DE69025404T2

DE69025404T2 - Zyklische amidokarboxyoberflächenaktive verbindungen, herstellung und deren verwendung

Info

Publication number: DE69025404T2
Application number: DE69025404T
Authority: DE
Inventors: Randal Bernhardt; Fred Breitbeil; Jean Goze; James Hartlage; James Kay; Dennis Lietz; Nina Mcconnell; William Mohring; Ned Rockwell; Branco Sajic; Norman Smith
Original assignee: Stepan Co
Current assignee: Stepan Co
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2010-06-30
Also published as: DE69025404D1; WO1992000283A2; WO1991001970A3; HK1006839A1; SG47901A1; JPH04506538A; AU6038290A; NO920509D0; WO1991001970A2; NO920509L; WO1992000283A3; EP0688601A1; EP0705591A3; EP0486510A1; ES2085353T3; EP0486510B1; FI920522A0; EP0705591A2; KR927003516A

Description

Die Erfindung betrifft Öl- und Wasseremulsionen, die bestimmte Emulgatoren enthalten und die eine verbesserte Stabilität zeigen.
Es ist eine große Vielfalt an grenzflächenaktiven Verbindungen (Tensiden) bekannt und diese sind verbreitet im Einsatz. Darüber hinaus sind gewisse relativ spezielle Phthalamatderivate zumindest namentlich in der wissenschaftlichen und in der Patentliteratur beschrieben. Es wurden einige spezielle Phthalamatderivate vorgeschlagen, die als Pflanzenwachstumsregulierformulierungen, Insektenabwehrformulierungen, bakterizide, fungizide und herbizide Formulierungen, Zusätze zur Verbesserung der Niedertemperaturfließeigenschaften von Treibstoffen aus Erdöldestillaten, Lösungsmittelextraktionsformulierungen für gewisse Schwermetallionen, Katalysatorsysteme für Polyurethanschaumformulierungen, Zusätze für thermische Aufzeichnungsmateralien, Verdickungsmittel für Silikonschmiermittel und für Bohrspülungen auf Ölbasis, Zusätze für wasserunempfindliche Überzüge, Weichmacher etc. gebräuchlich sind. So gibt beispielsweise das US-Patent 2,101,323 eine knappe Beschreibung von gewissen Monoamiden von speziellen Dicarbonsäuren, einschließlich zyklischen Amidocarboxyverbindungen und von verschiedenen Phthalamatenderivaten sowie Synthesewege auf Lösungsmittelbasis und eine Auflistung von potentiellen Anwendungen dafür. Das US-Patent Nr. 2,467,192 beschreibt in etwa ähnlich gewisse Ammoniumsalze von "amidischen" Säuren, einschließlich verschiedener Phthalamatderivate, deren Synthese und eine Verwendung als Weichmacher, die die Bildung von wasserunempfindlichen Oberflächen oder Folien einbezieht. Zahlreiche andere, relativ fernliegende Offenbarungen betreffen Phthalamidsäuren oder Phthalamatderivate, darunter sind die folgenden US-Patente zu erwähnen, nämlich 2,554,249 (Additive für insektizide Zusammensetzungen); 2,582,670 (Zusätze für Vulkanisieraktivatoren); 2,742,496 (Zusätze für Rost- und Korrosionsschutzformulierungen); 3,095,286(Zusätze zum Verhindern von Zusetzen von Filtern und Rostschutzmittelformulierungen); 4,211,534 (Zusätze zur Verbesserung der Niedertemperatur- fließeigenschaften von Schwerölen aus Erdöl); 4,478,958 (Zusätze zu Katalysatorsystemen für Polyurethanschaumformulierungen); etc.
Zusätzlich sind in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0 268 164 A2 sogenannte schnell aufspaltende Körperpflegemittelzusammensetzungen beschrieben, die Vinylpolymere beinhalten. Im US-Patent 4,551 330 ist darüber hinaus eine Öl-in-Wasser Haar/Hautkonditionierzusammensetzung beschrieben, die gewisse wasserunlösliche, salbenartige ölige Materialien und ein in Wasser dispergierbares hydratisiertes polyvalentes Metallsalz (i.e. Al) enthält, die auf einen relativ niedrigen pH eingestellt ist, so daß diese in eine wasser-in-Öl-Emulsion invertiert, falls diese auf das Haar oder die Haut gerieben wird und die eine feuchtigkeitsspendende oder schützende Schutzschicht ergibt.
Darüber hinaus beschreiben die US-Patente 3,928,432 und 4,554,726 bestimmte monomere Latexpolymerisationstenside, die während der Polymerisation in die Polymere chemisch inkorporiert werden, so daß deren Austreten verhindert wird und wodurch die Wasserempfindlichkeit der resultierenden polymeren Masse reduziert wird.
Das US-Patent 4,741 855 beschreibt Shampoozusammensetzungen, die ein synthetisches Tensid, ein unlösliches, nicht verdampfendes Silikon, einen Suspensionsstabilisator und Wasser enthalten. Der beschriebene Suspensionsstabilisator enthält langkettige Ester von Ethylenglykol, Ester von langkettigen Fettaminoxyden und zahlreiche andere Stoffe. Es sieht so aus, daß gewisse konditionierende Schlüsselverbindungen in diesen Zusammensetzungen vorhanden sein müssen, die ein unlösliches, nicht verdampfendes Silikon, einen Suspensionsstabilisator und eine quartäre Ammoniumverbindung einschließen. Die quartären Ammoniumverbindungen, die im US-Patent Nr. 4,741,855 als Ingredenzien in einer Shampoozusammensetzung beschrieben sind, sind Di-(hydrierter Talg)dimethylammoniumchlorid und Cetyltrimethylammoniumchlorid.
Die Verwendung von Silikonmaterialien in Shampoos ist in einer Vielzahl von unterschiedlichen Veröffentlichungen beschrieben. Die Herstellung solcher Zusammensetzungen ist äußerst kompliziert und benötigt spezielle Mischausrüstungen, Pumpen mit hoher Scherkraft, einen Wärmeaustauscher, mehrere Herstellbehältnisse etc.
Quartäre Ammoniumverbindungen, die aus Fettsäureaminen abgeleitet werden, wie bspw. Talgamin oder Ditalgamin werden als Konditionierer, Tenside und Verdickungsmittel oder Emulgatoren in zahlreichen Shampoo- und Haarpflegemittelprodukten eingesetzt. So beschreibt bspw. die europäische Patentanmeldung Nr. 0 067 635 A2 Konditioniershampoos, die quartäre Ammoniumsalze der folgenden Formel enthalten:
in der R&sub1; und R&sub2; Gruppen sind, die im Mittel zwischen 16 bis 22 Kohlenstoffatome, höchst vorzugsweise etwa 16 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen, R&sub3; und R&sub4; C&sub1; bis C&sub4; Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen sind, und X irgendein kompatibles Anion ist, insbesondere eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Halogen-, Hydroxyd-, Methylsulfat- oder Acetatanionen.
Die Shampoozusammensetzungen dieser Patentanmeldung weisen auch Acylderivate auf, die langkettige Amide, Alkanolamide, Ester von Ethylenglykol und Glycerin, Ester von Carbonsäuren, Ester von Thiodicarbonsäuren und Mischungen dieser Abkömmlinge sind. Die Shampoozusammensetzung dieser Patentanmeldung enthält auch Tenside, die durch die folgende Formel dargestellt sind:
in der R&sub1; ein langkettiger Alkylsubstituent ist, der etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist oder ein Amidosubstituent ist, der die folgende Formel aufweist:
R&sub5;-CONH(CH&sub2;)&sub3;
in der R&sub5; ein langkettiger Alkylsubstituent ist, wobei R&sub2; und R&sub3; jeweils Alkylsubstituenten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sind. R&sub4; ist ein Alkylen- oder Hydroxyalkylensubstituent, der etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist und X ist eine Carboxylatgruppe.
Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0 152 194 A2 beschreibt Shampoozusammensetzungen, die quartäre Ammoniumsalze der folgenden Formel aufweisen:
in der R&sub1; Wasserstoff oder eine aliphatische Gruppe mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, oder eine aromatische, Aryl- oder Alkarylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; R&sub2; eine aliphatische Gruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist; R&sub3; und R&sub4; jeweils Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sind; und X ist ein Anion ist, ausgewählt aus Halogen-, Acetat-, Phosphat-, Nitrat- und Methylsulfatgruppen.
Die britische Patentanmeldung Nr. GB 2 196 979 A schafft eine Haarpflegezusammensetzung, die Verbindungen der folgenden Formel enthält:
in der R&sub1; und R&sub2; aliphatische Gruppen sind, die etwa 12 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisen, R&sub3; und R&sub4; Wasserstoff- oder kurzkettige Alkylgruppen sind, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen, und X ein Anion ist, ausgewählt aus Halogen-, Acetat-, Phosphat-, Nitrat- und Alkylsulfatgruppen.
Die britische Patentanmeldung GB 2 214 647 A lehrt quartäre Ammoniumverbindungen, die für Shampoozusammensetzungen geeignet sind. Die Ammoniumverbindungen weisen die folgende Formel auf:
in der R&sub1; eine aliphatische Alkylgruppe ist, die im Schnitt etwa 16 bis 22 Kohlenstoffatome, höchst vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist, die R&sub2;- Gruppen C&sub1; bis C&sub4;-Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppen sind, die R&sub3;-Gruppen Alkylenoxydgruppen, vorzugsweise Propylenoxyd sind, wobei y 1 bis 4 ist, und X irgendein kompatibles Anion ist, vorzugsweise eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogen-, Hydroxy-, Methylsulfat- oder Acetatanionen.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 294 894 beschreibt Konditioniermittel zur Ausgabe von Shampoos, die Verbindungen der folgenden Formel aufweisen:
in der R&sub1; und R&sub2; unabhängig voneinander C&sub1;&sub6; bis C&sub2;&sub0; Alkyl- oder Alkenylgruppen sein können, und R&sub3; Wasserstoff oder CH&sub3; ist, und in der A ein anionisches Tensid ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Alkylarylsulfonaten, Alkylsulfaten, ethoxylierten Alkylsulfaten, Dialkylsulfosuccinaten, ethoxylierten Alkylsulfonaten, Alkyloxybenzylsulfonaten, Acylisethionaten, Acylalkyltauraten, Olefinsulfonaten und Paraffinsulfonaten.
Es ist eine große Vielfalt an grenzflächenaktiven Verbindungen (Tensiden) bekannt und diese sind verbreitet im Einsatz. Darüber hinaus sind gewisse relativ spezielle Phthalamatderivate zumindest namentlich in der wissenschaftlichen und in der Patentliteratur beschrieben. Es wurde einige spezielle Phthalamatderivate vorgeschlagen, die als Pflanzenwachstumsregulierformulierungen, Insektenabwehrformulierungen, bakterizide, fungizide, herbizide Formulierungen, Zusätze zur Verbesserung der Niedertemperaturfließeigenschaften von Treibstoffen aus Erdöldestillaten, Lösungsmittelextraktionsformulierungen für gewisse Schwermetallionen, Katalysatorsysteme für Polyurethanschaumformulierungen, Zusätze für thermische Aufzeichnungsmateralien, Verdickungsmittel für Silikonschmiermittel und und für Bohrspülungen auf Ölbasis, Zusätze für wasserunempfindliche Überzüge, Weichmacher etc. gebräuchlich sind. Phthalamidsäuren oder Phthalamatderivate wurden als Zusätze für insektizide Zusammensetzungen eingesetzt; als Zusätze für Vulkanisieraktivatoren eingesetzt; als Zusätze für Rost- und Korrosionsschutzformulierungen eingesetzt; als Zusätze für Mittel zum Verhindern des Zusetzens von Filtern und Rostschutzmittelformulierungen; als Zusätze zur Verbesserung der Niedertemperaturfließeigenschaften von Schwerölen aus Erdöl; als Zusätze zu Katalysatorsystemen für Polyurethanschaumformulierungen.
Ammoniumphthalamate haben als Zusätze für Schwerölzusammensetzungen, als Blendingagenzien für Fette, Schmierölzusätze und Verdickungsmittel für Schmierölzusammensetzungen Einsatz gefunden. Diese Ammoniumphthalamate haben die folgende Formel
wobei
R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4;, C&sub1;&sub6; bis C&sub4;&sub0;, vorzugsweise C&sub1;&sub6; bis C&sub2;&sub4; geradkettige Alkylgruppen von sekundären Aminen sind und diese können entweder gleich oder unterschiedlich sein.
