DE69420132T3

DE69420132T3 - Alkylglucoside und ihre verwendung

Info

Publication number: DE69420132T3
Application number: DE69420132T
Authority: DE
Inventors: Ingegärd Johansson; Lennart Dahlgren
Original assignee: Akzo Nobel Surface Chemistry AB
Current assignee: Nouryon Surface Chemistry AB
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2014-03-11
Also published as: ES2134937T5; EP0690868B1; WO1994021655A1; NO304602B1; DE69420132D1; JP3830159B2; FI954520A0; NO953645L; DK0690868T3; NO953645D0; SE9300955D0; SE9300955L; ES2134937T3; ATE183511T1; EP0690868A1; DE69420132T2; US5681949A; FI954520A; EP0690868B2; FI110098B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Alkylglycosid, welches eine vorteilhafte Kombination guter Reinigungskraft und geringen Schäumens zeigt, was es zur Reinigung harter Oberflächen besonders geeignet macht.
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. EP 387 912 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Alkylglycosiden mit verringerter Verschlechterung des Farbtons. Als möglicher Alkohol-Reaktant bei der Herstellung von Alkylglycosid wird 2-Butyloctanol erwähnt.
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 schlechte Reinigungskraft besitzen. Alkylglycosid-Produkte, die verzweigte Alkylgruppen enthalten, weisen außerdem oft ein unangenehmen Geruch auf. Deshalb besteht das Bedürfnis, nicht-ionische Tenside bereitzustellen, die in etwa ebenso leicht biologisch abbaubar sind, jedoch bessere Reinigungskraft besitzen und/oder weniger schäumen als bekannte Alkylglycoside.
Gemäß der Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Verwendung eines Alkylglycosids der allgemeinen Formel
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 2-5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2-4 Kohlensfoffatomen, bedeutet; R² für eine Alkylgruppe mit 4-7 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, steht; wobei die Summe der Kohlenstoffatome in R¹ und R² 7-11, vorzugsweise 7-9, beträgt; G ein Monosaccharid-Rest ist, und x 1-4, vorzugsweise 1 oder 2, bedeutet, in einer Reinigungszusammensetzung zur Reinigung harter Oberflächen gute Reinigungs- und Benetzungseigenschaften und verglichen mit anderen Alkylglycosiden mit etwa der gleichen Kettenlänge geringes Schäumen zur Folge hat. Verbindungen der Formel (I), worin R¹ eine Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen darstellt, R² eine Alkylgruppe mit 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, und G für einen Glucose-Rest steht, sind besonders bevorzugt. Die gemäß der Erfindung verwendeten Glucoside weisen keinen unangenehmen Geruch auf. Außerdem hat sich erwiesen, daß sie leicht abbaubar sind und geringe biologische Toxizität besitzen. Tests zeigten keine durch die Alkylglycoside verursachten Hautreizungen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt außerdem ein Alkylglycosid der Formel I, worin R¹ eine Alkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R² eine Alkylgruppe mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, wobei die Summe der Kohlenstoffatome in R¹ und R2 7 bis 9 ist, G ein Monosaccharid-Rest ist und x 1 bis 4 ist.
Die erfinderischen Verbindungen können auf herkömmliche Weise durch Umsetzen eines Alkohols der Formel
worin R¹ und R² wie oben angegeben sind, mit einem Monosaccharid, wobei das Molverhältnis des Alkohols zu dem Monosaccharid 2:1-80:1 beträgt, in Gegenwart eines sauren Katalysators hergestellt werden. Bei dem Katalysator kann es sich um eine anorganische oder organische Säure handeln. Die Reaktion wird etwa 1-4 h unter Vakuum bei 90-120°C durchgeführt. Bequemerweise wird die resultierende Reaktionsmischung zuerst filtriert und dann mit einer organischen und/oder anorganischen Base neutralisiert. Schließlich wird überschüssiger Alkohol falls gewünscht vorsichtig entfernt, z.B. durch Destillation.
Die Alkohole der Formel (II) können mit Hilfe einer Guerbet-Reaktion ausgehend von n-Pentanol, n-Hexanol oder Mischungen von n-Pentanol und n-Hexanol, n-Pentanol und n-Butanol, n-Hexanol und n-Butanol, und n-Hexanol und n-Pentanol, oder durch eine Aldol-Kondensation der entsprechenden Aldehyde hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Alkanol der Formel (II) 2-Propylheptanol. Das als Reaktant verwendete Monosaccharid ist geeigneterweise Pentose und Hexose. Konkrete Beispiele für bei der Herstellung der erfinderischen Glucoside verwendete Monosaccharide sind Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose, Xylose, Ribose und Lyxose. Glucose ist aus kommerziellen Gründen gewöhnlich bevorzugt.
Die erfinderischen Alkylglycoside werden geeigneterweise als Tenside in Reinigungszusammensetzungen, z.B. zur Entfettung harter Oberflächen oder zum Abspülen, verwendet. Bei der Entfettung lackierter oder unlackierter Metalloberflächen werden hervorragende Ergebnisse erzielt. Abgesehen von dem erfinderischen Alkylglycosid enthaften 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 4-18 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 6-30 Mol Alkylenoxid pro Mol Amin addiert sind. Vorzugsweise bestehen 50-100 Mol-% des addierten Alkylenoxids aus Ethylenoxid, während die restliche Menge vorzugsweise aus Propylenoxid oder einer Mischung von Propylenoxid und Butylenoxid besteht. Die verschiedenen Alkylenoxide können statistisch oder in Blöcken addiert sein. Wenn die Reinigungszusammensetzung wenig schäumen soll, endet die Alkylenoxid-Kette geeigneterweise mit einer Addition von 1-5 Mol Propylenoxid und/oder Butylenoxid. Gewöhnlich beträgt das Verhältnis von Lösungsvermittler zu dem erfinderischen Alkylglycosid 1:10-5:1, vorzugsweise 1:3-3:1.
Bei dem Komplexbildner kann es sich um einen herkömmlichen anorganischen oder organischen Komplexbildner, 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 anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Ein Alkylglycosid wurde durch Umsetzen von 3 Mol 2-Propylheptanol mit 0,45 Mol Glucose in Gegenwart von 0,015 Mol Schwefelsäure als Katalysator bei 110°C und 70 mbar hergestellt. Die Reaktion wurde nach 65 Min. unterbrochen. Die resultierende Produktmischung wurde durch Abdestillieren von überschüssigem Alkohol unter Vakuum behandelt. Die Ausbeute betrug 50 g, bestehend aus 74% 2-Propylheptylmonoglucosid, 15% 2-Propylheptyldiglucosid und einem Rest höherer Oligomere. Die Glucoside wiesen einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad (PG) von etwa 1,3 auf. Die Struktur wurde durch Gaschromatographie, Massenspektrometrie und NMR bestimmt.
Beispiel 2
Wie in Beispiel 1 wurde 2-Butyloctanol mit Glucose umgesetzt. Die Reaktionstemperatur betrug 112°C und die Reaktionszeit betrug 90 Min. Der durchschnittliche PG betrug 1,5.
Beispiel 3
Hier wurden 20 ml jeder der Reinigungszusammensetzungen unten, verdünnt mit 10 Gewichtsteilen Wasser pro Gewichtsteil der Zusammensetzung, auf ein vertikal angeordnetes, mit Mineralöl, 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-Dodecyl/n-Tetradecylglycosid (Plantaren, APG-600, Henkel)
Glucosid D = n-Decylglucosid (Lutensol GD-70, BASF)
G = Glucosid-Rest und x = 1,5 (Mittelwert).

