BR112016005323B1 - mistura de enantiômeros, solução aquosa, processo para produzir uma mistura ou uma solução aquosa, e, uso de uma solução aquosa - Google Patents

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Abstract

MISTURA DE ENANTIÔMEROS, SOLUÇÃO AQUOSA, PROCESSO PARA PRODUZIR UMA MISTURA OU UMA SOLUÇÃO AQUOSA, E, USO DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA Mistura de enantiômeros L e D de ácido metil glicina diacético (MGDA) ou seus sais respectivos de mono, di ou trimetal alcalino ou mono di ou triamônio, referida mistura contendo predominantemente o respectivo isômero L com um excesso enantiomérico (ee) na faixa de 10 a 75%.

Description

MISTURA DE ENANTIÔMEROS, SOLUÇÃO AQUOSA, PROCESSO PARA PRODUZIR UMA MISTURA OU UMA SOLUÇÃO AQUOSA, E, USO DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA
[001] A presente invenção é dirigida a uma mistura de enantiômeros L e D de ácido metil glicina diacético (MGDA) ou seus respectivos sais de mono, di ou trimetal alcalino ou mono, di ou triamônio, referida mistura contendo predominantemente o respectivo isômero L com um excesso enantiomérico (ee) na faixa de 10 a 75%.
[002] Agentes quelantes tais como ácido metil glicina diacético (MGDA) e seus respectivos sais de metal alcalino são sequestrantes utilizáveis para íons de metal alcalino terroso tais como Ca2+ e Mg2+. Por esta razão, eles são recomendados e usados para vários propósitos tais como formulações de detergentes para a lavagem de roupa e para lavagem de louça automática (ADW), em particular para as assim chamadas formulações de detergentes para a lavagem de roupa livre de fosfato e formulações para ADW livre de fosfato. Para transportar tais agentes quelantes na maioria dos casos ou sólidos tais como grânulos estão sendo aplicados ou soluções aquosas.
[003] Grânulos e pós são utilizáveis porque a quantidade de água transportada pode ser negligenciada, mas para a maioria dos processos de misturação e formulação uma etapa extra de dissolução é exigida.
[004] Muitos usuários industriais desejam obter agentes quelantes nas soluções aquosas que sejam tão altamente concentrados quanto possível. Quanto menor a concentração do agente quelante exigido mais água está sendo transportada. Referida água adiciona custos ao transporte, e ela tem que ser removida mais tarde quando MGDA deve ser incorporado em um produto sólido. Embora cerca de 40% em peso de soluções de sal trissódico de MGDA racêmico possam ser produzidos e armazenados a temperatura ambiente, soluções mais frias temporariamente ou no local podem levar a precipitação do MGDA, assim como, nucleação pelas impurezas. Referidas precipitações podem levar a incrustações nos tubos e recipientes, e/ou a impurezas ou não homogeneidade durante a formulação.
[005] Pode-se tentar aumentar a solubilidade dos agentes quelantes adicionando um agente solubilizante, por exemplo, um polímero intensificador de solubilidade ou um tensoativo. No entanto, muitos usuários desejam ser flexíveis com sua própria formulação de detergente, e eles desejam evitar aditivos poliméricos ou ativos na superfície no agente quelante.
[006] Aditivos que podem intensificar a solubilidade dos respectivos agentes quelantes podem ser considerados, mas tais aditivos não devem afetar negativamente as propriedades do respectivo agente quelante. No entanto, muitos aditivos têm um efeito negativo, ou eles limitam a flexibilidade para formulações posteriores.
[007] Foi verificado adicionalmente que algumas amostras de MGDA contêm muitas impurezas que podem limitar a sua aplicabilidade em campos tais como detergentes para a lavagem de roupa e ADW. Tais impurezas são atribuídas algumas vezes a coloração desvantajosa especialmente a um valor de pH abaixo de 10 e o comportamento olfatório que algumas vezes vem com MGDA e outros agentes quelantes, ver, por exemplo, os exemplos comparativos de US 7.671.234.
[008] US 7.671.234 descreve uma saponificação melhorada de MGDN,
Figure img0001
[009] Embora US 7.671.234 mostre melhoramentos, comportamento de coloração e olfatório ainda mais melhorado é desejado.
[0010] WO 2012/150155 descreve a solubilidade melhorada de MGDA L puro, em comparação com MGDA racêmico. No entanto, é tedioso produzir MGDA e evitar cuidadosamente qualquer racemização. Embora seja também possível sintetizar MGDA racêmico e separar o isômero D, tal método poderia resultar no descarte de 50% da produção ou mais.
[0011] Foi verificado adicionalmente que MGDA racêmico mostra alguma intolerância contra bases fortes tais como hidróxido de sódio. Isto limita sua utilidade em determinadas aplicações tais como limpantes industriais e institucionais que em muitos exemplos contêm quantidades significantes de bases fortes tais como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio.
[0012] Foi, por esse motivo o objetivo da presente invenção prover soluções aquosas altamente concentradas de agentes quelantes tais como MGDA que são estáveis a temperaturas na faixa de zero a 50°C, sem a adição de tensoativos ou polímeros orgânicos ou sais de ácidos orgânicos. Foi adicionalmente um objetivo da presente invenção prover agentes quelantes que mostram uma tolerância melhorada para bases fortes tais como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio sólido. Foi adicionalmente um objetivo da presente invenção prover um método para a fabricação de soluções aquosas altamente concentradas de agentes quelantes tais como MGDA que são estáveis a temperaturas na faixa de zero a 50°C. Nem tal método nem tal solução aquosa deve exigir o uso de aditivos que afetam negativamente as propriedades do respectivo agente quelante. Em particular, nem polímeros orgânicos nem sais de ácidos orgânicos deveriam ser necessários para estabilizar tais soluções.
[0013] Consequentemente, as misturas de enantiômeros definidas no início foram verificadas como podendo ser convertidas em soluções aquosas que resolvem os problemas acima. As misturas de enantiômeros definidas no início exibem uma solubilidade em água intensificada, comparadas a mistura racêmica, e quase a mesma, ou a mesma, ou preferivelmente uma solubilidade intensificada em água, comparada ao isômero L puro, mas elas são mais fáceis em relação a fabricação.
[0014] Por esse motivo, misturas inventivas são misturas de enantiômeros L e D de ácido metil glicina diacético (MGDA) ou seus respectivos sais de mono, di ou trimetal alcalino ou mono, di ou triamônio, referida mistura contendo predominantemente o respectivo isômero L com um excesso enantiomérico (ee) na faixa de 10 a 75%.
[0015] O termo sais de amônio como usado na presente invenção se refere a sais com pelo menos um cátion que contém um átomo de nitrogênio que é permanentemente ou temporariamente quaternizado. Exemplos de cátions que contêm pelo menos um átomo de nitrogênio que é permanentemente quaternizado incluem tetrametil amônio, tetraetil amônio, dimetildietil amônio, e n-C10-C20 alquil trimetil amônio. Exemplos de cátions que contêm pelo menos um átomo de nitrogênio que é temporariamente quaternizado incluem aminas e amônia protonadas, tais como monometil amônio, dimetil amônio, trimetil amônio, monoetil amônio, dietil amônio, trietil amônio, n-C10-C20-alquil dimetil amônio, 2-hidróxietil amônio, bis(2-hidróxietil) amônio, tris(2-hidróxietil)amônio, N-metil 2-hidróxietil amônio, N,N-dimetil-2-hidróxietil amônio, e especialmente NH4+.
[0016] Em uma modalidade da presente invenção, misturas inventivas são misturas de enantiômeros L e D de moléculas da fórmula geral (I)
[CH3-CH(COO)-N(CH2-COO)2]M3-xHx(I)
em que
x está na faixa de zero a 0,5, preferivelmente de zero a 0,25,
M é selecionado dentre amônio, substituído ou não substituído, e potássio e sódio e misturas dos mesmos, preferivelmente sódio.
[0017] Preferidos são os sais de metal trialcalino de MGDA tais como os sais de tripotássio e ainda mais preferidos são os sais trissódicos.
[0018] Em uma modalidade da presente invenção, o excesso enantiomérico do respectivo isômero L nas misturas inventivas está na faixa de 10 a 75%, preferivelmente na faixa de 12,5 a 60%.
