EP1881951A1 - Glyoxal-alkyl polyglykol ether acetale - Google Patents

Glyoxal-alkyl polyglykol ether acetale

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Publication number
EP1881951A1
EP1881951A1 EP06753512A EP06753512A EP1881951A1 EP 1881951 A1 EP1881951 A1 EP 1881951A1 EP 06753512 A EP06753512 A EP 06753512A EP 06753512 A EP06753512 A EP 06753512A EP 1881951 A1 EP1881951 A1 EP 1881951A1
Authority
EP
European Patent Office
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alkyl
formula
compounds
iso
agents
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06753512A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank-Peter Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clariant Produkte Deutschland GmbH
Original Assignee
Clariant Produkte Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Clariant Produkte Deutschland GmbH filed Critical Clariant Produkte Deutschland GmbH
Publication of EP1881951A1 publication Critical patent/EP1881951A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/88Ampholytes; Electroneutral compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/047Breaking emulsions with separation aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/02Foam dispersion or prevention
    • B01D19/04Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances
    • B01D19/0404Foam dispersion or prevention by addition of chemical substances characterised by the nature of the chemical substance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/30Compounds having groups
    • C07C43/315Compounds having groups containing oxygen atoms singly bound to carbon atoms not being acetal carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/20Organic compounds containing oxygen
    • C11D3/2068Ethers

Definitions

  • Tetramethoxyethane a bisacetal obtained by the reaction of glyoxal with methanol, has a very interesting dissolving behavior. It dissolves comparable to e.g. Ethanol or isopropanol in any ratio with water. At the same time, however, it shows a much greater dissolving power for fats and oils. For example, greasy and oily stains from textiles are sometimes dissolved just as well as with the nonpolar solvents perchlorethylene or with isoalkanes ("benzine").
  • tetramethoxyethane appears to be suitable for use in laundry detergents and cleaners for textiles (e.g., in stain removers or detergency boosters) or for hard surfaces, e.g. as a substitute for other organic solvents such as monohydric alcohols (ethanol, isopropanol), dihydric or polyhydric alcohols (1,2-propylene glycol, glycerol), ethers, in particular glycol ethers, ketones, esters, oligo- and polyalkylene glycols (PEG 300 and PEG 400 ), Terpenes, n- and iso-alkanes and nitrogen-containing solvents such as N-methylpyrrolidone.
  • solvents come e.g. in liquid detergents, prewash sprays, stain removers, all-purpose cleaners, glass cleaners or special cleaners e.g. in the automotive sector.
  • Tetramethoxyethans by longer alkyl radicals by reacting glyoxal with longer-chain alcohols such as ethanol, propanol or butanol and thus passes to tetraethoxyethane, tetrapropoxyethane or tetrabutoxyethane.
  • longer-chain alcohols such as ethanol, propanol or butanol
  • tetraethoxyethane tetrapropoxyethane or tetrabutoxyethane.
  • Such symmetrical bis-acetals of glyoxal with short-chain linear alcohols having 2 to 6 carbon atoms and with isooctanol are known.
  • a disadvantage of these symmetrical bis-acetals is the decreasing water solubility with increasing C chain length.
  • the object of the present invention is thus to provide bis-acetals of glyoxal which have an even better dissolving power for fats and oils or for nonpolar organic solvents than the known glyoxal acetals without at the same time experiencing a significant reduction in their water solubility. It has now surprisingly been found that compounds of formula (1) given below have amphiphilic properties which are comparable to those of conventional surfactants.
  • the invention relates to amphiphilic acetals of the formula (1)
  • R 1 is n-C ⁇ -C 2 2-alkyl or or n- or iso-C 5 -C 8 -
  • Alkylphenyl, R 2 and R 4 independently of one another are C 1 -C 7 -alkyl or the same
  • R 1 , R 3 Ci-C 7 alkyl, A is a group of the formulas -C 2 H 4 - or
  • the indices a, b, c and d independently of one another represent numbers from 0 to 50, where at least one of the indices a, b, c or d has to assume a value other than 0.
  • R 1 are n-Cio-Ci ⁇ -alkyl, n-Ci 2 -Ci 6 alkyl, iso-Cn-Cis-alkyl, iso-Ci 3 -Ci 5 alkyl, and n- and iso-C 8 -C 2 alkylphenyl preferred.
  • C 1 -C 7 -alkyl (R 3 ) preference is given to methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl and tert-butyl.
  • A is preferably -C 2 H 4 -.
  • the indices a, b, c and d are preferably numbers from 1 to 25, particularly preferably from 2 to 10 and very particularly preferably from 3 to 8.