Talg ist ein Fettsäurenebenprodukt der fleischverarbeitenden Industrie, das beim Auslassen von Körperfett von Rindern und Schafen erhalten wird. Talge aus unterschiedlichen Quellen unterscheiden sich in dem freien Fettsäuregehalt. Die Fettsäuren, die üblicherweise im Talg gefunden werden, sind Myristinsäure, Stearinsäure, Ölsäure und Linolsäure.
Es sind verschiedene Methoden zur Herstellung von Talgaminen bekannt; die in der Industrie gebräuchlichste Methode ist das Umwandeln der Fettsäure in ein Nitril durch Behandlung mit Ammoniak, gefolgt von einer katalytischen Hydrierung des Nitrils zu primären, sekundären oder tertiären Aminen durch geeignete Auswahl der Reaktionsbedingungen. Talgamine sowie Di-(hydrierte Talg)amine stehen im Handel zur Verfügung: Beispielsweise Di-(hydrierte Talg)amine sind unter dem Handelsnamen ARMEEN 2HT (Akzo Chemicals, Chicago, Illinois) erhältlich.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten der Herstellung von Phthalamidsäuren und Phthalamidsäuresalzen. Im US-Patent Nr. 4,402,708 wird N,N-Diarachinylphthalamidsäure dadurch hergestellt, daß einer 40%igen Lösung eines Amins in Toluol in einem Molverhältnis von 1:1 bei 80ºC Phthalsäureanhydrid hinzugegeben wird. Das Produkt wurde durch Vakuumtrocknen unter 50ºC, bei 0,05 mmHg während 20,5 Stunden gewonnen. Es wurde eine Sublimation von Phthalsäureanhydrid beobachtet. Dieses Verfahren gibt keine Hinweise auf die Anwesenheit irgendwelcher Ammoniumsalze in dem resultierenden Produkt.
Das US-Patent Nr. 4,402,708 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von N,N-Dioctadecylphthalamidsäure-dioctadecylammoniumsalz und von N,N-Diarachinylphthalamidsäure diarachinylammoniumsalz. Phthalsäureanhydrid wird einer 10%igen Lösung des Amines in Toluol hinzugegeben, und zwar in einem Molverhältnis von Anhydrid zu Amin von 1:2. Das Produkt wurde durch Filtern und Dünnschichtverdampfung in einer 1:1-Toluol/n-Heptanlösung bei 55ºC und 44 mmHg gewonnen.
Phthalamidsäuren wurden auch dadurch hergestellt, daß Phthalsäureanhydrid bei 131ºC geschmolzen wurde und anschließend ein geschmolzenes sekundäres Amin hinzugegeben wurde. Die Reaktanten wurden in einem äquimolaren Verhältnis zusammengefügt. Bei der in diesem Verfahren herangezogenen Temperatur, nämlich 131ºC, erfolgt eine exzessive Sublimation von Phthalsäureanhydrid und es wird ein erhöhter Produktabbau beobachtet. Dieses Verfahren erwähnt nicht die Anwesenheit von irgendwelchen Ammoniumsalzen in dem resultierenden Produkt.
Phthalamidsäuren wurden auch dadurch hergestellt, daß eine Lösung eines sekundären Amines in Isopropanol mit 78ºC einer Phthalsäureanhydrid/Isopropanol-Aufschlemmung bei 78ºC hinzugefügt wurde, und zwar in einem Phthalsäurenanhydrid/Amin-Molarverhältnis von 1:1, gefolgt von einem Abziehen des Lösungsmittels im Vakuum. Dieses Verfahren zieht Isopropanol als Lösungsmittel für die Reaktion heran. Isolpropanol, ein sekundärer Alkohol, reagiert mit Phthalsäureanhydrid unter Bildung des Isopropylmonoesters der Phthalsäure. Bei 78ºC ist mehr als 40% des Produktes dieser Ester.
Jede dieser Methoden erzeugt eine Mischung aus der gewünschten Phthalamidsäure und einem Ammoniumphthalamatsalz. Diese Verfahren erwähnen jedoch nicht die Anwesenheit irgendeines Ammoniumsalzes in dem resultierenden Produkt.
Obgleich verschiedene Amidocarboxyverbindungen, die gewisse Fettphthalamate einschließen, in gewissen Veröffentlichungen beschrieben worden sind, und obgleich einige schnell aufspaltende Emulsionen für Körperpflegeprodukte vorgeschlagen worden sind, sowie einige Latexpolymerisationstenside, die in der Lage sind, wasserunempfindliche Folien oder Überzüge zu schaffen, bekannt sind, haben die in der Tensidtechnik tätigen Fachleute, bislang noch nicht die speziellen Materialien, die speziellen Synthesewege und die Verwendungen, wie sie hier beschrieben werden, festgestellt, die besonders gute Tensid-/Emulgiereigenschaften zeigen, die in einer großen Vielzahl an technischen Anwendungen eingesetzt werden können, die folgende einschließen, nämlich Tenside als solche, alkalifeste Tenside, chlorstabile Tenside, schnell aufspaltende Emulgatoren für Körperpflegeprodukte, Emulgatoren für agrikulturelle Chemikalien,Weichmacher für Heimtextilien, abbaubare Latexpolymerisationstenside, Zusätze für Haushaltsreinigungsmittel, Emulgatoren für Portlandzement und Beton, Flotations-/Aufbereitungszusätze für verschiedene Mineralerze, Zusätze für das Elektroplattieren und/oder für Oberflächenfinishingbäder für Metallwaren, Zusätze für Estrich, Gips oder gemischte Baumaterialien, Zusätze für verbesserte Ölgewinnungsformulierungen, benetzende und schmierende Tenside für textile Prozesse, Zusätze beim Zellstoffkochen, Tenside für Polyurethan/Isocyanatschaumformulierungen, Stockpunktverbesserer zum Transportieren von viskosen Mineralölen, industrielle Tenside zum Emulgieren einer großen Vielzahl von öligen Materialien, als Suspensionsagenzien für eine Vielzahl an besonderen Materialien etc.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Zusammensetzung, die als Emulsion einer Ölphase und einer Wasserphase aufrechterhalten ist, und die dadurch gekennzeichnet, ist, daß die Emulsion einen Emulgator der Formel
aufweist, in der
R für ein C&sub1;&sub6; - C&sub1;&sub8; Alkyl steht;
X für ein Natrium- oder ein Triethanolammoniumion steht; und wobei die Zusammensetzung einen pH von 7 bis 10 aufweist.
Eine bevorzugte Zusammensetzung umfaßt R als C&sub1;&sub8;-Alkyl und X als Ether, Natriumion oder Triethanolammonium. Es ist auch die Zusammensetzung bevorzugt, in der X ein Natriumion und R C&sub1;&sub6;-Alkyl ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Zusammensetzung darüber hinaus einen Glyceril-Monofettsäureester enthalten.
Der Emulgator kann in der Zusammensetzung in einer Menge von zumindest etwa 0,5 Gew.-% enthalten sein. Der Emulgator kann besonders vorzugsweise Natrium-N-octadecylphthalamat sein.
Ganz allgemein kann das Gewichtsverhältnis zwischen der Ölphase und dem Emulgator zumindest 6,67:1 betragen.
Solche erfindungsgemäße Zusammensetzungen können schnell aufspaltende Emulsionen sein, die eine Aufspaltzeit von weniger als 30 Sekunden haben.
Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung repräsentiert R eine C&sub1;&sub6; bis C&sub1;&sub8;-Alkylgruppe, die linear oder verzweigt, substituiert oder unsubstituiert sein kann. Das Kation X steht für Natrium- oder ein Triethanolammoniumion.
Spezielle bevorzugte beispielhafte Ausführungsbeispiele dieses Merkmals der Erfindung schließen folgendes ein:
Natrium-N-octadecylphthalamat, Natrium-N-hexadecylphthalamat, Natrium-N-talgphthalamat, Natrium-N-kokosphthalamat, Natrium-N-isododecyloxypropylphthalamat, Mischungen derselben und deren entsprechende Triethanolammoniumsalze. Einige der vorgenannten Tenside sind alkalibeständig, d.h. deren Funktion bricht bei Umgebungen mit einem relativ hohen pH nicht zusammen, wobei einige der Dialkyltenside chlorstabil sind, d.h. deren Funktion bricht in Umgebungen, die eine relativ hohe Chlorionenkonzentration aufweisen, nicht zusammen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bei der Herstellung von einer lösungsmittelaufnahmefähigen Hautpflegezusammensetzung eingesetzt werden, die zwischen 0,01 % bis etwa 10 % eines primären Emulgators der vorgenannten Formel enthalten kann, etwa 0,01 % bis 10 % eines sekundären Emulgators und eine ausreichende Menge eines Hautweichmachers, um ein Verhältnis zwischen Hautweichmacher und Emulgator im Bereich von 3:1 bis 30:1 zu erzielen. In gewissen Formen dieses Ausführungsbeispiels kann die Hautpflegemittelzusammensetzung relativ salzverträglich sein.
Die Zusammensetzungen können auch dazu herangezogen werden, um eine Haarpflegezusammensetzung herzustellen, die etwa 0,01 % bis etwa 10 % eines konditionierenden Tensides der oben genannten Formel, etwa 10 % bis etwa 25 % eines Haarreinigungsmaterials und Q.s. 100 eines wäßrigen Materials enthält.
Spezielle exemplarische Beispiele für konditionierende Tenside für Haarpflegeprodukte oder Zusammensetzungen beinhalten Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend insbesondere aus Natrium-N-octadecylphthalamat, Natrium-N- hexadecylphthalamat, Natrium-N-talgphthalamat, Natrium-N- kokosphthalamat, Natrium-N-isododecyloxypropylphthalamat, Mischungen derselben und deren entsprechende Triethanolammoniumsalzen und Mischungen davon.
Eine besonders attraktive Anwendung der Erfindung besteht darin, auf der menschlichen Haut eine relativ salzverträgliche, eine relativ lösungsmittelverträgliche und eine relativ schnell aufspaltende anionische Öl-in-Wasser- Kosmetikzusammensetzung anzuwenden, die einen pH im Bereich von 7 bis 10 aufweist, wobei diese Zusammensetzung etwa 0,01 % bis etwa 10 % eines primären, einen relativ hohen HLB-Wert aufweisenden Emulgators mit der zuvor genannten Formel enthält; etwa 0,01 % bis etwa 10 % eines sekundären, einen relativ niedrigen HLB-Wert aufweisenden Emulgators und eine solche Menge eines Hautweichmachers enthält, daß ein Verhältnis zwischen Hautweichmacher und Emulgator im Bereich von 3:1 bis etwa 30:1 in einem ausgewählten Hautbereich erzielt wird; wobei ein Einreiben dieser Zusammensetzung in den Hautbereich während einer relativ kurzen Zeitspanne ausreichend ist, um die Zusammensetzung aufzuspalten und es dem Hautweichmacher zu ermöglichen, in den Hautbereich einzudringen. Ein etwa vergleichbares Ausführungsbeispiel dieses Aspektes der Erfindung beinhaltet das Konditionieren oder das Behandeln von Haar (um Knäuel, Verfilzungen etc. zu verhindern) durch Anwenden einer Shampoozusammensetzung auf nassem Haar, die etwa 0,05 % bis etwa 10 % eines wasserdispergierbaren anionischen Tensides mit der oben gegebenen Formel; sowie ferner 10 % bis 25 % eines Haarreinigungsmaterials und Q.s. 100 eines wäßrigen Materials aufweist; Vermischen einer solchen Shampoozusammensetzung mit nassem Haar und Ausspülen des so erhaltenen Haares mit Wasser oder wäßriger Lösung, so daß im wesentlichen jegliche freie Shampoozusammensetzung entfernt wird.
Die Erfindung kann auch dazu verwendet werden, um eine emulgierte Öl-in-Wasser-Zusammensetzung herzustellen, die etwa 0,01 bis 10 % eines Emulgators der zuvor gegebenen Formel enthält, der einen relativ hohen HLB-Wert aufweist; die ferner etwa 0,01 % bis etwa 10 % eines Emulgators mit einem relativ niedrigen HLB-Wert aufweist, sowie bis zu etwa 80% eines öligen Materials und Q.s. 100 Wasser. Das ölige Material kann vorzugsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend im wesentlichen aus Rohöl, destilliertem Erdöl, schwerem Paraffinöl, Asphaltenöl, Leinöl, Tallöl, Alkydsojabohnenöl, Alkydleinöl, Mineralöl, Petrolatum, Petrolatum light, Isopropylpalmitat, Isopropylmyristat, Caprylsäure-/Caprinsäure-Triglyceride, Lanolin, acetylierte Lanolinalkohole, Dimethicon, hydriertes Pflanzenöl, Sesamöl, Safloröl, Avocadoöl, Maisöl, Erdnußöl, Glycerin, Propylenglykol, Sorbitol, C&sub1;&sub2; bis C&sub1;&sub6;-Alkoholbenzoate, Cyklomethicon, Dimethicon, Kokosbutter, Vitamin-E-Azetat, Squalan, Natriumpyrolidoncarbonsäure, Methylglukoseether, Panthenol, Melanin, Aloeveraöl, Polybutylen, Polyethylen, Silikon, Polysilikon, Gum, Mischungen derselben, etc.
Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht darin, einen Emulgator der oben genannten Formel für agrikulturelle Chemikalien und agrikulturelle chemische Zusammensetzungen einzusetzen, die, in Kombination, eine Menge bis zu 10 Gew.-% des oben genannten Emulgators und eine wirksame Menge einer aktiven agrikulturellen chemischen Substanz in einem geeigneten Träger aufweisen, wie bspw. ein Ölsystem oder ein wäßriges System. Ein Merkmal dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht in der Anwendung eines aktiven agrikulturellen Herbizids/Pestizids bei einer wachsenden Ernte, um ein Abwaschen nach der Anwendung zu verhindern
und beinhaltet die Herstellung einer versprühbaren Emulsion, die eine wirksame Menge eines aktiven agrikulturellen Herbizids/Pestizids in einem geeigneten Träger und eine Menge von bis etwa 10 % eines abbaubaren Tensides, das die zuvor genannte allgemeine Formel aufweist, enthält; sowie Aussprühen solcher Emulsionen auf eine wachsende Ernte und Aussetzen der versprühten Emulsion gegenüber Umwelttemperaturbedingungen während einer Zeitspanne, in der das Tensid sich so verändert, daß die resultierende agrikulturelle chemische Zusammensetzung im wesentlichen wasserunempfindlich wird. Die gewünschte chemische Veränderung soll auch dann vervollständigt werden, wenn man die besprühte Ernte einer pH-Umgebung von weniger als etwa 5 aussetzt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zum Fördern von relativ hochviskosem Rohöl geschaffen, was folgendes aufweist, nämlich Ausbilden einer Emulsion einer relativ niedrigen Viskosität aus einem ausgewählten Rohöl, sowie einem Emulgator, der die zuvor genannte Formel hat und Wasser, sowie Fördern einer solchen Emulsion durch eine Pumpe oder durch einen Lkw zu einer gewünschten Stelle und, an dieser Stelle, Aussetzen dieser Emulsion solchen Bedingungen, die ausreichend sind, um den Emulgator chemisch zu so verändern, daß dieser Emulgator "deaktiviert" wird und wobei die Emulsion aufgespalten wird, so daß das Öl von der Hinzufügung sofort getrennt werden kann. Gewisse Ausführungsbeispiele des vorgenannten Aspektes der Erfindung beinhalten Bedingungen, die ausreichend sind, um den Emulgator so chemisch zu verändern, daß dieser deaktiviert wird, nämlich ein Erhitzen der Emulsionen auf Temperaturen von zumindest 100ºC. In noch weiteren besonderen Ausführungsbeispielen dieses Aspektes der Erfindung bestehen ausreichende Bedingungen, um den Emulgator so chemisch zu verändern, daß dieser deaktiviert wird, darin, daß der pH der Emulsion auf einen Wert unter 5 eingestellt wird. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieses Aspektes der Erfindung beinhaltet die Rückgewinnung des chemisch veränderten (deaktivierten) Emulgators und Einstellen des pH des so rückgewonnenen deaktivierten Emulgators auf einen Wert über 7,5, um dadurch diesen Emulgator für die weitere Verwendung zum Fördern von Rohöl zu "reaktivieren".
Ein weiterer Einsatz der Erfindung besteht darin, einen Emulgator/Disperser für Rohöl zu schaffen, wobei der Emulgator/Disperser die zuvor genannte Zusammensetzung aufweist.
Andere und weitere Aspekte, Gegenstände und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich.
Die oberflächenaktiven Lösungen der vorliegenden Erfindung können als Tenside per se eingesetzt werden, als alkalistabile Tenside, als chlorstabile Tenside, als kosmetische Emulgatoren für Körperpflegeprodukte, wie bspw. Hautcremes, Hautlotions, Haarkonditionierer etc., als schnell aufspaltende Hautpflegeproduktemulgatoren; als Emulgatoren für flüssige Hand-, Gesichts- und Körperseifen und Stückseifen; als Emulgatoren für agrikulturelle Chemikalien, als Weichmacher für Haustextilien; als abbaubare Latexpolymerisationstenside in Beschichtungs- und/oder Klebemittelsystemen, als Zusätze in häuslichen Reinigungsmitteln, wie bspw. in Grobwaschmittel, in Feinwaschmittel, in Geschirrspülmittel, in zahlreichen Reinigern für harte Oberflächen etc. als Emulgatoren für Portlandzement und Beton; als Zusätze für die Flotation und Aufbereitung von verschiedenen Mineralerzen; als Zusätze für das Elektroplating und/oder für Oberflächenfinishbäder für Metallwaren; als Zusätze für Estriche, Gipse und gemischte Baumaterialien; als Zusätze für eine verbesserte Ölgewinnung; als Befeuchtungs-, Schmier- und Eindringtenside für die Textilverarbeitung; als Zusätze beim Zellstoffkochen; als oberflächenaktive Mittel für Polyurethan/Isocyanatschaumsysteme; als Stockpunktabsenker zum Transportieren von viskosen Petroleumölen; als industrielle Tenside zum Emulgieren einer großen Vielzahl an öligen Materialien oder fettigen Materialien wie Leinöle, Alkydharze, Polybutylene, Silikone, Polysilikone, Silikongummis, etc.; als Niedertemperaturstabilitoren für Fettalkohol/Wasser-Emulsionen; als Suspensionsagens für verschiedene teilige Materialien, wie Kohlenteer, Schwefel oder Kohle; etc.
Bei gewissen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die R-Reste der zuvor gegebenen Formel typischerweise Kohlenwasserstoffreste und können solche Reste einschließen, in denen eine oder mehrere Kohlenstoffatome in den entsprechenden Kohlenstoffketten durch ein Heteroatom ersetzt sind, bspw. Sauerstoff und/oder Stickstoff. Darüber hinaus können in gewissen Ausführungsbeispielen der Erfindung die aromatischen Reste der zuvor gegebenen Formel mit verschiedenen funktionellen Gruppen substituiert sein, die Halogene, Carbonsäuren und deren Derivate, Nitro, Nitroso, Amine, Amido, Hydroxyl, Sulfonsäure und deren Derivate, Alkyl, Ether, Ester, Nitril und Mischungen von diesen als Gruppen einschließen, jedoch nicht auf diese begrenzt sind.
Bevorzugte Zusammensetzungen weisen zahlreiche technische Einsatzgebiete auf, die folgendes einschließen, nämlich Reinigungsmittel, Emulgatoren, Anfeuchtmittel, Schmiermittel, Tenside und dergleichen, und sind bei unterschiedlichen Anwendungen wie alkalistabile Tenside einsetzbar, bspw. in Textilspülbädern oder bei Endbearbeitungsvorgängen von textilen Webvorgängen; sie sind als chlorstabile Tenside einsetzbar, bspw. in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen, die Bleichmittel enthalten, oder in flüssigen Geschirrspülmitteln oder in häuslichen Reinigungsformulierungen, die Chlor enthalten etc.; sie sind als Nahrungsmittelemulgatoren einsetzbar zum Emulgieren von unterschiedlichen Speiseölen oder dergleichen in Nahrungsmittelzusammensetzungen, wie bspw. in Backwaren, Mayonnaisen, Hunde/Katzenfutter und dergleichen; als Emulgatoren für Haut/Haarpflegeprodukte, und sie sind einsetzbar, um verschiedene Hautweichmacher oder konditionierende/schützende Agenzien zu emulgieren, die zur Behandlung der Haut und/oder des Haares eingesetzt werden; als Gewebeweichspüler zur Behandlung von häuslicher Wäsche; als industrielle Emulgatoren sind sie einsetzbar zum Emulgieren von verschiedenen öligen Materialien, wie bspw. rohe Erdöle, Leinöle, Vitaminazetaten etc., einschließlich agrikultureller Chemikalien, wie öl- oder wasserlösliche oder dispergierbare Pestizide und/oder Herbizide; als Latexpolymerisationstenside sind sie einsetzbar zur Herstellung von wasserunempfindlichen Pigmenten und/oder Klebeüberzügen etc.; als Zusätze zum Zellstoffkochen; als Zusätze für Polyurethan/Polyisocyanatschaumtenside etc. beispielhafte, besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beinhalten folgende:
Natrium-N-octadecylphthalamat, Natrium-N-hexadecylphthalamat, Natrium-N-talgphthalamat, Natrium-N-kokosphthalamat, Natrium-N-isododecyloxypropylphthalamat.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schließen Synthesewege ein, die zum Herstellen von Tensiden der zuvor gegebenen Formel mit relativ hohen Ausbeuten, mit geringer oder keiner Notwendigkeit eines Reinigungsschrittes herangezogen werden können.
Bei gewissen dieser Ausführungsbeispiele kann geschmolzenes Phthalsäureanhydrid mit zumindest einem primären Amin (RNH&sub2;), bei dem R aus C&sub1;&sub6; bis C&sub1;&sub8; Alkyl ausgewählt ist, unter Reaktionsbedingungen in Berührung gebracht werden, die der Bildung eines Imides aus dem Anhydrid und dem Amin förderlich sind, und wonach dem resultierenden Imid eine nukleophile Quelle hinzugegeben wird, die ein Alkali (d.h. Na, Triethanolammonium)-Kation hervorbringt, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die der Bildung des entsprechenden Alkalisalzes förderlich sind. Reaktionsbedingungen, die der Bildung des Imides und des gewünschten Salzes förderlich sind, beinhalten allgemein das Anwenden von Wärme von etwa 90º bis etwa 150ºC, wobei gerührt wird, vorzugsweise unter einer inerten Atmosphäre, wie bspw. einer Stickstoffatmosphäre, und zwar während einer Zeitspanne von typischerweise zumindest etwa 30 Minuten und weniger als etwa 300 Minuten. Während der Imidbildung kann das Wasser entfernt werden, während der Salzbildung kann Wasser hinzugefügt werden.
Bei gewissen anderen dieser Ausführungsbeispiele können Tenside der obengenannten Formel dadurch hergestellt werden, daß geschmolzenes Phthalsäureanhydrid mit zumindest einem sekundären Amin (R&sub5;R&sub6;NH) in Berührung gebracht wird, in dem R&sub5; und R&sub6; , unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend im wesentlichen aus Wasserstoff oder C&sub1;&sub6; bis C&sub1;&sub8;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cykloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, Arylgruppen oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen, in denen R&sub3; und R&sub4; gleich wie zuvor für R&sub5; und R&sub6; gegeben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die der Bildung von Phthalamidsäure aus dem Anhydrid und dem Amin förderlich sind, und wobei anschließend eine Substanz hinzugegeben wird, aus der ein Kation hervorgeht, ausgewählt aus der Gruppe bestehend im wesentlichen aus Natrium oder (HOCH&sub2;CH&sub2;)&sub3;NH, und Mischungen derselben, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die der Bildung des entsprechenden Salzes förderlich sind.
In noch weiteren anderen dieser Ausführungsbeispiele können die Tenside der obengenannten Formel dadurch hergestellt werden, daß Phthalsäureanhydrid mit zumindest einem tertiären C&sub1;&sub6; - C&sub1;&sub8;-Amin in Berührung gebracht wird, so daß eine Mischung erhalten wird, typischerweise eine im wesentlichen einheitliche Mischung, und daß dieser Mischung ein primäres oder ein sekundäres (R&sub5;R&sub6;NH) Amin hinzugefügt wird, wobei R&sub5; und R&sub6; , unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus der Gruppe im wesentlichen bestehend aus Wasserstoff oder C&sub1;&sub6; - C&sub1;&sub8;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierte Alkyl,-Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, Arylgruppen oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen, in denen R&sub3; und R&sub4; wie zuvor definiert sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die der Ausbildung eines Alkylphthalamatsalzes förderlich sind.
Bei gewissen Reaktionsabläufen können die zuvor genannten Schritte aufeinanderfolgend oder im wesentlichen simultan ablaufen.
In Kenntnis der zuvor gegebenen allgemeinen Diskussion werden nunmehr eine Vielzahl an detaillierten beispielhaften Ausführungen der Erfindung dargelegt, und es ist dem Fachmann einleuchtend, daß die folgenden Beispiele nicht einschränkende Beispiele der Erfindung sind, und daß diese lediglich für eine spezielle Erläuterung der Erfindung enthalten sind.

