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"Verfahren zur Herstellung neuer Oligopeptidderivate" Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen, langkettige Alkylol- und Acylgruppen
enthaltenden Oligopeptiden mit textilweichmachenden Eigenschaften.
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.Es ist bekannt, daß die Peptidbindung natürlicher Proteine durch
Amine gespalten werden kann. Setzt man Proteine mit Di- und Polyaminen um, so werden
Aminolysate folgender Strukturen erhalten: oder
in denen X einen dem Jeweiligen Amin entsprechenden Alkylenrest bedeutet. Aus der
US-Patentscbrift 3 138 581 ist bekannt, daß durch Umsetzen derartiger Aminolysate
mit Fettsäuren oder Fettsäureestern Substanzgemische von im wesentlichen amidartigen
Derivaten von Fettsäuren erhalten werden können, die oberflächenaktive Eigenschaften
haben und als Netz-, Dispergier-, Emulgiermittel und Waschrohstoffe Verwendung finden
können4 Es wurde gefunden, daß acylierte Proteinaminolysate, die zusätzlich langkettige
Alkylolgruppierungen enthalten, textilweichmachende Eigenschaften aufweisen.
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Gegenstand der Anmeldung ist demgemäß ein Verfahren zur klerstellung
von neuen, langkettige AlkyloL- una Acylgruppen enthaltenden Oligopeptidderivaten,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Protein-Aminolysate, welone aus Proteinen
und aliphatischen, 2 bis 10 C-Atome enthaltenden Di- und/oder Polyaminen
hergestellt
wurden, mit Epoxiden mit 10 bis 24 C-Atomen umsetzt unt-die Umsetzungsprodukte unter
Einführung von Acylresten mit 10 bis 24 C-Atomen acyliert.
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Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsstoffe einzusetzenden
Proteinaminolysate können von beliebigen pflanzlichen oder tierischen Proteinen,
beispielsweise Leim, Gelatine, Albumin, Kollagen, Keratin, Caseins Federn, Haaren,
Baumwollsaatprotein oder Sojaprotein abgeleitet sein. Zur Aminolyse derartiger Proteine
werden Di- und/oder Polyamine mit 2 - 10 C-Atomen eingesetzt, vorzugsweise solche,
die nur an den endständigen C-Atomen jeweils eine NH2-Gruppe tragen und durch die
Formel H2N - X - NH2 in der X einen ggf. durch eine oder mehrere NH-Gruppen unterbrochenen
Alkylenrest mit 2 - 10 C-Atomen bedeutet, beschrieben werden, beispielsweise Athylendiamin,
1,4-Diaminobuten, Diäthylentriamin, 1,6-Diaminohexan, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin.
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Die Aminolyse der Proteine mit den vorstehend genannten DiundZoder
Polyaminen kann auf bekannte Weise erfolgen, indem man die Proteine mit der mindestens
gleichen Menge Di- und/ oder Polyamin unter vermindertem Druck auf Temperaturen
zwischen 100 und 200° C so lange erhitzt, bis ein aliquoter Teil des Reaktionsgemisches
in verdUnnter SSure lösl-ich ist.
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Eine besonders vorteilhafte AufUhrungsform der Aminolyse, die zu Produkten
mit verbesserter Farbqualität führt, besteht darin, daß man eine der Proteinmenge
entsprechende Menge Wasser vorlegt, die mindestens gleiche Gewiohtsmenge Di-oder
Polyamin dazugibt, das Gemisch unter Schutzgas auf 1000 C erwärmt und dann das Protein
einträgt. Die Temperatur
Die Temperatur wird dann - ebenfalls unter
Schutzgas -bis auf 1500 C gesteigert und, sobald Säurelöslichkeit des Reaktionsproduktes
gegeben ist, unter vermindertem Druck Wasser und ggf. vorhandenes überschüssiges
Amin abgezogen. Unter diesen Bedingungen werden einfach zusammengesetzte Proteine
wie Casein, Gelatine oder Albumin im Verlauf von etwa 4 bis 8 Stunden aminolysiert.