[0019] Nas modalidades onde dois ou mais compostos estão presentes, o ee se refere ao excesso enantiomérico de todos os isômeros L presentes a mistura em comparação com todos os isômeros D. Por exemplo, no caso em que uma mistura do sal di e dissódico de MGDA está presente, o ee se refere à soma do sal dissódico e sal dissódico do MGDA L com relação à soma do sal dissódico e do sal dissódico de MGDA D.
[0020] O excesso enantiomérico pode ser determinado pela medição da polarização (polarimetria) ou preferivelmente por cromatografia, por exemplo, por HPLC com uma coluna quiral, por exemplo, com uma ou mais ciclodextrinas como fase imobilizada ou com uma fase estacionária quiral com conceito de doca de ligante (Pirkle-brush). Preferida é a determinação do ee por HPLC com uma amina opticamente ativa tal como penicilamida D na presença de sal de cobre (II).
[0021] Em uma modalidade da presente invenção, misturas inventivas podem conter na faixa de 0,1 a 10% em peso de uma ou mais impurezas opticamente inativas, pelo menos uma das impurezas sendo pelo menos uma das impurezas sendo selecionada dentre ácido iminodiacético, ácido fórmico, ácido glicólico, ácido propiônico, ácido acético e seus respectivos sais de metal alcalino ou mono, di ou triamônio.
[0022] Em um aspecto da presente invenção, misturas inventivas podem conter menos do que 0,2% em peso de ácido nitrilo triacético (NTA), preferivelmente 0,01 a 0,1% em peso.
[0023] Em um aspecto da presente invenção, misturas inventivas podem conter quantidades menores de cátions diferentes de metal alcalino ou amônio. É desse modo possível que quantidades menores, tais como 0,01 a 5 % em moles da mistura inventiva total de agente quelante, com base em ânion, contenham cátions de metal alcalino terroso tais como Mg2+ ou Ca2+, ou íons de metal e transição tais como cátions de Fe2+ ou Fe3+.
[0024] As misturas inventivas exibem uma solubilidade muito boa, especialmente em água e soluções de hidróxido de metal alcalino aquosas. Tal solubilidade muito boa pode ser vista, por exemplo, em uma faixa de temperatura de zero °C a 40°C, em particular a temperatura ambiente e/ou a zero e/ou +10°C.
[0025] Outro aspecto da presente invenção é por esse motivo uma solução aquosa de uma mistura inventiva, contendo na faixa de 40 a 60% em peso de referida mistura inventiva, preferivelmente 45 a 58% em peso, ainda mais preferivelmente 48 a 55% em peso. Tais soluções aquosas estão nas partes que se seguem sendo referidas também como soluções inventivas ou soluções de acordo com a presente invenção. Soluções inventivas não mostram quantidades de precipitação ou cristalização quando da adição de cristais sementes ou tensão mecânica. Soluções inventivas não exibem qualquer turvação visível.
[0026] Em uma modalidade preferida da presente invenção, as soluções de acordo com a presente invenção são livres de tensoativos. Livre de tensoativos significa, no contexto da presente invenção, que os teores totais de tensoativos são 0,1% em peso ou menos, com referência a quantidade de mistura inventiva. Em uma modalidade preferida, o termo "livre de tensoativos" deve encerrar uma concentração na faixa de 50 ppm a 0,05%, tanto ppm como % com referência a ppm em peso ou % em peso, respectivamente, e com referência a solução inventiva total respectiva.
[0027] Em uma modalidade preferida da presente invenção, as soluções de acordo com a presente invenção são livres de polímeros orgânicos. Livre de polímeros orgânicos significa, no contexto da presente invenção, que os teores totais de polímeros orgânicos são 0,1% em peso ou menos, com referência a quantidade de mistura inventiva. Em uma modalidade preferida, o termo "livre de polímeros orgânicos" deve encerrar uma concentração na faixa de 50 ppm a 0,05%, tanto ppm como % com referência a ppm em peso ou % em peso, respectivamente, e com referência a solução inventiva respectiva total. Polímeros orgânicos devem incluir também copolímeros orgânicos e devem incluir poliacrilatos, polietileno iminas, e polivinilpirrolidona. (Co)polímeros orgânicos no contexto da presente invenção devem ter um peso molecular (Mw) de 1.000 g ou mais.
[0028] Em uma modalidade preferida da presente invenção, as soluções inventivas não contêm quantidades maiores de metal alcalino de ácidos mono e dicarboxílico tais como ácido acético, ácido propiônico, ácido maleico, ácido acrílico, ácido adípico, ácido succínico e similares. Quantidades maiores neste contexto se referem a quantidades acima de 0,5% em peso.
[0029] Em uma modalidade da presente invenção, as soluções inventivas têm um valor de pH na faixa de 8 a 14, preferivelmente 10,0 a 13,5.
[0030] Em uma modalidade da presente invenção, as soluções inventivas contêm adicionalmente pelo menos um sal básico inorgânico selecionado dentre hidróxidos de metal alcalino e carbonatos de metal alcalino. Exemplos preferidos são carbonato de sódio, carbonato de potássio, hidróxido de potássio e em particular hidróxido de sódio, por exemplo, 0,1 a 1,5% em peso. Hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio, respectivamente, pode resultar da fabricação da solução inventiva respectiva.
[0031] Além disso, misturas inventivas, assim como, soluções inventivas podem conter um ou mais sais não básicos inorgânicos tais como -mas não limitado a - halogeneto de metal alcalino ou preferivelmente sulfato de metal alcalino, especialmente sulfato de potássio ou ainda mais preferivelmente sulfato de sódio. O teor de sal não básico inorgânico pode estar na faixa de 0,10 a 1,5% em peso, com referência à mistura inventiva respectiva ou o teor de sólidos da solução inventiva respectiva. Ainda mais preferivelmente, as misturas inventivas, assim como, as soluções inventivas não contêm quantidades significantes de sal não básico inorgânico, por exemplo, na faixa de 50 ppm a 0,05% em peso, com referência à mistura inventiva respectiva ou o teor de sólidos da respectiva solução inventiva. Ainda mais preferivelmente as misturas inventivas contêm de 1 a 50 ppm em peso da soma de cloreto e sulfato, com referência à mistura inventiva respectiva. Os teores de sulfato podem ser determinados, por exemplo, por gravimetria ou cromatografia iônica.
[0032] Além disso, as misturas inventivas, assim como, as soluções inventivas exibem comportamento olfatório vantajoso, assim como, uma tendência muito baixa para coloração tal como amarelamento quando do armazenamento.
[0033] Além disso, as misturas inventivas, assim como, as soluções inventivas exibem comportamento vantajoso para agentes alvejantes tais como percarbonato de sódio, e as misturas inventivas são menos higroscópicas do que a mistura racêmica de MGDA. As misturas inventivas formam pós de fluxo livre mais rapidamente do que a mistura racêmica de MGDA.
[0034] Além disso, as misturas inventivas exibem um comportamento melhorado para bases fortes tais como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio sólido. Quando armazenadas como uma mistura de hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio sólido e posteriormente formuladas em água, elas podem ser formuladas como soluções claras, não turvas com boa vida útil na prateleira.
[0035] As misturas inventivas podem ser preparadas misturando as quantidades respectivas de MGDA L e MGDA D enantiomericamente puros ou seus sais respectivos. No entanto, a fabricação de MGDA D enantiomericamente puro é tediosa, e outros processos de fabricação das misturas inventivas foram verificados no contexto da presente invenção.
[0036] Um aspecto adicional da presente invenção é um processo para produzir misturas inventivas, nas partes que se seguem também sendo referido como processo inventivo. O processo inventivo compreende as etapas de
  • (a) dissolver uma mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino em água,
  • (b) converter referida mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino com formaldeído e ácido hidrociânico ou cianida de metal alcalino em uma dinitrila,
  • (c) saponificação da dinitrila resultante da etapa (b) em duas etapas (c1) e (c2), etapas (c1) e (c2) sendo realizadas a temperaturas diferentes, empregando quantidades estequiométricas de hidróxido ou um excesso de 1,01 a 1,5 moles de hidróxido por soma molar de grupos COOH e grupos nitrila da dinitrila da etapa (b).
[0037] O processo inventivo será descrito em maiores detalhes abaixo.
[0038] Na etapa (a) do processo inventivo, uma mistura de alanina L e o sal de metal alcalino da alanina L estão sendo dissolvidos em água. Alanina L no contexto da presente invenção se refere ou a alanina L pura com quantidades não detectáveis de alanina D, ou a misturas de enantiômeros de alanina L e alanina D, o excesso enantiomérico sendo pelo menos 96%, preferivelmente pelo menos 98%. Quanto mais puro o enantiômero de alanina L, melhor é a direção da racemização na etapa (c) do processo inventivo.
