DE69419740T2

DE69419740T2 - Alkylglykosid, seine verwendung für reinigungszwecke und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE69419740T2
Application number: DE69419740T
Authority: DE
Inventors: Ingegaerd Johansson
Original assignee: Berol Nobel Stenungsund AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2014-03-11
Also published as: NO953732D0; ATE182614T1; JPH08508059A; EP0690905A1; NO306683B1; NO953732L; SE9300954D0; US5644041A; WO1994021769A1; FI954521A; DK0690905T3; SE502525C2; ES2134936T3; DE69419740D1; SE9300954L; FI954521A0; CA2157301A1; EP0690905B1; JP3623504B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Alkylglycosid, worin die Alkylgruppe Methyl-verzweigt ist, sowie die Verwendung des Alkylglycosids als Tensid bei der Reinigung harter Oberflächen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Reinigungszusammensetzung, worin das Alkylglycosid mit einem Lösungsvermittler und vorzugsweise auch mit einem Komplexbildner vereinigt ist.
In den letzten Jahren war die Aufmerksamkeit auf Alkylglycoside gerichtet, da diese sich als leichter biologisch abbaubar erwiesen als andere nicht-ionische Tenside, z. B. Ethylenoxid-Addukte von Fettalkoholen. So beschreibt US-A-3,839,318 die Herstellung von Alkylglucosiden und Alkyloligosacchariden, wie z. B. n-Octylglucosid, n-Hexylglucosid, n-Decylglucosid, n-Dodecylglucosid, Isodecylglucosid, Isoundecylglucosid, Isotridecylglucosid und den entsprechenden Oligosacchariden. Die United States Stationary Invention Registration H171 gibt an, daß Alkylglycoside der Formeln R(OG) und R(OG)x hervorragende Tenside sind. In diesen Formeln bedeutet R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe, die am zweiten Kohlenstoffatom oder an einem höheren Kohlenstoffatom verzweigt ist, wobei die Verzweigung ausgewählt ist aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Isopropyl, n-Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Mischungen davon, vorausgesetzt, daß R etwa 7 bis etwa 30 Kohlenstoffatome enthält; G steht für eine Saccharidgruppe ausgewählt aus der Gruppe Glucose, Fructose, Mannose, Galactose, Talose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Ribose und Mischungen davon; und x ist 2 oder mehr. Beispiel 1 enthält eine Beschreibung der Herstellung von zwei Produktmischungen, die im wesentlichen aus 2-Ethylhexylglycosid bzw. Isooctylglycosid bestehen.
DE 20 36 472, EP 306 650, EP 306 651 und EP 306 652 beschreiben unter anderem ebenfalls Alkylglycoside.
Obwohl Alkylglycoside im allgemeinen leicht biologisch abbaubar sind, werden sie in vielen Anwendungsbereichen, wie z. B. der Reinigung harter Oberflächen, nur in begrenztem Maße eingesetzt, da sie zu stark schäumen und/oder zu schlechte Reinigungskraft besitzen. Deshalb besteht das Bedürfnis, nicht-ionische Tenside bereitzustellen, die in etwa ebenso leicht biologisch abbaubar sind, jedoch bessere Reinigungswirkung auf harten Oberflächen besitzen und/oder weniger schäumen als bekannte Alkylglycoside.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein Alkylglycosid der Formel
RCH&sub2;O(G)xH (I)
worin R eine Alkylgruppe darstellt, die insgesamt 8-12 Kohlenstoffatome besitzt und 2-4 Gruppen der Formel -CH(CH&sub3;)- in ihrer Kohlenstoffkette enthält, G für einen Monosaccharid-Rest steht, und x 1-4 ist, vorteilhafterweise als Tensid in Zusammensetzungen zur Reinigung harter Oberflächen verwendet wird. Das Alkylglycosid der Formel I zeigt gute Reinigungs- und Benetzungseigenschaften sowie verglichen mit anderen Alkoholen mit etwa der gleichen Kettenlänge geringes Schäumen. Außerdem hat sich erwiesen, daß das Alkylglycosid leicht abbaubar ist und geringe biologische Toxizität besitzt. Tests haben keine durch die Alkylglycoside verursachten Hautreizungen gezeigt. Vorzugsweise sind 2 oder 3 Methylgruppen vorhanden. Verbindungen, worin R 9 oder 10 Kohlenstoffatome enthält und x 1 oder 2 ist, sind besonders bevorzugt, da sie gute Reinigungskraft besitzen und vergleichsweise leicht herzustellen sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auf herkömmliche Weise durch Umsetzen eines Alkohols der Formel
RCH&sub2;OH (II)
worin R wie oben angegeben ist, mit einem Monosaccharid in Gegenwart eines sauren Katalysators hergestellt werden, wobei das Molverhältnis des Alkohols zu dem Monosaccharid 2 : 1-80 : 1 beträgt. Bei dem Katalysator kann es sich um eine anorganische oder organische Säure handeln. Die Reaktion wird etwa 1-4 h unter Vakuum bei 90-120ºC durchgeführt. Bequemerweise wird die resultierende Reaktionsmischung zuerst filtriert und dann mit einer organischen und/oder anorganischen Base neutralisiert, woraufhin überschüssiger Alkohol falls gewünscht vorsichtig entfernt wird, z. B. durch Destillation.
