3〜6]; 基本構造として式IIIの非分枝または分枝アルケニレン鎖: -CbH2b-CH=CH-CcH2c- (III) [b+c=2〜16、その際bおよびcはその都度零よりも大きい]; 基本構造として式IVの非分枝または分枝アルキニレン鎖: -CdH2d-C≡C-CeH2e- (IV) [d+e=2〜16、その際dおよびeはその都度零よりも大きい]、および その際式II〜IVによる化合物の場合スペーサは鎖の任意の箇所に付加的に0 〜4個のカルボニル基、カルボキシル基、アミノ基またはアシルアミノ基を含有 する; 式V: -CfH2f-シクロC6H10-CgH2g- (V) [fおよびg=それぞれ1〜6] または式VIによる脂環式化合物: -3(4),8(9)-ジ(メチレン)-トリシクロ[5.2.1.02.6]デカン− (VI); 式VII: または式VIIIによる非置換または置換芳香族炭化水素: -ChH2h-C10R6-CjH2j- (VIII) [h、j、j1およびj2=それぞれ0〜8およびi=1〜8でありかつR=互 いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキル]; 0〜20個の官能性側鎖基を有する鎖、その際官能性側鎖基はアミノ基、アシ ルアミノ基、カルボニル基、カルボキシル基またはヒドロキシル基および/また は孤立または縮合環化されている0〜4個の環 からなる。 さらに、スペーサR2中にはそれぞれ0〜20個、とくに1〜12個の酸素原 子および/または窒素原子および/または0〜4個の硫黄原子および/または0 〜3個のリン原子が含有されている。 さらに、R2は殊に下記の意味を有する: 式IXによる化合物: -CkH2k-CxRy-Z-CxRy-ClH2l (IX) [kおよびl=それぞれ0〜8、x=6およびy=4またはx=10およびy =6またはx=14およびy=8、およびZ=O、NH、NR1、N−C(O) R1、SO2、(その際R1は1〜22個の炭素原子を有する炭化水素基を表わし 、かつRは互いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキルを表わす)]; 式Xによる化合物: -CmH2m-(OCnH2n)p-CqH2q- (X) [m=1〜4、n=2〜4、p=1〜20、とくにp=1〜6およびq=1〜 4]、 その際混合アルコキシド単位も出現でき、かつ次いでアルコキシド単位の順序 は任意である; 式XI: -CrH2r(RNCsH2s)t-CuH2u- (XI) または式XII: -[CrH2r[RN-C(O)-NR]t-CuH2u]w- (XII) または式XIII: -[CrH2r[RNC(O)CvH2vC(O)NR]t-CuH2u]w- (XIII) または式XIV: -[CrH2r[RN-C(O)-CH=CH-C(O)-NR]tCUH2u]W- (XIV) または式XVによる化合物: -[CrH2r[RNC(O)-CxRyC(O)NR]t-CuH2u]w- (XV) [r=2〜4、s=2〜4、t=1〜20、とくにt=1〜4、u=2〜4、 v=0〜12、w=1〜6、x=6およびy=4または x=10およびy=6または x=14およびy=8 R=互いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキル] xおよびyは互いに独立に官能基、殊に式XVI: -(C2H4O)α(C3H6O)βH (XVI) [α=0〜50、とくにα=10〜30、 β=0〜60、とくにβ=20〜40、 およびα+β=1〜100、とくにα+β=10〜50、その際β=0であ る場合、R2はC2H4ではない]の置換基を表わし、 かつその際混合アルコキシドにおいてアルコキシド単位は統計的またはブロッ ク式に結合されていて、 順序は任意である; または式XVII: -(C2H4O)γ(C3H6O)δ-FR (XVII) [その都度γ=0〜20、とくにγ=0〜8、 δ=0〜20、とくにδ=0〜12、 およびγ+δ=1〜40、とくにγ+δ=5〜20、 その際FRは官能基−CH2-COOM、−SO3M、P(O)(OM)2、 −O−C(O)−C2H3(SO3M)−CO2M′または−C2H4−SO3M [M、M′=アルカリ、アンモニウム、アルカノールアンモニウムまたは1/2ア ルカリ土類を表わす]の置換基を表わすか、 または式XVIII: -CH2[CHO(C2H4O)ε(C3H6O)ηA]z-CH2-O(C2H4O)μ(C3H6O)ρ-A (XVIII) [z=3〜6、とくにz=4 およびεないしはμ=0〜30、とくにεないしはμ=0〜10) およびηないしはρ=0〜30、とくにηないしはρ=0〜10) およびその際アルコキシド単位は同様に統計的またはブロック式に結合され ていて、順序は任意でありかつその際AはHまたはFRを表わす]の置換基を表 わす。 アルコキシ化度は、その都度平均値でありかつ記載の範囲内でそれぞれ任意で 、非整数値を取ることができる。 本発明による両親媒性化合物は大抵は極めて低い臨界ミセル形成濃度(CMC )および非常に低い表面−および界面張力(たとえばパラフィンに対して)によ って優れ、これは特別な構造−少なくとも2個の親水性基および少なくとも2個 の疎水性基−に帰因しなければならない。さらに、その大多数は、通常の界面活 性剤とトリポリリン酸五ナトリウムの間のほぼ中間にある高い親水性懸濁能を有 する。これらの化合物の若干は、極めて迅速な湿潤剤である。 本発明による両親媒性化合物は殊に、工業および家庭における、たとえば金属 加工、採鉱、表面仕上げ、洗浄および清浄、化粧品、医薬および食品加工および 調理の分野で、乳化剤、解乳化剤、洗浄剤、分散剤およびヒドロトロープ剤とし て適当である。 その際、該両親媒性化合物はすべての慣用のアニオン、非イオン、カチオンお よび両性界面活性物質と組合わせることができる。組合わせに使用することので きる非イオン界面活性物質の例として、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、高級アルコールのエトキシレート、ポリオキシエチレン脂 肪酸グリセリド、ポリオキシエチレン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−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、アルキルアミンオキシド 、タンパク質加水分解物の誘導体、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が挙げられる。 組合わせに使用することのできるアニオン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、高級脂肪酸エステルのスルホネート、アルコールスルフェート、 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、リン 酸エステルの塩、タウリド、イセチオネート、線状アルキルベンゾールスルホネ ート、クモールスルホネート、アルキルアリールスルホネート、ポリオキシエチ レン脂肪酸アミドのスルフェートおよびアシルアミノ酸の塩が挙げられる。 組合わせに使用することのできる慣用のカチオン界面活性剤の例としては、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、アルキルイソキ ノリニウム塩、ベンゼトニウムクロリドおよびカチオンのアシルアミノ酸誘導体 が挙げられる。 組合わせに使用することのできる両性界面活性剤の例としては、アミノ酸、ベ タイン、スルホベタイン、イミダゾリン誘導体、大豆油脂質およびレシチンが挙 げられる。 さらに、本発明による両親媒性化合物は、それ自体互いに組合わせることがで きる。 本発明による両親媒性化合物に、同様に慣用の添加物を添加することができる 。かかる添加物は、殊に配合のために選択され、普通に塩化ナトリウムおよび硫 酸ナトリウムのような無機塩、ならびにビルダー、ヒドロトロープ剤、UV吸収 剤、可塑剤、キレート化剤、粘度調整剤および香料を包含する。 上記の化合物は公知の方法により製造することができる: ジカルボン酸ないしはそのメチルエステルを2当量のアミンと高めた温度(8 0〜240℃)で、場合により触媒の存在において反応させ、その際生じる水ま たはメタノールは真空下に除去する。 