[0039] Dos sais de metal alcalino, o sal de potássio é preferido e o sal de sódio é ainda mais preferido.
[0040] Existem vários meios de realizar a etapa (a) do processo inventivo. É possível preparar uma mistura sólida de alanina L e do sal de metal alcalino de alanina L e então dissolver a mistura assim obtida em água. É preferido, contudo, produzir uma pasta fluida de alanina L em água e então adicionar a quantidade exigida de hidróxido de metal alcalino, como um sólido ou como solução aquosa.
[0041] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (a) do processo inventivo está sendo realizada a uma temperatura na faixa de 5 a 70°C, preferivelmente na faixa de 15 a 60°C. Durante a realização da etapa (a), em muitos casos, uma elevação de temperatura pode ser observada, especialmente quando a modalidade de produzir uma pasta fluida de alanina L em água e então adicionar a quantidade exigida de hidróxido de metal alcalino, como sólido ou como solução aquosa, foi escolhida.
[0042] Uma solução aquosa de uma mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino correspondente serão obtidos na etapa (a).
[0043] Em uma modalidade da etapa (a), uma solução aquosa de uma mistura da faixa de 10 a 50% em moles de alanina L (ácido livre) e de 50 a 90% em moles de alanina L (sal de metal alcalino) é obtida. Particularmente preferidas são misturas de 23 a 27% em moles de alanina L (ácido livre) e 63 a 67% em moles do sal de metal alcalino de alanina L é obtida.
[0044] Preferivelmente, uma solução aquosa de uma mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino correspondente pode ter um teor total de sólidos na faixa de 10 a 35%. Preferivelmente, tal solução aquosa de uma mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino correspondente pode ter um valor de pH na faixa de 6 a 12.
[0045] Preferivelmente, a solução aquosa obtida na etapa (a) contém menos do que 0,5% em peso de impurezas diferente de alanina D e seu sal de metal alcalino correspondente, o percentual sendo com base no teor total de sólidos da solução aquosa. Tais impurezas potenciais podem ser um ou mais de sais de magnésio ou cálcio de ácidos inorgânicos. Quantidades traço de impurezas provenientes da alanina L ou a água usada devem ser desconsideradas no contexto adicional com a presente invenção.
[0046] Na etapa (b) do processo inventivo, uma síntese de Strecker dupla está sendo realizada tratando a solução aquosa da mistura de alanina L e seu sal de metal alcalino obtidos na etapa (a) com formaldeído e ácido hidrociânico ou cianida de metal alcalino. A síntese de Strecker dupla pode ser realizada adicionando cianida de metal alcalino ou uma mistura de ácido hidrociânico e cianida de metal alcalino ou preferivelmente ácido hidrociânico e formaldeído na solução aquosa obtida na etapa (a). Referida adição de formaldeído e cianida de metal alcalino ou preferivelmente ácido hidrociânico pode ser realizada em uma ou mais porções. Formaldeído pode ser adicionado como gás, ou como solução de formalina, ou como paraformaldeído. Preferida é a adição de formaldeído como 30 a 35% em peso de solução aquosa.
[0047] Em uma modalidade particular da presente invenção, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada a uma temperatura na faixa de 20 a 80°C, preferivelmente de 35 a 65°C.
[0048] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada a uma temperatura constante na faixa acima. Em outra modalidade, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada usando um perfil de temperatura, por exemplo, iniciando a reação a 40°C e então deixando agitar a mistura da reação a 50°C.
[0049] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada a pressão elevada, por exemplo, 0,101 a 0,6 mPa (1,01 a 6 bar). Em outra modalidade, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada a pressão normal (0,1 mPa = 1 bar).
[0050] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (b) do processo inventivo está sendo realizada a um valor de pH constante, e uma base ou um ácido está sendo adicionado a fim de manter o valor do pH constante. Preferivelmente, no entanto, o valor do pH durante a etapa (b) está diminuindo, e nem base nem ácido diferente, opcionalmente, HCN esta sendo adicionado. Em tais modalidades, no final da etapa (b), o valor do pH pode ter caído para 2 a 4.
[0051] A etapa (b) pode ser realizada em qualquer tipo de vaso de reação que permita a manipulação de ácido hidrociânico. Utilizáveis são, por exemplo, frascos, reatores de tanque agitado e cascatas de dois ou mais reatores de tanque agitado.
[0052] Da etapa (b), uma solução aquosa do enantiômero L, uma dinitrila da fórmula (B)
Figure img0002
e seu sal de metal alcalino correspondente serão obtidos, resumidamente, também referida como dinitrila (B) ou sal de metal alcalino de dinitrila (B), respectivamente.
[0053] Na etapa (c), a dinitrila resultante da etapa (b) será saponificada em duas etapas (c1) e (c2) a temperaturas diferentes, empregando quantidades estequiométricas de hidróxido ou um excesso de 1,01 a 1,5 moles de hidróxido por soma molar de grupos COOH e grupos nitrila da dinitrila da etapa (b), preferivelmente 1,01 a 1,2 moles.
[0054] Temperatura diferente significa no contexto da etapa (c) que a temperatura média da etapa (c1) é diferente da temperatura média da etapa (c2). Preferivelmente, a etapa (c1) é realizada a uma temperatura inferior à da etapa (c2). Ainda mais preferivelmente, a etapa (c2) é realizada a uma temperatura média que é pelo menos 100°C superior à temperatura média da etapa (c1). Hidróxido no contexto da etapa (c) se refere a hidróxido de metal alcalino, preferivelmente hidróxido de potássio e ainda mais preferivelmente a hidróxido de sódio.
[0055] A etapa (c1) pode ser iniciada pela adição da solução resultante da etapa (b) em uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino ou adicionando uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino em uma solução resultante da etapa (b). Em outra modalidade, a solução resultante da etapa (b) e uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino são adicionadas simultaneamente em um vaso.
[0056] Quando calculando as quantidades estequiométricas de hidróxido a ser adicionado na etapa (c1), a soma de grupos COOH e grupos nitrila a partir da quantidade teórica total de dinitrila (B) é multiplicada por 3 e as quantidades de álcali já presentes da etapa (a) e, opcionalmente, etapa (b), é subtraída.
[0057] A etapa (c1) pode ser realizada a uma temperatura na faixa de 20 a 80°C, preferível 40 a 70°C. No contexto da etapa (c1) "temperatura" se refere à temperatura média.
[0058] Como um resultado da etapa (c1), uma solução aquosa da respectiva diamida e seu sal de metal alcalino respectivo podem ser obtidos, M sendo metal alcalino. Referida solução pode conter também MGDA L e a monoamida correspondente e/ou seu sal de metal mono ou dialcalino.
Figure img0003
[0059] A etapa (c2) pode ser realizada a uma temperatura na faixa de 130 a 195°C, preferivelmente 175 a 195°C. No contexto da etapa (c1) "temperatura" se refere à temperatura média.
[0060] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (c2) tem um tempo de residência médio na faixa de 5 a 180 minutos.
[0061] Em modalidades preferidas a faixa superior do intervalo de temperatura da etapa (c2) tal como 190 a 195°C é combinada com um tempo de residência curto tal como 20 a 25 minutos, ou a faixa inferior do intervalo de temperatura da etapa (c2) tal como 175°C a 180°C é combinada com um tempo de residência mais longo tal como 50 a 60 minutos, ou uma temperatura média tal como 185°C é combinada com um tempo de residência médio tal como 35 a 45 minutos.
[0062] A etapa (c2) pode ser realizada no mesmo reator que a etapa (c1), ou - no caso de um processo contínuo - em um reator diferente.
[0063] Em uma modalidade da presente invenção a etapa (c2) é realizada com um excesso de base de 1,01 a 1,2 moles de hidróxido por mol de grupo nitrila.
[0064] Dependendo do tipo de reator no qual a etapa (c2) está sendo realizada, tal como um reator de fluxo tampão ideal, o tempo médio de residência pode ser substituído pelo tempo de residência.
[0065] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (c1) está sendo realizada em um reator de tanque agitado contínuo e a etapa (c2) está sendo realizada em um segundo reator de tanque agitado contínuo. Em uma modalidade preferida, a etapa (c1) está sendo realizada em um reator de tanque agitado contínuo e a etapa (c2) está sendo realizada em um reator de fluxo tampão, tal como um reator tubular.