Die resultierende Reinigungswirkung wurde in bezug auf die Fläche der gereinigten Oberfläche sowie die tatsächliche Reinheit dieser Oberfläche beurteilt. Die Reinheit wurde gemäß einer Skala von 1-10 beurteilt, wobei 1 keine Verbesserung bedeutet und 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.
Diese Ergebnisse zeigen, daß die Alkylglycoside gemäß der Erfindung hervorragende Reinigungskraft besitzen 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, zeigt eine nicht zufriedenstellende Reinigungskraft.

Claims

Verwendung eines Alkylglycosids der allgemeinen Formel
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 2-5 Kohlenstoffatomen darstellt, R² für eine Alkylgruppe mit 4-7 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Summe von Kohlenstoffatomen in R¹ und R² 7-11 beträgt, G einen Monosaccharid-Rest bedeutet und x 1-4 ist, in einer Reinigungszusammensetzung zur Reinigung harter Oberflächen.
Verwendung nach Anspruch 1, worin R¹ eine Alkylgruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen darstellt und R² für eine Alkylgruppe mit 4-6 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Summe der Kohlenstoffatome in R¹ und R² 7-9 beträgt.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin R¹ eine Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen darstellt und R² für eine Alkylgruppe mit 5 Kohlenstoffatomen steht.
Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin G einen Glucose-Rest bedeutet.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, worin x 1 oder 2 ist.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1-5, worin die Reinigungszusammensetzung zusätzlich zu dem Alkylglycosid einen wasserlöslichen Lösungsvermittler und gegebenenfalls einen organischen oder anorganischen Komplexbildner enthält.
Verwendung nach Anspruch 6, worin der Lösungsvermittler aus Alkyletherpolyglycolen, Glycolen, Alkoholen und/oder tertiären und/oder quartären Alkylaminalkoxylaten besteht.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Reinigungszusammensetzung den Lösungsvermittler in einer Menge von 1:3-3:1, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, und den Komplexbildner in einer Menge von 1:10-2:1, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, enthält.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1-8, worin die Reinigungszusammensetzung zur Entfettung lackierter oder unlackierter Metalloberflächen bestimmt ist.
Alkylglucosid der allgemeinen Formel
worin R¹ eine Alkylgruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen darstellt und R² für eine Alkylgruppe mit 4-6 Kohlenstoffatomen steht, wobei die Summe der Kohlenstoffatome in R¹ und R² 7-9 beträgt, G einen Monosaccharid-Rest bedeutet und x 1-4 ist.
Alkylglucosid nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass R¹ eine Alkylgruppe mit 3 Kohlenstoffatomen darstellt und R² für eine Alkylgruppe mit 5 Kohlenstoffatomen steht.
Alkylglucosid nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass G einen Glucose-Rest bedeutet.
Alkylglucosid nach irgendeinem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass x 1 oder 2 ist.