CN102227402A - 织物软化组合物和方法 - Google Patents

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CN102227402A
CN102227402A CN2009801479311A CN200980147931A CN102227402A CN 102227402 A CN102227402 A CN 102227402A CN 2009801479311 A CN2009801479311 A CN 2009801479311A CN 200980147931 A CN200980147931 A CN 200980147931A CN 102227402 A CN102227402 A CN 102227402A
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ammonium compound
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吴冬辉
L·莱特姆
G·布罗泽
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C219/00—Compounds containing amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C219/02—Compounds containing amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having esterified hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton
    • C07C219/04—Compounds containing amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having esterified hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C219/06—Compounds containing amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton having esterified hydroxy groups and amino groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having the hydroxy groups esterified by carboxylic acids having the esterifying carboxyl groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton

Abstract

本发明提供了织物调理组合物，所述织物调理组合物包含一种或多种季酯铵盐化合物作为调理剂，所述季酯铵盐化合物包括季单酯、季二酯和季三酯铵盐组分的混合物，其中季二酯铵盐的量基于季酯铵盐的总量计大于约40％重量，而季三酯铵盐的量小于约20％重量。所述组合物含有高水平的季二酯铵盐含量和低水平的季三酯铵盐含量。

Description

织物软化组合物和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年11月26日提交的美国临时专利申请第61/118,070号的优先权，该临时申请通过全文引用结合到本文中来。
发明背景
适于提供织物软化和静电控制(static control)益处的织物软化组合物是已知的。这样的组合物可以含有衍生自三乙醇胺的季铵化的脂肪酸酯铵盐作为软化组分。季铵化的酯铵盐称为酯季铵盐(esterquats)。
酯季铵盐通常在这样的过程中制备，其中三乙醇胺被脂肪酸酯化，随后将反应产物季铵化。酯季铵盐含有脂肪酸的单酯、二酯和三酯。期望织物软化组合物含有高含量的二酯季铵盐和低含量的三酯季铵盐。
发明概述
本发明提供了一种具有以下结构的季铵化合物：
Figure BPA00001375058300011
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为短链酯或烷氧基或卤素；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k在0-2之间，优选1。
