DE2416018B2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neuartige Haar- und Hautwaschmittelzusammensetzungen, welche amphotere oberflächenaktive Mittel enthalten. Diese oberflächenaktiven Mittel werden aus äthoxylierten Aminen hergestellt, die quaternisiert und anschließend sulfatiert werden.The present invention relates to novel hair and skin wash compositions containing amphoteric surfactants. These surfactants are made from ethoxylated amines that are quaternized and then sulfated.
Es sind bereits viele verschiedenartige Aminphosphonate oder -sulfonate, -phosphate oder -sulfate und verwandte Verbindungen beschrieben. Keine dieser Verbindungen hat jedoch eine wesentliche technische Bedeutung gefunden.There are already many different types of amine phosphonates or sulfonates, phosphates or sulfates and related compounds are described. However, none of these compounds has an essential technical nature Found meaning.
In den vergangenen Jahren ist eine wesentliche Forschung bezüglich der Phosphate zwecks Verbesserung der Schmier- und rost- und korrosionsinhibierenden Eigenschaften der neuen synthetischen oberflächenaktiven Präparate durchgeführt worden. Die meisten dieser oberflächenaktiven Präparate haben als aktiven oberflächenaktiven Bestandteil anionische Ionen. Die Forschung richtete sich weiterhin auch auf Sulfate zwecks Verbesserung der Reinigungs- und Schaumeigenschaften der neuen synthetischen Waschmittelpräparate. Die meisten dieser synthetischen Waschmittelpräparate haben als aktiven Reinigungsbestandteil anionische Ionen. Als repräsentativ für die verschiedenen, zur Verbesserung des oberflächenaktiven Reinigungsmittels und der Schaumeigenschaften in solchen anionischen Waschmittelpräparaten verwendeten Zusätze können Alkalimetallphosphate, -Borate, -Carbonate, -Sulfate, -Chloride, -Silicate, höhere aliphatische Alkohole, wie Laurylalkohol, und höhere Fettsäureamide und Alkylolamide, wie Lauroylamid, Lauroylmono- und -diaikylamide, Lauroyläthanolamid und Lauroyldiäthanolamid, genannt werden. Die Verwendung der obigen Alkalimetallsalze, insbesondere der Phosphate und Borate ergab die sog. »Aufbau«- oder »Heavy-duty« Waschmittel. Während diese Präparate teilweise zur Verwendung in Reinigungsmaschinen verschiedener Art geeignet sind, finden sie begrenzte Verwendung auf Gebieten, wo eine wesentliche Berührung mit der Haut erfolgt, und zwar aufgrund ihrer alkalischen Reaktion und chemischen Natur. Für diese Zwecke werden nicht »aufgebaute« oder »leichtere« Waschmittel bzw. Reinigungsmittel mit praktisch neutralem pl !-Bereich bevorzugt.In recent years, significant research has been carried out on phosphates for the purpose of improving the lubricating and rust and corrosion inhibiting properties of the new synthetic surface active preparations. the Most of these surface-active preparations have anionic surfactants as the active surface-active ingredient Ions. Research also continued to focus on sulfates for the purpose of improving cleaning and cleaning properties Foam properties of the new synthetic detergent preparations. Most of these synthetic Detergent preparations have anionic ions as an active cleaning ingredient. As representative of the various, to improve the surface-active cleaning agent and the foam properties in additives used in such anionic detergent preparations can include alkali metal phosphates, borates, -Carbonates, sulfates, chlorides, silicates, higher aliphatic alcohols such as lauryl alcohol, and higher Fatty acid amides and alkylolamides, such as lauroyl amide, lauroyl mono- and diaikyl amides, lauroylethanol amide and lauroyl diethanolamide. The use of the above alkali metal salts, in particular the phosphates and borates resulted in the so-called "build-up" or "heavy-duty" detergents. While some of these preparations are for use in cleaning machines of various kinds are suitable, they find limited use in areas where an essential Contact with the skin occurs because of its alkaline reaction and chemical nature. For these purposes are not "built up" or "lighter" detergents or cleaners with practical neutral pl! area preferred.
Bei der Verwendung zum Schamponieren bilden die üblicherweise verwendeten Seifen oft unlösliche Salze, die sich auf dem Haar abscheiden und dadurch ein mattes Aussehen verleihen und gewöhnlich zu ihrerWhen used for shampooing, the commonly used soaps often form insoluble salts, which deposit on the hair, giving it a dull look and usually to hers
sie die Augen, neigen bei einem pH-Wert von 7 oderthey, the eyes, tend to be at a pH of 7 or more
darunter zur Ausfällung und schäumen bei einemunderneath to precipitate and foam in one pH-Wert von 6—7 schlechtpH 6-7 bad
to Beständigkeit als die üblichen Seifen gegen hartes Wasser zeigen, schäumen sie in hartem Wasser schlecht und haben eine schlechte Schaumstabilität Sie machen das Harz glanzlos wie die üblichen Seifen, bei Verwendung als Shampoo jedoch in geringerem Maße,to show resistance to hard water than usual soaps, they foam poorly in hard water and have poor foam stability They make the resin dull like common soaps Use as a shampoo but to a lesser extent, und fallen in wäßrigem Medium bei einem pH-Wert von 4,5 aus.and fall in an aqueous medium at a pH of 4.5 out.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Präparate sehr wertvolle oberflächenaktive Mittel enthalten, die allein oder in Mischung mit anderenIt has been found that the preparations according to the invention are very valuable surface-active agents included, alone or mixed with others kationischen, anionischen oder nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln auf verschiedenen oben genannten Gebieten verwendet werden können.cationic, anionic or nonionic surfactants on various of the above Areas can be used.