[0066] Em uma modalidade da presente invenção, a etapa (c1) do processo inventivo está sendo realizada a uma pressão elevada, por exemplo, a 0,105 a 0,6 mPa (1,05 a 6 bar). Em outra modalidade, a etapa (c1) do processo inventivo está sendo realizada a pressão normal.
[0067] Especialmente em modalidades em que a etapa (c2) está sendo realizada em um reator de fluxo tampão, a etapa (c2) pode ser realizada a pressão elevada tal como 0,15 a 4 mPa (1,5 a 40 bar), preferivelmente pelo menos 2 mPa (20 bar). A pressão elevada pode ser realizada com a ajuda de uma bomba ou por elevação de pressão autogênica.
[0068] Preferivelmente, as condições de pressão das etapas (c1) e (c2) são combinadas de modo que a etapa (c2) é realizada a uma pressão superior à da etapa (c1).
[0069] Durante a etapa (c2), uma racemização parcial acontece. Sem querer ser limitado por qualquer teoria, é provável que a racemização aconteça no estágio da diamida L ou do MGDA L.
[0070] Em uma modalidade da presente invenção, o processo inventivo pode compreender etapas diferentes das etapas (a), (b) e (c) descritas acima. Tais etapas adicionais podem ser, por exemplo, uma ou mais etapas de descoloração, por exemplo, com carbono ativado ou com peróxido tal como H2O2.
[0071] Uma etapa adicional diferente da etapa (a), (b) ou (c) que é realizada preferivelmente após a etapa (c2) é extração com nitrogênio ou vapor a fim de remover amônia. Referida extração pode ser realizada a temperaturas na faixa de 90 a 110°C. Pela extração de nitrogênio ou ar, água pode ser removida da solução assim obtida. A extração é realizada preferivelmente a uma pressão abaixo da pressão normal, tal como 0,065 a 0,095 mPa (650 a 950 mbar).
[0072] Nas modalidades em que uma solução inventiva é desejada, a solução obtida na etapa (c2) é só resfriada e, opcionalmente, concentrada removendo parcialmente a água. Se amostras secas de misturas inventivas são exigidas, a água pode ser removida por secagem por pulverização ou granulação por pulverização.
[0073] O processo inventivo pode ser realizado como um processo em batelada, ou como um processo semicontínuo ou contínuo.
[0074] Um aspecto adicional da presente invenção é o uso de uma mistura inventiva ou uma solução inventiva para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa e de composições de detergente para limpantes. Um aspecto adicional é um processo para a fabricação de detergentes para a lavagem de roupa e de limpantes de composições de detergente usando uma mistura inventiva ou uma solução inventiva. Dependendo de se uma mistura na formulação aquosa ou na matéria seca é desejada, e dependendo de se uma composição de detergente líquido ou sólido é desejada, uma solução aquosa inventiva ou uma mistura inventiva de isômeros pode ser usada. A misturação pode ser realizada pelas etapas de formulação conhecidas por si.
[0075] Em particular quando a misturação está sendo realizada com uma solução inventiva para a produção de composições de detergente sólido para a lavagem de roupa ou uma composição de detergente sólido para limpantes, tal uso é vantajoso porque ele permite adicionar quantidades reduzidas de água a serem removidas mais tarde, e ele permite flexibilidade porque nenhum ingrediente adicional tal como polímero, tensoativos ou sais estão presentes, o que de outra maneira reduziria a flexibilidade do fabricante de detergente.
[0076] Em uma modalidade da presente invenção, soluções aquosas inventivas podem ser usadas como tal para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou para composições de detergente para limpantes. Em outras modalidades, soluções aquosas inventivas podem ser usadas na forma completamente ou preferivelmente parcialmente neutralizada para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou para composições de detergente para limpantes. Em uma modalidade, soluções aquosas inventivas podem ser usadas na forma completamente ou preferivelmente parcialmente neutralizada para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou de composições de detergente para limpantes, referida neutralização sendo realizada com um ácido inorgânico (ácido mineral). Ácidos inorgânicos preferidos são selecionados dentre H2SO4, HCl e H3PO4. Em outras modalidades, soluções aquosas inventivas podem ser usadas na forma completamente ou preferivelmente parcialmente neutralizada para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou de composições de detergente para limpantes, referida neutralização sendo realizada com um ácido orgânico. Ácidos orgânicos preferidos são selecionados dentre CH3SO3H, ácido acético, ácido propiônico, e ácido cítrico.
[0077] No contexto da presente invenção, o termo "composição de detergente para limpantes" inclui limpantes para o cuidado do lar e para aplicações industriais ou institucionais. O termo "composição de detergente para limpantes" inclui composições para a lavagem de louça, especialmente composições para a lavagem de louça à mão e lavagem de louça automática e lavagem de louça, e composições para a limpeza de superfícies duras tais como, mas não limitado a composições para limpeza de banheiro, limpeza da cozinha, limpeza do piso, desentupimento de tubos, limpeza de janela, limpeza do carro incluindo limpeza de caminhão, além disso, limpeza de instalações abertas, limpeza do local, limpeza de metal, limpeza desinfetante, limpeza de fazenda, limpeza a alta pressão, mas não composições de detergente para a lavagem de roupa.
[0078] No contexto da presente invenção e a menos que expressamente especificado em contrário, porcentagens no contexto de ingredientes de composições de detergente para a lavagem de roupa são porcentagens em peso e se referem ao teor total de sólidos da respectiva composição de detergente para a lavagem de louça. No contexto da presente invenção e a menos que expressamente especificado em contrário, porcentagens no contexto de ingredientes da composição de detergente para limpantes são porcentagens em peso e se referem o teor total de sólidos da composição de detergente para limpante.
[0079] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a presente invenção podem conter na faixa de 1 a 30% em peso da mistura inventiva. Porcentagens se referem o teor total de sólidos da respectiva composição de detergente para lavagem de roupa.
[0080] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes de acordo com a presente invenção podem conter na faixa de 1 a 50% em peso de mistura inventiva, preferivelmente 5 a 40% em peso e ainda mais preferivelmente 10 a 25% em peso. Porcentagens se referem ao teor total de sólidos da respectiva composição de detergente para cuidado do lar.
[0081] Particularmente, vantajosamente composições de detergente para a lavagem de roupa e composições de detergente para limpantes, especialmente para cuidado do lar podem conter um ou mais agentes de complexação diferentes de MGDA. Composições de detergente vantajosas para limpantes e composições de detergente vantajosas para a lavagem de roupa, podem conter um ou mais agentes de complexação (no contexto da presente invenção também referido como sequestrante) diferentes da mistura de acordo com a presente invenção. Exemplos de sequestrantes diferentes da mistura de acordo com a presente invenção são GLDA, IDS (iminodissucinato), citrato, derivados de ácido fosfônico, por exemplo, o sal dissódico de ácido hidroxietano-1,1-difosfônico ("HEDP"), e polímeros com grupos de complexação tipo, por exemplo, polietilenoimina em que 20 a 90 % em moles dos átomos N contêm pelo menos um grupo “CH2COO", e seus respectivos sais de metal alcalino, especialmente seus sais de sódio, por exemplo, GLDA-Na4, IDS-Na4, e citrato trissódico, e fosfatos tais como STPP (tripoli-fosfato de sódio). Devido ao fato que fosfatos aumentam as preocupações ambientais, é preferido que as composições de detergente vantajosas para limpantes e composições de detergente vantajosas para lavagem de roupa sejam livres de fosfato. "Livre de fosfato" deve ser entendido no contexto da presente invenção, como significando que o teor de fosfato e polifosfato está na soma na faixa de 10 ppm a 0,2% em peso, determinado por gravimetria.
[0082] Composições de detergente vantajosas para limpantes e composições de detergente vantajosas para lavagem de roupa podem conter um ou mais tensoativos, preferivelmente um ou mais tensoativos não iônicos.
[0083] Tensoativos não iônicos preferidos são álcoois alcoxilados, copolímeros de di e múltiplos blocos de óxido de etileno e óxido de propileno e produtos da reação de sorbitano com óxido de etileno ou óxido de propileno, alquil poliglicosídeos (APG), éteres mistos de hidroxialquila e óxidos de amina.