BEISPIEL 1

Synthese von Alkylphthalamaten mit primären Aminen

Eine Anzahl von Alkylphthalamattensiden werden aus Phthalsäureanhydrid und verschiedenen primären Fettaminen entsprechend dem folgenden Reaktionsschema hergestellt:
wobei R&sub5; ausgewählt ist aus C&sub1; bis C&sub4;&sub0;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, Aryl- oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen, wobei R&sub3; und R&sub4; , unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus C&sub1; bis C&sub2;&sub2;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl- und Arylgruppen, und wobei M ein Alkalikation (d.h. Na, K, NH&sub4;, etc.) ist.
Bei allen Synthesevorgängen dieses Beispieles können die ausgewählten Reaktanten in einen geeigneten Reaktionskolben gebracht werden, der typischerweise mit einem Rührer, einem Allihn-Kondensor, einer Dean-Stark-Falle, einem regelbaren Einlaß, der mit einer Stickstoffgasquelle verbunden ist, einem Thermometer und einem Zuführtrichter oder diesen entsprechenden Ausstattungen ausgerüstet ist. Phthalsäureanhydrid kann in den Reaktionskolben gebracht werden, zur Schmelze erwärmt werden (etwa 131ºC), allgemein unter einer Stickstoffschutzgasatmosphäre, und es wird eine ausgewählte Menge eines Fettamins mit dem geschmolzenen Phthalsäureanhydrid in Berührung gebracht. Das Erwärmen kann während einer Zeitspanne von zumindest 30 Minuten bis etwa 300 Minuten fortgesetzt werden, wobei das Entfernen von Wasser durch einen Stickstoffgas- oder anderen Inertgaszerstäuber unterstützt wird. Danach kann entmineralisiertes Wasser hinzugefügt werden und die Temperatur der Reaktionsmischung kann auf etwa 100ºC eingestellt werden, und es wird eine ausgewählte nukleophile Quelle, d.h. ein Hydroxid, das das gewünschte Kation hervorbringt, relativ rasch hinzugefügt. Diese Reaktionsmischung kann unter Rühren während einer Zeitspanne, die von zumindest 30 Minuten bis etwa 300 Minuten reicht, gerührt werden, wobei mit einer hohen Ausbeute, typischerweise etwa 90 % oder mehr, ein Alkylphthalamat erhalten wird, ohne daß ein Reinigungsschritt notwendig ist. Es kann jedoch, falls es gewünscht ist, eine Reinigung durchgeführt werden.
Phthalsäureanhydrid ist eine allgemein bekannte Chemikalie und ist im Handel verfügbar, bspw. von der Stepan Company, Northfield, Illinois (Erwerber der vorliegenden Erfindung). Primäre Fettamine sind ebenfalls allgemein bekannt und sind aus verschiedenen Quellen, die bspw. die Aldrich Chemical Company einschließen, im Handel erhältlich.
Beispielhafte primäre Fettamine enthalten folgende: Alkyl-, Cycloalkyl- und/oder Alkylenamine, wie bspw. Hexylamin, Cyclohexolamin, Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin, Octadecylamin, Eicosylamin, Docosylamin, Kokosamin, Talgamin und ähnliche lineare oder verzweigte, substituierte oder nicht substituierte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkylenfettamine; Alkarylamine, wie 4-Methylanilin, 2,4-Dimethylanilin, 3,4-Diisopropylanilin, 3,5- Dimethylanilin und ähnliche lineare oder verzweigte, substituierte oder nicht substituierte Alkarylfettamine; Arylamine wie Anilin, 2-Bromanilin, 2-Chloranilin, 3-Bromanilin, 4-Chloranilin, 3,4-Diethylanilin, 3,4,5-Tribromanilin und ähnliche substituierte oder nicht substituierte Arylfettamine; Fettetheramine, wie bspw. Isododecyloxypropylamin, Isodecyloxypropylamin, Hexyloxypropylamin und ähnliche Fettetheraminverbindungen.
Beispielhafte nukleophile Quellen, die Alkaliionen ergeben, schließen folgende ein: NaOH, KOH, NH&sub4;OH. Beispielhafte Quellen, die Erdalkalimetallionen freisetzen beinhalten folgende: Ca(OH)&sub2;, Ba(OH)&sub2;, Mg(OH)&sub2;. Beispielhafte Quellen, die Aluminium-, Titan- oder Zirkonkationen freisetzen, schließen folgende ein: Al[OCH(CH&sub3;)&sub2;]&sub3;, Ti(OCH&sub2;CH&sub2;CH&sub3;)&sub4;, Zr(OCH&sub2;CH&sub2;CH&sub3;)&sub4; und ähnliche Alkoxydverbindungen.
Es werden nunmehr spezifische Synthesen von Natrium-N- octadecylphthalamat, Ammonium-N-dodecylphthalamat, Kalium- N-kokosphthalamat, Natrium-N-dodecylphthalamat, Natrium-N- isododecyloxypropylphthalamat, Calcium-N-octadecylpthalamat und Aluminium-N-octadecylphthalamat nachfolgend beschrieben, und die Fachleute werden feststellen, daß ähnliche Synthesen durchgeführt werden können, um gewünschte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Dialkyl-, Dialkylen-, Alkaryl-, Aryl- etc. -phthalamatsalze zu erhalten.