Die erfindungsgemäßen Präparate enthalten eine sehr wertvolle Gruppe oberflächeraktiver Mittel, die alsThe preparations according to the invention contain a very valuable group of surface-active agents, which as amphotere Verbindungen, d.h. chemische Mittel, die sowohl kationische als auch anionische Gruppen in einem einzigen Molekül enthalten, bekannt sind und daher ein hohes Maß an Stabilität und eine bemerkenswerte Verwendbarkeit in konzentrierten elektrolyti-amphoteric compounds, i.e. chemical agents that contain both cationic and anionic groups in contain a single molecule, are known and therefore have a high degree of stability and a remarkable usability in concentrated electrolytic
M sehen Lösungen zeigen. Diese Verbindungen zeigen auch eine ungewöhnliche chemische Stabilität unter längerem Kontakt mit alkalischen Systemen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben die folgenden Vorteile: Sie besitzen gute oberflächenaktiveM see show solutions. These connections show also an unusual chemical stability under prolonged contact with alkaline systems. the Compositions according to the invention have the following advantages: They have good surface-active substances Eigenschaften, so daß sie als Waschmittel verwendet werden können; weiterhin können sie als Haarshampoo über oder unter einem pH-Bereich von beispielsweise 3—10 verwendet weiden; sie haben den Vorteil, die Akkumulierung elektrostatischer Ladungen zu verhinProperties such that they can be used as detergents; you can still use it as a hair shampoo used above or below a pH range of, for example, 3-10; they have the advantage of that Prevent the accumulation of electrostatic charges dem; sie werden von Haut und Augen gut vertragen und verursachen daher keine merkliche Irritierung bzw. Reizung. Diese Eigenschaft macht die Verbindungen bei Einverleibung in flüssige Schaumbäder und Seifen verwendbar.to the; they are well tolerated by the skin and eyes and therefore do not cause any noticeable irritation or irritation. This property makes the connections at Can be incorporated into liquid bubble baths and soaps.
Diese Amphoteren verwenden die Sulfatester als anionischen Teil und liefern dadurch neben der Schaffung einer doppelten kationischen/anionischen Funktionalität neue Eigenschaften, wie z. B. Verwendbarkeit in der als Haarshampoos und Seifen.These amphoterics use the sulfate esters as the anionic part and thereby deliver in addition to the Creation of a double cationic / anionic functionality, new properties such as e.g. B. Useful in as hair shampoos and soaps.
Die erfindungsgemäßen Präparate schäumen in durchschnittlichem oder hartem Wasser besser; sie haben eine gute Schaumstabilität; sie tolerieren die Anwesenheit von Chlorbleichen; sie können in Shampoos oder Kosmetika bei einem pH-Wert von 4,5—8,5The preparations according to the invention foam better in average or hard water; she have good foam stability; they tolerate the presence of chlorine bleaches; They can be used in shampoos or cosmetics at a pH of 4.5-8.5 verwendet werden und sind unter diesen Bedingungen bessere Schaummittel; sie sind bessere Wasch- bzw. Reinigungsmittel mit durchschnittlichem oder hartem Wasser; sie werden bei einem pH-Wert bis zu 4,5 nicht ausgefällt; sie reizen Augen und Haut nicht, und sindcan be used and are better foaming agents under these conditions; they are better washing or Detergents with average or hard water; they will not do so at a pH up to 4.5 failed; they do not irritate eyes and skin, and are relativ nicht-toxisch.relatively non-toxic.
Die erfindungsgemäßen Präparate reizen in Konzentrationen, in welchen eine Irritierung merkbar wird, die Augen nicht; sie machen bei Verwendung als Shampoo das Haar nicht matt und erfordern daher keineThe preparations according to the invention are irritating in concentrations at which irritation becomes noticeable Eyes not; when used as a shampoo, they do not dull the hair and therefore do not require any
es besondere Spülung; sie verleihen dem Haar Weichheit und Formbarkeit nach dem Schampunieren in üblichem sowie hartem Wasser. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise fest-it special rinse; they give the hair softness and malleability after shampooing in common as well as hard water. According to the invention, surprisingly,
gestellt, daß man durch Quaternisieren eines äthoxyljerten Amins und anschließende Sulfatierung desselben, Verbindungen herstellen kann, die die Amin-, Hydroxyl-, quaternären Ammonium- und Sulfatfunktionalitäten enthalten.made that by quaternizing an ethoxylated amine and subsequent sulfation of the same, Can produce compounds that have the amine, hydroxyl, quaternary ammonium and sulfate functionalities contain.
Diese amphoteren oberflächenaktiven Verbindungen sind gegenüber sonst verwendeten Verbindungen von Vorteil und zeigen offenbar keinen deutlichen isoelektrischen Punkt, wo allgemeine oberflächenaktive und physikalische Eigenschaften, wie Löslichkeit, Schaumbildung usw., auf einem Minimum sind.These amphoteric surface-active compounds are compared to compounds otherwise used by Advantage and apparently show no clear isoelectric point where general surface-active and physical properties such as solubility, foaming etc. are at a minimum.
Die vorliegende Erfindung schafft amphotere chemische Präparate, die in wäßrigen Lösungen bei einem sauren, neutralen oder alkalischen pH-Wert verwendet werden können. Im ersteren dienen sie als kationische oberflächenaktive Mittel; im letzteren als anionische oberflächenaktive Mittel.The present invention provides amphoteric chemical preparations in aqueous solutions in a acidic, neutral or alkaline pH used can be. In the former, they serve as cationic ones surfactants; in the latter as anionic surfactants.
Erfindungsgemäß können neue Produkte wie Shampoos, Seifen, Schaumbäder u. a. hergestellt werden.According to the invention, new products such as shampoos, soaps, bubble baths and the like can be used. getting produced.
