DE19619104A1

DE19619104A1 - Verfahren zur Herstellung oligomerer Alkly- und/oder Alkenyloligoglykosidcarbonate

Info

Publication number: DE19619104A1
Application number: DE1996119104
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Weuthen
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1996-05-11
Filing date: 1996-05-11
Publication date: 1997-11-13

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft oligomere nichtionische Tenside, die man durch Eigenkondensation von mono meren Alkylglykosidcarbonaten erhält.

Stand der Technik

Aus der Internationalen Patentanmeldung WO 93/20089 (Henkel) sind Alkyloligoglucosidcarbonate bekannt, die man durch Umesterung von Glucosiden mit niederen Dialkylcarbonaten in Gegenwart von basischen Katalysatoren erhält.

Im Rahmen dieser Reaktion ist es möglich, eine oder mehrere freie Hydroxylgruppen am Zuckerkörper zu derivatisieren. Bei dieser Reaktion entstehen im wesentlichen monomere Carbonate, d. h. eine Verknüpfung von Glykosiden über die Kohlensäureestergruppe findet nur untergeordnet statt. Für eine Reihe von Anwendungen wäre es jedoch vorteilhaft, die bekannten monomeren Carbonate durch Oligomere zu ersetzen, Stoffe also, bei denen zwei oder mehrere Glu coside durch -OCOO-Gruppen verbrückt vorliegen. Die Aufgabe der Erfindung hat darin bestanden, diese Stoffe zur Verfügung zu stellen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung oligomerer Alkyl- und/oder Alkenyloligo glykosidcarbonate, bei dem man monomere Alkyl- und/oder Alkenyloliogoglykosidcarbonate in Gegen wart von Basen einer Eigenkondensation unterwirft und dabei freigesetzten Alkohol und Dialkylcarbonat kontinuierlich aus dem Reaktionsgleichgewicht entfernt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich die monomeren Carbonate, vorzugsweise in Gegen wart freier Glykoside, zu den entsprechenden Oligomeren kondensieren lassen.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosidcarbonate

Alkyl- und Alkenyloligoglykosidcarbonate, stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (I) folgen,

R¹O-[G]_p(OCOOR₂)_z (I)

in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen R² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, p für Zahlen von 1 bis 10 und z für Zahlen von 1 bis 4 steht. Vorzugsweise werden Mono-, Di- und/oder Triethylcarbonate auf Basis von Alkyloligoglucosiden mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und einem durch schnittlichen Oligomerisierungsgrad von 1,1 bis 1,6 eingesetzt.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosid

Die oligomeren Carbonate sind zwar grundsätzlich durch reine Eigenkondensation der Monomeren erhältlich, in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Reaktion jedoch in Gegen wart von freien, d. h. nicht durch Carbonatgruppen substituierter Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside. Diese stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (II) folgen,

R¹O-[G]_p (II)

in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlä gigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfang reiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1 0 301 298 und WO 90/03977 verwiesen.

Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlen stoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (II) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyl oligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl dar stellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligomerisie rungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinal kohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hy drierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen′schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside der Kettenlänge C₈- C₁₀ (DP= 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C₈-C₁₈-Kokosfett alkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂-Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C_9/11-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palm oleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachyl alkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol sowie deren technische Ge mische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Üblicherweise werden die monomeren Carbonate und die Glykoside im Molverhältnis 5 : 1 bis 1 : 5 einsetzt und insbesondere 2 : 1 bis 1 : 2 eingesetzt.

Basen

Die Eigenkondensation erfordert die Anwesenheit basischer Katalysatoren, bei denen es sich vorzugs weise um Alkali- und/oder Erdalkalimetallhydroxide, -alkoholate, -carbonate und/oder -hydrogencarbo nate handelt. Typische Beispiele sind Natriumhydroxid, Natriummethanolat oder Kaliumcarbonat. Üb licherweise werden die Basen in Mengen von 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 Gew.-% - bezogen auf die Ausgangsstoffe - eingesetzt.