  • R 1 is nC 8 -C 22 alkyl, preferably n-Cio-Ci ⁇ - alkyl, in particular 12 nC -C 6 alkyl or iso-Cg-C 22 alkyl, preferably iso-C 1r cis, Alkyl, in particular iso-Ci 3 -Ci 5 alkyl and R 2 , R 3 and R 4 is C 1 -C 7 -alkyl, A is -C 2 H 4 -, a is from 1 to 25, preferably from 2 to 10 and particularly preferably from 3 to 8, b, c and d are numbers from 0 to 25, preferably from 0 to 3 and particularly preferably 0.
  • R 1 and R 2 preferably nC-io- C-i ⁇ alkyl, especially n C- ⁇ 2 -C 6 alkyl or iso-Cg-C ⁇ alkyl, preferably iso-Cn-Ci 5 alkyl, in particular iso-C 3 -C 15 - Alkyl and R 3 and R 4 are C 1 -C 7 -alkyl,
  • A is -C 2 H 4 -
  • a and b are a number from 1 to 25, preferably from 2 to 10 and particularly preferably from 3 to 8
  • c and d are numbers of 0 to 25, preferably from 0 to 3 and particularly preferably 0 mean.
  • R 1 and R 4 nC 8 -C 22 alkyl preferably n-Cio Ci ⁇ -alkyl, in particular nC- 2 -Ci 6 alkyl or iso-Cg-C 22 alkyl, preferably iso - Cn-Ci 5 alkyl, in particular iso-Ci 3 -Ci 5 alkyl and R 2 and R 3 is CrC 7 alkyl
  • b and c are numbers from 0 to 25, preferably from 0 to 3 and particularly preferably 0.
  • R 1 is nC 8 -C 22 alkyl, preferably n-Ci O -C 8 - alkyl, especially n-C 2 -C 6 alkyl or iso-C 9 -C 22 alkyl, preferably iso C 1 -C 5 -alkyl, in particular iso-C 3 -C 5 -alkyl and R 2 , R 3 and R 4 are C 1 -C 7 -alkyl, A is -C 2 H 4 -, a is a number of 0 and b, c and d are a number from 1 to 25, preferably from 2 to 10 and particularly preferably from 3 to 8.
  • R 1 and R 2 nC 8 -C 22 alkyl preferably n-Cio-C-i ⁇ -alkyl, in particular n-Ci 2 -Ci 6 alkyl or JSO-Cg-C 22 -AI kyl , preferably iso-Cii-Ci 5 alkyl, especially iso-Ci 3 -Ci 5 alkyl and R 3 and R 4 is C 1 -C 7 -alkyl
  • A is -C 2 H 4 -
  • a and b is 0, and c and d Numbers from 1 to 25, preferably from 2 to 10 and particularly preferably from 3 to 8 mean.
  • R 1 and R 4 nC 8 -C 22 alkyl, preferably n-Ci 0 - 9 -C ⁇ C-i ⁇ alkyl, especially 12 nC -C 6 alkyl or iso-C 22 alkyl, preferably iso-Cii-Ci 5 alkyl, in particular iso-Ci 3 -Ci 5 alkyl and R 2 and R 3 is CrC 7 alkyl,
  • A is -C 2 H 4 -
  • a and d are numbers of 1 to 25, preferably from 2 to 10 and more preferably from 3 to 8 mean.
  • the compounds of formula 1 can be prepared by methods known per se
  • a, b, c or d are 0, they are the non-alkoxylated alcohols which can be used in admixture with the alcohol alkoxylates or alkylphenol alkoxylates to acetalize the glyoxal.
  • alcohol alkoxylates e.g. the ethoxylates of native fatty alcohols, such as
  • suitable alkylphenol ethoxylates are nonylphenol ethoxylate, isooctylphenol ethoxylate and tributylphenol ethoxylates.
  • the acetalization is preferably carried out in the presence of a small amount of an acidic catalyst.
  • Suitable acid catalysts are both Lewis and Brönsted acids, for example zirconium sulfate, sulfuric acid, methylsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, trichloroacetic acid, oxalic acid or acidic ion exchangers.
  • the glyoxal used is preferably in the form of an aqueous solution, it being advantageous to use the customary technical aqueous solutions having a glyoxal content of 20 to 60, preferably 30 to 50 wt .-%.
  • crystalline glyoxal as trimer with two moles of water of crystallization, for the acetalization.
  • the compounds of formula 1 can be prepared, for example, by acetalizing glyoxal with a mixture of a long-chain alcohol ethoxylate or an alkylphenol ethoxylate and a short-chain alcohol such as methanol, ethanol, propanol or butanol. Depending on whether the resulting Glyoxalbisacetal should contain one, two or three long-chain alkyl ethoxylate or Alkylphenylethoxylatreste, this and the short-chain alcohol in the molar ratios of 1: 3 or 1: 1 or 3: 1 are used.