Die Alkohole der Formel (I) können auf herkömmliche Weise durch Kondensation von Propen, Buten oder Mischungen davon hergestellt werden, woraufhin die erhaltenen Di-, Tri- oder Tetramere mit Hilfe des Oxoprozesses um ein Kohlenstoffatom verlängert werden. Die resultierenden Aldehyde können dann leicht in die entsprechenden Alkohole umgewandelt werden. Die erhaltenen Alkohole bilden eine komplexe Mischung Methyl-verzweigter Strukturen, obwohl einige Ethyl- Substituenten vorhanden sein können. Die in der Kohlenstoffkette zu findende Menge an quartärem Kohlenstoff ist sehr gering und quartären Kohlenstoff enthaltende Alkohole sind als Verunreinigungen zu betrachten, die von der vorliegenden Erfindung nicht umfaßt werden. Beispiele für geeignete Alkohole sind Exxal 9, Exxal 10, Exxal 11, Exxal 12 und Exxal 13, alle von Exxon Chemical vertrieben. Das als Reaktant verwendete Monosaccharid besteht geeigneterweise aus Pentose und Hexose. Konkrete Beispiele für bei der Herstellung der erfinderischen Glycoside verwendete Monosaccharide sind Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose, Xylose, Ribose und Lyxose. Glucose ist aus kommerziellen Gründen gewöhnlich besonders bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Alkylglycoside sind zur Verwendung in Zusammensetzungen zur Reinigung harter Oberflächen, z. B. zur Entfettung derartiger Oberflächen oder zum Abspülen, geeignet. Bei der Entfettung lackierter oder unlackierter Metalloberflächen werden hervorragende Ergebnisse erzielt. Abgesehen von dem erfinderischen Alkylglycosid enthalten diese Zusammensetzungen vorzugsweise einen wasserlöslichen Lösungsvermittler und geeigneterweise einen Komplexbildner.
Beispiele für Lösungsvermittler sind Alkyletherpolyalkylenglycol, wie z. B. Monobutyldiethylenglycol; Glycole, wie z. B. Diethylenglycol, Dipropylenglycol und Propylenglycol; Alkohole, wie z. B. Ethanol, Propanol und Isopropanol; Alkylglycoside, worin die Alkylgruppe 4-8 Kohlenstoffatome aufweist; und/oder tertiäre oder quartäre Aminalkoxylate, worin die Alkylgruppe, die geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein kann, 8-20 Kohlenstoffatome aufweist und worin 6-30 Mol Alkylenoxid pro Mol Amin addiert sind. Vorzugsweise bestehen 50- 100 Mol-% des addierten Alkylenoxids aus Ethylenoxid, während der Rest vorzugsweise aus Propylenoxid oder einer Mischung von Propylenoxid und Butylenoxid besteht. Die verschiedenen Alkylenoxide können statistisch oder in Blöcken addiert sein. Wenn die Reinigungszusammensetzung äußerst wenig schäumen soll, endet die Alkylenoxid-Kette bequemerweise mit einer Addition von 1-5 Mol Propylenoxid und/oder Butylenoxid. Das Verhältnis des Lösungsvermittlers zu dem erfinderischen Alkylglycosid beträgt gewöhnlich 1 : 10 - 5 : 1, vorzugsweise 1 : 3 - 3 : 1.
Bei dem Komplexbildner kann es sich um ein herkömmliches anorganisches oder organisches Mittel, wie z. B. ein anorganisches Phosphat oder NTA, EDTA, Citronensäure oder ein Polycarboxylat, handeln. Die zugegebene Menge kann von Null bis 300 Gew.-% des erfinderischen Alkylglycosids variieren. Vorzugsweise beträgt das Mengenverhältnis des Komplexbildners zu dem Alkylglycosid 1 : 10 - 2 : 1. Die Reinigungszusammensetzungen können weiter andere Additive, wie z. B. pH- Einstellungsmittel, Antischaummittel, Enzyme, andere Tenside und Duftstoffe, enthalten. Die Zusammensetzungen sind gewöhnlich wässrig und in Form von Emulsionen, Mikroemulsionen oder Lösungen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Ein Alkylglycosid wurde durch Umsetzen von 2,6 Mol eines Alkohols (Exxal 9) der Formel (II), worin R ein C8 Alkyl mit einer Methyl-Substitution von etwa 2 (Mittelwert) darstellt, mit 0,4 Mol Glucose in Gegenwart von 0,015 Mol Schwefelsäure als Katalysator bei 110ºC und 70 mbar hergestellt. Die Reaktion wurde nach 105 Min. unterbrochen. Die resultierende Produktmischung wurde durch Abdestillieren von überschüssigem Alkohol unter Vakuum behandelt. Die Ausbeute betrug 105 g, bestehend aus 60% C&sub9;-verzweigtem Alkylmonoglucosid, 15% C&sub9;-verzweigtem Alkyldiglucosid und einem Rest höherer Oligomere. Die Glucoside wiesen einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad (PG) von etwa 1,5 auf. Die Struktur wurde durch Gaschromatographie, Massenspektrometrie und NMR bestimmt.

