DE4114243A1 - Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfaten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfatenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C303/00—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
- C07C303/24—Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of esters of sulfuric acids
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
Glycerinethersulfaten durch Sulfatierung von Glycerinethern mit
gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende Aufarbeitung.
Aus der deutschen Patentschrift DE 7 57 749 sowie der japanischen
Patentschrift JP 82/44 673 ist bekannt, daß Glycerinethersulfate
als Hilfsmittel in der Textil- und Ledertechnik sowie zur Her
stellung von Farbstoffen Verwendung finden können.
In der genannten deutschen Patentschrift wird offenbart, daß man
1,3-Glycerindialkylether mit Hilfe von Schwefelsäure, Chlorsulfon
säure, Amidosulfonsäure, Addukten von Pyridin an Schwefeltrioxid
oder gasförmigem Schwefeltrioxid in einem inerten Lösungsmittel,
wie beispielsweise Dimethylformamid, Pyridin oder Dichlorethan, in
die sekundären Sulfate überführen kann. Die genannten Verfahren
sind jedoch mit technischen Nachteilen verbunden. So führt die
Verwendung von Schwefelsäure als Sulfiermittel zu einer uner
wünscht hohen Elektrolytbelastung der Produkte. Die Sulfatierung
mittels Chlorsulfonsäure führt zwangsläufig zur Bildung hochkorro
siver Salzsäure, während die Verwendung von Amidosulfonsäure nur
die Herstellung von Ammoniumsalzen zuläßt. Addukte von Pyridin an
Schwefeltrioxid sind schwer zu handhaben und kommen für eine
technische Realisierung nicht infrage. Bei Einsatz von gasförmigem
Schwefeltrioxid in einem inerten Lösungsmittel besteht schließlich
das Problem, das Lösungsmittel mit hohem technischen Aufwand vom
Produkt abtrennen zu müssen.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung von Glycerinethersulfaten zu entwickeln, das frei von
den geschilderten Nachteilen ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
Glycerinethersulfaten, das sich dadurch auszeichnet, daß man
Glycerinether der Formel (I)
in der
R¹ einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt,
R² und R³ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellen, mit der Bedingung, daß mindestens einer der beiden Reste für Wasserstoff steht sowie
m, n und p unabhängig voneinander 0 oder eine Zahl von 1 bis 20 darstellen und die Summe von m, n und p 0 ist oder für eine Zahl von 1 bis 20 steht,
mit gasförmigem Schwefeltrioxid sulfatiert, das rohe Sulfierpro dukt gegebenenfalls einer Nachreaktion unterwirft und anschließend mit wäßrigen Basen neutralisiert.
R¹ einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt,
R² und R³ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellen, mit der Bedingung, daß mindestens einer der beiden Reste für Wasserstoff steht sowie
m, n und p unabhängig voneinander 0 oder eine Zahl von 1 bis 20 darstellen und die Summe von m, n und p 0 ist oder für eine Zahl von 1 bis 20 steht,
mit gasförmigem Schwefeltrioxid sulfatiert, das rohe Sulfierpro dukt gegebenenfalls einer Nachreaktion unterwirft und anschließend mit wäßrigen Basen neutralisiert.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis mit ein, daß die wäßrigen
Lösungen der Glycerinethersulfate, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren erhalten werden, klar und daher mit Vorteil einzusetzen
sind, während Lösungen von Glycerinethersulfaten, die nach den
Verfahren des Stands der Technik hergestellt werden, trübe sind.
Glycerinether der Formel (I) stellen bekannte Verbindungen dar und
lassen sich nach den gängigen Methoden der präparativen organi
schen Chemie herstellen. Geeignete Verfahren zur Herstellung von
Glycerinethern stellen beispielsweise die Umsetzungen von Glycerin
oder Anlagerungsprodukten von durchschnittlich 1 bis 20 Mol Ethy
lenoxid an Glycerin mit Alkylhalogeniden (DE-A-28 00 710), Buta
dien und Wasserstoff in Gegenwart von Übergangsmetallkatalysatoren
(J.Mol.Catal., 10, 247 (1981), Organometallics 5, 473, 514 (1986))
dar.