  • Another possibility for the preparation of compounds of formula 1 is the reaction of glyoxal with a mixture of a long-chain alcohol or an alkylphenol and glycol ethers, such as mono-, di- or tripropylene glycol monomethyl ether, mono-, di- or triethylene glycol mono -n-butyl ether.
  • a long-chain alcohol or an alkylphenol and glycol ethers such as mono-, di- or tripropylene glycol monomethyl ether, mono-, di- or triethylene glycol mono -n-butyl ether.
  • the long-chain alcohol or the alkylphenol and the glycol ethers in the molar ratios of 1: 3 or 1: 1 or 3: 1.
  • the acetalization of glyoxal according to the invention can be carried out with an excess of the hydroxyl-containing components R 1 - (OA) a --OH, R 2 - (OA) b --OH, R 3 - (OA) C - OH or R 4 - (OA) d -OH.
  • transacetalization transacetalization of a glyoxal bisacetal with alcohol alkoxylates.
  • the compounds of formula 1 thus obtained show a good dissolving power for hydrophobic substances, for example for dirt or fats or oils.
  • they show a clear surface-surfactant behavior, that is, a reduction of the surface tension or the surface tension, an improvement of the net effect, an adsorption at interfaces, the ability to form micelles, a solubilizing power, an emulsifying ability Ability to form microemulsions, dispersibility, foaming power, ability to form liquid crystalline phases.
  • amphiphilic acetals of formula 1 are:
  • the desired acetals are not obtained in pure form but as mixtures of different acetals.
  • amphiphilic acetals described above can be used in the following fields: as surfactants, emulsifiers, demulsifiers, dispersants, wetting agents, foaming agents and defoamers; as washing and cleaning agents in aqueous liquor for textiles and for hard surfaces of painted or unpainted metal, stainless steel, glass, plastics, linoleum, ceramics, porcelain, stoneware, stoneware, wood, concrete, plaster, baked clay or clay; in dry cleaning as a base cleaner or in the form of spotting agents or cleaning enhancers; in the textile industry as a leveling agent and as a dyeing agent for dyeing textiles, as an emulsifier, as a wetting agent, as a component of sizing agents and as a lubricant, for example in spinning or weaving; As softening agent for textiles to change the surface texture, eg with regard to grip, softness, smoothness, hydrophilicity and hydrophobicity; as antistatics for synthetic fibers and plastics; as
  • Condenser or as air entraining agent for the preparation of asphalt emulsions, e.g. as a bonding agent; as additives in the primary and secondary production of petroleum, e.g. as demulsifiers / demulsifiers for the separation of water from crude oil or as an additive to the flood water to increase the crude oil yield; and as fuel additives.

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Abstract

Glyoxal-Alkylpolyglykolether-Acetale Amphiphile Acetale der Formel (1 ) worin R1 n-C8-C22-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl oder n- bzw. iso-C5-C18-Alkylphenyl-, R2 und R4 unabhängig voneinander C1-C7-Alkyl bedeuten oder die gleiche Bedeutung wie R1 haben, R3 C1-C7-Alkyl, A eine Gruppe der Formeln -C2-H4- oder -C3H6- und die Indices a, b, c und d unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 50 bedeuten, wobei mindestens einer der Indices a, b, c oder d einen Wert von ungleich 0 einnehmen muss. Diese Verbindungen eignen sich als Tenside, Emulgatoren, Demulgatoren, Netzmittel, Schäumer oder Entschäumer.

Description

Beschreibung
Glyoxal-Alkylpolyglykolether-Acetale
Tetramethoxyethan, ein Bisacetal, welches durch die Umsetzung von Glyoxal mit Methanol erhalten wird, besitzt ein sehr interessantes Löseverhalten. Es löst sich vergleichbar zu z.B. Ethanol oder Isopropanol in jedem Mischungsverhältnis mit Wasser. Gleichzeitig zeigt es jedoch ein wesentlich stärkeres Lösevermögen für Fette und öle. So werden zum Beispiel fettige und ölige Anschmutzungen aus Textilien teilweise gleich gut wie mit den unpolaren Lösemitteln Perchlorethylen oder mit Isoalkanen („Waschbenzin") herausgelöst.