BEISPIEL 1A

Natrium-N-octadecylphthalamat

Phthalsäureanhydrid (1 Mol, 148 g) wird in einen Zwei- Liter-Dreihalsreaktionskolben mit rundem Boden gegeben, der mit einem Magnetrührer, einem Allihn-Kondensor, einer Dean- Stark-Falle, einem Stickstoffeinlaß, einem Thermometer und einem Zuführtrichter ausgestattet ist. Das Phthalsäureanhydrid wird unter einer Stickstoffschutzgasatmosphäre zu einer Schmelze erhitzt (etwa 131ºC). Octadecylamin (1 Mol, 278 g) wird langsam während etwa 30 Minuten zum geschmolzenen Phthalsäureanhydrid hinzugegeben. Das Erwärmen bei etwa 131ºC wird für drei Stunden fortgesetzt, wobei die Stickstoffschutzgasatmosphäre in einen Stickstoffzerstäuber umgewandelt wird, um das Entfernen von Wasser zu unterstützen. Es wird eine klare blaßgelbe Flüssigkeit erhalten, von der eine kleine Probe entnommen wird, man läßt diese verfestigen (gebrochen weiß) und diese wird durch IR-Spektroskopie (Beckmann 983-Spektrometer) als N-Octadecylphthalimid enthaltend charakterisiert.
Ein Mol (408 g) dieses Reaktionsproduktes, nämlich N- Octadecylphthalimid, wird in einen 12-Liter-Vierhalsreaktionskolben mit rundem Boden überbracht, der mit einem Magnetrührer, einem Allihn-Kondensor, einem Zuführtrichter und einem Einlaß zum Verbinden mit einer Stickstoffquelle (Gasflasche) ausgestattet ist. Entmineralisiertes Wasser (etwa 6,1 l) wird zum N-Octadecylphthalimid hinzugefügt und die Mischung wird auf etwa 100ºC erwärmt, so daß eine etwa homogene Mischung erhalten wird. Nunmehr wird mit dem Rühren unter einer Stickstoffschutzgasatmosphäre begonnen und es wird 1 N Natronlauge (etwa 1,1 l, 10 % Überschuß) relativ rasch während einer Zeitspanne von wenigen Minuten hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wird unter Erwärmen während drei Stunden gerührt. Es wird ein klares, leicht gelbliches Reaktionsprodukt erhalten, und es wurde eine relativ kleine Probe entnommen, im Vakuumofen für etwa 1 Stunde (1 Atmosphäre, 40ºC) getrocknet und durch IR-Spektroskopie als im wesentlichen Natrium-N-octadecylphthalamat enthaltend charakterisiert.

BEISPIEL 1B

Ammonium-N-dodecylphthalamat

Die zuvor erwähnte Synthese wird im wesentlichen entsprechend durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Dodecylamin anstatt Octadecylamin eingesetzt wird, und daß Ammoniumhydroxyd anstatt Natriumhydroxyd herangezogen wird. Das Endprodukt wird durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert, daß es im wesentlichen aus Ammonium-N-dodecylphthalamat besteht.

BEISPIEL 1C

Kalium-N-kokosphthalamat

Der Syntheseweg des zuvor gegebenen Beispiels 1A wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß Kokosamin anstelle von Octadecylamin eingesetzt wird, und daß Kaliumhydroxyd anstatt Natriumhydroxyd eingesetzt wird. Das Endprodukt wird ähnlich charakterisiert, nämlich daß es im wesentlichen Kalium-N-kokosphthalamat enthält.

BEISPIEL 1D

Natrium-N-dodecylpthalamat

Der Syntheseweg des Beispiels 1A wird im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Dodecylamin anstatt Octadecylamin eingsetzt wird. Das strohgelbe Endprodukt wurde durch IR-Spektroskopie als Natrium-N-dodecylphthalamat enthaltend charakterisiert. Eine Probe des Reaktionsproduktes wurde entnommen und 52,2980 g wurden als 11,3 %- iger Festanteil in Wasser eingewogen. Diese Probe wurde quantitativ in die entsprechende Phthalamidsäure umgewandelt, und unter Heranziehung gebräuchlicher Berechnungen wurde bestimmt, daß die prozentuale Ausbeute der Säure (oder prozentuale Reinheit der Probe) etwa 94,16 % betragen hat.

BEISPIEL 1E

Natrium-N-isododedyloxypropylphthalamat

Der Syntheseweg von Beispiel 1A wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß Isododecyloxypropylamin anstelle von Octadecylamin eingesetzt wurde, und daß die Hydrolyse mit NaOH bei 70ºC anstelle von 100ºC stattgefunden hat. Das Endprodukt wurde durch IR-Spektroskopie als im wesentlichen Natrium-N-isododecyloxypropylphthalamat enthaltend charakterisiert.

BEISPIEL 1F

Calcium-N-octadecylphthalamat

Ein Teil des Natrium-N-octadecylphthalamats vom vorigen Beispiel 1A wird mit einer Mineralsäure, nämlich mit Chlorwasserstoffsäure, auf einen pH von etwa 3 angesäuert und es wird gefiltert, um die halbfeste Säure abzutrennen. Diese Säure wird anschließend mit entmineralisiertem Wasser vermischt, und es wird eine Aufschlämmung von Calciumhydroxyd hinzugefügt, und es wird solange gerührt, bis ein relativ stabiler ph-Wert von etwa 8 bis 9 erzielt wird. Das Endprodukt wird durch IR-Spektroskopie dahingehend bestätigt, daß es im wesentlichen Calcium-N-octadecylphthalamat enthält.
Das Calciumsalz kann auf ähnliche Weise auch dadurch erhalten werden, daß Calciumhydroxyd direkt zu dem Alkalialkylphthalamat hinzugefügt wird. Ein Magnesium- oder ein Bariumsalz kann dadurch hergestellt werden, daß anstelle von Ca(OH)&sub2; bei der zuvor angegebenen Neutralisation Mg(OH)&sub2; oder Ba(OH)&sub2; eingesetzt wird.
Die Neutralisation von Alkyl- und/oder Alkylenphthalamidsäuren kann in Wasser oder in einem nicht-wäßrigen Lösungsmittel, wie bspw. Methanol, Isopropanol oder dgl., durchgeführt werden, indem eine geeignete Base (die auch verschiedene Amine beinhalten kann) hinzugfügt wird, um einen pH von etwa 8 oder 9 zu erhalten. Falls ein reines Endprodukt erwünscht ist, kann ein niedrigsiedendes, nicht-wäßriges Lösungsmittel, wie bspw. Methanol, Isopropanol oder dgl. eingesetzt werden, mit einem nachfolgenden einfachen Entfernen des Lösungsmittels durch Abziehen im Vakuum.

BEISPIEL 1G

Aluminium-N-octadecylphthalamat

Aluminiumisopropoxyd (0,0117 Mol, 238 g) und etwa 200 ml Isopropanol werden in einem 1-Liter-Vierhalsreaktionskolben mit rundem Boden gegeben, der mit einem Stickstoffsprüher, einem Allihn-Kondensor, einem Magnetrührer und einem Thermometer ausgestattet ist. Die Mischung wird auf eine Temperatur von etwa 78ºC erwärmt und etwa 1 Stunde gerührt. Anschließend wird N-octadecylphthalamidsäure (0,0353 Mol, 15,0 g) - erhalten entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1A und mit HCl auf einen pH von etwa 3 angesäuert und zum Abtrennen abgefiltert - langsam als Pulver hinzugegeben. Die resultierende Mischung wird unter Rückfluß für etwa 3 Stunden erwärmt (etwa 78ºC). Nach Bestätigung des Reaktionsproduktes durch IR-Spektroskopie wird das Isopropanol unter Vakuum abgezogen. Es wird ein weißes festes Endprodukt erhalten.

BEISPIEL II

Synthese von Alkylphthalamaten mit sekundären Aminen

Es wird eine Anzahl von Alkylphthalamaten aus Phthalsäureanhydrid und verschiedenen sekundären Fettsäureaminen entsprechend dem folgenden Reaktionsschema hergestellt:
in dem R&sub5; und R&sub6; unabhängig voneinander ausgewählt sind aus C&sub1; bis C&sub4;&sub0;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, Aryl- oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen sind, wobei R&sub3; und R&sub4;, unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus C&sub1; - C&sub2;&sub2;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl- und Arylgruppen, und wobei M ein Kation ist ausgewählt aus Na, K, NH&sub4; [einschließlich (CH&sub3;CH&sub2;)&sub3;NH, (CH&sub3;CH&sub2;)&sub2;NH&sub2;, (HOCH&sub2;CH&sub2;)&sub3;NH, (HOCH&sub2;CH&sub2;)&sub2;NH&sub2; und ähnliche Ammoniumderivate], Ba, Ca, Mg, Al, Ti, Zr und Mischungen derselben.
Die Ausstattung und die Bedingungen der Syntheseabläufe dieses Beispiels sind im wesentlichen identisch zu denen im zuvor beschriebenen Beispiel I (mit Ausnahme, daß die Dean-Stark-Falle weggelassen werden kann).
Phthalsäureanhydrid ist eine allgemein bekannte chemische Verbindung und ist im Handel erhältlich, bspw. von der Stepan Company, Northfield, Illinois (Erwerber der vorliegenden Erfindung). Sekundäre Fettamine sind gleichermaßen bekannt und sind aus verschiedenen Quellen, bspw. von der Aldrich Chemical Company im Handel erhältlich.
Beispielhafte sekundäre Fettamine enthalten folgende: Alkyl-, Cycloalkyl- und/oder Alkylenamine, wie bspw. N- Dodecyl-N-methylamin, N-Tetradecyl-N-methylamin, N- Hexadecyl-N-methylamin, N-Octadecyl-N-methylamin, N-Methyl- N-cyclohexylamin, N-Kokos-N-methylamin, N-Talg-N-methylamin, N,N-Dikokosamin und ähnliche lineare oder verzweigte, substituierte oder nicht substituierte Alkyl-, Cycloalkyl oder Alkylen-sekundäre Fettamine; Alkarylamine, wie bspw. N-Methyl-4-dodecylanilin, N-Methyl-4-octadecylanilin, N- Methyl-4-hexadecylanilin, N-Methyl-4-talganilin, N-Methyl- 4-kokosanilin und ähnliche lineare oder verzweigte, substituierte oder nicht substituierte sekundäre Alkarylamine; sekundäre Arylamine, wie bspw. N-Methylanilin, N-Propylanilin und ähnliche substituierte oder unsubstituierte sekundäre Arylamine.
Beispielhafte Quellen, die ausgewählte M-Kationen freisetzen enthalten: NaOH, KOH, NH&sub4;OH, Ca(OH)&sub2;, Ba(OH)&sub2;, Mg(OH)&sub2;, Al[OCH(CH&sub3;)&sub2;]&sub3;, Ti(OCH&sub2;CH&sub2;CH&sub3;)&sub4;, Zr(OCH&sub2;CH&sub2;CH&sub3;)&sub4; und ähnliche Quellen.
Es werden nunmehr spezielle Synthesen von Natrium-N- dodecyl-N-methylphthalamat und Triethanolammonium-N,N-dikokosphthalamat näher beschrieben, und dem Fachmann ist einleuchtend, daß entsprechende Synthesewege durchgeführt werden können, um andere gewünschte Phthalamatsalze zu erhalten.

