DE2704850C3 - Verfahren zur Herstellung von äthanolischen Lösungen basischer Aluminiumchloride - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von äthanolischen Lösungen basischer Aluminiumchloride

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DE2704850C3
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Description

Basische Aluminiumchloride finden in besonderem Maße für die Herstellung kosmetischer Zubereitungen Verwendung, z. B. als Antitranspirantien in Form von sogenannten Suspensionssprays, in denen basische Aluminiumchlorid-Pulver in organischen Lösungsmitteln suspendiert sind.
Diese Verwendungsform der basischen Aluminiumchloride hat sich zwangsläufig durch ihre Schwerlöslichkeit in organischen Lösungsmitteln, darunter auch in Alkoholen, ergeben. Zwar lösen sich basische Aluminiumchloride in Wasser sowie in Wasser/Alkohol-Gemischen, jedoch sind solche Wasser enthaltenden Lösungen einmal wegen ihrer Korrosivität, zum anderen aus anwendungstechnischen Gründen unerwünscht. Es besteht somit seit langem das Bedürfnis, ethanolische Lösungen von basischen Aluminiumchloriden herstellen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die jedoch sämtlich davon ausgehen, daß die Schwerlöslichkeit der üblichen basischen Aluminiumchloride in Alkohol als gegeben hinzunehmen sei und daher nur durch Einsatz spezieller Typen, durch Extraktionsverfahren oder durch Fällungsmethoden ethanollösliche Produkte bzw. ethanolische Lösungen in die Hand zu bekommen sind. So können z. B. ethanollösliche Komplexe basischer Aluminiumchloride aus basischen Aluminiumchloriden und mehrwertigen Alkoholen erhalten werden (DE-OS 19 53 234, US-PS 35 23 129). Da es sich jedoch bei derartigen Verbindungen nicht mehr um basische Aluminiumchloride im eigentlichen Sinne handelt, besitzen sie — verglichen mit diesen — auch veränderte Eigenschaften und Wirkungen bei ihrer Anwendung. Erwähnt seien z. B. Hydrolyseempfindlichkeit und hygroskopisches Verhalten.
Ein weiteres Verfahren, nach welchem man durch Ausfällen basischer Aluminiumchloride aus ihren wäßrigen Lösungen mittels z. B. Aceton Substanzen erhält, die in Ethanol leicht und rückstandslos löslich sind, ist aus der DE-AS 24 08 751 bekannt. Nachteile sind hier der erhebliche apparative Aufwand, die kostspielige Aufarbeitung von Lösungsmittelgemischen und die Notwendigkeit, die Fällungen auf schonendste Weise trocknen zu müssen, um die Alkohpllöslichkeit voll zu erhalten.
Nach dem Verfahren der DE-OS 21 52 509 kommt man zu nahezu rückstandslos alkohollöslichen basischen AJuminiumchloriden, wenn man deren wäßrige Lösungen bis zu vier Stunden unter Rückfluß kocht und sodann das Wasser durch schonendste Trocknungs- und Eindampfungsmethoden entfernt Die so gewonnenen Substanzen lösen sich in Alkohol jedoch nur sehr langsam (72stündiges Rühren), so daß auch dieses Verfahren keine befriedigenden Ergebnisse bringt. Darüber hinaus ist das Verfahren auf solche basischen Aluminiumchloride beschränkt, bei denen das Verhältnis Al: Cl maximal bei 2 :1 liegt
Schließlich ist vorgeschlagen worden, handelsübliche basische Aluminiumchloride, die zwar nach wirtschaftlich interessanten Verfahrenstechniken, nämlich durch Trocknen auf Walzentrocknern oder in Sprühanlagen zu gewinnen sind, aber wegen der thermischen Empfindlichkeit der Verbindungen dann beträchtliche alkoholunlösliche Anteile aufweisen, mit Alkoholen auf verschiedene Weise zu extrahieren (Locron-Merkblatt der Hoechst AG [Ausgabe 1975]). Dieses Verfahren hat sich jedoch als in der Praxis nur schwer durchführbar erwiesen, da die unlöslicher. Anteile wegen ihres geleeartigen Zustandes sehr schwierig abzutrennen sind und zudem die Wiederaufarbeitung dieser, einen erheblichen Ethanolgehalt (bis zu 50 Gew.-%) besitzenden Rückstände mit hohen und kostspieligen Lösungsmittelverlusten verbunden ist
Es wurde nun gefunden, daß man basische Aluminiumchloride — unabhängig davon, wie diese vorher aus ihren wäßrigen Lösungen isoliert worden waren und unabhängig von Al/Cl-Atomverhältnis und Wassergehalt — ohne Schwierigkeiten in absolutem Alkohol praktisch rückstandslos in wirtschaftlich vertretbarer Weise schnell und ohne Zusätze in Lösung bringen kann, wenn bei Beginn des Löseprozesses basisches Aluminiumchlorid und absoluter Alkohol in einem bestimmten Mengenverhältnis zueinander vorliegen.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum praktisch rückstandsfreien Inlösungbringen von wasserlöslichen, in Alkohol jedoch un- oder nur teillöslichen basischen Aluminiumchloriden der Formel
Al2(OH)nCU,
in der ζ eine Zahl zwischen 1,18 und 0,91 ist und die Summe n+z stets 6 beträgt, in absolutem Ethanol, wobei eine Suspension aus dem basischen Aluminiumchlorid und Ethanol bei 20 bis 300C so lange gerührt wird, bis mindestens 97 Gew.-% des basischen Aluminiumchlorids in Lösung gegangen sind, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewichtsverhältnis von basischem Aluminiumchlorid zu Ethanol in der Suspension 1 :3 bis 1 :9 beträgt.