ジカルボン酸−N,N′−ジアルキルジアミドである場合、塩基性触媒の存在 で加圧下に130〜190℃の温度でアルコキシル化する。この工程は、ジカル ボン酸ジアルキルポリヒドロキシジアミド(式XVIII)の場合には任意であ る。 生成物は引き続き、SO3/不活性ガス(発煙硫酸、クロルスルホン酸または アミドスルホン酸)または ポリリン酸またはハロゲン酢酸、スルトン、無水マレイン酸および亜硫酸水素ナ トリウムまたはイセチオン酸と反応させ、かつ水酸化アルカリまたはアルカリ土 類水溶液またはアンモニアまたはアルカノールアミンで中和することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01F 17/42 B01F 17/42 C10M 133/16 C10M 133/16 C11D 1/52 C11D 1/52 // C10N 40:24 C23G 5/032 30:00 C23G 5/032

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.一般式I: [式中R1およびR3は互いに独立に1〜22個の炭素原子を有する、非分枝、飽 和または不飽和炭化水素基を表わし、 R2はスペーサを表わしかつ XおよびYはたがいに独立に官能基を表わす]の両親媒性化合物。 2.スペーサR2は、0〜20個の酸素原子および/または0〜20個の窒素 原子および/または0〜4個の硫黄原子および/または0〜3個のリン原子を含 有し、かつ0〜20個の官能性側鎖基および/または0〜4個の孤立または縮合 環化された環を有する、2〜100個の炭素原子を有する非分枝または分枝鎖を 表わし、XおよびYは互いに独立にアルコキシル化または非アルコキシル化官能 基を表わす請求項1記載の両親媒性化合物。 3.式I中の炭化水素基R1およびR3は、互いに独 立に7〜17個の炭素原子を含有する請求項1または2記載の両親媒性化合物。 4.R2は、基本構造として式II: -CaH2a- (II) [a=2〜18、とくにa=3〜6]の非分枝または分枝アルキレン鎖、 または基本構造として式III: -CbH2b-CH=CH-CcH2c- (III) [b+c=2〜16、その際bおよびcは零よりも大きい]のアルケニレン鎖 、 または基本構造として式IV: -CdH2d-C≡C-CeH2e- (IV) [d+e=2〜16、その際dおよびeはその都度零より大きい]の非分枝ま たは分枝アルキニレン鎖を有するスペーサを表わし、 その際式IIおよびIVによる化合物の場合スペーサは鎖の任意の箇所に付加的 に0〜4個のカルボニル基、カルボキシル基、アミノ基またはアシルアミノ基を 含有する請求項1から3までのいずれか1項記載の両親媒性化合物。 5.R2は、式V: -CfH2f-シクロC6H10-CgH2g- (V) [fおよびg=それぞれ1〜6] または式VI: -3(4),8(9)-ジ(メチレン)-トリシクロ[5.2.1.02.6] デカン- (VI) による脂環式化合物からなるスペーサを表わす請求項1から3までのいずれか1 項記載の両親媒性化合物。 6.R2は、式VII: または式VIII: -ChH2h-C10R6-CjH2j- (VIII) [h、j、j1およびj2=それぞれ0〜8、およびi=1〜8および R=互いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキル]による非置換または 置換芳香族炭化水素からなるスペーサを表わす請求項1から3までのいずれか1 項記載の両親媒性化合物。 7.スペーサR2は0〜20個の官能性側鎖基を有し、その際官能性側鎖基は アミノ基、アシルアミノ基、カルボニル基、カルボキシル基またはヒドロキシル 基でありおよび/または0〜4個の孤立または縮合環化されている環を有する請 求項1から6までのいずれか1項記載の両親媒性化合物。 8.スペーサR2中に0〜20個、とくに1〜12個の酸素原子および/また は窒素原子および/または0〜4個の硫黄原子および/または0〜3個のリン原 子が含有されている請求項1から6までのいずれか1項記載の両親媒性化合物。 