BEISPIEL IIA

Natrium-N-dodecyl-N-methylphthalamt

Phthalsäureanhydrid (0,10 Mol, 14,8 g) wird in einen 500 ml-Reaktionskolben gegeben, der entsprechend ausgestaltet und ausgestattet ist wie in Beispiel 1A beschrieben. Das Phthalsäureanhydrid wird zu eine Schmelze erwärmt (131ºC) und N-Dodecyl-N-methylamin (0,1 Mol, 19,9 g) wurde dem geschmolzenen Anhydrid über eine Zeitspanne von etwa 15 Minuten hinzugefügt. Das Erwärmen bei etwa 131ºC wurde für etwa 3 Stunden fortgesetzt. Eine klare, bernsteinfarbene viskose Flüssigkeit wurde erhalten, die durch IR-Spektroskopie als N-Dodecyl-N-methylphthalamidsäure charakterisiert wurde. Dieses Reaktionsprodukt (etwa 30 g) wurde mit Methanol (ca. 50 g) verdünnt und mit einer methanolischen Natronlauge (1 N) auf einen pH von etwa 8,65 neutralisiert. Das Methanol wurde anschließend unter Verwendung eines Rotationsverdampfers abgezogen (Wasserstrahlpumpe, 30ºC-Bad). Es wurde ein weißes Pulver erhalten, und dieses wurde durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert, daß es im wesentlichen Natrium-N-methyl-N-dodecylphthalamat enthält. Methanol wurde deswegen herangezogen, um ein 100 % aktives Material zu erhalten. Es kann Wasser verwendet werden, falls gewünscht wird, ein weniger aktives Material zu erhalten oder falls höhere Temperaturen, Vakuum, etc. eingesetzt werden.

BEISPIEL IIB

Triethanolammonium-N,N-dikokosphthalamat

Phthalsäureanhydrid (0,2 Mol, 29,6 g) wird in einen Reaktionskolben gebracht, der entsprechend dem im zuvor beschriebenen Beispiel IIA ausgebildet und ausgestattet ist, zu einer Schmelze erwärmt, und es wurde über eine relativ kurze Zeitspanne N,N-Dikokosamin (0,2 Mol, 76,6 g) hinzugefügt. Das Erwärmen bei etwa 131ºC wurde für etwa 3 Stunden fortgesetzt. Es wurde ein flüssiges Reaktionsprodukt erhalten, das durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert wurde, daß es im wesentlichen N,N-Dikokosphthalamidsäure enthält. Etwa 30 g dieser Säure wurden mit Wasser verdünnt (ca. 50 g) und mit Triethanolamin auf einen pH von etwa 9 neutralisiert. Das Wasser wurde dann wie zuvor beschrieben abgezogen, und die erhaltene weiße Paste wurde durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert, daß sie im wesentlichen Triethanolammonium-N,N-dikokosphthalamat enthält.
Wird ein nicht-wäßriges Produkt erwünscht, so kann die Neutralisation in einem nicht-wäßrigen Lösungsmittel wie bspw. Methanol oder Isopropanol erfolgen, das dann nach der Neutralisation durch Vakuum entfernt werden kann.

BEISPIEL III

Synthese von Alkylphthalamaten mit tertiären Aminen

Eine Anzahl von Alkylphthalamattensiden kann aus Phthalsäureanhydrid und verschiedenen primären oder sekundären Fettaminen in der Gegenwart eines tertiären Amines entsprechend dem folgenden Reaktionsschema hergestellt werden:
in dem R&sub5; und R&sub6;, unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus Wasserstoff oder C&sub1; bis c&sub4;&sub0;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, zyklischen, einschließlich Aryl- oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen, wobei R&sub3; und R&sub4;, unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus C&sub1; bis C&sub2;&sub2;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl- und Arylgruppen und R', R" und R"', unabhängig voneinander, ausgewählt sind aus C&sub1; bis C&sub4;&sub0;, linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl-, Aryl- oder R&sub3;-O-R&sub4;-Gruppen, wobei R&sub3; und R&sub4; wie zuvor definiert sind.
Falls ein anderes Kation als ein Ammoniumderivat gewünscht ist, so kann das zuvor erhaltene Reaktionsprodukt wie vorangehend beschrieben angesäuert werden, isoliert werden und dann mit einer geeigneten Quelle neutralisiert werden, die das gewünschte Kation hervorbringt, nämlich Na, K, Ca, Ba, Mg, Al, Ti, Zr oder Mischungen derselben.
Die Ausstattung für den Syntheseweg dieses Beispiels ist im wesentlichen identisch zu den früher beschriebenen, mit der Ausnahme, daß ein Eisbad notwendig ist, um die exotherme Natur dieser Reaktion zu kontrollieren.
Wie früher bereits angedeutet, ist Phthalsäureanhydrid von der Stepan Company, Northfield, Illinois im Handel erhältlich. Primäre und/oder sekundäre Amine sind gleichermaßen bekannt und sind aus den zuvor genannten verschiedenen Quellen im Handel erhältlich. Tertiäre Amine sind gleichermaßen im Handel erhältlich.
Beispielhafte primäre und sekundäre Amine wurde schon voranstehend gegeben, und beispielhafte tertiäre Amine können folgende einschließen, nämlich: Triethylamin, Triethanolamin, Trimethylamin, Trimethanolamin, N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dimethylanilin und ähnliche Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylen-, Alkaryl- und Aryl-tertiäre Amine.
Spezielle Synthesen von Trimethylammonium-N-kokosphthalamat, N,N-Dimethylcyclohexylammonium-N-isododecyloxypropylphthalamat und von Triethanolammonium-N-isododecyloxypropylphthalamat werden nachfolgend beschrieben und es ist den Fachleuten einleuchtend, daß entsprechende Synthesewege beschritten werden können, um andere gewünschte Phthalamatsalze zu erzielen.

BEISPIEL IIIA

Triethylammonium-N-kokosphthalamat

Phthalsäureanhydrid (0,2 Mol, 29,6 g) und Triethylamin (0,2 Mol, 20,2 g) werden in einen 500-ml-Dreihalsreaktionskolben mit einem runden Boden gegeben, der mit einem Magnetrührer, einem Allihn-Kondensor, einem Einlaß für Stickstoff, einem Thermometer und einem Zuführtrichter ausgestattet ist. Diese Mischung wird anschließend solange gerührt, bis eine etwa gleichförmige Mischung erhalten wird. Anschließend wird Kokosamin (0,2 Mol, 40,8 g) langsam hinzugefügt, und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Temperatur der Reaktionsmischung unter etwa 35ºC gehalten wird. Nach Beendigung der Kokosaminhinzufügung wird die Mischung während etwa 1 Stunde gerührt, wobei die Temperatur der Reaktionsmischung auf etwa 30ºC gehalten wird. Es wird ein klares gelbes flüssiges Produkt erhalten, das zu einer blaßgelben Paste abkühlt, und es wurde durch IR dahingehend charakterisiert, daß es im wesentlichen Triethylammonium-N-kokosphthalamat enthält.

BEISPIEL IIIA-1

Triethylammonium-N-kokosphthalamat

Das Verfahren des zuvor gegebenen Beispiels IIIA wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß Triethylamin und Kokosamin im wesentlichen gleichzeitig zum Phthalsäureanhydrid hinzugefügt werden. Die Reaktion ist sehr exotherm und es muß ein Eisbad herangezogen werden, um die Kontrolle zu behalten.

BEISPIEL IIIB

N,N-Dimethylcyclohexylammonium-N-isododecyloxypropylphthalamat

Das Verfahren von Beispiel IIIA wurde im wesentlichen wiederholt, mit der Ausnahme, daß N,N-Dimethylcyclohexylamin statt Triethylamin eingesetzt wurde und daß statt Kokosamin Isododecylcyclooxylpropylamin eingesetzt wurde. Das Endprodukt wurde durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert, daß es im wesentlichen N-N-Dimethylcyclohexylammonium-N-isododecyloxypropylphthalamat enthält.

BEISPIEL IIIC

Triethanolammonium-N-isododecyloxypropylphthalamat

Der Syntheseweg von Beispiel IIIA wurde im wesentlichen wiederholt, mit Ausnahme, daß Triethanolammonium statt Triethylammonium eingesetzt wurde und daß statt Kokosamin Isododecyloxypropylamin eingesetzt wurde. Das Endprodukt wurde durch IR-Spektroskopie dahingehend charakterisiert, daß es im wesentlichen Triethanolammonium-N-isododecylcyclopropylphthalamat enthält.