期望本发明的季铵化合物为季铵化的单酯、二酯和三酯铵化合物的混合物，其中季铵化的三酯铵的量小于季铵化的酯铵总含量的20％重量，更优选小于10％，最优选小于5％；而季铵化的二酯铵的量为季铵化的酯铵总含量的至少40％重量，优选60％重量，更优选80％重量。
本发明提供了一种制备季酯铵盐的方法，所述方法包括：
(i)用烷基化剂将三乙醇胺季铵化和醚化，制备具有下式的化合物：
Figure BPA00001375058300021
(ii)将上述化合物酯化，形成具有下式的化合物：
Figure BPA00001375058300022
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
本发明提供了一种制备酯季铵盐的方法，所述方法包括：
(i)通过用长链羧酸使三乙醇胺酯化，提供具有下式的化合物：
Figure BPA00001375058300023
(ii)由上述化合物提供下式的化合物：
Figure BPA00001375058300031
(iii)使式(ii)的化合物季铵化，形成以下化合物：
Figure BPA00001375058300032
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为短链烷基酯、短链烷氧基或卤素；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
除非另外说明，否则本文使用的术语“短链”是指具有1-4个碳原子的直链或支链。
本发明还提供了一种制备季酯铵盐的方法，所述方法包括：
(i)提供具有下式的化合物：
(R3-CH2-CH2)k-N-(CH2-CH2-OH)3-k；
(ii)使上述化合物反应，形成下式的化合物：
Figure BPA00001375058300033
以及
(iii)使上述化合物季铵化，形成下式的化合物：
Figure BPA00001375058300041
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为短链酯或卤素；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
本发明还提供了一种织物软化组合物，所述织物软化组合物包含一种或多种季铵化的酯铵，所述季铵化的酯铵具有单酯、二酯和三酯，其中三酯季铵化的酯铵的量小于季铵化的酯铵总含量的20％重量，更优选小于10％，最优选小于5％。
发明详述
自始至终使用的范围以速记的方法来描述在该范围内的每一个值。可以选择在该范围内的任何值作为该范围的端点。此外，本文引用的所有参考文献通过全文引用结合到本文中来。在本公开中的定义与引用的参考文献有冲突的情况下，以本公开为准。
本发明涉及季铵化的酯铵盐产物，所述季铵化的酯铵盐产物具有高含量的二酯铵和低含量的三酯铵以及可调节含量的单酯铵。在某些实施方案中，本发明还涉及一种纺织品软化组合物，所述纺织品软化组合物具有本发明的季二酯铵盐化合物作为主要成分。本发明还包括一种纺织品软化组合物，所述纺织品软化组合物不泛黄并且具有改进的软化性能和期望的纺织品软化性能，例如改进的软化剂生物可降解性、粘度、吸水性(water absorbency)、稳定性等，以及对纺织品表面改进的香味递送。
本发明包括包含季酯铵盐的化合物以及制备季酯铵盐的方法。具体地讲，期望的实施方案包括在传统的三乙醇胺的酯化过程之前或之后利用长链脂肪酸(优选具有12-22个碳原子的脂肪酸)的额外的反应步骤。本发明还包括制备改性季酯铵盐的合成方法，所述方法为使三乙醇胺季铵化，并且首先在单一的步骤中用例如醚键保护其中的一个或两个羟基，随后用长链脂肪酸进行酯化过程，以制备最终的产物。所述方法优先制备具有高含量的季二酯铵盐的反应产物。最终结果是使用所述活性成分的织物软化剂制剂具有改进的软化和香味递送功效，以及改进的稳定性。
本发明涉及具有以下结构的季酯铵盐化合物：
Figure BPA00001375058300051
其中：
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为酯或烷氧基或卤素，优选短链酯或烷氧基；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