Glycerinethersulfate mit besonders günstigen anwendungstechnischen
Eigenschaften werden erhalten, wenn R1 in Formel (I) für einen
Alkylrest mit 8 Kohlenstoffatomen und R2 entweder gleich R1 ist
oder für Wasserstoff steht.
Glycerinethersulfate, die sich durch ein besonderes vorteilhaftes
Wasch- und Spülvermögen auszeichnen, leiten sich von Glycerin
ethern der Formel (I) ab, in der m, n und p für 0 stehen.
Glycerinethersulfate, die sich durch ein besonders vorteilhaftes
Schaumvermögen und hohe Wasserlöslichkeit auszeichnen, leiten sich
von Glycerinethern der Formel (I) ab, in der m, n und p für eine
Zahl von 0 bis 5 und die Summe aus m, n und p für einen Zahl von 2
bis 10 stehen.
Die Umsetzung der Glycerinether mit gasförmigem Schwefeltrioxid
kann in der für Fettsäureniedrigalkylester bekannten Weise
(J.Falbe (ed.), "Surfactants in consumer products"; Springer Ver
lag, Berlin-Heidelberg, 1987, S. 61) erfolgen, wobei Reaktoren, die
nach dem Fallfilmprinzip arbeiten, bevorzugt sind. Dabei wird das
Schwefeltrioxid mit einem inerten Gas, vorzugsweise Luft oder
Stickstoff verdünnt und in Form eines Gasgemisches, welches das
Sulfieragens in einer Konzentration von 1 bis 8, insbesondere 2
bis 5 Vol.-% enthält, eingesetzt.
Das molare Einsatzverhältnis von Glycerinether zu Schwefeltrioxid
kann 1 : 0,95 bis 1 : 1,8, vorzugsweise jedoch 1 : 1,0 bis 1 :
1,5. und insbesondere 1 : 1,0 bis 1 : 1,3 betragen. Die Sulfier
reaktion kann bei Temperaturen von 25 bis 90, vorzugsweise 30 bis
50°C durchgeführt werden.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens werden die sauren Sulfierprodukte nach der Sulfierung einer
Nachreaktion unterworfen. Hierunter ist eine Lagerung bei Tempe
raturen von 25 bis 90, vorzugsweise 35 bis 80°C über einen Zeit
raum von 5 bis 60, vorzugsweise 10 bis 30 min zu verstehen. Die
Nachreaktion ist mit einem signifikantem Anstieg des Gehaltes an
waschaktiver Substanz sowie einer Steigerung des Sulfiergrades
verbunden.
Die bei der Sulfatierung anfallenden sauren Sulfierprodukte werden
in wäßrige Basen eingerührt, neutralisiert und auf einen pH-Wert
von 6,5 bis 11 eingestellt. Die Neutralisation kann mit Basen
ausgewählt aus der von Alkalimetallhydroxiden wie Natrium-, Kali
um- und Lithiumhydroxid, Erdalkalimetalloxiden und -hydroxiden wie
Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumoxid und Calciumhydroxid,
Ammoniak, Mono-, Di- und Tri-C2-4-Alkanolaminen, beispielsweise
Mono-, Di- und Triethanolamin sowie primären, sekundären oder
tertiären C1-4-Alkylaminen gebildeten Gruppe durchgeführt werden.
Die Neutralisationsbasen gelangen dabei vorzugsweise in Form 5 bis
55 gew.-%iger wäßriger Lösungen zum Einsatz, wobei 25 bis 50
gew.-%ige wäßrige Natriumhydroxidlösung bevorzugt ist.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Glycerin
ethersulfate liegen nach Neutralisation als wäßrige Lösungen mit
einem Aktivsubstanzgehalt von 20 bis 80, vorzugsweise 30 bis 50
Gew.-% vor.