Die erfindungjgemäßen wäßrigen Haar- und Hautwaschmittelzusamrnensetzungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine wirksame Menge eines amphotären oberflächenaktiven Mittels enthalten, welches erhalten wird, daß man ein aliphatisches Kohlenwasserstoffamin mit 6 bis 22 C-Atomen mit Äthylenoxid kondensiert unter Bildung eines äthoxylierten Amins der FormelThe aqueous hair and skin detergent compositions according to the invention are characterized in that they contain an effective amount of an amphoteric surfactant which is obtained that an aliphatic hydrocarbon amine having 6 to 22 carbon atoms with ethylene oxide condenses to form an ethoxylated amine of the formula
in der R für den aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 C-Atomi-T steht und η eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 50 bedeutet, das erhaltene äthoxylierte Amin mit einem Quaternisierungsmittel und anschließend das erhaltene, quafrnisierte äthoxylierte Amin mit einem Sulfatisierungsmittel in an sich bekannter Weise umsetztin which R stands for the aliphatic hydrocarbon radical with 6 to 22 C atoms and η denotes an integer with a value of 1 to 50, the ethoxylated amine obtained with a quaternizing agent and then the quarantined ethoxylated amine obtained with a sulfating agent in implemented in a known manner
Die erfindungsgemäßen neuen Präparate können demzufolge aus einem Vorläufermaterial hergestellt werden, indem man zuerst ein Alkylamin mit 6—22, vorzugsweise 10—18, Kohlenstoffatomen in seiner -to Alkylkette in Anwesenheit einer Base mit Äthylenoxid kondensiert Zur Bildung der quaternisierten Komponente wird dazu ein Quaternisierungsmittel zugefügt, worauf das äthoxylierte Amin quaternisiert wird. Dann wird das quaternisierte äthoxylierte Amin zur Bildung eines quaternären Sulfates sulfatiert Die sulfatierte amphotere Verbindung ist gewöhnlich eine Mischung mit unterschiedlichen Mengen an Monosulfat, Disulfat und nicht-sulfatisiertem nichtionischem ÄthoxylatThe new preparations according to the invention can accordingly be produced from a precursor material by first adding an alkylamine having 6-22, preferably 10-18, carbon atoms in its -to Alkyl chain condensed with ethylene oxide in the presence of a base To form the quaternized component, a quaternizing agent is added, whereupon the ethoxylated amine is quaternized. Then the quaternized ethoxylated amine is formed of a Quaternary Sulphate Sulphated The sulphated amphoteric compound is usually a mixture with different amounts of monosulfate, disulfate and non-sulfated nonionic ethoxylate
Der Alkylteil des Amins kann gesättigt oder so ungesättigt, substituiert oder unsubstituiert sein. Eine reine Quelle des zu verwendenden Alkylamins kann in der Kettenlänge von 6—22 Kohlenstoffatomen variieren; Beispiele reiner gesättigter Säuren, die als Vorläufer für ein solches Amin verwendet werden können, sind Capron-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachidin- und Behensäure. Ungesättigte reine Fettsäurevorläufer umfassen solche von öl-, Laurolein-, und Palmitoleinsäure. Eine erfindungsgemäß geeignete, substituierte Fettsäure ist z. B. Ricinoleinsäure. Als Vorläufer können auch Mischungen der obigen Fettsäuren, wie sie üblicherweise in Pflanzenölen, Tierfetten und Meeresfetten und -ölen vorkommen, mit Erfolg verwendet werden. Als Vorläufer geeignete pflanzliche Fettsäuren enthalten <■"> Mischungen aus unterschiedlichen Verhältnissen von Kokosnußöl, Leinsamenöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnußöl, Tungöl und Weintraubenkernöl. Tierische und Meeresquellen von Fettsäuren mit gesättigten und ungesättigten Fettsäuresubstituenten sind Talg und Sardinenöl. Erfindungsgemäß kann als Aminvorläufer jede Fettsäure oder Mischung von Fettsäuren aus reinen oder unreinen Quellen verwendet werden, solange sie 6—22 Kohlenstoffatome in der Kette enthalten.The alkyl part of the amine can be saturated or so unsaturated, substituted or unsubstituted. One The pure source of the alkylamine to be used can vary in chain length from 6-22 carbon atoms; Examples of pure saturated acids used as Precursors for such an amine can be used are Capron-, Capryl-, Caprine-, Laurin-, Myristic, palmitic, stearic, arachidic and behenic acids. Include unsaturated pure fatty acid precursors those of oleic, lauroleic, and palmitoleic acid. One Substituted fatty acid suitable according to the invention is, for. B. ricinoleic acid. As a forerunner can also Mixtures of the above fatty acids, such as are commonly found in vegetable oils, animal fats and marine fats and -Oils occur to be used with success. Vegetable fatty acids suitable as precursors contain <■ "> Mixtures of different proportions of coconut oil, flaxseed oil, olive oil, palm oil, peanut oil, Tung oil and grapeseed oil. Animal and marine sources of fatty acids with saturated and unsaturated fatty acid substituents are tallow and sardine oil. According to the invention, any fatty acid or mixture of fatty acids from pure or impure sources as long as they contain 6-22 carbon atoms in the chain.
Bevorzugte Fettsäuren sind diejenigen in Kokosnußöl. Ein typisches pflanzliches Kokosnußöl kann Fettsäuren mit unterschiedlicher Länge von 8—18 Kohlenstoffatomen enthalten. Diese Fettsäuren aus Kokosnußöl können gesättigt oder ungesättigt sein.Preferred fatty acids are those in coconut oil. A typical vegetable coconut oil may contain fatty acids varying in length from 8-18 carbon atoms. These fatty acids from coconut oil can be saturated or unsaturated.
Die erfindungsgemäß verwendeten Alkylamine können auch von den Estern der Fettsäuren hergeleitet sein. Die Methyl- oder Äthylester der Fettsäuren können leicht mit den Polyaminen substituierter Polyamine unter leichter Entfernung des auftretenden Methanols oder Äthanols kondensiert werden.The alkylamines used according to the invention can also be derived from the esters of fatty acids. The methyl or ethyl esters of the fatty acids can easily be substituted with the polyamines polyamines be condensed with slight removal of the methanol or ethanol formed.
Der Fettsäureaminvorläufer wird nach bekannten Verfahren hergestellt; Reaktion und Reaktionsprodukt sind per se bekannt und nicht Teil der vorliegenden Erfindung.The fatty acid amine precursor is prepared by known processes; Reaction and reaction product are known per se and do not form part of the present invention.