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Die Molgewichte der Aminolysate aus Proteinen und den oben beschriebenen
Di- und/oder Polyaminen liegen im allgemeinen im Bereich von 300 - 1000. Bevorzugte
Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren sind Aminolysate, deren Molgewichte
im Bereich von 400 bis 700 liegen.
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Die Umsetzung der Proteinaminolysate mit den aliphatischen Epoxiden
mit 10 - 24 C-Atomen kann ebenfalls auf bekannte Weise durch Mischen der Komponenten
und anschließendes Erhitzen erfolgen, das solange fortgesetzt wird, bis kein Epoxid-Sauerstoff
mehr nachweisbar ist.
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Es empfiehlt sich, die Umsetzung mit dem Epoxid bei Temperaturen zwischen
100 und 1500 C unter vermindertem Druck oder Schutzgas durchzuführen.
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Das Mengenverhältnis zwischen Proteinaminolysat und Epoxid kann in
weiten Grenzen schwanken. Produkte, die im Hinblick auf ihre Verwendung als Textilweichmacher
besonders vorteilhaft sind, werden erhalten, wenn man das Mengenverhältnis so wählt,
daß pro Mol Aminolysat 0,5 bis 1,5 Mol Epoxid verwendet werden.
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Die Umsetzung mit den Epoxiden kann direkt im Anschluß an die Aminolyse
in demselben Reaktionsgefäß erfolgen.
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Die zur Umsetzung mit den Proteinaminolysaten kommenden Epoxide mit
10 bis 24 Kohlenstoffatome sollen vorzugsweise
endständige Epoxidgruppen
aufweisen. Derartige Epoxide sind z.B. durch Epoxidation von Q(-Olefinen entsprechender
Kettenlängen mit Peressigsäure zugängl-ich. Geeignete Epoxide sind beispielsweise:
Decenoxid-1,2, Dodecenoxid-1,2, Octadecenoxid-1,2, Docosenoxid-1,2 und Tetracosenoxid-1,2.
Die genannten Epoxide können einzeln oder im Gemisch miteinander eingesetzt werden.
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Zur Einführung der Acylreste mit 10 - 24 C-Atomen,in die Alkylolgruppen
enthaltenden Aminolysederivate kann man sich der üblichen entsprechenden Acylierungsmittel
bedienen. Als besonders geeignet haben sich freie Carbonsäuren und Carbonsäureester,
insbesondere von niederen aliphatischen Alkoholen, erwiesen.
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Vorzugsweise werden geradkettige, gesättigte oder ungesättigte aliphatische
Carbonsäuren oder Carbonsäureester mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen eingesetzt, beispielsweise
Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, blsäure, Behensäure,
Lignocerinsäure, Ricinolsäure, Linolsäure, Linolensäure bzw. die betreffenden Ester
mit niederen aliphatischen Alkoholen mit i bis 4 0-Atomen.
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Die genannten Carbonsäuren bzw. Carbonsäureester können isoliert oder
im Gemisch miteinander verwendet werden. Es können beispielsweise auch die Fettsäuren
oder Fettsäureestergemische, wie sie durch Spaltung bzw. Umesterung der natürlich
vorkommenden Fette und ble erhalten werden, direkt zur Acylierung verwendet werden,
z.B,-Talgfettsäuregemische, Palmkernölfettsäuregemische, Sojabohnenölfettsäuregemische,
Kokosölfettsäuregemische bzw. die Ester der genannten Fettsäuregemische mit den
o.a. niederen Alkoholen.
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Die Acylierung erfolgt vorteilhaft im Temperaturbereich 100 - 1500
C und ist im allgemeinen nach 5 bis 10 Stunden beendet.
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Das MengenverhäLtnis 'zwischen Acylierungsmittel und dem Umsetzungsprodukt
zwischen Proteinaminolysat und Epoxid kann in weiten Grenzen schwanken. Bevorzugt
wird ein Molverhältnis von 0,5 bis 1,5 Mol Acylierungsmittel pro Mol zur Aminolysat.