Bei Umsetzung von Glycerinmonoalkylethern mit Schwefeltrioxid
werden Gemische der korrespondierenden primären und sekundären
Monosulfate erhalten. In der Reaktionsmischung können ferner
Disulfate und cyclische Schwefelsäureester enthalten sein. Die
Produkte sind ohne Bleiche hellfarbig, blank und niedrigviskos.
Setzt man Glycerindialkylether in die Sulfatierung ein, werden
sekundäre Monosulfate erhalten, die auch ohne Bleiche als hellfar
bige, opake, viskose Pasten vorliegen.
Die Sulfatierungsprodukte können nach der Neutralisation in an
sich bekannter Weise durch Zusatz von Wasserstoffperoxid- oder
Natriumhypochloritlösung gebleicht werden, um eine für viele An
wendungen erwünschte weitere Farbaufhellung zu erreichen. Dabei
werden, bezogen auf den Feststoffgehalt in der Lösung der
Sulfierprodukte, 0,2 bis 2 Gew.-% Wasserstoffperoxid, berechnet
als 100 gew.-%ige Substanz, oder entsprechende Mengen Natriumhy
pochlorit eingesetzt.
Der pH-Wert der Lösungen kann unter Verwendung geeigneter Puffer
mittel, z. B. mit Natriumphosphat oder Citronensäure konstant ge
halten werden. Zur Stabilisierung gegen Bakterienbefall empfiehlt
sich ferner eine Konservierung, z. B. mit Formaldehydlösung, p-Hy
droxybenzoat, Sorbinsäure oder anderen bekannten Konservierungs
stoffen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Glycerin
ethersulfate zeigen hervorragende Detergenseigenschaften und eig
nen sich zur Herstellung oberflächenaktiver Mittel, insbesondere
manueller Geschirrspülmittel und flüssiger sowie pulverförmiger
Waschmittel.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher
erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.
A) 1-n-Octyl-glycerinether. In einem 400 ml Glasautoklaven mit
Magnetrührung wurden 0.0038 g (0,0125 mmol) Palladium(II)actylace
tonat, 0,0066 g (0,025 mmol) Triphenylphosphin, 28,8 g (313 mmol)
Glycerin und 35 ml 2-Propanol vorgelegt und insgesamt dreimal eva
kuiert und mit Argon beaufschlagt. Im Anschluß daran wurden mit
Hilfe eines Hebers 37,8 g (700 mmol) Butadien-1,3 in den Autokla
ven überführt. Der Autoklav wurde verschlossen und 12 h bei 70°C
gehalten. Nach Abkühlen und Entspannen wurde eine farblose Flüs
sigkeit erhalten, die in einen 400 ml Stahlautoklaven mit Magnet
rührung überführt wurde. Das ungesättigte Reaktionsgemisch wurde
mit 0,5 Gew.-% - bezogen auf die Gesamtmenge des Ausgangsmaterials
- Raney-Nickel versetzt und über einen Zeitraum von 2 h bei 180°C
hydriert. Nach Abkühlen und Entspannen wurde der Katalysator ab
getrennt und eine farblose Flüssigkeit der folgenden Zusammenset
zung erhalten:
1-n-Octylglycerinether | |
34,0 Gew.-% | |
1,3- und 1,2-Di-n-octylglycerinether | 21,7 Gew.-% |
1,2,3-Tri-n-octylglycerinether | 2,1 Gew.-% |
Glycerin | 11,3 Gew.-% |
Octan | 2,8 Gew.-% |
2-Propanol | 28,1 Gew.-% |
Das Produkt wurde ohne weitere Reinigung in die Sulfatierung ein
gesetzt.
B) 1,3- bzw. 2,3-Di-n-octyl-glycerinether. A) wurde unter Einsatz
von 10 3 g (112 mmol) Glycerin und 13 5 g (250 mmol) Butadien-1,3
wiederholt. Anstelle des Propanol-2 wurde 1,0 g (13 mmol) Propan
diol-1,2 eingesetzt. Das Reaktionsprodukt wurde nach der Hydrie
rung als leicht gelb gefärbte Flüssigkeit der folgenden Zusammen
setzung erhalten.