Dann wird das so erhaltene Alkylamin nach bekannten Verfahren, z. B. durch Umsetzung des Amins mit der erforderlichen Molanzahl Äthylenoxid zur Bildung des erfindungsgemäß verwendeten äthoxylierten Amins, umgesetzt Diese Oxyäthyliening ist bekannt und z.B. u.a. in der US-Patentschrift 19 70 578 beschrieben. Die Reaktion erfolgt vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen und Drucken und kann durch quaternäre Ammonium-Hydroxide, Amine, Säuren und/oder Koordinierungsverbindungen katalysiert werden, obgleich auch stark alkalische Katalysatoren, wie KOH oder NaOH usw. aufgrund der geringeren Bildung von Nebenprodukten und leichter kontrollierbarer Reaktionsbedingungen geeignet sind. Da die Reaktion praktisch quantitativ ist, bestimmen die molekularen Verhältnisse von verwendeten Äthylenoxid und Amin die durchschnittliche Oxyäthylenkettenlänge des erhaltenen äthoxylierten Amins, obgltch das Produkt selbstverständlich eine Mischung aus äthoxylierten Aminen mit unterschiedlicher Oxyäthylenkettenlänge ist Es wird ausreichend Äthylenoxid zur Bildung eines äthoxylierten Amins verwendet, daß etwa 25—90Gew.-% kombiniertes Äthylenoxid enthält. Die optimale Oxyäthylenkettenlänge wird in jedem besonderen Fall hauptsächlich durch das besondere, zu oxyäthyliertende Amins, das besondere Waschmittel, mit welchem es gemischt werden soll, die Härte des Wassers, in welchem das Waschmittel verwendet werden soll, die gewünschte Wirksamkeit des fertigen Produktes für die besondere Verwendung usw. bestimmt.Then the alkylamine thus obtained is by known methods, for. B. by reacting the amine reacted with the required number of moles of ethylene oxide to form the ethoxylated amine used in accordance with the invention. This oxyethylation is known and described, for example, in U.S. Patent 19,705,78, among others. The reaction is preferably carried out at elevated temperatures and pressures and can be caused by quaternary ammonium hydroxides, amines, acids and / or coordination compounds are catalyzed, although strongly alkaline catalysts, such as KOH or NaOH etc. due to the lower formation of by-products and more easily controllable Reaction conditions are suitable. Since the reaction is practically quantitative, the molecular ones determine Ratios of ethylene oxide and amine used, the average oxyethylene chain length of the ethoxylated amine obtained, regardless of the product of course a mixture of ethoxylated amines with different oxyethylene chain lengths Sufficient ethylene oxide is used to form an ethoxylated amine that about Contains 25-90 weight percent combined ethylene oxide. the optimal oxyethylene chain length is determined in each particular case mainly by the particular, to oxyäthylating amine, the special detergent with which it is to be mixed, the hardness of the Water in which the detergent is to be used, the desired effectiveness of the finished Product intended for special use, etc.
Das amphotere Produkt wird gewöhnlich durch Umsetzung entsprechender Verhältnisse an äthoxyliertem Amin in Anwesenheit der genannten unterphosphorigen Säure und eines Quaternisierungsmittels, wie Diäthylsulfat, hergestellt, wobei letzteres in Mengen von 50—lOOMol-%, vorzugsweise 90-100 Mol.-%, anwesend ist.The amphoteric product is usually obtained by reacting appropriate proportions of ethoxylated amine in the presence of the hypophosphorous acid mentioned and a quaternizing agent such as Diethyl sulfate, the latter being present in amounts of 50-10 mol%, preferably 90-100 mol%.
Die durch Alkoxylierung primärer Amine hergestellten, alkoxylierten Aminausgangsmaterialien haben die StrukturThe alkoxylated amine starting materials prepared by the alkoxylation of primary amines have the structure
R-N = [(CH2-CH2O)nH]2 RN = [(CH 2 -CH 2 O) n H] 2
in welcher R für eine Alkylgrupro gemäß obiger Definition steht und η für eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 50 steht, wobei Verbindungen bevorzugt werden, in welchen n = 2 — 20, insbesondere 3—10 ist.in which R stands for an alkyl group r o according to the above definition and η stands for an integer with a value from 1 to 50, compounds in which n = 2-20, in particular 3-10, are preferred.
Nach beendeter Reaktion wird das alkoxylierte Amin mit einem üblichen Quaternisierungsmittel zur Quaternisierung der tertiären Aminogruppe behandelt Entsprechend der obigen Strukturformel sind geeignete Quaternisierungsmittel z. B. Dialkylsulfate, wie Dirnethylsulfat Diäthylsulfat usw,; Alkylsu'f°nsäureni w'e Methylsulfonsäurc, Äthylsulfonsäure usw.; Benzylhalogenide, wie Benzylchlorid, Benzylbromid, Benzyljodid usw.; Alkylhalogenide, wie Methylchlorid usw. Bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten, quater- ι ο nären, alkoxylierten Amine kann somit jedes übliche Quaternisierungsmittel verwendet werden. Der bei der Quaternisierung eingeführte Kohlenwasserstoffrest enthält vorzugsweise 1—7 Kohlenstoffatome. Dann wird das obige quatemisierte Präparate vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, von nicht umgesetztem Quaternisierungsmittel befreit und dann mit einem Sulfatierungsmittel zur Bildung eines quaternisierten Sulfates umgesetzt Geeignete Sulfatisierungsmittel umfassen Chlorsulfonsäure, Schwefeltrioxid, Sulfaminsäure und Schwefelsäureoleum.After the reaction has ended, the alkoxylated amine is treated with a customary quaternizing agent to quaternize the tertiary amino group. B. dialkyl sulfates such as diethyl sulfate, diethyl sulfate, etc .; Alkyl su 'f % acids i w ' e methylsulphonic acid, ethylsulphonic acid etc .; Benzyl halides such as benzyl chloride, benzyl bromide, benzyl iodide, etc .; Alkyl halides, such as methyl chloride, etc. In the preparation of the quaternary alkoxylated amines used according to the invention, any customary quaternizing agent can thus be used. The hydrocarbon radical introduced in the quaternization preferably contains 1-7 carbon atoms. Then, the above quaternized preparation is preferably, but not necessarily, freed of unreacted quaternizing agent and then reacted with a sulfating agent to form a quaternized sulfate. Suitable sulfating agents include chlorosulfonic acid, sulfur trioxide, sulfamic acid and sulfuric acid oil.