期望本发明的季铵化合物为季铵化的单酯、二酯和三酯铵化合物的混合物，其中可表征为(3-k-j)等于3的季铵化的三酯铵化合物的量小于季铵化的酯铵总含量的20％重量，更优选小于10％，最优选小于5％；而可表征为(3-k-j)等于2的季铵化的二酯铵化合物的量为季铵化的酯铵总含量的至少40％重量，优选60％重量，更优选80％重量。
在某些实施方案中，本发明涉及纺织品软化组合物，所述纺织品软化组合物包含一种或多种本发明的季酯铵。本发明的其它实施方案涉及制备纺织品软化组合物的方法，所述纺织品软化组合物含有一种或多种本发明的季酯铵盐。
在某些实施方案中，本发明涉及具有以下结构的季酯铵盐化合物的混合物：
其中：
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为C12-C22烷基；
R3为短链酯或烷氧基或卤素；
X-为反荷离子；
其中j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1，其中基于季铵化的酯铵化合物的总重量的至少40％重量，优选60％重量，更优选80％重量的化合物中k＝1并且j＝0。
在各个实施方案中，R1为甲基、乙基、丙基或丁基，R2为均为完全饱和或不饱和链的C12-22烷基，R3可以是卤素，例如F，并且可以是Cl、Br或I；或式R-C(O)-O-的短链酯或式R-O-的烷氧基，其中R为C1-C4烷基，例如甲基、乙基、丙基或丁基。在各个实施方案中，X-为氯离子、溴离子、氟离子、碘离子、CH3SO4 -或C2H5SO4 -。
在一个示例性实施方案中，R1为甲基，X-为氯离子，k为2并且j为0。在另一示例性实施方案中，R1为甲基，X-为氯离子，k为1并且j为0。
在某些实施方案中，本发明涉及一种织物软化剂组合物，所述织物软化剂组合物包含一种或多种本文所述的季酯铵盐化合物。
在其它实施方案中，本发明涉及一种制备本发明的季酯铵盐的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)在适于制备具有下式的季醚铵盐化合物的条件下，用烷基化剂使三乙醇胺季铵化和醚化：
Figure BPA00001375058300071
(ii)随后在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物酯化：
Figure BPA00001375058300072
其中
R1为C1-C4烷基；
R2为C12-C20烷基；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选为1。
根据常规酯胺季铵化反应工艺和条件，使用具有C1-C4个碳原子的直链或支链的短链烷基化剂进行季铵化和醚化步骤。合适的烷基化剂包括烷基氯化物、烷基溴化物、烷基碘化物和硫酸二烷基酯，例如，氯代甲烷、溴代甲烷、碘代甲烷、氯代乙烷(ethyl iodide)、溴代乙烷、碘代乙烷、硫酸二甲酯和硫酸二乙酯。其中，更优选氯代甲烷和硫酸二甲酯。在季铵化步骤之后可以引入碱，例如碳酸氢钠、氢氧化钠或氢氧化钾，通过除去由反应所产生的酸来驱动醚化反应完成。
在某些实施方案中，本发明涉及一种制备本发明的季酯铵盐的方法，所述方法包括：
(i)在适于制备具有下式的化合物的条件下，使三乙醇胺酯化或卤化，方法是在催化剂(例如氯化锌)存在下，使三乙醇胺与短链羧酸或卤素化合物(例如，亚硫酰氯或三氯化磷)或盐酸反应：
(R3-CH2-CH2)k-N-(CH2-CH2-OH)3-k；
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，用长链羧酸(例如脂肪酸)使上述化合物酯化：
以及
(iii)使用烷基化剂进行季铵化，以形成以下化合物：
Figure BPA00001375058300082
其中：
R1为C1-C4烷基；
R2为C12-C22烷基；
R3为短链酯或卤素；
X-为反荷离子；
其中j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
当R3为酯时，根据常规酯化反应工艺和条件，三乙醇胺首先与具有C1-C4个碳原子的直链或支链的短链羧酸反应，以形成酯。当R3为卤素时，根据常规卤代反应工艺和条件，三乙醇胺被卤素化合物(例如上述卤素化合物)卤代，以形成卤代化合物。
在一个优选的实施方案中，本发明涉及一种制备本发明的季酯铵盐的方法，所述方法包括：
(i)使三乙醇胺与能形成具有下式的化合物的基团反应：