Es war überraschend und nicht vorherzusehen, daß es nach dieser Arbeitsweise gelingt, basische Aluminiumchloride der unterschiedlichsten stöchiometrischen Zusammensetzung, d. h. also auch hochbasische Verbindungen, die bisher als alkoholunlöslich galten, in Ethanol praktisch rückstandsfrei in Lösung zu bringen und noch dazu in relativ kurzen Zeiten. Es war weiterhin nicht vorhersehbar, daß sich die erfindungsgemäß bildenden, 10- bis 25gew.-°/oigen Lösungen mit absolutem Alkohol auf die in den kosmetischen Rezepturen erforderlichen Konzentrationen verdünnen lassen, ohne daß hierbei Trübungen oder Fällungen auftreten.
Die erfindungsgemäße Lösemethode ist für alle derzeit bekannten alkoholun- bzw. schlechtlöslichen basischen Aluminiumchloride mit einem Atomverhältnis
Al: Cl wie 1,7 :1 bis 12- ■ 1 brauchbar. Derartige basische Aluminiumchloride kann man beispielsweise aus ihren wäßrigen Lösungen, die nach bekannten Verfahren, z. B. aus Aluminium und Salzsäure (DE-PS 11 74 751) oder aus Aluminiumhydroxid und Salzsäure (DE-OS 23 10054) oder nach kombinierten Verfahren gewonnen werden, durch Eindampfung z. B. auf Walzentrocknern bei einer Oberflächentemperatur bis zu 1500C oder in Sprühtrocknern (DE-OS 22 63 333) herstellen.
Das Verfahren wird im einzelnen so durchgeführt, daß man das basische Aluminiumchlorid zunächst in absolutem Alkohol suspendiert, wobei streng zu beachten ist, daß ein Gewichtsverhältnis von basischem Aluminiumchlorid zu Ethanol zwischen 1 :3 und 1 :9 eingehalten wird. Die Suspension rührt man sodann bei 20 bis 300C so lsuige, bis sich das basische Aluminiiimchlorid aufgelöst hat, d. h, der ungelöste Teil unter 3,0 Gew.-<%!\liegt, was im allgemeinen nach 8 bis 24, vorzugsweise 8 bis 16 Stunden der Fall ist Häufig liegen die Rückstandsmengen jedoch nach diesen Zeiten bei unter 1 Gew.-%. Bei Einhaltung der vorstehenden Bedingungen erhält man kaum getrübte oder oft auch klare Lösungen, die sich im ersteren Fall — falls erforderlich — ohne Schwierigkeiten z. B. druckfiltrieren oder zentrifugieren lassen.