In diesem Fall kann auch dS Acylierung ohne Isolierung von Zwischenprodukten direkt
im Anschluß an die Umsetzung des Aminolysates mit den Epoxiden in demselben Reaktionsgefäß
erfolgen.
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Die beschriebene Acylierung der Aminolysat-Epoxid-Addukte führt im
wesentlichen zur Bildung von Amidbindungen, eine Veresterung an den vorhandenen
Alkylolresten ist unter den angegebenen Bedingungen außerordentlich erschwert, d.h.
falls sie erfolgt, findet anschließend eine Esterspaltung mit intramolekularer Acylierung
an den N-Atomen statt.
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Die erfindungagemäß herstellbaren, langkettige Alkylol-und Acylgruppen
enthalten Oligo- und Polypeptidderivate werden in Form einer amorphen leicht gelblich
gefärbten Festsubstanz erhalten, die sich durch Umkristallisieren aus geeigneten
Lösungsmitteln, z.B. aus Aceton, reinigen läßt.
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Die neuen Protein-Aminolysat-Derivate zeigen in Form ihrer wäßrigen
Dispersionen sehr gute weichmachende Wirkung gegen-Uber Baumwollgeweben, insbesondere
solchen, die durch mehrfaches Waschen erhärtet sind. Einfache Protein-Aminolysate
sowie deren Acylierungsprodukte, die aus der US-Patentschrift 3 138 581 bekannt
sind, zeigen eine derartige Wirkung nicht.
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Da sie mit den in Wäschenachbehandlungsmitteln üblicherweise enthaltenen
Emulgatoren, Lösungsmitteln, Absäuerungs- und Exkrustiermitteln gut verträglich
sind, lassen sie sich als Wirkstoffe in Naohspülavivagemitteln verwenden.
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Die Zusammensetzung derartiger Mittel kann im Bereich der folgenden
Rezeptur liegen:
2 - 30J vorzugsweise 5 - 15 Gew.- Protein-Aminolysat-Derivat,
O - 10, vorzugsweise 1 - 5 Gew.-% Emulgier- oder Dispergiermittel, deren Menge jedoch
stets geringer ist als die Menge an. Textilweichmacher und höchstens 50 % von dieser
beträgt, O - 80, vorzugsweise 20 -.60 Gew.-% wasserlösliches organisches Lösungsmittel,
0 - 80 Gew.-% sonstige übliche Avivagemittelbestandtelle.
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Rest Wasser.
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Als Emulgier- bzw. Dispergiermittel können die bekannten anionischen
oder nichtionischen oberflächenaktiven Substanzen eingesetzt werden, deren Wirkung
auf der gleichzeitigen Anwesenheit eines hydrophoben und eines hydrophilen Restes
in einem Molekül beruht. Der hydrophobe Rest besteht meist aus einem Alkylrest mit
8 bis 20, insbesondere 12 - 18 C-Atomen.
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Als hydrophile Reste können anionische oder nichtionische Gruppen
erliegen, z.B. Carboxyl-, Sulfonsäure- oder Schwefelsäurehalbestergruppen, Polyalkylenglykolätherketten
oder Anhäufungen von Hydroxylgruppen. Beispiele für derartige Emulgier- bzw. Dispergiermittel
sind Alkylbenzolsulfonate, Fettalkoholsulfate, Fettalkoholglykoläthersulfate mit
1 bis 5 Xthylenglykolätherresten im Molekül, Fettsäuremonoglyceride und Polyalkylenglykoläther
von Fettalkoholen oder Alkylphenolen mit 5 bis 20 ,Rthylenglykolätherresten im Molekül.
Auch Emulgatoren vom Typ der äthoxylierten Siloxane sind brauchbar.
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Als wasserlösliche organische Lösungsmittel kommen vor allem niedere
aliphatische Alkohole und Ketone, z.B. Isopropanol und Butanon, infrage.