Erfindungsgemäß werden äthoxyliertes Fettamin und unterphosphorige Säure zusammen gemischt und unter Vakuum auf etwa 90— 1000C. erhitzt Das Produkt wird dann auf 20—90° C, vorzugsweise 30° C, abgekühlt; dann werden 50—100Mol-%, vorzugsweise 90—100Mol-%, eines Quaternisierungsmittels zugefügt und die Mischung wird zur Quaternisierung des äthoxylierten Fettsäureamins erhitzt Nicht umgesetztes Quaternisierungsmittel kann bei erhöhter Temperatur jo und unter Vakuum entfernt werden. Dann wird das verbleibende Produkt abgekühlt worauf zu diesem langsam das Sulfatisierungsmittel in Mengen von 10—200Mol-%, vorzugsweise 90-110 Mol-%, bei Temperaturen von 20— 1100C, vorzugsweise 40—500C, zugefügt wird.According to the invention ethoxylated fatty amine and hypophosphorous acid are mixed together and heated under vacuum to about 90- 100 0 C. The product is then cooled to 20-90 ° C, preferably 30 ° C, cooled; then 50-100 mol%, preferably 90-100 mol%, of a quaternizing agent are added and the mixture is heated to quaternize the ethoxylated fatty acid amine. Unreacted quaternizing agent can be removed at elevated temperature and under vacuum. Then, the remaining product is then cooled slowly, the sulfating agent in amounts of 10-200Mol-%, preferably 90-110 mol%, is at temperatures of 20- 110 0 C, preferably 40-50 0 C, was added thereto.
Bei Verwendung von Chlorsulfonsäure als Sulfatierungsmittel wird Stickstoff bei der genannten Temperatur durch die Reaktionsmischung geleitet, bis das gewünschte Maß an Chloridionen, vorzugsweise 0,01 — 1,0%, erreicht ist Dann wird das Sulfat in Wasser und Base gegossen, worauf man die das erfindungsgemäße Produkt enthaltende, oberflächenaktive Lösung erhält.When using chlorosulfonic acid as the sulfating agent, nitrogen is released at the temperature mentioned passed through the reaction mixture until the desired level of chloride ions, preferably 0.01 - 1.0% is reached. Then the sulfate is poured into water and base, whereupon the according to the invention Product containing, surface-active solution is obtained.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Verfahren zur Herstellung typischer phosphatierter und sulfatierter quaternisierter äthoxylierter amphoterer Verbindungen. Falls nicht anders angegeben, sind alle Teile, Verhältnisse und Prozentanpaben Gew.-Teile, Gewichtsverhältnisse und Gew.-% ÄO = Äthylenoxid.The following examples illustrate methods of making typical phosphated and sulfated ones quaternized ethoxylated amphoteric compounds. Unless otherwise stated, all parts are Ratios and percentages by weight, parts by weight and wt .-% AO = ethylene oxide.
In einen mit Rührer, Thermometer und Gaseinlaß versehen 1-1-Kolben wurden 320 Teile (0,5 Mol) Koskosamin+IOÄO und 2 Teile 50-%iger unterphosphorige Säure gegeben. Die Mischung wurde unter Vakuum (10- 15 mm) bei 90-1000C. getrocknet Dann wurde unter trockenem Stickstoff auf 40—500C abgekühlt und 80 Teile (0,52 Mol) Diäthylsulfat innerhalb von 2 Stunden bei 40—50° C zugefügt.320 parts (0.5 mol) of Koskosamine + IOAO and 2 parts of 50% hypophosphorous acid were placed in a 1-1 flask equipped with a stirrer, thermometer and gas inlet. The mixture was dried under vacuum (10- 15 mm) at 90-100 0 C. It was then cooled dried under dry nitrogen at 40-50 0 C and 80 parts (0.52 mole) of diethyl sulfate within 2 hours at 40-50 ° C added.
Das nicht umgesetzte Diäthylsuifat wurde unter Vakuum bei 85—900C entfernt. Nach Abkühlen auf 30-40°C wurden unter Einführung eines Stickstoffstromes, der die Tröpfchen dispergierte, 60 Teile (0,52 Mol) Chlorsulfonsäure bei 30-40°C eingeführt. Die Stick- bi stoffzufuhr wurde 6 Stunden bei 30—400C bis zu einem Cl'-Gehalt von 0,5% fortgesetzt. Dann wurde die Sulfatsäure in 150 Teile Wasser gegossen, und es wurden 51 Teile 50-%jges Natriumhydroxidlösung bis zu einem pH-Wert von 7,3 zugefügt So erhielt man 615 g einer oberflächenaktiven Lösung mit 440 Teilen aktivem Material, was einer 98-%igen Ausbeute entsprach.The unreacted Diäthylsuifat was removed under vacuum at 85-90 0 C. After cooling to 30-40 ° C., 60 parts (0.52 mol) of chlorosulfonic acid were introduced at 30-40 ° C. with the introduction of a stream of nitrogen which dispersed the droplets. The nitrogen bi fueling was 6 hours at 30-40 0 C continued to a Cl ~ content of 0.5%. The sulfate acid was then poured into 150 parts of water and 51 parts of 50% sodium hydroxide solution were added to a pH of 7.3. igen yield corresponded.