Verfahren

Die Eigenkondensation der monomeren Glykosidcarbonate verläuft üblicherweise bei Temperaturen im Bereich von 90 bis 200, vorzugsweise 140 bis 180°C. Bei der Reaktion freigesetzte niedere Dialkyl carbonate bzw. Alkohole werden kontinuierlich gegebenenfalls unter vermindertem Druck aus dem Reaktionsgleichgewicht entfernt. Vorteilhafterweise führt man die Reaktion bei einem pH-Wert im Bereich von 9 bis 12 durch.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen oligomeren Glykosidcarbonate weisen ober flächenaktive Eigenschaften auf. Sie eignen sich zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungs mitteln sowie Produkten zur Pflege von Haut und Haaren, in denen sie in Mengen von 1 bis 50 und vor zugsweise 5 bis 25 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Beispiele Beispiel 1

In einer 500-ml-Destillationsapparatur wurden 76 g (0,18 mol) Dodecylglucosid-mono-ethylcarbonat auf 100°C erhitzt und mit 0,15 g (entsprechend 0,2 Gew.-%) Kaliumcarbonat versetzt. Die Mischung wurde auf 140°C erhitzt und unter Durchleiten eines Stickstoffstromes 8,4 g Destillat entfernt. Es wurden 67 g eines Produktes erhalten, welches 45 Gew.-% Dodecylglucosid, 30 Gew.-% dimere Carbonate und 25 Gew.-% eines Oligomerengemisches mit einer Molekulargewichtsverteilung im Bereich von 1100 bis 5000 Dalton enthielt.

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 wurden 31,3 g (0,09 mol) Dodecylglucosid und 44,3 g (0,09 mol) Dodecylglucosid-di ethylcarbonat auf 100°C erhitzt und mit 0,15 g (entsprechend 0,2 Gew.-%) Kaliumcarbonat versetzt. Die Mischung wurde auf 160°C erhitzt und unter vermindertem Druck 7 g Destillat abgetrennt. Es wur den 68 g eines Produktes erhalten, welches zu 16 Gew.-% aus Dodecylglucosid, zu 47 Gew.-% aus dimeren Carbonaten und zu 37 Gew.-% zu aus einem Oligomerengemisch mit einer Molekularge wichtsverteilung im Bereich von 1100 bis 5000 Dalton bestand.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 wurden 31,3 g (0,09 mol) Dodecylglucosid und 50,8 g (0,9 mol) Dodecylglucosid-tri ethylcarbonat auf 100°C erhitzt und mit 0,16 g (entsprechend 0,2 Gew.-%) Kaliumcarbonat versetzt. Die Mischung wurde auf 180°C erhitzt und 9,5 g Destillat abgetrennt. Es wurden 73 g eines Produktes erhalten, welches zu 11 Gew.-% aus Dodecylglucosid, zu 23% Gew.-% aus dimeren Carbonaten und zu 66 Gew.-% aus einem Oligomerengemisch mit einer Molekulargewichtsverteilung im Bereich von 1100 bis 5000 Dalton bestand.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung oligomerer Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosidcarbonate, bei dem man monomere Alkyl- und/oder Alkenyloliogoglykosidcarbonate in Gegenwart von Basen einer Eigen kondensation unterwirft und dabei freigesetzten Alkohol und Dialkylcarbonat kontinuierlich aus dem Reaktionsgleichgewicht entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkyl- und Alkenyloligoglykosid carbonate der Formel (I) einsetzt R¹O-[G]_p(OCOOR²)_z (I)in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen R² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, p für Zahlen von 1 bis 10 und z für Zahlen von 1 bis 4 steht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den monomeren Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosidcarbonaten Alkyl- und Alkenyloligoglykoside der Formel (II) zusetzt, R¹O-[G]_p (II)in der R¹, G und p die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die monomeren Carbonate und die Glykoside im Molverhältnis 5 : 1 bis 1 : 5 einsetzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Eigenkon densation in Gegenwart von Alkali- und/oder Erdalkalimetallhydroxiden, -alkoholaten, -carbonaten und/oder -hydrogencarbonaten durchführt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Basen in Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-% - bezogen auf die Ausgangsstoffe - einsetzt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Eigenkonden sation bei Temperaturen im Bereich von 90 bis 200°C durchführt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Eigenkonden sation bei einem pH-Wert im Bereich von 9 bis 12 durchführt.