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Zu den sonstigen üblichen Avivagemittelbestandteilen zählen Absäuerungs-
und Exkrustriermittel, d.h. schwache, lösliche Erdalkalisalze bildende Säuren wie
Zitronensäure, Weinsäure, Olycolsäure, Amidosulfonsäure und anorganische oder organische
Komplexbildner wie Tri- und Polyphosphate der Alkalien und Alkali
salz
von Polyaminopolycarbonsäuren oder Phosphonsäuren.
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Derartige Zusätze werden vorzugsweise in Mengen von 5 - 20 Gew.-%
eingesetzt.
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Sonstige übliche Avivagemittelbestandteile sind weiterhin optische
Aufheller, insbesondere solche vom Bis-(triazinyl)-4,4'-diaminostilbendisulfonsäure-Typ
oder solche vom Typ der Diarylpyrazoline, die vorzugsweise in Mengen von 1 - 8 Gew.-«
vorhanden sind, sowie schwermetallfreie, wasserlösliche antimikrobielle Wirkstoffe,
beispielsweise halogenierte Phenole und Derivate, Nitroalkohole, quartäre Ammoniumverbindungen.
Die Menge an antimikrobiellen Wirkstoffen liegt vorzugsweise im Bereich 1 - 20 Gew.-%.
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Schließlich sind zu den sonstigen üblichen Avivagemittelbestandteilen
Zusätze wie Duftstoffe, Stabilisatoren, Verdickungs- und Streckmittel, hydrotope
Substanzen u.ä. zu zählen.
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B e 1 s p 1 e 1 e Die in den nachstehenden Beispielen für die Ausgangsstoffe
verwendeten Abkürzungen bezeichnen folgende Produkte: Aminolysat A Aminolyseprodukt
aus Albumin und Diäthy.lentriamin, mittleres Molgewicht M = 520.
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Aminolysat B Aminolyseprodukt aus Casein und Diäthylentriamin, mittleres
Molgewicht M = 550.
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Aminolysat C Aminolyseprodukt aus Casein und Triäthylentetramin, mittleres
Molgewicht M = 590.
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Aminolysat D Aminolyseprodukt aus Casein und Tetraäthylenpentamin,
mittleres Molgewicht M = 620.
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Aminolysat E Aminolyseprodukt aus Gelatine und Diäthylentriamin, mittleres
Molgewicht M = 510.
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Die Aminolysate wurden wie folgt hergestellt: Zu einem Gemisch aus
jeweils 500 g Wasser und 500 g des betreffenden Di- bzw. Polyamins, das unter Stickstoffatmosphäre
auf 1000 C erhitzt worden war, wurden unter Rühren jeweils 500 g Protein gegeben
und die Temperatur unter Aufrechterhaltung der Schutzgasatmosphäre auf 130 - 1500
C gesteigert.
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Nach einstündiger Reaktionsdauer wurde im gleichen Temperaturbereich
durch Anlegen eines Vakuums von 80 - 100 Torr Wasser und ggf. vorhandenes überschüssiges
Amin im Verlauf von 3 Stunden entfernt.
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In den Beispielen 11 - 13 wird durch die Abkürzung "ÄO" und die davor
gestellte Zahl die an 1 Mol der jeweils ge -.
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nannten Verbindung angelagerte Menge Äthylenoxid angegeben.
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Beispiel 1 300 g (#0,58 Mol) Aminolysat A wurden mit 15Q g (0;63 Mol)
Alken (C15-C18)-Oxid versetzt und 5 Stunden bei einem Druck von 90 Torr auf 1300
G erwärmt. Dem Reaktionsgemisch wurden anschließend 150 g (Q,5 Mol)Stearinsäuremethylester
zugesetzt und weitere 7 Stunden auf 1300 C bei einem Druck von 15 - 20 Torr erwärmt.
Die resultierende Schmelze erstarrte beim Abkühlen zu einer gelblichen amorphen
Festsubstanz, die einen Gesamtstickstoffgehalt von 10,41 % und einen Aminstickstoffgehalt
von 6,7 % aufwies.