R3-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2；
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物反应：
R3-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-O-C(O)-R2)2；以及
(iii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物与烷基化剂接触：
Figure BPA00001375058300091
其中
R1为C1-C4烷基；
R2为C12-C22烷基；
R3为短链酯或卤素；以及
X-为反荷离子。
通过控制三乙醇胺与形成R3的反应物基团之间的反应物摩尔比优先制备式R3-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2的化合物。例如，可以利用1.2∶1至1∶1摩尔比的三乙醇胺和乙酸来优先制备CH3-CO-O-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2。利用仅具有两个反应性部分(即，羟基部分)的这种化合物确保与长链羧酸(例如，脂肪酸)的以下酯化步骤，确保不产生大量的三酯胺。所得到的酯化胺化合物的季铵化的产物不含季三酯铵或含有低水平的季三酯铵。
在各个实施方案中，R1为甲基、乙基、丙基或丁基；R2为直链或支链C12-C22烷基；并且R3为卤素，包括但不限于F、Cl、Br或I。在另一实施方案中，R3为式R-C(O)-O-的短链酯，其中R为C1-C4烷基。在另一实施方案中，X-为卤素，包括但不限于F-、Cl-、Br-或I-。在一个示例性实施方案中，R1为甲基，R3为-O-C(O)CH3，X-为氯离子。在另一示例性实施方案中，R1为甲基，R3为氯，X-为氯离子。
在某些实施方案中，本发明涉及一种制备本发明的酯季铵盐或季酯铵盐化合物的方法，所述方法包括：
(i)在适于制备具有下式的化合物的条件下，用能形成酯的基团(例如具有C12-C22烷基的羧酸，例如，脂肪酸)将三乙醇胺酯化：
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物改性：
Figure BPA00001375058300101
(iii)用烷基化剂进行季铵化，以形成以下化合物：
Figure BPA00001375058300102
其中：
R1为C1-C4烷基；
R2为C12-C22烷基；
R3为短链酯或烷氧基或卤素；
X-为反荷离子；
其中j为0至(2-k)，优选0；和
k为0至2，优选1。
通过控制羧酸与三乙醇胺之间的摩尔比，初始酯化步骤优先提供二酯胺并且使三酯胺的含量最小。理想地，该比率小于2.2，优选在2-1.5之间，更优选在1.6-1.8之间。
在各个实施方案中，R1为直链或支链甲基、乙基、丙基或丁基；而R2为饱和或不饱和的C12-22烷基。在各个实施方案中，R3为烷氧基或卤素，包括但不限于F、Cl、Br或I。
在各个实施方案中，R3为式R-C(O)-O-的短链酯，其中R为C1-C4烷基，例如甲基、乙基、丙基或丁基。在各个实施方案中，k为0、1或2并且j为1或2。在各个实施方案中，X-为氯离子。在一个示例性实施方案中，R1为甲基，X-为氯离子，k为2并且j为0。在期望的实施方案中，R1为甲基，X-为氯离子，k为1并且j为0。
涉及本发明的酯化反应，通常在175℃-210℃之间的温度下进行，使用酸催化剂，例如磺酸、磷酸、对甲苯磺酸或可接受的路易斯酸。卤代反应通常在催化剂(例如氯化锌)存在下，通过三乙醇胺与盐酸反应来进行。或者，三乙醇胺可以与亚硫酰氯或三氯化磷直接反应。季铵化通常在本体或溶剂中，在60℃-120℃之间的温度下进行。用于季铵化反应的合适的溶剂包括极性溶剂，例如低级醇(例如异丙醇)和二醇。
用于本发明的合适的长链羧酸包括具有12-22个碳原子的脂肪酸。优选的脂肪酸包括但不限于油酸、棕榈酸、芥酸(erucidic)、二十烷酸、硬脂酸、肉豆蔻酸及其混合物。大豆、牛油、棕榈、棕榈仁、菜籽、猪油及其混合物为适于本发明的脂肪酸的典型来源。
当将本发明的季酯铵盐化合物或酯季铵盐施用于织物时，其提供软化和抗静电益处。本发明的酯季铵盐可以在织物软化剂组合物中形成囊泡，并且当施用时，这些囊泡的尺寸和表面电荷可影响将酯季铵盐递送至织物表面的效率。由于囊泡包封在囊泡结构内的有香味的油，囊泡递送软化剂组合物中的香味。