Aus diesem Grund erscheint Tetramethoxyethan als geeignet für die Anwendung in Wasch- und Reinigungsmitteln für Textilien (z.B. in Fleckentfernern oder Waschverstärkern) oder für harte Oberflächen, z.B. als Ersatz für andere organische Lösemittel wie einwertige Alkohole (Ethanol, iso-Propanol), zwei oder mehrwertige Alkohole (1 ,2-Propylenglykol, Glyzerin), Ether, insbesondere Glykolether, Ketone, Ester, Oligo- und Polyalkylenglykole (PEG 300 und PEG 400), Terpene, n- und iso-Alkane und stickstoffhaltige Lösemittel wie z.B. N-Methylpyrrolidon. Derartige Lösemittel kommen z.B. in Flüssigwaschmitteln, Vorwaschsprays, Fleckentfernern, Allzweckreinigern, Glasreinigern oder speziellen Reinigern z.B. im Automotive-Sektor zum Einsatz.
Weiterhin ist der Einsatz von Tetramethoxyethan als Substitut für Perchlorethylen „PER" oder für Kohlenwasserstofflösemittel „KWL" in der chemischen Reinigung denkbar.
Trotz seines guten Lösevermögens für Fette und öle kann in speziellen Fällen ein noch besseres Lösevermögen für unpolare Stoffe und somit ein stärker unpolarer Charakter des Lösemittels erforderlich sein.
Möglich wird dies durch den Austausch der Methylgruppen des
Tetramethoxyethans durch längere Alkylreste, indem man Glyoxal mit längerkettigen Alkoholen wie z.B. Ethanol, Propanol oder Butanol umsetzt und so zu Tetraethoxyeethan, Tetrapropoxyethan oder zu Tetrabutoxyethan gelangt. Solche symmetrischen Bis-Acetale des Glyoxals mit kurzkettigen linearen Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen und mit Isooktanol sind bekannt. Nachteilig bei diesen symmetrischen Bis-Acetalen ist jedoch die mit zunehmender C- Kettenlänge abnehmende Wasserlöslichkeit.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, Bis-Acetale des Glyoxals bereitzustellen, die ein noch besseres Lösevermögen für Fette und öle bzw. für unpolare organische Lösemittel besitzen als die bekannten Glyoxal-Acetale ohne gleichzeitig eine deutliche Herabsetzung ihrer Wasserlöslichkeit zu erfahren. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass Verbindungen der unten angegebenen Formel (1) über amphiphile Eigenschaften verfügen, die vergleichbar zu denen üblicher Tenside sind.
Gegenstand der Erfindung sind amphiphile Acetale der Formel (1 )
worin R1 n-Cβ-C22-Alkyl oder oder n- bzw. iso-C5-Ci8-
Alkylphenyl-, R2 und R4 unabhängig voneinander CrC7-Alkyl bedeuten oder die gleiche
Bedeutung wie R1 haben, R3 Ci-C7-Alkyl, A eine Gruppe der Formeln -C2H4- oder
-C3H6- und die Indices a, b, c und d unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 50 bedeuten, wobei mindestens einer der Indices a, b, c oder d einen Wert von ungleich 0 einnehmen muss.
Bei der Bedeutung von R1 sind n-Cio-Ciβ-Alkyl, n-Ci2-Ci6-Alkyl, iso-Cn-Cis-Alkyl, iso-Ci3-Ci5-Alkyl, sowie n- und iso-C8-Ci2-Alkylphenyl bevorzugt. Als Ci-C7-Alkyl (R3) kommt vorzugsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl und tert.-Butyl in Frage. A ist vorzugsweise -C2H4-.
Die Indices a, b, c und d sind bevorzugt Zahlen von 1 bis 25, besonders bevorzugt von 2 bis 10 und ganz besonders bevorzugt von 3 bis 8.