[0084] Exemplos preferidos de álcoois alcoxilados e álcoois graxos alcoxilados são, por exemplo, compostos da fórmula geral (I)
Figure img0004
em que as variáveis são definidas como se segue:
R1 é idêntico ou diferente e selecionado dentre hidrogênio e C1-C10-alquila linear, preferivelmente em cada caso idêntico e etila e particularmente, preferivelmente hidrogênio ou metila,
R2 é selecionado dentre C8-C22-alquila, ramificado ou linear, por exemplo, n-C8H17, n-C10H21, n-C12H25, n-C14H29, n-C16H33 ou n-C18H37,
R3 é selecionado dentre C1-C10-alquila, metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, n-pentila, isopentila, sec-pentila, neopentila, 1,2-dimetilpropila, isoamila, n-hexila, iso-hexila, sec-hexila, n-heptila, n-octila, 2-etil-hexila, n-nonila, n-decila ou isodecila,
m e n estão na faixa de zero a 300, onde a soma de n e m é pelo menos um, preferivelmente na faixa de 3 a 50. Preferivelmente, m está na faixa de 1 a 100 e n está na faixa de 0 a 30.
[0085] Em uma modalidade, compostos da fórmula geral (I) podem ser copolímeros em bloco ou copolímeros aleatórios, preferência sendo dada a copolímeros em bloco.
[0086] Outros exemplos preferidos de álcoois alcoxilados são, por exemplo, compostos da fórmula geral (II)
Figure img0005
em que as variáveis são definidas como se segue:
R1 é idêntico ou diferente e selecionado dentre hidrogênio e C1-C10-alquila linear, preferivelmente idêntico em cada caso e etila e particularmente, preferivelmente hidrogênio ou metila,
R4 é selecionado dentre C6-C20-alquila, ramificado ou linear, em particular n-C8H17, n-C10H21, n-C12H25, n-C13H27, n-C15H31, n-C14H29, n-C16H33, n-C18H37,
a é um número na faixa de zero a 10, preferivelmente de 1 a 6,
b é um número na faixa de 1 a 80, preferivelmente de 4 a 20,
d é um número na faixa de zero a 50, preferivelmente 4 a 25.
[0087] A soma a + b + d está preferivelmente na faixa de 5 a 100, ainda mais preferivelmente na faixa de 9 a 50.
[0088] Exemplos preferidos para éteres mistos de hidroxialquila são compostos da fórmula geral
Figure img0006
em
R2 é selecionado dentre C8-C22-alquila, ramificado que as variáveis são definidas como se segue:
R1 é idêntico ou diferente e selecionado dentre hidrogênio e C1-C10-alquila linear, preferivelmente em cada caso idêntico e etila e particularmente, preferivelmente hidrogênio ou metila,
ou linear, por exemplo, iso-C11-H23, iso-C13-H27, n-C8H17, n-C10H21, n-C12H25, n-C14H29, n-C16H33 ou n-C18H37,
R3 é selecionado dentre C1-C18-alquila, metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, sec-butila, terc-butila, n-pentila, isopentila, sec-pentila, neopentila, 1,2-dimetilpropila, isoamila, n-hexila, iso-hexila, sec-hexila, n-heptila, n-octila, 2-etil-hexila, n-nonila, n-decila, isodecila, n-dodecila, n-tetradecila, n-hexadecila, e n-octadecila.
[0089] Os números inteiros men estão na faixa de zero a 300, onde a soma de n e m é pelo menos um, preferivelmente na faixa de 5 a 50. Preferivelmente, m está na faixa de 1 a 100 e n está na faixa de 0 a 30.
[0090] Compostos da fórmula geral (II) e (III) podem ser copolímeros em bloco ou copolímeros aleatórios, preferência sendo dada a copolímeros em bloco.
[0091] Tensoativos não iônicos apropriados adicionais são selecionados dentre copolímeros de di e múltiplos blocos, compostos de óxido de etileno e óxido de propileno. Tensoativos não iônicos apropriados adicionais são selecionados dentre ésteres de sorbitano etoxilados e propoxilados. Óxidos de amina ou alquil poliglicosídeos, especialmente C4-C16-alquil poliglicosídeos lineares e C8-C14-alquil poliglicosídeos ramificados tais como compostos da fórmula geral média (IV) são igualmente apropriados.
Figure img0007
em que os números inteiros são definidos como se segue:
R5 é C1-C4-alquila, em particular etila, n-propila ou isopropila,
R6 é -(CH2)2-R5,
G1 é selecionado dentre monossacarídeos com 4 a 6 átomos de carbono, especialmente dentre glicose e xilose,
x na faixa de 1,1 a 4, x sendo um número médio,
y é um número na faixa de zero a 3.
[0092] Exemplos adicionais de tensoativos não iônicos são da fórmula geral (V) e (VI)
Figure img0008
AO é selecionado dentre óxido de etileno, óxido de propileno e óxido de butileno,
EO é óxido de etileno, CH2CH2-O,
R7 selecionado dentre C8-C18-alquila, ramificado ou linear
A3O é selecionado dentre óxido de propileno e óxido de butileno,
w é um número na faixa de 15 a 70, preferivelmente 30 a 50,
w1 e w3 são números na faixa de 1 a 5, e
w2 é um número na faixa de 13 a 35.
[0093] Uma visão global de tensoativos não iônicos adicionais apropriados pode ser encontrada em EP-A 0 851 023 e em DE-A 198 19 187.
[0094] Misturas de dois ou mais tensoativos não iônicos diferentes também podem estar presentes.
[0095] Outros tensoativos que podem estar presentes são selecionados dentre tensoativos anfotéricos (zwitteriônicos) e tensoativos aniônicos e misturas dos mesmos.
[0096] Exemplos de tensoativos anfotéricos são aqueles que contêm uma carga positiva e uma carga negativa na mesma molécula sob condições de uso. Exemplos preferidos de tensoativos anfotéricos são os assim chamados tensoativos de betaína. Muitos exemplos de tensoativos de betaína contêm um átomo de nitrogênio quaternizado e um grupo de ácido carboxílico por molécula. Um exemplo particularmente preferido de tensoativos anfotéricos é cocamidopropil betaína (lauramidopropil betaína).
[0097] Exemplos de tensoativos de óxido de amina são compostos da fórmula geral (VII)
R8R9R10N→O (VII)
em que R10, R8 e R9 são selecionados independentemente dentre cada outra porção alifática, cicloalifática ou C2-C4-alquileno, C10-C20-alquilamino. Preferivelmente, R10 é selecionado dentre C8-C20-alquila ou C2-C4-alquileno, C10-C20-alquilamino e R8 e R9 são ambos metila.
[0098] Um exemplo particularmente preferido é lauril dimetil amino óxido, algumas vezes chamado também de óxido de lauramina. Outro exemplo particularmente preferido é cocamidilpropil dimetil amino óxido, algumas vezes também chamado de óxido de cocamidopropilamina.
[0099] Exemplos de tensoativos aniônicos apropriados são metal alcalino e sais de amônio de sulfatos de C8-C18-alquila, sulfatos de poliéter de C8-C18-álcool graxo, semiésteres de ácido sulfúrico de C4-C12-alquilfenóis etoxilados (etoxilação: 1 a 50 moles de óxido de etileno/mol), alquil ésteres de C12-C18-sulfo ácido graxo, por exemplo, de metil ésteres de C12-C18-sulfo ácido graxo, além disso de C12-C18-ácidos alquil sulfônicos e de C10-C18-ácidos alquilaril sulfônicos. Preferência é dada aos sais de metal alcalino dos compostos mencionados acima, particularmente preferivelmente os sais de sódio.
[00100] Exemplos adicionais para tensoativos aniônicos apropriados são sabões, por exemplo, sais de sódio e potássio de ácido estearoico, ácido oleico, ácido palmítico, éter carboxilatos, e fosfatos de alquiléter.
[00101] Preferivelmente, composições de detergente para a lavagem de roupa contém pelo menos um tensoativo aniônico.
[00102] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para a lavagem de roupa podem conter 0,1 a 60% em peso de pelo menos um tensoativo, selecionado dentre tensoativos aniônicos, tensoativos anfotéricos e tensoativos de óxido de amina.
[00103] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes podem conter 0,1 a 60% em peso de pelo menos um tensoativo, selecionado dentre tensoativos aniônicos, tensoativos anfotéricos e tensoativos de óxido de amina.