Gemäß Beispiel 1 wurden 430 Teile Kokosamin + 15 ÄO (0,5 MoI), 2 Teile unterphosphorige Säure verwendet und unter Vakuum getrocknet Bei 40—500C wurden 80 Teile (0,52 Mol) Diäthylsulfat zugefügt, worauf die Temperatur von 40—50" C 2 Stunden aufrechterhalten wurde. Nach Abdestillieren nicht umgesetzter flüchtiger Materialien bei 85—900C unter einem Vakuum von 2 mm wurden bei 40°C 60 Teile (0,52 Mol) Chlorsulfonsäure unter einem Stickstoffstrom zum Dispergieren der Säure eingeführt Die Stickstoffzufuhr wurde 6 Stunden fortgesetzt dann wurde das Material in 150 Teile Wasser und 50 Teile 50-%iges Natriumhydroxid gegossen. Der pH-Wert betrug 7,3. So erhielt man 713 g amphotere oberflächenaktive Lösung mit 540 g aktivem Material, was einer 98-%igen Ausbeute entsprach.According to Example 1 were 430 parts of coconut amine + 15 EO (0.5 MoI) are used 2 parts of hypophosphorous acid and dried under vacuum at 40-50 0 C, 80 parts (0.52 mole) of diethyl sulfate was added, whereupon the temperature of 40- 50 C was maintained for 2 hours of ". After distilling off unreacted volatile materials at 85-90 0 C under a vacuum of 2 mm, 60 parts (0.52 mole) of chlorosulfonic acid were introduced under a stream of nitrogen to disperse the acid at 40 ° C, the nitrogen flow was continued for 6 hours then the material was poured into 150 parts of water and 50 parts of 50% sodium hydroxide, the pH was 7.3, giving 713 g of amphoteric surfactant solution with 540 g of active material, which is a 98% igen yield corresponded.
Gemäß Beispiel 1 wurden 400 Teile Talga.nin +15 Äo (0.5 Mol) mit 1 Teil 50-%iger unterphosphoriger Säure gemischt und unter Vakuum getrocknet Nach Zugabe von 63 Teilen (0,5 MoI) Benzylchlorid wurde 60 Stunden bei 100°C gerührt, auf 30-40°C abgekühlt und mit solcher Geschwindigkeit durch eine Einheit mit einem Film aus flüssigem Schwefeltrioxid (Sulfan) geleitet, daß 40 Teile (0,5 Mol) Schwefeltrioxid absorbiert wurden. Die Säure wurde in 150 Teile Wasser gegossen, dann wurden 60 Teile 50-%iges Kaliumhydroxid auf einen pH-Wert von 7,6 zugefügt So erhielt man 710 Teile oberflächenaktive Lösung mit 520 Teilen aktivem Material.According to Example 1, 400 parts of Talga.nin +15 Eo (0.5 mol) with 1 part of 50% hypophosphorous acid mixed and dried under vacuum. After addition of 63 parts (0.5 mol) of benzyl chloride, the mixture was 60 hours stirred at 100 ° C, cooled to 30-40 ° C and at such rate through a unit with a Liquid sulfur trioxide (sulfane) film passed so that 40 parts (0.5 mol) of sulfur trioxide were absorbed. The acid was poured into 150 parts of water, then 60 parts of 50% potassium hydroxide were added to one pH value of 7.6 added. This gave 710 parts of surface-active solution with 520 parts of active Material.
Gemäß Beispiel 1 wurden 600 Teile (0,25 Mol) Kokosamin + 50 Äo und 2 Teile 50-%ige unterphosphorige Säure unter Vakuum getrocknet. Bei 40—50° C wurden innerhalb von 2 Stunden 40 Teile (0,26 Mol) Diäthylsulfat zugefügt. Nach weiteren 2 Stunden bei dieser Temperatur wurde die Reakticasmischung bei 85—900C unter Vakuum abgestrippt und es wurden 30 Teile (0,26 Mol) Chlorsulfonsäure unter Dispergierung mittels Stickstoff bei 40° C zugefügt Nach 6-stündiger Stickstoffzufuhr war der Cl--Gehalt auf 0,07% verringert. Die rohe Säure wurde in 150 Teile Wasser und 28,5 Teile 50-%iges Natriumhydroxid gegossen; so erhielt man 810 Tei;e einer 80,5-%igen oberflächenaktiven Lösung mit einem pH-Wert von 7,5.According to Example 1, 600 parts (0.25 mol) of coconut amine + 50% and 2 parts of 50% hypophosphorous acid were dried under vacuum. At 40-50 ° C., 40 parts (0.26 mol) of diethyl sulfate were added over the course of 2 hours. After a further 2 hours at this temperature, the Reakticasmischung at 85-90 0 C was stripped under vacuum and 30 parts (0.26 mole) of chlorosulfonic acid with dispersion by means of nitrogen at 40 ° C was added after 6 hours of nitrogen intake was the Cl- Content reduced to 0.07%. The crude acid was poured into 150 parts of water and 28.5 parts of 50% sodium hydroxide; 810 parts of an 80.5% strength surface-active solution with a pH of 7.5 were obtained in this way.
Gemäß Beispiel 1 wurden 315 Teile Kokosamin+5AO und 2 Teile 50-%ige unterphosphorige Säure getrocknet und mit 125 Teilen Diäthylsulfat umgesetzt Das erhaltene quaternäre Material wurde mit 88 Teilen Chlorsulfonsäure umgesetzt und zur Verringerung des Cl--Gehaltes auf 0,2% mit einem inerten Gas durchgespült. Die quatemisierte Sulfatsäure wurde in 150 Teile Wasser und 70 Teile 50-%iges Natriumhydroxid gegossen und lieferte 653 Teile einer 70,8-%igen oberflächenaktiven Lösung mit einem pH-Wert von 7,6.According to Example 1, 315 parts of coconut amine + 5AO and 2 parts of 50% hypophosphorous acid and dried with 125 parts of diethyl sulfate The obtained quaternary material was reacted reacted with 88 parts of chlorosulfonic acid and to reduce the Cl content to 0.2% with a flushed with inert gas. The quaternized sulfate acid was dissolved in 150 parts of water and 70 parts of 50% strength Sodium hydroxide poured and provided 653 parts of a 70.8% surfactant solution with a pH of 7.6.
Wie folgt wurde eine Shatnpoo-formulicrung hergestellt:A Shatnpoo formulation was made as follows manufactured:
Shampoo hoher Qualität liegt, das den ys Wert auf unter 40 Dyn/em bei 0,1—0,25-%iger Konzentration in Wasser verringern sollte. Dieselben Eigenschaften wurden von Verbindungen gezeigt, die 5—15 und 20 Mol Äthylenoxid enthielten.High quality shampoo that the ys value on is under 40 dynes / em at 0.1-0.25% concentration in water. Same properties have been shown of compounds containing 5-15 and 20 moles of ethylene oxide.