Von den Verbindungen der Formel 1 sind folgende Gruppen von Verbindungen bevorzugt:
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 n-C8-C22-Alkyl, vorzugsweise n-Cio-Ciβ- Alkyl, insbesondere n-C12-C-i6-Alkyl oder iso-Cg-C22-Alkyl, vorzugsweise iso-C1r Cis-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-Ci5-Alkyl und R2, R3 und R4 CrC7-Alkyl, A -C2H4-, a eine Zahl von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8, b, c und d Zahlen von 0 bis 25, bevorzugt von 0 bis 3 und besonders bevorzugt 0 bedeuten.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 und R2 vorzugsweise n-C-io- C-iβ-Alkyl, insbesondere n-C-ι2-Ci6-Alkyl oder iso-Cg-C^-Alkyl, vorzugsweise iso- Cn-Ci5-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-C15-Alkyl und R3 und R4 Ci-C7-Alkyl, A -C2H4-, a und b eine Zahl von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8, c und d Zahlen von 0 bis 25, bevorzugt von 0 bis 3 und besonders bevorzugt 0 bedeuten.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 und R4 n-C8-C22-Alkyl, vorzugsweise n-Cio- Ciβ-Alkyl, insbesondere n-C-ι2-Ci6-Alkyl oder iso-Cg-C22-Alkyl, vorzugsweise iso- Cn-Ci5-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-Ci5-Alkyl und R2 und R3 CrC7-Alkyl, A -C2H4-, a und d Zahlen von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8, b und c Zahlen von 0 bis 25, bevorzugt von 0 bis 3 und besonders bevorzugt 0 bedeuten.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 n-C8-C22-Alkyl, vorzugsweise n-CiO-Ci8- Alkyl, insbesondere n-Ci2-Ci6-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl, vorzugsweise iso-Cn- Ci5-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-Ci5-Alkyl und R2, R3 und R4 Ci-C7-Alkyl, A -C2H4-, a eine Zahl von 0 und b, c und d eine Zahl von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8 bedeuten.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 und R2 n-C8-C22-Alkyl, vorzugsweise n-Cio- C-iβ-Alkyl, insbesondere n-Ci2-Ci6-Alkyl oder JSO-Cg-C22-AI kyl, vorzugsweise iso- Cii-C-i5-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-Ci5-Alkyl und R3 und R4 CrC-7-Alkyl, A -C2H4-, a und b 0, sowie c und d Zahlen von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8 bedeuten.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 und R4 n-C8-C22-Alkyl, vorzugsweise n-Ci0- C-iβ-Alkyl, insbesondere n-C12-Ci6-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl, vorzugsweise iso- Cii-Ci5-Alkyl, insbesondere iso-Ci3-Ci5-Alkyl und R2 und R3 CrC7-Alkyl, A -C2H4-, a und d 0, sowie b und c Zahlen von 1 bis 25, bevorzugt von 2 bis 10 und besonders bevorzugt von 3 bis 8 bedeuten.
Die Verbindungen der Formel 1 lassen sich nach an sich bekannten Methoden der
Acetalisierung aus Glyoxal und Alkoholalkoxylaten oder Alkylphenolalkoxylaten der Formeln
R1-(O-A)a-OH,
R2-(O-A)b-OH, R3-(O-A)C-OH,
R4-(O-A)d-OH herstellen.
Für den Fall, dass A = -C2H4- ist, handelt es sich um die besonders bevorzugten Alkoholethoxylate bzw. Alkylphenolethoxylate.
Wenn a, b, c oder d gleich 0 sind, handelt es sich um die nicht alkoxylierten Alkohole, welche in Mischung mit den Alkoholalkoxylaten oder Alkylphenolalkoxylaten zur Acetalisierung des Glyoxals eingesetzt werden können.
Als Alkoholalkoxylate kommen z.B. die Ethoxylate nativer Fettalkohole, wie
Cocosfettalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Oleylalkohol, Taigfettalkohol und Stearylalkohol oder auch die Ethoxylate synthetischer Alkohole vom Typ der Oxoalkohole, der Ziegler-Alkohole oder der Guerbetalkohole in Frage. Als Alkylphenolethoxylate kommen z.B. Nonylphenolethoxylat, iso- Octylphenolethoxylat und Tributylphenolethoxylate in Frage.
Die Acetalisierung erfolgt vorzugsweise in Anwesenheit einer geringen Menge eines sauren Katalysators.
Als saure Katalysatoren kommen sowohl Lewis- als auch Brönstedt-Säuren in Frage, beispielsweise Zirkoniumsulfat, Schwefelsäure, Methylsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Trichloressigsäure, Oxalsäure oder saure Ionenaustauscher.
Das eingesetzte Glyoxal liegt vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung vor, wobei man zweckmäßigerweise die üblichen technischen wässrigen Lösungen mit einem Glyoxalgehalt von 20 bis 60, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-% verwendet. Es ist aber auch möglich, kristallines Glyoxal, als Trimeres mit zwei Mol Kristallwasser, für die Acetalisierung einzusetzen.
In Abhängigkeit von der Art des Alkoholalkoxylates oder des Alkylphenolalkoxyla.es kann es von Vorteil sein, die Acetalisierung in einem inerten aprotischen organischen Lösungsmittel durchzuführen. Um das Reaktionsgleichgewicht in Richtung Acetalisierung zu verschieben, wird das anfallende Reaktionswasser azeotrop abdestilliert.