1,3- und 1,2-Di-n-octylglycerinether | |
43,0 Gew.-% | |
1-n-Octylglycerinether | 15,0 Gew.-% |
1,2,3-Tri-n-octylglycerinether | 17,8 Gew.-% |
Propandiol-1,2 | 8,3 Gew.-% |
1-n-Octyl-propandiol-1,2-ether | 0,8 Gew.-% |
Octan | 10,0 Gew.-% |
Das Produkt wurde ohne weitere Reinigung in die Sulfatierung ein
gesetzt.
C) C12/14-alkylglycerin-2E0-ether. In einem 1-l-Dreihalskolben mit
Rührer, Innenthermometer und Rückflußkühler wurden 180 g (1 Mol)
eines Anlagerungsproduktes von durchschnittlich 2 Mol Ethylenoxid
an Glycerin vorgelegt und mit 218 g (2 Mol) C12/14-alkylchlorid
und 112 g Kaliumhydroxid-Schuppen versetzt. Anschließend wurde die
Reaktionsmischung unter Rühren 5 h bei 110°C gehalten. Nach dem
Abkühlen wurde die basische Reaktionsmischung mit Salzsäure neu
tralisiert und das überschüssige Alkylchlorid abdestilliert. Die
Ausbeute an Glycerinether betrug 95% bezogen auf die theoretische
Menge.
Sulfatierung von Glycerinethern. In einem 1-l-Sulfierreaktor mit
Mantelkühlung und Gaseinleitungsrohr wurden 1 mol Glycerinether A,
B oder C bei T = 35 bzw. 80°C mit 0,95 bis 1,2 mol Schwefeltri
oxid umgesetzt. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer
entsprechenden Menge 65 gew.-%igen Oleums ausgetrieben, mit Stick
stoff auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und innerhalb
von 50 min in das Ausgangsprodukt eingeleitet. Das rohe Sulfier
produkt wurde anschließend - gegebenenfalls nach einer Alterung
über einen Zeitraum tn bei 30°C - mit wäßriger 25 gew.-%iger Na
triumhydroxyidlösung neutralisiert. Die Reaktionsbedingungen sowie
die Kenndaten der Produkte sind in Tab. 1 zusammengefaßt.
Der Aniontensidgehalt (WAS) und die unsulfierten Anteile (US)
wurden nach den DGF-Einheitsmethoden, Stuttgart, 1950-1984, H-
III-10 bzw. G-II-6b ermittelt. Der Sulfatgehalt wurde als Natri
umsulfat berechnet, die Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte
nach der Fischer-Methode.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Glycerinethersulfaten, dadurch
gekennzeichnet, daß man Glycerinether der Formel (I)
in der
R¹ einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt,
R² und R³ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellen, mit der Bedingung, daß mindestens einer der beiden Reste für Wasserstoff steht sowie
m, n und p unabhängig voneinander 0 oder eine Zahl von 1 bis 20 darstellen und die Summe von m, n und p 0 ist oder für eine Zahl von 1 bis 20 steht,
mit gasförmigem Schwefeltrioxid sulfatiert, die sauren Sulfierprodukte gegebenenfalls einer Nachreaktion unterwirft und anschließend mit wäßrigen Basen neutralisiert.