Wie bereits erwähnt, ist es erfindungswesentlich, daß das Gewichtsverhältnis von basischem Aluminiumchlorid zu Ethanol innerhalb der genannten Grenzen liegt. Suspensionen mit weniger als 10 Gew.-% Aluminiumverbindung gehen kaum in Lösung, während bei Ausgangssuspensionen mit einem Feststoffgehalt von mehr als 25 Gew.-% Aluminiumverbindungen zwar bis zu ca. 25 Gew.-% Feststoff gelöst werden, daneben jedoch mehr oder weniger große Mengen ungelöste Anteile verbleiben, die in jedem Fall wegen ihrer geleeartigen Konsistenz zu erheblichen Filtrationsschwierigkeiten führen. Hinsichtlich der Lösetemperatur ist zu beachten, daß die angegebene obere Grenze keinesfalls überschritten wird, da sonst Verklumpungen sowie Gelierungen eintreten.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Lösungen können nach Belieben und in jedem Verhältnis mit Ethanol oder Glycerin verdünnt, aber auch mit höheren Alkoholen und anderen organischen Solventien in begrenzten Mengen verschnitten werden, jeweils wie es
ίο für die Rezepturen kosmetischer Zubereitungen erwünscht ist.
Da die hochkonzentrierten ethanolischen Lösungen, sofern sie längere Zeit lagern, in manchen Fällen die Neigung zum Gelieren zeigen, kann man ihnen zu dessen Verhinderung geringe Mengen an in derartigen Substanzen wirksamen Antigeliermitteln zusetzen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung des Verfahrens.
Beispiele 1 bis 20
Das absolute Ethanol (99,9%ig) wurde vorgelegt und das basische Aluminiumchlorid unter Rühren eingetragen, damit r.ich kein Bodensatz bildet. Es ist weder Kühlung noch Heizung erforderlich. Nach jeweils 24 Stunden wurden die Lösungen zwecks Bestimmung der unlöslichen Anteile über eine Drucknutsche filtriert und der Rückstand bei 50° C im Trockenschrank getrocknet In der nachstehenden Tabelle wurden die Versuchsdaten zusammengestellt. Die Beispiele 3, 4, 5, 9, 10, 17 und 18 sind Vergleichsbeispiele. Sie zeigen, daß man zu den gewünschten Lösungen nicht kommt, wenn das Verhältnis basisches Aluminiumchlorid zu Ethanol außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches liegt. Beispiel 5 zeigt darüber hinaus, daß bei außerhalb des Bereiches liegendem Mengenverhältnis auch eine Verlängerung der Rührzeit kein befriedigendes Ergebnis bringt.
Tabelle
Beisp. Eingesetztes bas. Aluminiumchlorid/Atomvcrh. Verhältnis bas . Chlorid zu Ungelöster
Nr. Al: Cl abs. Ethanol Anteil
(Gew.-Tle.) (Gew.-%)
2 Al2(OH)4-83Cl1-17 ■ 2,45 H2O/1,71 : 1 20
25		 80
75		 2,5
3,0
3 1 99 76,0
4 5 95 23,0
5 5 95 20,0')
6 AI2(OH)4-95Cl1-05 · 2,54 Η,Ο/1,91 : 1 10 90 <0,l
7 10 90 1,52)
8 20 80 3,0
9 30 70 15,0
10 5 95 33,0
11
12		 Al2(OH)4-97Cl1-03 · 2,61 H2O/1,95 : 1 10
20		 90
80		 0,5
1,7
13 25 75 1,5
14 99 70,0
15 Al2(OH)4-97Cl10., · 2,31 H2O/1,95 : 1 5 95 41,0
IA 10 90 <0.1
Fortsetzung
Beisp.
Eingesetztes bas. Aluminiumchlorid/Atomverh. Al: Cl
Verhältnis bas. Chlorid zu 99 Ungelöster
abs. Ethanol 95 Anteil
(Gew.-Tle.) 90 (Gcw.-%1
1 80 30,0
5 10,0
10 «u
20 <0,l
A12(OH)5-06C10.94 · 2,44 Η,Ο/2,12 :
') = 48 Stunden Rührzeit. 2) = 8 Stunden Rührzeit.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum praktisch rückstandsfreien Inlösungbringen von wasserlöslichen, in Alkohol jedoch un- oder nur teiilöslichen basischen Aluminiumchloriden der Formel
    Al2(OH)nCU,
    in der ζ eine Zahl zwischen 1,18 und 0,91 ist und die Summe n+z stets 6 beträgt, in absolutem Ethanol, wobei eine Suspension aus dem basischen Aluminiumchlorid und Ethanol bei 20 bis 3O0C so lange gerührt wird, bis mindestens 97 Gew.-°/o des basischen Aluminiumchlorids in Lösung gegangen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von basischem Aluminiumchlorid zu Ethanol in der Suspension 1:3 bis 1:9 beträgt.
    20
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DE2704850B2 DE2704850B2 (de) 1980-12-18
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