Die Verbindungen der Formel 1 lassen sich beispielsweise herstellen, indem man Glyoxal mit einer Mischung aus einem längerkettigen Alkoholethoxylat oder einem Alkylphenolethoxylat und einem kurzkettigen Alkohol, wie Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol acetalisiert. Je nachdem, ob das entstehende Glyoxalbisacetal einen, zwei oder drei längerkettige Alkylethoxylat- bzw. Alkylphenylethoxylatreste enthalten soll, werden dieses und der kurzkettige Alkohol in den Molverhältnissen 1 : 3 oder 1 : 1 oder 3 : 1 eingesetzt.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Verbindungen der Formel 1 besteht in der Umsetzung von Glyoxal mit einer Mischung aus einem langkettigem Alkohol oder einem Alkylphenol und Glykolethern, wie z.B. Mono-, Di- oder Tripropylenglykol-monomethylether, Mono-, Di- oder Triethylenglykol-mono-n- butylether. Auch hier werden, je nachdem, ob das entstehende Glyoxalbisacetal einen, zwei oder drei längerkettige Alkyl oder Alkylphenyl-Reste enthalten soll, der langkettige Alkohol oder das Alkylphenol und der Glykolether in den Molverhältnissen 1 : 3 oder 1 : 1 oder 3 : 1 eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Acetalisierung von Glyoxal kann mit einem Überschuss der hydroxylgruppenhaltigen Komponenten R1-(O-A)a-OH, R2-(O-A)b-OH, R3-(O-A)C- OH bzw. R4-(O-A)d-OH durchgeführt werden.
Verbindungen der Formel 1 , worin R1 und R4 jeweils einen längerkettigen Alkylrest und R2 und R3 jeweils Ci-C7-Alkyl bedeuten, lassen sich auch in der Weise herstellen, dass man zunächst Glyoxal mit einem einzigen Alkoholalkoxylat oder einem Alkohol vollständig acetalisiert. Das so erhaltene Bisacetal wird dann gemäß EP-O 847 976 erneut mit Glyoxal umgesetzt, wobei man das Glyoxal- monoacetal erhält. Dieses wiederum wird dann erneut mit einem anderen Alkoholalkoxylat oder einem anderen Alkohol zum unsymmetrischen Glyoxalbisacetal umgesetzt.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Verbindungen der Formel 1 besteht in der Umacetalisierung (Transacetalisierung) eines Glyoxal-bisacetals mit Alkoholalkoxylaten.
So kann z.B. ausgehend von Tetramethoxyethan, dem Bis-Acetal des Glyoxals mit Methanol, durch Umsetzung mit 1 bis 3 mol eines Fettalkoholethoxylats in Gegenwart saurer Katalysatoren und durch Abdestillieren des freiwerdenden Methanols das entsprechende Mono-, Di- oder Tri-Fettalkylglykoletherderivat erhalten werden.
Die so erhaltenen Verbindungen der Formel 1 zeigen ein gutes Lösevermögen für hydrophobe Substanzen, beispielsweise für Schmutz oder Fette oder öle. Darüber hinaus zeigen sie ein deutliches tensidisches Verhalten, das heißt: eine Reduktion der Oberflächenspannung bzw. der Grenzflächenspannung, eine Verbesserung der Netzwirkung, eine Adsorption an Grenzflächen, die Fähigkeit zur Bildung von Mizellen, ein Solubilisiervermögen, ein Emulgiervermögen, die Fähigkeit zur Bildung von Mikroemulsionen, ein Dispergiervermögen, ein Schaumvermögen, die Fähigkeit zur Bildung flüssigkristalliner Phasen.
Einige repräsentative Beispiele für amphiphile Acetale der Formel 1 sind:
Formel (2): 1,1,2-Trimethoxy-2-Ci6/i8-alkylpolyethylenglykolether(20 EO)-ethan
Oleyl-fθ-CHjCH$4-O O-CH,
HX-O O-CH- 3 3
Formel (3): 1,1 ,2-Trimethoxy-2-oleylpolyethylenglykolether(8 EO)-ethan
Formel (4): i .i^-Trimethoxy^-Ci^u-alkyltriethylenglykolether-ethan
iso - C9ZC11 -Alkyl-[-O-CH2CH24-O 0-CH3
H3C-O 0-CH3
Formel (5): 1 ,1 ,2-Trimethoxy-2-iso-C9/n-alkylpentaethylenglykolether-ethan iso - C13/C15 -
Formel (6): 1 ,1 ,2-Trimethoxy-2-iso-Ci3/i5-alkyltetraethylenglykolether-ethan
Formel (7): 1 ,1 ,2-Tri(methyltripropylenglykolether)-2-Ci6/i8-alkoxy-ethan
Formel (8): 1 ,1 ,2-Tri(methylmonoethylenglykolether)-2-Ci2/i4-alkoxy-ethan
Formel (9): 1 ,1-Di(octyltriethylenglykolether)-2,2-di-propoxy-ethan C
C (1O)
Formel (10): 111-Di(decyltriethylenglykolether)-2,2-di-ethoxy-ethan
Formel (11 ): 1 ,1-Di(Ci2/i4-alkylpentaethylenglykolether)-2,2-di-methoxy-ethan
C 12/ C
Formel (12): i-Methoxy-i-Ci^u-alkylpentaethylenglykolether^-methoxy^-Ci^u- alkylpentaethylenglykolether-ethan
C12/
C12/
Formel (13): 1 ,1-Di-Ci2/i4-alkyloxy-2,2-di-(methyltripropylenglykolether)-ethan
Formel (14): 1 ,1 ^-TrKoctyltriethylenglykolether^-methoxy-ethan
Formel (15): 1 ,1 ,2-Trimethoxy-2-nonylphenolpolyethylenglykolether(5 EO)-ethan
Abhängig von dem Verfahren zur Herstellung fallen die gewünschten Acetale nicht in reiner Form sondern als Mischungen verschiedener Acetale an.