Der Kalkseifendispersionsindex (»J. Am. Oil. Chem. Soc«: Bd. XXVII-88, (1950)) wurde für verschiedene obige Amphotere bestimmt und mit einer handelsüblichen Kontrollprobe verglichen, die normalerweise in Shampoo- und kosmetischen Produkten verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Je niedriger die Zahl, umso besser sind die Dispergierungseigenschaftender The lime soap dispersion index ("J. Am. Oil. Chem. Soc": Vol. XXVII-88, (1950)) was used for various The above amphoterics were determined and compared with a commercially available control sample normally found in Shampoo and cosmetic products are used. The results are shown in Table 2. Ever the lower the number, the better the dispersion properties
u/as ouigu riuuum wuruu in nariem unu weicnem Wasser auf Ross Miles Schaumbildung, Stabilität (über Nacht bei 0°C), Oberflächenspannung und pH-Wert ausgewertet. Die Ergebnisse des amphoteren Schampons sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt. u / as ouigu riuuum wuruu in nariem and white water on Ross Miles foaming, stability (overnight at 0 ° C), surface tension and pH value evaluated. The results of the amphoteric shampoo are shown in Table I below.
Schaumhöhe - mm 0,25% bei 30°C in dest Wasser:
160 (anfänglich) 140 (nach 5 min)Foam height - mm 0.25% at 30 ° C in distilled water:
160 (initially) 140 (after 5 min)
Schaumhöhe — mm 0,25% bei 30°C in ppm CaCOj
(hartes Wasser):
175 (anfänglich) l50(nach 5 min)Foam height - mm 0.25% at 30 ° C in ppm CaCOj
(hard water):
175 (initially) l50 (after 5 min)
Klarheit - 12 std bei 00C: klar und stabilClarity - 12 hours at 0 0 C: clear and stable
ysODyncm — 0,25%ige Lösung bei 25"C:3I,6ysODyncm - 0.25% solution at 25 "C: 3I, 6
Gefundener pH-Wert: 8,0Found pH: 8.0
Produktproduct
SeifendispergierungsindexSoap Dispersion Index
Natriumsulfat von Kokosamin 2,5-5,0Coconut Amine Sodium Sulphate 2.5-5.0
+ 5 ÄO-Diäthylsulfat+ 5 ÄO diethyl sulfate
Natriumsulfat von Kokosamin 2,5-5,0Coconut Amine Sodium Sulphate 2.5-5.0
+ 15ÄO-Diäthylsulfat+ 15ÄO diethyl sulfate
Natriumsulfat von Kokosamin 2,5-5,0Coconut Amine Sodium Sulphate 2.5-5.0
+ lOÄO-Benzylchlorid+ lOÄO-benzyl chloride
Natriumsulfat von Kokosamin 2,5-5,0Coconut Amine Sodium Sulphate 2.5-5.0
+ 15 ÄO-Diäthylsulfat+ 15 EO diethyl sulfate
Waschrohstoffaus Fettsäurealkylol- 80
amidsulfat vom Imidazolin-TypDetergent raw material from fatty acid alkyl- 80
imidazoline-type amide sulfate
Wie oben gezeigt, können Shampooformulierungen hergestellt werden, die sowohl in hartem als auch weichem Wasser gut schäumen, bei Lagerung über Nacht bei 0°C nicht frieren (d.h. der Kraft-Punkt ist unter 0°C); die ys (Oberflächenspannung) einer 0,25-%igen Lösung beträgt bei 25°C 31,6 Dyn/cm. was gut innerhalb des annehmbaren Wertes für ein Beispiele bis 11As shown above, shampoo formulations can be made that foam well in both hard and soft water, do not freeze when stored overnight at 0 ° C (ie the Kraft point is below 0 ° C); the ys (surface tension) of a 0.25% solution is 31.6 dynes / cm at 25 ° C. which is well within the acceptable range for an example up to 11
Unter Verwendung der Amphoteren von Beispiel 4 wurden die folgenden Konzentrate S bis 11 mit unterschiedlichem Maß an Äthoxylierung hergestellt und als flüssige Konzentrate für Schaumbadformulierungen ausgewertet.Using the amphoterics from Example 4, the following concentrates S through 11 were made with Manufactured to different degrees of ethoxylation and as liquid concentrates for bubble bath formulations evaluated.
Flüssige SchaumbadkonzentrateLiquid bubble bath concentrates
Gew.-% 1Wt% 1
8 Natriumsulfat von Kokosamin
+ 5 ÄO-diäthylsulfat (Feststoff)8 sodium sulfate from coconut amine
+ 5 ÄO diethyl sulfate (solid)
9 wie 8 mit 10 ÄO (Feststoff)9 like 8 with 10 ÄO (solid)
10 wie 8 mit 15 ÄO (Feststoff)10 like 8 with 15 ÄO (solid)
11 wie 8 mit 20 ÄO (Feststoff)
Kokosnußdiäthanolamin (Kontrolle)
Wasser (Kontrolle)11 like 8 with 20 ÄO (solid)
Coconut diethanolamine (control)
Water (control)
20,020.0
20,020.0
100,0100.0
100,0100.0
100,0100.0
Alle obigen Formulierungen schäumten in weichem und hartem Wasser sowie in Anwesenheit von Seife und hartem Wasser gut Letzteres ist ein Hauptkriterium für ein Schaumbad von hoher Qualität Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführtAll of the above formulations foamed in soft and hard water and in the presence of soap and hard water well the latter is a main criterion for a high quality bubble bath The results are listed in Table 4
9 109 10
Ross Miles Schaum Test von Schaumbadkon/entralen Verbindung I bis 4 von Heispiel 8 11Ross Miles Foam Test of Foam Bath Con / Entral Compounds I to 4 of Example 8 11
Alle obigen Konzentrate waren nach Einfrieren über Nacht stabil; auch bei einem Einfrier/Auftau-ZyklusAll of the above concentrates were stable after overnight freezing; even with a freeze / thaw cycle
Beispiel 12 bis 17Example 12 to 17
Diese Verbindungen sind auch als alkalische Reinigungsmittel für harte Oberflächen geeignet und zeigen in Abhängigkeit vom Maß ihrer Äthoxylierung eine ausgezeichnete Alkalibeständigkeit, anionische Funktionalität und sie sind hydrophob. Die Alkalilöslichkeit ist in Tabelle 5 gezeigt.These compounds are also suitable and show as alkaline cleaning agents for hard surfaces Depending on the degree of their ethoxylation, excellent alkali resistance, anionic functionality and they are hydrophobic. The alkali solubility is shown in Table 5.