Beispiel 2

Ein Alkylglycosid wurde durch Umsetzen von 7,6 Mol eines Alkohols (Exxal 10) der Formel (11), worin R ein C&sub9;-Alkyl mit einer Methyl-Substitution von etwa 2, 2 (Mittelwert) darstellt, mit 1,2 Mol Glucose in Gegenwart von 0,015 Mol Schwefelsäure als Katalysator bei 90-111ºC und 100 mbar hergestellt. Die Reaktion wurde nach 120 Min. unterbrochen. Die Reaktionsmischung wurde durch Abdestillieren von überschüssigem Alkohol unter Vakuum behandelt. Die Ausbeute betrug 278 g, bestehend aus 60% Monoglycosid, 12% Diglycosid und einem Rest höherer Oligomere. Die Glucoside wiesen einen durchschnittlichen PG von 1,6 auf.

Beispiel 3

Hier wurden 20 ml jeder der Reinigungszusammensetzungen unten, verdünnt mit 10 Gewichtsteilen Wasser pro Gewichtsteil der Zusammensetzung, auf ein vertikal angeordnetes, mit Mineralölen, Ruß, Salzen und Lehm verunreinigtes Eisenblech aufgebracht. Nach dem Aufbringen wurde die beschichtete Oberfläche ohne mechanische Behandlung mit Wasser gespült.
Glucosid A = 2-Ethylhexyl-O(G)xH
Glucosid B = Isooctyl-O(G)xH
Glucosid C = n-Dodecylln-Tetradecylglucosid (APG-600, Henkel)
Glucosid D = n-Decylglucosid (Lutensol GD-70, BASF)
worin G = Glucosid-Rest und x = 1,5 (Mittelwert).
Die erzielte Reinigungswirkung wurde in bezug auf die Fläche der gereinigten Oberfläche sowie ihre tatsächliche Reinheit beurteilt, wobei die Zahl 1 keine Verbesserung bedeutet und die Zahl 10 eine vollkommen reine Oberfläche angibt. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
Das Schäumen der verschiedenen gebrauchsfertigen Lösungen wurde gemäß Ross- Miles ASTM D 1173-53 gemessen. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten.
Anhand dieser Ergebnisse ist ersichtlich, daß die Alkylglycoside gemäß der Erfindung hervorragende Reinigungskraft zeigen und gegenüber Alkylglycosiden mit gerader Kohlenstoffkette mit 10-14 Kohlenstoffatomen klar überlegen sind, während sie gleichzeitig einen annehmbaren Schäumungsgrad aufweisen. Die Zusammensetzung, die Alkylglycoside mit einer Alkylgruppe mit 8 Kohlenstoffatomen enthält, zeigte eine nicht zufriedenstellende Reinigungskraft.

Claims

1. Verwendung eines Alkylglycosids der allgemeinen Formel

RCH&sub2;O(G)XH (I)

worin R eine Alkylgruppe darstellt, die insgesamt 8-12 Kohlenstoffatome besitzt und 2-4 Gruppen der Formel -CH(CH&sub3;)- in ihrer Kohlenstoffkette enthält; G für einen Monosaccharid-Rest steht; und x 1-4 ist, als Tensid zur Reinigung harter Oberflächen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R eine Alkylgruppe mit 9 oder 10 Kohlenstoffatomen darstellt.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R eine Methyl-Substitution von 2 oder 3 aufweist.

4. Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß G für einen Glucose-Rest steht.

5. Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß x 1 oder 2 ist.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1-5 des Alkylglycosids der Formel (I) als Tensid in einer Reinigungszusammensetzung zur Entfettung lackierter oder unlackierter Metalloberflächen.

7. Reinigungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich zu dem Alkylglycosid der Formel (I) einen wasserlöslichen Lösungsvermittler und gegebenenfalls einen organischen oder anorganischen Komplexbildner enthält.

8. Reinigungszusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsvermittler aus Alkyletherpolyglycolen, Glycolen, Alkoholen und/oder tertiären und/oder quartären Alkylaminalkoxylaten besteht.

9. Reinigungszusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Lösungsvermittler in einer Menge von 1 : 3 - 3 : 1, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, und einen Komplexbildner in einer Menge von 1 : 10 - 2 : 1, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, enthält.

10. Alkylglycosid der allgemeinen Formel

RCH&sub2;O(G)XH (I)

worin R eine Alkylgruppe darstellt, die insgesamt 8-12 Kohlenstoffatome besitzt und 2-4 Gruppen der Formel -CH(CH&sub3;)- in ihrer Kohlenstoffkette enthält; G für einen Monosaccharid-Rest steht; und x 1-4 ist.