BEISPIEL A

Emulsionsstabilitätseigenschaften

Um reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, wurde ein Emulsionsstabilitätstest entwickelt, der gegenüber dem Standard, wie er zum Testen von Tensiden eingesetzt wird, modifiziert wurde. Bei dem modifizierten Verfahren werden 0,5 g eines ausgewählten Tensides (anstatt von 1 g) in 90 ml an entmineralisiertem Wasser gelöst, und zwar in einem Meßzylinder, der 5 ml Xylen enthält, der anschließend verschlossen wird und 30 mal zwischen einer vertikalen bzw. horizontalen Position hin und her geschwenkt wird, anschließend wird er für etwa 5 bis 10 Minuten ruhengelassen und dann demselben Hin- und Herschwenkzyklus unterworfen, wobei die Ergebnisse der zweiten Sequenz (anstatt der ersten Sequenz) festgehalten werden. Die für verschiedene Alkylphthalamate erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt. TABELLE II Verbindung Aufspaltmaß der Emulsion (ml/sec) Natrium-N-octylphthalamat Natrium-N-decylphthalamat Natrium-N-dodecylphthalamat Natrium-N-tetradecylphthalamat Natrium-N-hexadecylphthalamat Triethanolammonium-N-octylphthalamat Triethanolammonium-N-decylphthalamat Triethanolammonium-N-dodecylphthalamat
Aus den zuvor gegebenen Daten ist ersichtlich, daß die Triethanolammoniumsalze bessere (d.h. langsamere) Aufspaltmaße der Emulsion, relativ zu den Natriumsalzen gesehen, haben. In Körperpflegeformulierungen (die bezüglich der Materialien unterschiedlich von einem Xylen/Wassersystem sind) scheinen die Natriumsalze zumindest gleich gut oder besser als die Triethanolammoniumsalze zu sein.
1 NEOBEE M-5 = eingetragenes Warenzeichen der Stepan Company für Caprylsäure- /Caprinsäure-Triglyceride
2 NEOBEE M-20 = eingetragenes Warenzeichen der Stepan Company für Propylenglykoldicaprylate/-Dicaprate
3 NEOBEE 18 = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Saffloröl
4 WECOBEE = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für hydrierte Pflanzenöle
5 ALPHA-STEP ML-40 = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Natrium-α-sulfomethylethyllaurat
6 STEPANOL WA-EX = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Natriumlaurylsulfat
7 STEOL CS-330 = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Natriumlaurethsulfat
8 NINOL 40-C = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für N,N-Diethanolkokosamid
9 AMMONYX LO = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Laurilaminoxyd
10 AMPHOSOL CG = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Kokamidpropylbetain
11 MAKON = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Nonylphenolpolyethoxylat
12 STEPANATE X = registriertes Warenzeichen der Stepan Company für Natriumxylensulfonat

BEISPIEL B

Anionische Emulgiereigenschaften für Körperpflegeformulierungen

Es wurden vier typische Körperpflegeformulierungen mit unterschiedlichen N-Alkylphthalamaten hergestellt. In jedem Fall wurden die unter Teil A aufgelisteten Ingredenzien miteinander kombiniert, um eine im wesentlichen einheitliche Mischung zu erhalten, und zwar unter Anwendung von Wärme im Bereich von 75ºC bis 77ºC (165ºF bis 170ºF). Entsprechend wurden die unter Teil B aufgelisteten Ingredenzien unter Wärme kombiniert, so daß eine einheitliche Mischung erhalten wurde. Anschließend wurde die Teil A-Mischung zu der Teil B-Mischung hinzugefügt, wobei kräftig gerührt wird und das Erwärmen fortgesetzt wird, um eine im wesentlichen einheitliche Mischung zu erhalten. Der pH der Endmischung wurde dann mit Zitronensäure (wenngleich auch andere Säuren dazu herangezogen werden können) auf einen pH in einem Bereich von etwa 7,0 bis 8,5 eingestellt. Die resultierende Mischung wird dann auf etwa 35ºC (45ºF) abkühlen gelassen und dann bewertet. Wie aus den in der nachfolgenden Tabelle V ersichtlichen Daten entnommen werden kann, zeigen diese Tenside eine ausgezeichnete Emulsionsqualität und eine ausgezeichnete Gebrauchsqualität. TABELLE V Teil Formulierung Carmation-Mineralöl Glycerylmonostearat, rein Propylparaben Stearylalkohol Isopropylmyristat Aloeveraöl Natrium-N-octadecylphthalamat Natrium-N-hexadecylphthalamat N-Triethanolammoniumoctadecylphthalamat Glycerin Entmineralisiertes Wasser Methylparaben Emulsionsqualität Gebrauchsqualität ausgezeichnet

BEISPIEL C

Rasch aufspaltende Emulgiereigenschaften für Körperpflegeformulierungen

Eine Anzahl an N-Alkylphthalamaten wurden in typische Körperpflegezusammensetzungen formuliert und bewertet.
Die effektive Einsatzmenge der N-Alkylphthalamate in diesen Zusammensetzungen liegt zwischen 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-%, mit einer bevorzugten Menge von 1 bis etwa 4 Gew.-%. Ein effektiver pH-Bereich für diese Zusammensetzung liegt zwischen etwa 6 bis etwa 10, ein bevorzugter pH-Bereich liegt bei etwa 7,6 bis etwa 9,5. Wenngleich C&sub1; bis C&sub4;&sub0;-Kettenlängen eingesetzt werden können, so liegt eine bevorzugte Kettenlänge bei C&sub8; bis C&sub1;&sub8; und eine noch bevorzugtere Kettenlänge wurde bei C&sub1;&sub6;, Talg (C&sub1;&sub6; bis C&sub1;&sub8;) und C&sub1;&sub8; herausgefunden. Die entsprechenden Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen VI-A bis VI-C gegeben. TABELLE VI-A Einfluß der Konzentration Formulierung % Wasser, entmineralisiert Methylparaben Natrium-N-octadecylphthalamat KESSCO Isopropylpalmitat KESSCO Glycerilmonostearat, rein KESSCO Cetylalkohol Propylparaben ²GLYDANT ³ Bewertung bezüglich rasch aufspaltender Eigenschaft Gefühl auf der Haut Verhältnis Hautweichmacher/Emulgator Keine Emulsion Keine Bewertung leicht 1. KESSCO ist ein registriertes Warenzeichen der Stepan Company für verschiedene organische Ester 2. DMDM Hydontain (Konservierungsmittel) 3. Der Hautbereich wurde mit Seife und Wasser gewaschen, getrocknet; 0,1 g der Formulierung wurde aufgetragen, diese wurde eingerieben bis zur Trockenheit, es wurde die Zeit gemessen vom anfänglichen Einreiben bis keine Klebrigkeit und kein Widerstand mehr festgestellt wird TABELLE IV-B Einfluß des pH-Wertes Formulierung % Wasser, entmineralisiert Methylparaben Natrium-N-octadecylphthalamat ¹KESSCO Isopropylpalmitat KESSCO Glycerilmonostearat, rein KESSCO Cetylalkohol Propylparaben ²GLYDANT Aufspaltzeit keine Emulsion stabile Emulsion ibid TABELLE VI-C Einfluß der Kettenlänge Formulierung Wasser, entmineralisiert Methylparaben Natrium-N-octadecylphthalamat Natrium-N-hexadecylphthalamat Natrium-N-dodecylphthalamat Natrium-N-octylphthalamat Natriun-octadecylphthmalat ¹KESSCO Isopropylpalmitat KESSCO Glycerilmonostearat, rein KESSCO Cetylalkohol Propylparaben ²GLYDANT Lagerstabilität Aufspaltzeit stabile Emulsion keine Emulsion ibid
Zahlreiche kommerzielle Körperpflegeprodukte (Hautpflegelotions) geben vor, daß ihre Formulierungen ein rasches Eindringen in die Hautbereiche ermöglichen, auf denen diese aufgetragen werden. Es ist in der Emulsiontechnologie bekannt, daß die schnell aufspaltenden Emulsionen Öl-in- Wasser, nicht-ionische oder anionische Emulsionen auf Seifenbasis sind, die Carbopol (ein registriertes Warenzeichen der B.F. Goodrich Company für gewisse polymerisierte Vinylharze, siehe EP-A-0 268 16 A2) als primären Emulgator enthalten. Carbopol -Materialien werden in der Gegenwart von Salzen (Elektrolyten) unstabil, so daß, falls Emulsionsprodukte, die solche Materialien enthalten, auf der Haut aufgetragen werden, die Salze vom Transpirieren oder dgl. enthält, die Emulsion aufgespalten wird, und Hautweichmacher oder dgl. im Produkt können dann rasch in die Haut eindringen. Emulsionen ohne Carbopol , unabhängig davon, welchen Typs sie sind (anionisch oder nicht-ionisch), spalten nicht so schnell auf, wenn sie auf die Haut aufgetragen werden.
Die N-Alkylphthalamate der Erfindung umfassen ausgezeichnete kosmetische Emulgatoren und sie sind in Wasser dispergierbare (i.e. hoher HLB-Wert) Emulgatoren. Hydrophyl-Lipophyl-Balance oder HLB ist ein weit verbreitetes Maß für die Polarität eines Tensides und dessen relativer Affinität für wäßrige oder Kohlenwasserstoffmedien. Es ist allgemein so [siehe bspw. Nonionic Surfactants, herausgegeben von Schick (Marcel Dekker Inc., N.Y. 1967), Seiten 606-608], daß die HLB-Wertbereiche für unterschiedliche Tensidfunktionen wie folgt sind:
Wasser-in-Öl-Emulgatoren 3 - 6
Netzmittel 7 - 9
Öl-in-Wasser Emulgatoren 8 - 15
Waschaktive Stoffe 13 - 15
Lösungsvermittler 15 - 18
Die N-Alkylphthalamate der Erfindung sind so charakterisiert, daß sie Emulgatoren mit einem relativ hohen HLB- Wert darstellen oder primäre Emulgatoren darstellen, die einen HLB-Wert im Bereich von 7 bis 15 aufweisen und diese werden, falls sie dazu eingesetzt werden, kosmetische Emulsionen zu formulieren, mit sekundären oder Emulgatoren mit relativ niedrigem HLB-Wert kombiniert, wie bspw. Glycerilstearat, so daß rasch aufspaltende, lose emulgierte Emulsionen hergestellt werden. Bei den resultierenden optimalen Emulsionen wurde herausgefunden, daß sie ausgezeichnete Lagerstabilitäten aufweisen, wohingegen sie extrem rasch aufspalten, wenn sie auf die Haut aufgetragen werden. Wie in der nachfolgenden Tabelle VI-D dargestellt, spalten Emulsionszusammensetzungen, die N-Alkylphthalamate enthalten, wesentlich rascher als verschiedene kommerzielle untersuchte Produkte. TABELLE VI-D BESTIMMUNG DER AUFSPALTEIGENSCHAFTEN VON UNTERSCHIEDLICHEN PRODUKTEN UNTERSUCHTES PRODUKT AUFSPALTZEIT (SEC) FORMULIERUNG J-11* ¹VASELINE INTENSIVE CARE LOTION ²SOFT SENSE LOTION ³KERI LOTION &sup4;VISIBLE DIFFERENCE LOTION &sup5;OIL OF OLAY
Die Untersuchungen wurden dreimal durchgeführt und beinhalten ein Waschen des ausgewählten Hautbereiches mit Seife und Wasser, Trocknen des gewaschenen Hautbereiches, Auftragen von 0,1 g der Formulierung, Einreiben bis zur Trockenheit und Erfassen der verstrichenen Zeit vom anfänglichen Einreiben, bis keine Klebrigkeit mehr vorhanden ist und bis kein Widerstand mehr beobachtet wird.
* siehe Tabelle VI-C
1. Registriertes Warenzeichen der Chesebrough Pond's Inc.
2. Registriertes Warenzeichen von S.C. Johnson & Son, Inc.
3. Registriertes Warenzeichen der Westwood Pharmaceuticals Inc.
4. Registriertes Warenzeichen der Elizabeth Arden, Inc.
5. Registriertes Warenzeichen der Olay Company, Inc.
Die Körperpflegeproduktzusammensetzungen (wie bspw. Hautlotions oder Hautcremes), die Tenside der Erfindung enthalten, zeigen ausgezeichnete Salzverträglichkeit (i.e. bis zu 3 % Natriumchlorid kann in ausgewählte Zusammensetzungen inkorporiert werden, ohne daß die Emulsion aufspaltet).
Darüber hinaus zeigen typische Emulsionszusammensetzungen ausgezeichnete Lösungsmittelverträglichkeit. Es konnten stabile Emulsionszusammensetzungen erfolgreich hergestellt werden, die bis zu 20 % SD-40-Alkohol und/oder SD- 3A-Alkohol enthalten.
Die N-Alkylphthalamattenside der Erfindung können in Körperpflegeproduktkompositionen über eine Ölphase oder eine Wasserphase inkorporiert werden. Endfertige Emulsionen werden vorzugsweise dadurch hergestellt, daß ein übliches Zweiphasenheißverfahren eingesetzt wird.
Eine große Vielfalt an körperpflegenden Hautweichmachern, wie Petrolatum light, Mineralöl, Isopropylpalmitat, Caprilsäure-/Caprinsäuretriglyceride, Avocadoöl, Sesamsamenöl, Saffloröl, Maisöl, Erdnußöl, Lanolin AAA, deodorisiert, azetyliertes Lanolin, Melanin, sowie eine Vielzahl von Sonnenschutzmitteln und Vitaminen, etc. können rasch durch eine Kombination der Emulgatoren der Erfindung mit einem relativ hohen HLB-Wert und einem Emulgator mit einem relativ niedrigen HLB-Wert, wie bspw. Glycerolmonostearat und mit einem kosmetischen Hautweichmacher nach Wahl rasch emulgiert werden, und zwar so, daß ein Verhältnis zwischen Hautweichmacher und Emulgator im Bereich von etwa 3 : 1 bis etwa 30 : 1 erzielt wird.