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Beispiel 2 - 9 Auf analoge Weise wurden folgende Aminqlysat-Derivate
hergestellt:
Beispiel Nr. Umsetzungsprodukt aus %-Gesamt-N %-Amin-N
2 300 g (#0,55 Mol) Aminolysat B 6,89 3,1 150 g (#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid
150 g ( 0,5 Mol) Stearinsäuremethylester 3 300 g (#0,51 Mol) Aminolysat C 6,69 5,0
150 g (#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid 200 g ( 0,67 Mol) Stearinsäuremethylester
4 300 g (#0,48 Mol) Aminolysat D 10,4 6,7 150 g (#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid
200 g ( 0,67 Mol) Stearinsäuremethylester 5 300 g (#0,48 Mol) Aminolysat B 7,18
2,46 150 g (#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid 150 g ( 0,7 Mol) Laurinsäuremethylester
6 300 g (#0,55 Mol) Aminolysat B 6,69 2,39 150 g (#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid
150 g (#0,65 Mol) Kokosfettsäuremethylester
Beispiel Nr. Umsetzungsprodukt
aus %-Gesamt-N %-Amin-N-7 300 g (#0,51 Mol) Aminolysat C 6,45 2,28 150 g (#0,78
Mol) Alken (C11-C14)-Oxid 150 g ( 0,42 Mol) Behensäuremethylester 8 300 g (#0,51
Mol) Aminolysat C 8,25 2,75 150 g (#0,78 Mol) Alken (C11-C14)-Oxid 150 g ( 0,67
Mol) Talgfettsäuremethylester 9 300 g (#0,59 Mol) Aminolysat E 10,29 5,40 150 g
(#0,63 Mol) Alken (C15-C18)-Oxid 150 g ( 0,5 Mol) Stearinsäuremethylester
Beispiel
10 Mit Dispersionen der gemäß Beispiel 1 - 9 hergestellten Proteinaminolysat-Derivate,
deren Konzentration 0,2 bzw. 0>5 g/l betrug, wurde ein durch 15maliges Waschen
mit einem handelsüblichen Grobwaschmittel gehärtetes Baumwollfrotteegewebe im letzten
Spülgang einer Trommelwaschmaschine 5 Minuten gespült. Die Baumwolifrotteegewebe
wurden anschließend hängend getrocknet und danach die Weichheit des behandelten
Gewebes durch 4 erfahrene Testpersonen unabhängig voneinander durch Griffprobe beurteilt.
Bei der Griffprobe wurden die Noten 1 - 5 vergeben, wobei die Note 1 einen sehr
vollen und weichen Griff, die Note 5 einen sehr harten Griff bedeuten. Bei Abweichungen
zwischen den Einzelbeurteilungen wurde ein Mittelwert gebildet. Zum Vergleich wurde
ein analoger Versuch mit dem mit Stearinsäuremethylester im Gewichtsverhältnis 1
: 1 acylierten Aminolysat A durchgeführt. Die Ergebnisse der Weichspülversuche sind
in der folgenden Übersicht zusammenge faßt : G r i f f n o t e Aminolysat-Derivat
Konzentration der Dispersion gemäß Beispiel Nr. 0,2 g/l 0,5 g/l 1 2,5 1,9 2 1,6
1,4 1,9 1,8 4 2,1 2>0 5 2,5 2,0 6 2,0 1,9 7 2,0 1>9 8 2,5 2>5 9 2,5 2,1
Vergleich: 5,0 5,0
Beispiel 11 Mit dem Produkt gemäß Beispiel 5
wurden folgende Nachspülavivagemittel konfektioniert: a) 10 Gew.-% Textilweichmacher,
2 Gew.- äthoxyliertes Dimethylpolysiloxan, 10 Gew.-% Weisäure, 60 Gew.-% Butanon,
18 Gew.-% Wasser b) 10 Gew.-% Textilweichmacher, 2 Gew.-% Nonylphenol + 9,5 ÄO,
10 Gew.-% Zitronensäure, 60 Gew.- Butanon, 18 Gew.- Wasser c) 10 Gew.-% Textilweichmacher,
2 Gew.-% Fetallkohol (C14-C18, JZ 45-50= + 10 ÄO, 1 Gew.-% N-Dodecyl-N-benzyl-N,N-dimethylammoniumchlorid,
10 Gew.-% Glycolsäure, 20 Gew.- Isopropanol, 20 Gew.-% Butanon, 37 Gew.-% Wasser
d) 10 Gew.-% Textilweichmacher, 2 Gew.- Nonylphenol + 9,5 ÄO, 1 Gew.-% 3,4-Dibrom-salicylsäure-5'-bromanilid,
10 Gew.-% Glycolsäure, 40 Gew.-% Butanon, 37 Gew.-% Wasser Die Konfektionierungen
sind klare Lösungen, die spontan in Wasser verteilbar sind und bei Anwendungskonzentration
(0,2-1,0 g/l Wirkstoff) dünnflüssige, stabile Dispersionen bilden.