[00104] Em uma modalidade preferida, composições de detergente para limpantes e especialmente aquelas para lavagem de louça automática não contêm qualquer tensoativo aniônico.
[00105] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem conter pelo menos um agente alvejante, também referido como alvejante. Agentes alvejantes podem ser selecionados dentre alvejante de cloro e alvejante de peróxido, e alvejante de peróxido pode ser selecionado dentre alvejante de peróxido inorgânico e alvejante de peróxido orgânico. Preferidos são alvejantes de peróxido, selecionados dentre percarbonato de metal alcalino, perborato de metal alcalino e persulfato de metal alcalino.
[00106] Exemplos de alvejantes de peróxido orgânico são ácidos percarboxílicos orgânicos, especialmente ácidos percarboxílicos orgânicos.
[00107] Alvejantes contendo cloro apropriados são, por exemplo, 1,3-dicloro-5,5-dimetil-hidantoína, N-clorosulfamida, cloramina T, cloramina B, hipoclorito de sódio, hipoclorito de cálcio, hipoclorito de magnésio, hipoclorito de potássio, potássio dicloroisocianurato e sódio dicloroisocianurato.
[00108] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender, por exemplo, na faixa de 3 a 10% em peso de alvejante contendo cloro.
[00109] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender um ou mais catalisadores de alvejante. Catalisadores de alvejante podem ser selecionados dentre sais de metal de transição alvejantes-de reforço ou complexos de metal de transição tais como, por exemplo, complexos de manganês, ferro, cobalto, rutênio ou molibdênio-salen ou complexos de carbonila. Complexos de manganês, ferro, cobalto, rutênio, molibdênio, titânio, vanádio e cobre com ligantes trípodes contendo nitrogênio e também complexos de cobalto, ferro, cobre e rutênio-amina também podem ser usados como catalisadores de alvejante.
[00110] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender um ou mais ativadores de alvejante, por exemplo, sais de N-metilmorfolínio-acetonitrila ("sais MMA"), sais de trimetilamônio acetonitrila, N-acilimidas tais como, por exemplo, N-nonanoilsuccinimida, l,5-diacetil-2,2-dioxohexahidro-1,3,5-triazina ("DADHT") ou quats de nitrila (sais de trimetilamônio acetonitrila).
[00111] Exemplos adicionais de ativadores de alvejante apropriados são tetra-acetiletilenodiamina (TAED) e tetra-acetil-hexilenodiamina.
[00112] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender um ou mais inibidores de corrosão. No presente caso, isto deve ser entendido como incluindo aqueles que inibem a corrosão de metal. Exemplos de inibidores de corrosão apropriados são triazóis, em particular benzotriazóis, bisbenzotriazóis, aminotriazóis, alquilaminotriazóis, também derivados de fenol tais como, por exemplo, hidroquinona, pirocatecol, hidróxi-hidroquinona, ácido gálico, floroglucinol ou pirogalol.
[00113] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa compreendem no total na faixa de 0,1 a 1,5% em peso de inibidor de corrosão.
[00114] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender um ou mais agentes de volume, selecionados dentre agentes de volume orgânicos e inorgânicos. Exemplos de agentes de volume inorgânicos apropriados são sulfato de sódio ou carbonato de sódio ou silicatos, em particular dissilicato de sódio e metassilicato de sódio, zeólitos, silicatos em folha, em particular aqueles da fórmula α-Na2Si2O5, β-Na2Si2O5, e σ-Na2Si2O5, também sulfonatos de ácido graxo, ácido α-hidroxipropiônico, magnatos de metal alcalino, sulfonatos de ácido graxo, dissuccinatos de alquila e alquenila, diacetato de ácido tartárico, monoacetato de ácido tartárico, amido oxidado e, agentes de volume poliméricos, por exemplo, policarboxilatos e ácido poliaspártico.
[00115] Exemplos agentes de volume orgânicos são especialmente polímeros e copolímeros. Em uma modalidade da presente invenção, agentes de volume orgânicos são selecionados dentre policarboxilatos, por exemplo, sais de metal alcalino de homopolímeros de ácido (met)acrílico ou copolímeros de ácido (met)acrílico.
[00116] Comonômeros apropriados são ácidos dicarboxílicos monoetilenicamente insaturados tais como ácido maleico, ácido fumárico, anidrido maleico, ácido itacônico e ácido citraconico. Um polímero apropriado é em particular ácido poliacrílico, que tem preferivelmente um peso molecular médio Mw na faixa de 2000 a 40.000 g/mol, preferivelmente 2000 a 10.000 g/mol, em particular 3000 a 8000 g/mol. Também apropriados são policarboxilatos copoliméricos, em particular aqueles de ácido acrílico com ácido metacrílico e de ácido acrílico ou ácido metacrílico com ácido maleico e/ou ácido fumárico, e na mesma faixa de peso molecular.
[00117] É também possível usar copolímeros de pelo menos um monômero do grupo consistindo de ácidos C3-C10-mono ou C3-C10-dicarboxílicos ou anidridos dos mesmos, tais como ácido maleico, anidrido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, ácido itacônico e ácido citraconico, com pelo menos um monômero hidrofílico ou hidrofóbico como listado abaixo.
[00118] Monômeros hidrofóbicos apropriados são, por exemplo, isobuteno, di-isobuteno, buteno, penteno, hexeno e estireno, olefinas com 10 ou mais átomos de carbono ou misturas dos mesmos, tais como, por exemplo, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno, 1-eicoseno, 1-docoseno, 1-tetracoseno e 1-hexacoseno, C22-a-olefina, uma mistura de C20-C24-α-olefinas e poli-isobuteno tendo na média 12 a 100 átomos de carbono por molécula.
[00119] Monômeros hidrofílicos apropriados são monômeros com grupos sulfonato ou fosfonato, e também monômeros não iônicos com função hidroxila ou grupos de óxido de alquileno. Como forma de exemplo, menção pode ser feita de: álcool de alila, isoprenol, (met)acrilato de metoxiolietileno glicol, (met)acrilato de met-oxipolipropileno glicol, (met)acrilato de metoxipolibutileno glicol, (met)acrilato de metóxi-poli(óxido de propileno-co-óxido de etileno), (metacrilato de etoxipolietileno glicol, (metacrilato de etoxipolipropileno glicol, (metacrilato de etoxipolibutileno glicol e (met)acrilato de etoxipoli(óxido de propileno-co-óxido de etileno). Polialquileno glicóis aqui podem compreender 3 a 50, em particular 5 a 40 e especialmente 10 a 30 unidades de óxido de alquileno por molécula.
[00120] Monômeros contendo grupo de ácido sulfônico particularmente preferidos aqui são ácido 1-acilamido-1-propano sulfônico, ácido 2-acrilamido-2-propano sulfônico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfônico, ácido 2-metacrilamido-2-metilpropano sulfônico, ácido 3-metacrilamido-2-hidróxipropano sulfônico, ácido alil sulfônico, ácido metalil sulfônico, ácido aliloxibenzeno sulfônico, ácido metaliloxibenzeno sulfônico, ácido 2-hidróxi-3-(2-propeniloxi)propano sulfônico, ácido 2-metil-2-propeno-1-sulfônico, ácido estireno sulfônico, ácido vinil sulfônico, acrilato de 3-sulfopropila, metacrilato de 2-sulfoetila, metacrilato de 3-sulfopropila, sulfometacrilamida, sulfometilmetacrilamida, e sais de referidos ácidos, tais como sais de sódio, potássio ou amônio dos mesmos.
[00121] Monômeros contendo grupo fosfonato particularmente preferidos são ácido vinil fosfônico e seus sais.
[00122] Um exemplo adicional de agentes de volume é carboximetil inulina.
[00123] Além do mais, polímeros anfotéricos também podem ser usados como agentes de volume.
[00124] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção podem compreender, por exemplo, na faixa de no total 10 a 70% em peso, preferivelmente até 50% em peso, de agente de volume. No contexto da presente invenção, MGDA não é contado como agente de volume.
[00125] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção podem compreender um ou mais coagentes de volume.
[00126] Composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa podem compreender um ou mais antiespumantes, selecionados, por exemplo, dentre óleos de silicone e óleos de parafina.
[00127] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa compreendem no total na faixa de 0,05 a 0,5% em peso de antiespumante.
[00128] Composições de detergente para limpantes e detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção podem compreender uma ou mais enzimas. Exemplos de enzimas são lipases, hidrolases, amilases, proteases, celulases, esterases, pectinases, lactases e peroxidases.