R¹ einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt,
R² und R³ Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellen, mit der Bedingung, daß mindestens einer der beiden Reste für Wasserstoff steht sowie
m, n und p unabhängig voneinander 0 oder eine Zahl von 1 bis 20 darstellen und die Summe von m, n und p 0 ist oder für eine Zahl von 1 bis 20 steht,
mit gasförmigem Schwefeltrioxid sulfatiert, die sauren Sulfierprodukte gegebenenfalls einer Nachreaktion unterwirft und anschließend mit wäßrigen Basen neutralisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Glyce
rinether der Formel (I) eingesetzt werden, in der R1 und R2
für jeweils einen Alkylrest mit 8 Kohlenstoffatomen stehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Glyce
rinether der Formel (I) eingesetzt werden, in der R1 für einen
Alkylrest mit 8 Kohlenstoffatomen und R2 für Wasserstoff
steht.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Glycerinether der Formel (I) eingesetzt
werden, bei denen m, n und p für 0 stehen.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Glycerinether der Formel (I) eingesetzt
werden, bei denen m, n und p unabhängig voneinander für eine
Zahl von 0 bis 5 und die Summe aus m, n und p für eine Zahl
von 2 bis 10 steht.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Glycerinether und das Sulfatierungs
mittel in einem molaren Verhältnis von 1 : 0,95 bis 1 : 1,8
eingesetzt werden.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sulfatierung bei Temperaturen von 25
bis 90°C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachreaktion bei Temperaturen von 25
bis 90°C durchgeführt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachreaktion über einen Zeitraum von 5
bis 60 min durchgeführt wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Neutralisation mit wäßrigen Basen
ausgewählt aus der Gruppe gebildet von Alkalimetallhydroxiden,
Erdalkalimetalloxiden und -hydroxiden, Ammoniak, Mono-, Di- und
Tri-C2-4-Alkanolaminen sowie primären, sekundären und
tertiären C1-4-Alkylaminen, durchgeführt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914114243 DE4114243A1 (de) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfaten |
PCT/EP1992/000902 WO1992019590A1 (de) | 1991-05-02 | 1992-04-23 | Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfaten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914114243 DE4114243A1 (de) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfaten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4114243A1 true DE4114243A1 (de) | 1992-11-05 |
Family
ID=6430759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914114243 Withdrawn DE4114243A1 (de) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | Verfahren zur herstellung von glycerinethersulfaten |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4114243A1 (de) |
WO (1) | WO1992019590A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19714043A1 (de) * | 1997-04-05 | 1998-10-08 | Henkel Kgaa | Verwendung von Glycerinsulfaten als Viskositätsregulatoren für konzentrierte wäßrige Alkyl(ether)sulfatpasten |
CN103289670B (zh) * | 2013-05-24 | 2016-02-24 | 华中科技大学 | 一种聚合物缓蚀剂及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2161937A (en) * | 1938-01-13 | 1939-06-13 | Du Pont | Sulphated a, a'-dialkyl glycerine ethers and process for preparing them |
FR2102537A5 (de) * | 1970-08-07 | 1972-04-07 | Ugine Kuhlmann | |
US4217296A (en) * | 1978-07-24 | 1980-08-12 | Fmc Corporation | Alkyl glyceryl ether sulfate salts and process for their preparation |
DE3918252A1 (de) * | 1989-06-05 | 1990-12-13 | Henkel Kgaa | Fettalkylsulfate und fettalkyl-polyalkylenglycolethersulfate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
US5117032A (en) * | 1990-06-06 | 1992-05-26 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Process for making glycerol ether sulfates |
-
1991
- 1991-05-02 DE DE19914114243 patent/DE4114243A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-04-23 WO PCT/EP1992/000902 patent/WO1992019590A1/de active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19714043A1 (de) * | 1997-04-05 | 1998-10-08 | Henkel Kgaa | Verwendung von Glycerinsulfaten als Viskositätsregulatoren für konzentrierte wäßrige Alkyl(ether)sulfatpasten |
DE19714043C2 (de) * | 1997-04-05 | 2002-09-26 | Cognis Deutschland Gmbh | Verwendung von Glycerinsulfaten als Viskositätsregulatoren für konzentrierte wäßrige Alkyl(ether)sulfatpasten |
CN103289670B (zh) * | 2013-05-24 | 2016-02-24 | 华中科技大学 | 一种聚合物缓蚀剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1992019590A1 (de) | 1992-11-12 |
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Legal Events
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