9.R2は、式(IX): -CkH2k-CxRy-Z-CxRy-ClH2l- (IX) [kおよびlは=それぞれ0〜8、x=6およびy=4またはx=10および y=6またはx=14およびy=8、およびZ=O、CO、NH、NR1、N− C(O)R1、SO2、その際R1は1〜22個の炭素原子を有する炭化水素基を 表わしかつRは互いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキルを表わす]によ るスペーサを表わす請求項8記載の両親媒性化合物。 10.R2は式X: -CmH2m-(CnH2nO)P-CqH2q- (X) [m=1〜4、n=2〜4、p=1〜20、とくにp=1〜6、q=1〜4] によるスペーサを表わし、その際混合アルコキシド単位も出現でき、アルコキシ ド単位の順序は任意である請求項8記載の両親媒性化合物。 11.R2は式XI: -CrH2r(RNCsH2s)tCuH2u- (XI) または式XII: -[CrH2r[RN-(O)-NR]t-CuH2u]w- (XII) または式XIII: -[CrH2r[RNC(O)CvH2vC(O)NR]t-CuH2u]w- (XIII) または式XIV: -[CrH2r[RN-C(O)-CH=CH-C(O)-NR]t-CuH2u]w- (XIV) または式XV: -[CrH2r[RNC(O)CxRyC(O)NR]t-CuH2u]w- (XV) [r=2〜4、s=2〜4、t=1〜20、とくにt=1〜4、u=2〜4、 v=0〜12、w=1〜6、x=6およびy=4または x=10およびy=6または x=14およびy=8 R=互いに独立にその都度HまたはC1〜C4アルキル]によるスペーサを表 わす請求項8記載の両親媒性化合物。 12.XおよびYは互いに独立に式XVI -(C2H4O)α(C3H6O)βH (XVI) [α=0〜50、とくにα=10〜30、 β=0〜60、とくにβ=20〜40、 およびα+β=1〜100、とくにα+β=10〜50、その際R2はβ= 0である場合、C2H4ではない]の置換基を表わし、その際混合アルコキシドの 場合アルコキシド単位は統計的またはブロック式に結合されていて、順序は任意 である請求項1から11までのいずれか1項記載の両親媒性化合物。 13.XおよびYは互いに独立に式XVII: -(C2H4O)γ(C3H6O)δ-FR (XVII) [その都度γ=0〜20、とくにγ=0〜8、 δ=0〜20、とくにδ=0〜12、 およびγ+δ=1〜40、とくにγ+δ=5〜20、 その際FRは官能基−CH2-COOM、−SO3M、−P(O)(OM)2、 −O−C(O)−C2H3(SO3M)−CO2M′ または−C2H4−SO3M[M,M′=アルカリ、アンモニウム、アルカノー ルアンモニウムまたは1/2アルカリ土類]を表わす]の置換基、 または式XVIII: -CH2[CHO(C2H4O)ε(C3H6O)ηA]z-CH2-O(C2H4O)μ(C3H6O)ρ-A (XVIII) [z=3〜6、とくにz=4 およびεないしはμ=0〜30、とくにεないしはμ=0〜10、 およびηないしはρ=0〜30、とくにηないしはρ=0〜10、およびそ の際AはHまたはFRを表わす]の置換基を表わし、かつその際混合アルコキシ ドの場合アルコキシド単位は統計的またはブロック式に結合されていて、順序は 任意である請求項1から11までのいずれか1項記載の両親媒性化合物。 14.請求項1から13までのいずれか1項記載の両親媒性化合物の乳化剤ま たは解乳化剤としての使用。 15.請求項1から13までのいずれか1項記載の両親媒性化合物の金属加工 、採鉱または表面仕上げにおける助剤としての使用。 16.請求項1から13までのいずれか1項記載の両親媒性化合物の織物助剤 としてまたは織物を清浄および洗浄するための使用。 17.請求項1から13までのいずれか1項記載の両親媒性化合物の硬質表面 を清浄にするための使用。 18.請求項1から13までのいずれか1項記載の両親媒性化合物の皮膚およ び毛髪を清浄および洗浄するための使用。
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