[00129] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a presente invenção podem compreender, por exemplo, até 5% em peso de enzima, preferência sendo dada a 0,1 a 3% em peso. Referida enzima pode ser estabilizada, por exemplo, com o sal de sódio de pelo menos um ácido C1-C3-carboxilico ou ácido C4-C10-dicarboxilico. Preferidos são formatos, acetatos, adipatos e succinatos.
[00130] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção compreendem pelo menos um sal de zinco. Sais de zinco podem ser selecionados dentre sais de zinco solúveis em água e sais de zinco insolúveis em água. Nesta conexão, dentro do contexto da presente invenção, insolúvel em água é usado para se referir aqueles sais de zinco que, em água destilada a 25°C, tem uma solubilidade de 0,1 g/l ou menor. Sais de zinco que tem uma solubilidade superior em água são consequentemente referidos como dentro do contexto da presente invenção como sais de zinco solúveis em água.
[00131] Em uma modalidade da presente invenção, sal de zinco é selecionado dentre benzoato de zinco, gluconato de zinco, lactato de zinco, formato de zinco, ZnCl2, ZnSO4, acetato de zinco, citrato de zinco, Zn(NO3)2, Zn(CH3SO3)2 e gaiato de zinco, preferivelmente ZnC , ZnSO4, acetato de zinco, citrato de zinco, Zn(NO3)2, Zn(CH3SO3)2 e gaiato de zinco.
[00132] Em outra modalidade da presente invenção, sal de zinco é selecionado dentre ZnO, ZnO-aq, Zn(OH)2 e ZnCO3. Preferência é dada a ZnO-aq.
[00133] Em uma modalidade da presente invenção, sal de zinco é selecionado dentre óxidos de zinco com um diâmetro médio de partícula (peso-médio) na faixa de 10 nm a 100 μm.
[00134] O cátion no sal de zinco pode estar presente na forma complexada, por exemplo, complexada com ligantes de amônia ou ligantes de água, e em particular estar presente na forma hidratada. Para simplificar a nota, dentro do contexto da presente invenção, ligantes são geralmente omitidos se eles são ligantes de água.
[00135] Dependendo de como o pH da mistura de acordo com a invenção é ajustado, sal de zinco pode mudar. Desse modo, por exemplo, é possível usar acetato de zinco ou ZnC para preparar a formulação de acordo com a invenção, mas este converte a um pH de 8 ou 9 em um ambiente aquoso em ZnO, Zn(OH)2 ou ZnO-aq, que pode estar presente na forma não complexada ou complexada.
[00136] Sal de zinco pode estar presente naquelas composições de detergente para limpantes de acordo com a invenção que são sólidas a temperatura ambiente estão preferivelmente presentes na forma de partículas que têm, por exemplo, um diâmetro médio (número-médio) na faixa de 10 nm a 100 μm, preferivelmente 100 nm a 5 μm, determinado, por exemplo, por varredura de raios X.
[00137] Sal de zinco pode estar presente naquelas composições de detergente para o lar que são líquidas a temperatura ambiente na forma dissolvida ou na sólida ou na coloidal.
[00138] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa compreendem no total na faixa de 0,05 a 0,4% em peso de sal de zinco, com base em cada caso no teor de sólidos da composição em questão.
[00139] Aqui, a fração de sal de zinco é dada como zinco ou íons zinco. A partir disto, é possível calcular a fração de contra-íon.
[00140] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção são livres de metais pesados a parte compostos de zinco. Dentro do contexto do presente, isto pode ser entendido como significando que composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção são livres daqueles compostos de metal pesado que não agem como catalisadores de alvejante, em particular de compostos de ferro e de bismuto. Dentro do contexto da presente invenção, "livre de" em conexão com compostos de metal pesado deve ser entendido como significando que o teor de compostos de metal pesado que não agem como catalisadores de alvejante é na soma na faixa de 0 a 100 ppm, determinado pelo método de lixiviação e com base no teor de sólidos. Preferivelmente, a formulação de acordo com a invenção tem, a parte o zinco, um teor de metal pesado abaixo de 0,05 ppm, com base no teor de sólidos da formulação em questão. A fração de zinco não está desse modo incluída.
[00141] Dentro do contexto da presente invenção, "metais pesados" são considerados como sendo todos os metais com uma densidade específica de pelo menos 6 g/cm3 com a exceção de zinco. Em particular, os metais pesados são metais tais como bismuto, ferro, cobre, chumbo, estanho, níquel, cádmio e cromo.
[00142] Preferivelmente, composições de detergente para limpantes e composições de detergente para a lavagem de roupa de acordo com a invenção não compreendem frações medíveis de compostos de bismuto, isto é, por exemplo, menos do que 1 ppm.
[00143] Em uma modalidade da presente invenção, composições de detergente de acordo com a presente invenção compreende um ou mais ingredientes adicionais tais como fragrâncias, matéria corante, solventes orgânicos, tampões, desintegrantes para etiquetas, e/ou ácidos tais como ácido metil sulfônico.
[00144] Um exemplo preferido de composições de detergente para lavagem de louça automática pode ser selecionado de acordo com a tabela 1.
[00145] Tabela 1: Exemplo de composições de detergente para lavagem de louça automática
Figure img0009
[00146] Composições de detergente para lavagem de roupa de acordo com a invenção são utilizáveis para lavagem de qualquer tipo de lavagem de roupa, e qualquer tipo de fibras. Fibras podem ser de origem natural ou sintética, ou elas podem ser misturas de fibras naturais e sintéticas. Exemplos de fibras de origem natural são algodão e lã. Exemplos para fibras de origem sintética são fibras de poliuretano tais como Spandex® ou Lycra®, fibras de poliéster, ou fibras de poliamida. Fibras podem ser fibras únicas ou partes de têxteis tais como artigos de malha, tecidos, ou não tecidos.
[00147] A invenção é ilustrada adicionalmente pelos exemplos de trabalho.
Comentários gerais:
[00148] O valor ee foi determinado por HPLC usando uma coluna Chirex 3126; (D)-penicilamina, 5 μm, 250 x 4,6 mm. A fase móvel (eluente) era 0,5 mM de solução aquosa de CuSC. Injeção: 10 μl, fluxo: 1,5 ml/min. Detecção por luz UV a 254 nm. Temperatura: 20°C. O tempo de funcionamento foi 25 min. O valor ee foi determinado como a diferença da% da área do pico de MGDA D e L dividido pela soma da% do pico de MGDA D e L. Preparação da amostra: Um frasco de medição de 10 ml foi carregado com 5 mg de material de teste e então marcado cheio com o eluente e então homogeneizado.
[00149] Em cada caso, a solubilidade foi calculada para referir-se a MGDA puro, sem água hidratada.
I. Sínteses de misturas inventivas
[00150] Com exceção dos valores ee, percentuais no contexto dos exemplos se referem a percentual em peso a menos que expressamente indicado em contrário.
1.1 Síntese de uma solução parcialmente neutralizada de alanina L, Etapa (a.1)
[00151] Um frasco de 5 litros foi carregado com 2,100 g de água deionizada e aquecido para 40°C. 1,200 g de alanina L (13,47 mol, 98% ee) foram adicionados. Para a pasta fluida resultante 700 g de solução de hidróxido de sódio com 50% em peso (8,75 moles) foram adicionados ao longo de um período de 30 minutos. Durante a adição a temperatura aumentou para 60°C. Após o término da adição de hidróxido de sódio a pasta fluida foi agitada a 60° durante 30 minutos. Uma solução clara foi obtida.
[00152] Amostras de MGDA L-Na3 aquoso foram preparadas de acordo com WO 2012/150155, página 4, linhas 26 ff.