Die oben beschriebenen amphiphilen Acetale können auf den folgenden Gebieten eingesetzt werden: Als Tenside, Emulgatoren, Demulgatoren, Dispergatoren, Netzmittel, Schäumer und Entschäumer; als Wasch- und Reinigungsmittel in wässriger Flotte für Textilien und für harte Oberflächen aus lackiertem oder unlackiertem Metall, Edelstahl, Glas, Kunststoffen, Linoleum, Keramik, Porzellan, Steinzeug, Steingut, Holz, Beton, Putz, gebranntem Lehm oder Ton; in der chemischen Reinigung als Grundreinigungsmittel oder in der Form von Detachiermitteln oder Reinigungsverstärkern; in der Textilindustrie als Egalisiermittel und als Mittel zum Durchfärben beim Färben von Textilien, als Emulgator, als Netzmittel, als Bestandteil von Schlichtemitteln und als Gleitmittel, z.B. beim Spinnen oder Weben; als Avivagemittel für Textilien zur Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit, z.B. hinsichtlich Griff, Weichheit, Glätte, Hydrophilie und Hydrophobie; als Antistatika für Synthesefasern und Kunststoffe; als Bestandteil von Gleit- und Schmiermitteln und -ölen; als Bestandteil von Metallbearbeitungshilfsmitteln, z.B. in Bohr-, Walz- und Schneidölen; in Pflanzenschutzmitteln als Emulgatoren, Netzmittel und Adjuvante für Insektizide, Fungizide, Herbizide; in der Leder- und Pelzausrüstung als Netz- und Waschmittel oder in der Mischung mit ölen als Fettungsmittel (Licker); als Additiv bei der Herstellung von Papier wie auch im Papier-Recycling, z.B. für das De-inking; als Emulgator in der Emulsionspolymerisation von z.B. Polyvinylchlorid, Styrol-Butadien-Rubber (SBR), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS); als Suspensionsstabilisator in der Suspensionspolymerisation; in Pigmentpräparationen als Hilfsmittel, z.B. bei der Mahlung oder dem Dispergieren von anorganischen und organischen Farbpigmenten; als Additive in Farben und Lacken, z.B. als Lösungsvermittler, zur besseren Benetzung der zu lackierenden Oberflächen, zur Theologischen Modifizierung der Formulierungen, als Egalisiermittel und als Verlaufshilfsmittel; in Kosmetika, z.B. als Emulgator zur Herstellung von w/o und o/w-Emulsionen; als Additive in der Flotation zur Gewinnung von Erzen; in Baustoffen wie Zement, Beton, Gips, z.B. als
Verflüssiger oder als Luftporenbildner; zur Herstellung von Asphaltemulsionen, z.B. als Haftvermittler; als Additive in der Primär- und Sekundärförderung von Erdöl, z.B. als Emulsionsspalter/ Demulgatoren zur Abtrennung von Wasser aus Rohöl oder als Zusatz zum Flutwasser zur Erhöhung der Rohölausbeute; und als Treibstoffadditive.

Claims

Patentansprüche:
1. Amphiphile Acetale der Formel (1 )
worin R1 n-C8-C22-Alkyl oder iso-Cg-C22-Alkyl oder n- bzw. iso-C5-Ci8-Alkylphenyl-, R2 und R4 unabhängig voneinander CrC7-Alkyl bedeuten oder die gleiche Bedeutung wie R1 haben, R3 Ci-Cr-Alkyl, A eine Gruppe der Formeln -C2H4- oder -C3H6- und die Indices a, b, c und d unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 50 bedeuten, wobei mindestens einer der Indices a, b, c oder d einen Wert von ungleich 0 einnehmen muss.
2. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 n-Cio-Ci8-Alkyl oder iso-Cn-Ci5-Alkyl, R2 und R4 CrC7-Alkyl bedeuten oder die gleiche Bedeutung wie R1 haben und R3 C-i-Cj-Alkyl bedeutet.
3. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 n-Ci2-Ci6-Alkyl oder iso-Ci3-Ci5-Alkyl, R2 und R4 CrCy-Alkyl bedeuten oder die gleiche Bedeutung wie R1 haben und R3 CrC7-Alkyl bedeutet.
4. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 n-C8-C22-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl und R2, R3 und R4 d-C7-Alkyl bedeuten.
5. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 n-C-io-Ciβ-Alkyl oder iso-Cn-Ci5-Alkyl und R2, R3 und R4 d-C7-Alkyl bedeuten.
6. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 n-Ci2-C16-Alkyl oder iso-Ci3-C15-Alkyl und R2, R3 und R4 CrC7-Alkyl bedeuten.
7. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 n-C8-C22-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl und R3 und R4 CrC7-Alkyl bedeuten.
8. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 n-C10-C18-Alkyl oder iso-Cn-Ci5-Alkyl und R3 und R4 Ci-C7-Alkyl bedeuten.
9. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 n-Ci2-Ci6-Alkyl oder iso-C13-Ci5-Alkyl und R3 und R4 CrC7-Alkyl bedeuten.
10. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R4 n-C8-C22-Alkyl oder iso-C9-C22-Alkyl und R2 und R3 d-C7-Alkyl bedeuten.
11. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R4 n-C10-Ci8-Alkyl oder iso-Cn-Ci5-Alkyl und R2 und R3 CrC7-Alkyl bedeuten.
12. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R4 n-Ci2-Ci6-Alkyl oder iso-C13-C15-Alkyl und R2 und R3 Ci-C7-Alkyl bedeuten.
13. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass A -C2H4- bedeutet.
14. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a eine Zahl von 1 bis 25, sowie b, c und d eine Zahl von 0 bis 25 bedeuten.
15. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a und b eine Zahl von 1 bis 25, sowie c und d eine Zahl von 0 bis 25 bedeuten.
16. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a und d eine Zahl von 1 bis 25, sowie b und c eine Zahl von 0 bis 25 bedeuten.
17. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a 0 bedeutet, sowie b, c und d eine Zahl von 1 bis 25 bedeuten.
18. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a und b 0 bedeuten, sowie c und d eine Zahl von 1 bis 25 bedeuten.
19. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a und d 0 bedeuten, sowie b und c eine Zahl von 1 bis 25 bedeuten.
20. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Tenside, Emulgatoren, Demulgatoren, Dispergatoren, Netzmittel, Schäumer oder Entschäumer.
21. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Wasch- und Reinigungsmittel in wässriger Flotte für Textilien und für harte Oberflächen aus lackiertem oder unlackiertem Metall, Edelstahl, Glas, Kunststoffen, Linoleum, Keramik, Porzellan, Steinzeug, Steingut, Holz, Beton, Putz, gebranntem Lehm oder Ton.
22. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 in der chemischen Reinigung als Grundreinigungsmittel oder in Detachiermitteln oder Reinigungsverstärkern.
23. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Egalisiermittel und Mittel zum Durchfärben beim Färben von Textilien, als Emulgator, als Netzmittel, als Bestandteil von Schlichtemitteln und als Gleitmittel beim Spinnen oder Weben.
24. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Avivagemittel für Textilien.
25. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Antistatika für Synthesefasern und Kunststoffe.
26. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Bestandteil von Gleit- und Schmiermitteln und -ölen.
27. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Bestandteil von Metallbearbeitungsmitteln.
28. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Emulgatoren, Netzmittel oder Adjuvante in Pflanzenschutzmitteln.
29. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Netz- und Waschmittel in der Pelz- und Lederausrüstung oder als Fettungsmittel in
Mischung mit ölen.
30. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 bei der Herstellung von Papieren oder im Papier-Recycling.
31. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Emulgator bei der Emulsions- oder Suspensionspolymerisation.
32. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Hilfsmittel in Pigmentpräparationen.
33. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Additive in Farben und Lacken.
34. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Emulgator in Kosmetika.
35. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Additiv bei der Erzflotation.
36. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Verflüssiger oder Luftporenbildner in Baustoffen.
37. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Haftvermittler in Asphaltemulsionen.
38. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Additiv in der Primär- oder Sekundärförderung von Erdöl.
39. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Additiv in Treibstoffen.
40. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 in wässrigen Systemen mit einem sauren, neutralen oder alkalischen pH-Wert.
41. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 in Formulierungen enthaltend organische Lösemittel.
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