BEISPIEL D

Emulgiereigenschaften für industrielle ölige Materialien

Gewisse industrielle ölige Materialien, wie bspw. Leinöl, Tallöl, Sojabohnenölalkyd, Leinsamenölalkyd, verschiedene Verschnitte von destilliertem Erdöl, schwere Paraffinöle, Asphaltenöl etc., werden in einer großen Vielfalt an Anwendungen eingesetzt, wie bspw. beim Straßenbau, als Harzbinder etc., diese sind jedoch aufgrund diesen innenwohnender Viskosität, Klebrigkeit, mangelnder Versprühbarkeit etc. extrem schwierig zu handhaben. Versuche, diese öligen Materialien zu emulgieren, haben nur begrenzt zum Erfolg geführt und benötigen typischerweise den Einsatz einer Vielzahl von Emulgatoren mit hohem HLB-Wert und niedrigem HLB-Wert und nicht-wäßrige Lösungsmittel, die im besten Falle nicht-stabile Emulsionen bilden.
So wird bspw. Leinöl im Straßenbau als Bindematerial eingesetzt, bevor zumindest gewisse Straßenbeläge repariert werden. Leinöl ist ein extrem klebriges und schweres Material, und es ist äußerst schwierig, es in etwa gleichförmiger Art und Weise aufzutragen. Daher wurde bislang Leinöl per se oder in Kombination mit nicht-wäßrigen Lösungsmitteln auf spezielle Lastfahrzeuge verladen, die einen erwärmten Tank aufweisen, der bei relativ hohen Temperaturen (i.e. etwa 90º bis 100ºC) gehalten wird. Der mit dem Tank versehene Lastwagen beinhaltet Versorgungsleitungen, die zu Sprühdüsen führen, die sich längs eines Sammelrohres erstrecken, um einen vorgegebenen Oberflächenbereich (i.e. eine Fahrbahn) bedecken zu können. Das erwärmte Leinöl wurde durch die Düsen gepumpt, die in machen Fällen auch mit getrennten Vorratstanks an einer Emulsion-Lösungsmittellösung verbunden waren, um kurzzeitig am Düsenkopf eine Emulsion zu erzeugen. Diese Emulsion wurde dann über die Arbeitsfläche zum manuellen Verteilen ausgeprüht. Hat sich das Leinöl einmal abgekühlt und/oder ist die Emulsion aufgespalten, würde es äußerst schwierig, das Leinöl gleichmäßig mit manuellen Verteilwerkzeugen zu verteilen. Es ist offensichtlich, daß mit einem solchen System die Sprühdüsen dazu neigen, zu verstopfen und daß diese schwierig zu reinigen sind, und daß die Arbeiter organischen Dämpfen und einer übermäßigen Hitze ausgesetzt sind.
In Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung konnte Leinöl rasch in ein wäßriges System emulgiert werden, indem Phthalamattenside (ein Emulgator mit einem relativ hohen HLB-Wert) in Kombination mit einem Emulgator mit einem relativ niedrigen HLB-Wert, wie bspw. Glycerolstearate, vorzugsweise Glycerolmonostearate und Wasser verwendet werden. Die resultierenden Emulsionen waren sehr einfach zu versprühen und auf einen gewünschten Bereich zu verteilen. Emulgiertes Leinöl wurde über ausgedehnte Zeitspannen gelagert, ohne daß eine bemerkenswerte Auftrennung erfolgt ist. Darüber hinaus benötigt emulgiertes Leinöl keine hohen Temperaturen bei der Anwendung, wodurch sowohl ein ökonomischer als auch ein umwelttechnischer Vorteil erzielt wird. Leinölemulsionsformulierung Verbindung LEINÖL NATRIUM-N-OCTADECYLPHTHALAMAT ¹KESSCO GLYCERYL MONOSTEARAT, REIN WASSER 1. KESSCO - registriertes Warenzeichen der Stepan Company für verschiedene organische Ester.
Die zuvor aufgeführten Verbindungen A werden in einen heizbaren Kessel gegeben und bei einer Temperatur von etwa 77 bis 80ºC gerührt. Die obige Verbindung B wird in einen getrennten heizbaren Kessel gegeben und ebenfalls auf etwa 77º bis 80ºC erhitzt. Danach werden unter Rühren die Bestandteile A zum Bestandteil B gegeben und das Erwärmen wird für etwa 30 Minuten fortgesetzt oder bis sich die Emulsion ausgebildet hat. Danach wird das Rühren fortgesetzt und die Emulsion wird auf etwa 32ºC abgekühlt. Das Rühren wird eingestellt und die Emulsion zur Lagerung und zur Bewertung überbracht. Die Emulsionsstabilität wurde bei 43ºC für eine einmonatige Zeitspanne, bei Raumtemperatur für eine dreimonatige Zeitspanne und bei 2ºC für eine einmonatige Zeitspanne bewertet.
In jedem Fall war die Emulsion stabil und konnte einfach auf Glasscheiben aufgetragen werden.
Auf gleiche Art und Weise können andere industrielle ölige Materialien wie Polybutylene, Polyethylene, Silikone, Polysilikone, Gums etc. relativ einfach emulgiert werden, indem die Phthalamatemulgatoren der Erfindung, die einen relativ hohen HLB-Wert aufweisen, mit einem Emulgator mit einem relativ niedrigen HLB-Wert, und zwar bis zu 80 Gew.-% eines öligen Materials und Q.s.100 Wasser kombiniert werden.
Es geht aus der vorangegangenen Beschreibung hervor, daß die Erfindung in verschiedenen Alternativen oder Modifikationen ausgeführt werden kann, die beträchtlich von denjenigen abweichen, die in der vorangegangenen Beschreibung und Erläuterung beschrieben wurden. Aus diesem Grund ist es selbstverständlich, daß das vorangegangene als lediglich erläuternd zu verstehen ist. Es ist nicht so zu verstehen oder zu interpretieren, daß dies beschränkend oder auf andere Weise für die vorliegende Erfindung einschränkend ist, mit der Ausnahme, wie es in den beiliegenden Ansprüchen ausgeführt und definiert ist.

Claims

1. Zusammensetzung, die als Emulsion einer Ölphase und einer Wasserphase aufrechterhalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion einen Emulgator der Formel

aufweist, in der

R für C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Alkyl steht;

X für ein Natrium- oder ein Triethanolammoniumion steht; und daß die Zusammensetzung einen pH von 7 bis 10 aufweist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der X Triethanolammonium ist und R für C&sub1;&sub8;-Alkyl steht.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der X ein Natriumion ist und R für C&sub1;&sub8;-Alkyl steht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der X ein Natriumion ist und R für C&sub1;&sub6;-Alkyl steht.

5. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die außerdem einen Glyceryl-Monofettsäureester enthält.

6. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Zusammensetzung zumindest etwa 0,5 Gew.-% des Emulgators aufweist.

7. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Zusammensetzung eine schnell aufspaltende Emulsion ist, die eine Aufspaltzeit von weniger als 30 Sekunden aufweist.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1, 5, 6 oder 7, bei der der Emulgator Natrium-N-octadecylphthalamat ist.

9. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Gewichtsverhältnis von Ölphase zu Emulgator zumindest 6,67 : 1 beträgt.

10. Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Ölphase Mineralöl, Isopropylmyristat, Aloeveraöl, Glycerin, Caprylsäure-/Caprinsäure-Triglyceride, Petrolatum leicht, Avocadoöl, Sesamsamenöl, Safloröl, Maisöl, Erdnußöl, Lanolin, acetyliertes Lanolin, Melanin, Leinöl, Polybutylen, Polyethylen, Silikon, Polysilikon, Gum oder Mischungen derselben enthält.