1.2 Sínteses de soluções aquosas de MGDA L-Na3, etapas (b.1) e saponificação
[00153] Um frasco agitado de 5 litros foi carregado com 500 ml de água e aquecido para 40°C. Então, 2,373 g de solução de alanina L de acordo com a etapa (a.1) (8,00 moles), 1627 g de solução de formaldeído a 30% em peso (16,27 moles) e 220 g de hidrogeno cianida (8,15 moles) foram adicionados simultaneamente dentro de 60 minutos. Então, 220 g adicionais de hidrogeno cianida (8,15 moles) foram adicionados a 40°C dentro de 60 minutos. Quando do término da adição à mistura da reação foi agitada durante 60 minutos adicionais a 40°C. A solução resultante de dinitrila (B) e 1,600 g de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50%, 20 moles) foram adicionados simultaneamente ao longo de 160 minutos dentro de outro frasco agitado de 5 litros a uma taxa constante. Durante aquela adição, a temperatura foi mantida a 28 a 32°C por resfriamento externo. Quando do término da adição, a mistura da reação foi refluxada durante 6 horas a 90 a 95°C para completar a saponificação e para remover qualquer excesso de amônia. A mistura da reação resultante foi tratada com carbono ativado. A solução aquosa resultante continha 38,00% em peso de MGDA L-Na3 e 0,08% em peso de nitriloacetato trissódico (NTA-Na3). O excesso enantiomérico de MGDA L-Na3 (94,3%) foi determinado pelo método de HPLC mencionado acima.
[00154] A solução aquosa acima de MGDA foi tomada como material de partida para investigar o comportamento de racemização de MGDA L-Na3: 6 g da solução foram cheios dentro de um tubo de pressão. Este tubo foi selado e então temperado durante um período definido de tempo (tabela 2) a 120°C ou 180°C, respectivamente. Então a solução foi resfriada para temperatura ambiente e o excesso enantiomérico foi determinado por HPLC.
Figure img0010
Figure img0011
[00155] As misturas inventivas assim obtidas têm tipicamente um teor de NTA-Na3 de 0,05% em peso com relação à solução total. Diferentemente da mistura obtida de C-(c2.1), as misturas inventivas exibiram um excelente comportamento olfatório, e elas tinham uma baixa tendência ao amarelamento.
1.2 Síntese de soluções aquosas de misturas inventivas, etapas (b.1) e (c1.1) e (c2.5) a (c2.7), processo contínuo
[00156] A síntese contínua de ca. soluções de misturas inventivas a 40% foram realizadas em cascata de 6 reatores de tanque agitado, volume total de 8,5 1. A mistura da reação passou por todos os 6 reatores de tanque agitado (STR.1 a STR.6) consecutivamente. O último reator de tanque agitado a ser passado, STR.6, foi conectado a um reator tubular, TR.7. Nos primeiros três reatores de tanque agitado, STR.1 a STR.3, dinitrila (B) foi sintetizada, e STR.1 a STR.3 foram operados a 40°C. O tempo de residência médio no STR.1 a STR.3 foi 45 a 90 min no total. Nos três reatores de tanque agitado STR.4 a STR.6 a saponificação foi realizada. STR.4 a STR.6 foram operados a 60°C. O tempo de residência médio no STR.4 a STR.6 foi 170 a 400 min no total. A saponificação foi então completada no reator tubular TR.7 que foi operado com um perfil de temperatura de 130 a 195°C. A extração final de amônia é feita em uma coluna sob pressão normal usando vapor.
[00157] Formaldeído (solução aquosa a 30%), uma solução aquosa de alanina L (I) e seu sal de sódio de acordo com 1.1 e 80% em moles do HCN exigido foram adicionados ao STR.1, os 20% restantes do HCN exigido foram adicionados no STR.2, a solução de hidróxido de sódio exigida foi adicionada no STR.4.
[00158] As razões molares dos materiais de alimentação foram como se segue:
Soma de alanina L e seu sal de sódio: 1,00,
Formaldeído = 1,95 a 2,05,
HCN = 1,95 a 2,10 e
Hidróxido de sódio = 3,15 (quantidade total de hidróxido de sódio, incluindo o hidróxido de sódio adicionado na etapa (a.1)).
[00159] As soluções a 40% em peso de misturas inventivas assim obtidas tinham tipicamente um teor de NTA-Na3 de 0,05-0,10% com relação à solução respectiva total. Elas exibiram excelente comportamento olfatório, e elas tinham baixa tendência a amarelamento.
Figure img0012
II. Determinação da solubilidade
[00160] A solubilidade das misturas inventivas e dos experimentos de comparação foi determinada com um aparelho que permitiu aquecimento e resfriamento das soluções líquidas. A temperatura (ou concentração) do início da solubilidade foi determinada resfriando primeiro uma solução a 50% em peso da mistura inventiva respectiva (ou de MGDA L puro, ou de MGDA racêmico) para iniciar a precipitação de MGDA, taxa de resfriamento: 30°C/h. Então, a pasta fluida de cristais de MGDA assim obtida foi novamente aquecida a uma velocidade de 1°C/h até que uma solução clara foi obtida. A pasta fluida/solução foi verificada para partículas sólidas por detecção de espalhamento de luz visível.
[00161] Os testes acima forneceram a temperatura mínima, Tsol, para formar uma solução a 50% em peso estável cineticamente da respectiva mistura de isômeros. Uma temperatura superior Tsol, tem correlação com uma solubilidade inferior à temperatura ambiente.
Figure img0013
III. Determinação da estabilidade contra álcali forte
[00162] Os testes de tolerância seguintes foram realizados: 25 g de uma solução aquosa a 40% em peso da mistura inventiva respectiva (ou do MGDA racêmico) foram misturados uma hora sob agitação com a quantidade de contas de NaOH sólido de acordo com a tabela 5. A mistura assim obtida foi armazenada a temperatura ambiente ao longo de um período de até 96 horas. Então, a aparência foi caracterizada por inspeção visual. Os resultados são resumidos na tabela 5.
Figure img0014

Claims (15)

  1. Mistura de enantiômeros L e D de ácido metil glicina diacético (MGDA) ou seus respectivos sais de mono, di ou trimetal alcalino ou mono, di ou triamônio, referida mistura caracterizada pelo fato de que contém predominantemente o respectivo isômero L com um excesso enantiomérico (ee) na faixa de 10 a 75%.
  2. Mistura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os enantiômeros são selecionados dentre sais trissódicos de MGDA.
  3. Mistura de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que referida mistura é predominantemente o isômero L com um excesso enantiomérico (ee) na faixa de 12,5 a 60%.
  4. Mistura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que contém na faixa de 0,1 a 10% em peso de uma ou mais impurezas opticamente inativas, pelo menos uma das impurezas sendo selecionada dentre ácido iminodiacético, ácido fórmico, ácido glicólico, ácido propiônico, ácido acético e seus respectivos sais de metal alcalino ou mono, di ou triamônio.
  5. Solução aquosa, caracterizada pelo fato de que contém na faixa de 40 a 60% em peso de uma mistura como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.
  6. Solução aquosa de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que referida solução aquosa é livre de polímero orgânico.
  7. Solução aquosa de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que referida solução aquosa contém adicionalmente pelo menos um sal inorgânico selecionado dentre hidróxidos de metal alcalino e carbonatos de metal alcalino.
  8. Processo para produzir uma mistura como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 ou uma solução aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que referido processo compreende as etapas de
    • (a) dissolver uma mistura de L-alanina e seu sal de metal alcalino em água,
    • (b) converter referida mistura de L-alanina e seu sal de metal alcalino com formaldeído e ácido hidrociânico ou cianida de metal alcalino em uma dinitrila,
    • (c) saponificação da dinitrila resultante da etapa (b) em duas etapas (c1) e (c2) a temperaturas diferentes, empregando quantidades estequiométricas de hidróxido ou um excesso de 1,01 a 1,5 moles de hidróxido por soma molar de grupos COOH e grupos nitrila da dinitrila da etapa (b).
  9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa (c1) é realizada a uma temperatura na faixa de 20 a 80°C e a etapa (c2) é realizada a uma temperatura na faixa de 175 a 195°C.
  10. Processo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a etapa (c2) tem um tempo de residência médio na faixa de 20 a 60 minutos.
  11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (c2) é realizada com um excesso de base de 1,01 a 1,2 moles de hidróxido por soma molar de grupos COOH e nitrila da dinitrila da etapa (b).
  12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que a etapa (c2) é realizada a uma pressão superior à da etapa (c1).
  13. Uso de uma solução aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que é para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa e decomposições de detergente para limpantes.
  14. Uso de uma solução aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que é na forma completamente ou parcialmente neutralizada para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou de composições de detergente para limpantes, referida neutralização sendo realizada com um ácido inorgânico.
  15. Uso de uma solução aquosa como definida em qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que é na forma completamente ou parcialmente neutralizada para a fabricação de composições de detergente para a lavagem de roupa ou de composições de detergente para limpantes, referida neutralização sendo realizada com um ácido orgânico.
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