在某些实施方案中，本发明还涉及使基于三乙醇胺的酯季铵盐的制备改性的方法。所得到的本发明的改性酯季铵盐具有改进的软化剂效率和增强的香味递送。
在某些实施方案中，本发明还涉及基于本发明的酯季铵盐的纺织品软化剂组合物。在各个实施方案中，所述组合物可含有依据本发明的酯季铵盐，其量为5％-50％，7.5％-40％，10％-35％，或12.5％-30％；香料，其量为0.1％-10％，0.25-7.5％，或0.5-5％；水，并且还可含有少量电解质。在某些实施方案中，所述组合物可含有阳离子聚合物作为流变改性剂，其量为0.01％-1％，0.05％-0.75％，或0.1％-0.5％；以及用于软化作用的聚硅氧烷聚合物。这些组合物可以基于本领域普通技术人员熟悉的传统方法来制备。
本发明的软化剂组合物含有高含量的二酯季铵盐和低含量的三酯季铵盐。
以下为描述本发明的某些实施方案的非限制性实施例。
实施例
实施例1
由以下反应来制备本发明的基于三乙醇胺的酯季铵盐：
N-(CH2-CH2-OH)3+xR-COOH——→
R-C(O)-O-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2    (I)
(R-C(O)-O-CH2-CH2)2-N-CH2-CH2-OH    (II)
(R-C(O)-O-CH2-CH2)3-N               (III)
其中R为C12-C22烷基，并且长链脂肪酸与三乙醇胺之间的摩尔比x在1-2之间。
在初始酯化反应完成之后，可以进行额外的反应步骤，以用基团X来代替化合物I中的一个或多个羟基，基团X为例如但不限于短链酯(-O-C(O)-R′，R′基团为短链烷基，例如-CH3)或卤素(-F、-Cl、-Br或-I)。在酯化反应之后的额外反应的非限制性实例如下：
Figure BPA00001375058300121
在某些实施方案中，化合物IV-VII通过与烷基化剂(例如，氯代甲烷)进一步反应，进行季铵化，以制备不同于传统的基于三乙醇胺的酯季铵盐的改性酯季铵盐。在最终的软化剂组合物中，最终的结果包括意外增强的软化效果和改进的香味递送。可以替代本领域技术人员已知的各种技术，例如，可以使用乙酸酐(CH3-C(O)-O-C(O)-CH3)来代替乙酸，并且可以使用亚硫酰氯(SOCl2)或三氯化磷(PCl3)来代替盐酸和催化剂。
实施例2
在酯化反应之前，可以进行额外的反应步骤，用官能团X来代替三乙醇胺中的一个羟基，官能团X为例如但不限于短链酯(-O-CO-R′，R′基团为短链烷基，例如-CH3)或卤素(-F、-Cl或-Br)。在酯化反应之前的额外反应的非限制性实例如下：
N-(CH2-CH2-OH)3+CH3-COOH——→
C H3-C(O)-O-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2    (VIII)
(CH3-C(O)-O-CH2-CH2)2-N-CH2-CH2-OH     (IX)
(CH3-C(O)-O-CH2-CH2)3-N                (X)
或
N-(CH2-CH2-OH)3+HCl——→
Cl-CH2-CH2-N-(CH2-CH2-OH)2             (XI)
(Cl-CH2-CH2)2-N-CH2-CH2-OH             (XII)
(Cl-CH2-CH2)3-N                        (XIII)
由反应4和5得到的产物的通式为(其中k＝1、2或3)：
(P-CH2-CH2)k-N-(CH2-CH2-OH)3-k         (XIV)
可以替代各种技术，例如，可以使用乙酸酐(CH3-C(O)-O-C(O)-CH3)来代替乙酸，并且可以使用亚硫酰氯(SOCl2)或三氯化磷(PCl3)来代替盐酸和催化剂。
通过用1∶1摩尔的保护基团P来替代三乙醇胺上的-OH基团，可以制备改性三乙醇胺，其中大多数(大于50％)为单取代(例如，其中k＝1的化合物XIV，或者，具体为VIII和XI)，和少量双取代(例如，其中k＝2的化合物XIV，或者，具体为IX和XII)。鉴定了最少量的初始未反应的三乙醇胺和三取代(例如，其中k＝3的化合物XIV，或者，具体为X和XIII)。
将来自反应4和5(其中k＝3的化合物XIV除外)的所得到的物质(其中k＝1和2的化合物XIV)通过酯化过程(与反应1类似)进一步反应，以制备改性二酯和单酯，含有极少量的三酯(来自少量未反应的三乙醇胺)，如以下反应所述(其中j＝0至2-k)：