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Beispiel 12 Mit dem Produkt gemäß Beispiel 6 wurden folgende Nachspülavivagemittel
konfektioniert: a) 10 Gew.- Textilweichmacher, 2 Gew.-« Fettalkohol (C14-C18,JZ
50-55) + 10 AÖ, 80 Gew.- Isopropanol, 8 Gew.-% Wasser b) 10 Gew.-% Textilweichmacher,
2 Gew.-% Nonylphenol + 9,5 xo, 10 Gew.-% Weinsäure, 50 Gew.-% Butanon, 28 Gew.-%
Wasser c) 10 Gew.-% Textilweichmacher, 2 Gew.-% äthoxyliertes Dimethylpolysiloxan,
10 Gew.-% Glycolsäure, 40 Gew.-% Butanon, 38 Gew.-% Wasser d) 10 Gew.-% Textilweichmacher,
2 Gew.-% äthoxyliertes Dimethylpolysiloxan, 1 Gew.-% N-Dodecyl-N-benzyl-N,N-dimethylammoniumchlorid,
10 Gew.-% Glycolsäure, 50 Gew.-% Butanon, 27 Gew.-% Wasser Die Konfektionierungen
sind klare Lösungen, die spontan in Wasser verteilbar sind und bei Anwendungskonzentration
(0,2 -1,0 g/l Wirkstoff) dünnflüssige, stabile Dispersionen bilden.
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Beispiel 13 Mit dem Produkt gemäß Beispiel 8 wurden folgende Nachspülavivagemittel
konfektioniert: a) 10 Gew.- Textilweichmacher, 2 Gew.- Fettalkohol (C12-Cl8, JZ
<0,5) + 4 ÄO, 10 Gew.-% Zitronensäure, 20 Gew.-% Isopropanol, 20 Gew.-% Butanon,
38 Gew.-% Wasser b) 12 Gew.- Textilweichmacher, 2 Gew.-% Nonylphenol + 9,5 ÄO, 1
Gew.-% N-Dodecal-N-benzyl-N,N-dimethylammoniumchlorid, 10 Gew.-% Amidosulfonsäure,
40 Gew.-% Butanon, 37 Gew.-% Wasser c) 10 Gew.-% Textilweichmacher, 2 Gew.-% Fettalkohol(012-C14,
JZ < <0,3) + 3 Ao 1 Gew.-% 2-Brom-2-nitro-propandiol-(1,3), 10 Gew.-% Amidosulfonsäure,
20 Gew.-% Isopropanol, 20 Gew,- Butanon, 37 Gew.-% Wasser Die Konfektionierungen
sind klare Lösungen, die spontan in Wasser verteilbar sind und bei Anwendungskonzentration
(0,2 -1,0 g/l Wirkstoff) dünnflüssige, stabile Dispersionen bilden.