Alkalilöslichkeit - 1% oberflächenakt. Mittel, bei .-100 C in (x) % NaOH löslichAlkali solubility - 1% surface act. Medium, soluble in (x) % NaOH at -100 ° C
Beispiel VerbindungExample connection
% NaOH% NaOH
12 Natriumsulfat von Kokosamin 9,4 + 5 ÄO-diäthylsulfat12 Sodium sulfate of coconut amine 9.4 + 5 EO diethyl sulfate
13 Natriumsulfat von Kokosamin 6,613 Sodium Sulphate of Coconut Amine 6.6
+ 10 ÄO-diäthylsuirat 4"+ 10 ÄO diethyl suirate 4 "
14 Natriumsulfat von Kokosamin 4,9 + 15 ÄO-diäthylsulfat14 Sodium sulphate of coconut amine 4.9 + 15 O-diethyl sulphate
15 Natriumsulfat von Kokosamin 4,2515 Sodium Sulphate of Coconut Amine 4.25
+ 20 ÄO-diäthylsulfat 4-,+ 20 ÄO diethyl sulfate 4 -,
16 Natriumsulfat von Kokosamin 3,2 + 30 ÄO-diäthylsulfat16 sodium sulfate of coconut amine 3.2 + 30 ÄO diethyl sulfate
17 Natriumsulfat von Kokosamin 2,4 + 50 ÄO-diäthylsulfat17 Sodium sulfate of coconut amine 2,4 + 50 ÄO diethyl sulfate
V)V)
Beispiel 18Example 18
Gemäß Tabelle 10 können Seifenstücke vom Syndetseifen- und Syndet-Typ mit dispergierenden, weichmachenden und antibakteriellen Eigenschaften für Kalkseifen hergestellt werden.According to Table 10, soaps of the Syndet soap and Syndet type can be used with dispersing, softening and antibacterial properties for lime soaps are made.
Gew.-% μ,Wt .-% μ,
1 2 31 2 3
Talgkokosnußölseife
StearinsäureTallow coconut oil soap
Stearic acid
Alkyldimethylbenzylammoniumhalogcnid Alkyldimethylbenzylammonium halide
in Talkum Wasser auf 60-80in talc water to 60-80
0-10 0-200-10 0-20
0-200-20
0,5-1,0 -0.5-1.0 -
20-60 20-60 100 100 10020-60 20-60 100 100 100
Zur Verringerung der Kosten können im obigen Seifenpräparat verschiedene Füll- oder Verdünnungsmittel verwendet werden, wie z. B. Ton, hydrierter Talg, pulverisiertes Polyvinylchloridharz, Paraffinwachs, Stärke und Stearinsäure. Selbstverständlich werden diese Materialien nur in begrenzten Mengen verwendet, um eine Beeinträchtigung der Eigenschaften der Seife, wie Schaumkraft und Oberflächengleitfähigkeit, zu vermeiden. Begrenzte Mengen, z. B. unter 10%, bestimmter Füll- oder Verdünnungsmittel, wie Stärke und Stearinsäure, verbessern tatsächlich die Oberflächengleitfähigkeit der Seife. Einige Füllmittel, wie Glycerin. Polyglycerin (z. B. mit einem Polymerisationsmaß von etwa 6), Zucker, Pectin, Gelatine, fein zerteilte Kieselsäure, inhibieren in begrenzten Mengen, z. B. unter 15%, die Rißbildung der Seifenstücke, wenn diese nach der Verwendung austrocknen.Various fillers or thinners can be used in the above soap preparation to reduce costs can be used, such as B. Clay, hydrogenated tallow, powdered polyvinyl chloride resin, paraffin wax, Starch and stearic acid. Of course, these materials are only used in limited quantities, to adversely affect the properties of the soap, such as foaming power and surface slip avoid. Limited amounts, e.g. B. less than 10%, certain fillers or thinners, such as starch and stearic acid, actually improve the surface lubricity of the soap. Some fillers, like Glycerin. Polyglycerin (e.g. with a degree of polymerisation of about 6), sugar, pectin, gelatin, finely divided Silica, inhibit in limited amounts, e.g. B. less than 15%, the cracking of the soap bars if this dry out after use.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen weiterhin die folgenden Merkmale: Schaumbildung ohne Wasserdruck; Schaumregenerierung; Schaumverträglichkeit mit Seife und Seifenschaum; Abtrenneigenschaften; Lösungsverträglichkeit mit sehr hohen Mengen an Elektrolyten und/oder Alkalien, Verträglichkeit mit quaternären Keimtötungsmitteln; germizide, germistatische, fungizide und fungistatische Eigenschaften; Deodorierungseigenschaften; und nicht austrocknende Eigenschaften auf der Haut.The compounds according to the invention also show the following features: No foam formation Water pressure; Foam regeneration; Foam compatibility with soap and soap foam; Release properties; Solution compatibility with very high amounts of electrolytes and / or alkalis, compatibility with quaternary germicides; germicidal, germistatic, fungicidal and fungistatic properties; Deodorising properties; and not dehydrating Properties on the skin.
Die erfindungsgemäßen Produkte können außerdem mit anderen Bestandteilen für die folgenden Verwendungszwecke gemischt werden: Handwasch verbindungen; desinfizierende Handspülmittel oder »leichte« Reinigungsverbindungen; Shampoos für Haustiere usw.The products of the invention can also be mixed with other ingredients for the following uses be mixed: hand washing compounds; disinfecting hand washing-up liquid or »light« Cleaning compounds; Pet shampoos, etc.
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