Figure BPA00001375058300141
其中R为完全饱和或不饱和链的C12-C22烷基均可使用。
化合物XV通过与烷基化剂(例如，氯代甲烷)进一步反应，进行季铵化，以制备改性酯季铵盐，例如化合物XVI所述的那些。作为氯代甲烷的替代物，可以使用硫酸二甲酯基或硫酸二乙酯用于季铵化步骤。
实施例3
该实施例涉及一种新型和改进的方法来制备改性的酯季铵盐，使得可以得到各种益处，例如改进的软化作用和增强的香味递送。为了同时降低三酯季铵盐的量和使单酯季铵盐改性，将传统的酯季铵盐制备工艺倒转。
在某些实施方案中，替代先酯化后季铵化，首先用季铵化剂(例如，氯代甲烷、硫酸二甲酯基或硫酸二乙酯)使胺季铵化。在某些实施方案中，当季铵化剂与三乙醇胺的摩尔比大于1∶1时发生醚化过程，该过程将三乙醇胺上的三个羟基中的一个或多个转化为醚键并防止与长链脂肪酸进一步反应以形成三酯季铵盐。这些反应如下所述。为了确保反应的完全并且使不期望的反应和化合物XX的形成最小化，将季铵化剂缓慢加入到三乙醇胺中，并且引入不大于3∶1摩尔的烷基化剂，由于季铵化过程为优选的反应，其中1摩尔烷基化剂被季铵化过程消耗。在季铵化步骤之后，可以引入碱(例如碳酸氢钠、氢氧化钠或氢氧化钾)，通过除去由反应所产生的酸来驱动醚化反应完成。
N-(CH2-CH2-OH)3+CH3Cl——→
(N+-CH3)-(CH2-CH2-OH)3Cl-
(XVII)
+CH3Cl——→
HCl+CH3-O-CH2-CH2-(N+-CH3)-(CH2-CH2-OH)2Cl-
(XVIII)
+CH3Cl——→
HCl+(CH3-O-CH2-CH2)2-(N+-CH3)-(CH2-CH2-OH)Cl-   (XIX)
+CH3Cl——→
HCl+(CH3-O-CH2-CH2)3-(N+-CH3)Cl-                (XX)
由上述反应得到的产物的通式为(其中k分别为0、1、2、3)：
(CH3-O-CH2-CH2)k-(N+-CH3)-(CH2-CH2-OH)3-kCl-    (XXI)
在某些情况下，在醚化过程之前发生季铵化反应，将首先形成甲基-三乙醇-氯化铵(化合物XVII)。当引入额外的氯代甲烷时，将开始形成醚键。当将氯代甲烷与三乙醇胺的摩尔比控制在2∶1或稍高于2∶1并且将氯代甲烷缓慢加入到三乙醇胺中时，大多数产物为甲基-甲氧基乙基-二乙醇氯化铵(化合物XVIII)，含有少量甲基-三乙醇-氯化铵(化合物XVII)和甲基-二甲氧基乙基-乙醇-氯化铵(化合物XIX)，以及最少量的不期望的甲基-三甲氧基乙基-氯化铵(化合物XX)。
将除化合物XX(其中k＝3)以外的所得到的物质(其中k＝0、1和2的化合物XXI)通过酯化过程进一步反应，以制备改性二酯和单酯，含有极少量的三酯(来自少量未反应的三乙醇胺和甲基-三乙醇-氯化铵化合物XVII)。酯化过程描述于以下反应(其中j＝0至2-k)中：
Figure BPA00001375058300161
在某些情况下，长链脂肪酸与化合物XXI的摩尔比y可以取决于化合物XXI的组成。化合物XXII在先前的反应步骤中已被季铵化。因此，无需进一步反应。当与由三乙醇胺制备酯季铵盐的传统方法相比，反应产物主要为改性单酯和二酯季铵盐。由未反应的三乙醇胺或氯化铵产生仅非常少量的传统的三酯季铵盐。其水平显著低于传统方法。
实施例4
该实施例涉及基于本发明的酯季铵盐的纺织品软化剂组合物。在本发明中，所述组合物含有改性酯季铵盐，其量为约5％-50％；香料，其量为约0.1％-约10％；少量电解质；以及水。所述组合物可含有阳离子聚合物作为流变改性剂，其量为约0.01％-约1％；和用于软化作用的聚硅氧烷聚合物。用于本发明的组合物的实例列于表1。这些组合物可以基于本领域普通技术人员熟悉的传统的方法来制备。
表1.纺织品软化剂的组合物
本发明不局限于在实施例中所公开的具体实施方案的范围，这些实施例用于说明本发明的几个方面，并且在功能上等同的任何实施方案均在本发明的范围内。实际上，除了本文中说明和描述的那些以外，对本发明的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且意欲落入所附权利要求的范围内。
本发明的组合物和方法适用于许多潜在的消费用品，包括但不限于织物软化剂、织物调理剂、衣物洗涤剂和其它家用清洁剂，以及个人护理应用，例如毛发护理产品，例如，香波、保湿剂和调理剂。

Claims (20)

1.一种具有以下结构的季酯铵化合物：
Figure FPA00001375058200011
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为卤素或含有1-4个碳原子的酯或烷氧基；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)；和
k为0至2。
2.权利要求1的季酯铵化合物，其中k为1或2。
3.权利要求1的季酯铵化合物，其中j为0、1或2。
4.权利要求1的季酯铵化合物，其中X-为氯离子或硫酸二甲酯基。
5.权利要求1的季酯铵化合物，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为2并且j为0。
6.权利要求1的季酯铵化合物，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为1并且j为0。
7.权利要求1的季酯铵化合物，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为1并且j为1。
8.一种织物软化剂组合物，所述织物软化剂组合物包含权利要求1的季酯铵化合物。
9.一种制备季酯铵化合物的方法，所述方法包括：
(i)在适于制备具有下式的化合物的条件下，使三乙醇胺与烷基化剂反应：
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物与羧酸反应：
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)；和
k为0至2。
10.权利要求9的方法，其中k为1或2。
11.权利要求9的方法，其中j为0、1或2。
12.权利要求9的方法，其中X-为氯离子或硫酸二甲酯基。
13.权利要求9的方法，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为2并且j为0。
14.权利要求9的方法，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为1并且j为0。
15.权利要求10的方法，其中R1为甲基，X-为氯离子或硫酸二甲酯基，k为1并且j为1。
16.一种制备季酯铵化合物的方法，所述方法包括：
(i)在适于制备具有下式的化合物的条件下，使三乙醇胺与羧酸反应：
Figure FPA00001375058200031
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物反应：
(iii)与烷基化剂反应，以形成以下化合物：
Figure FPA00001375058200033
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为短链酯或卤素；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)；和
k为0至2。
17.一种制备季酯铵化合物的方法，所述方法包括：
(i)在适于制备具有下式的化合物的条件下，使三乙醇胺反应：
(R3-CH2-CH2)k-N-(CH2-CH2-OH)3-k；
(ii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物反应：
Figure FPA00001375058200041
以及
(iii)在适于形成具有下式的化合物的条件下，使上述化合物与烷基化剂反应：
Figure FPA00001375058200042
其中
R1为直链或支链C1-C4烷基；
R2为直链或支链C12-C22烷基；
R3为短链酯或卤素；
X-为反荷离子；
j为0至(2-k)；和
k为0至2。
18.一种毛发护理组合物，所述毛发护理组合物包含权利要求1的季酯铵化合物。
19.一种织物软化组合物，所述织物软化组合物包含一种或多种季酯铵化合物，所述季酯铵化合物包括季单酯、季二酯和季三酯铵组分的混合物，其中基于季酯铵的总重量计，季二酯铵大于40％重量，而季三酯铵小于20％重量。
20.一种织物软化组合物，所述织物软化组合物包含权利要求1的季酯铵化合物的混合物，其中季酯铵化合物的混合物包含基于季酯铵的总重量计的小于20％重量的其中(3-k-j)＝3的季酯铵化合物和大于40％重量的其中(3-k-j)＝2的季酯铵化合物。
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