ES2215311T3 - Tensioactivos cationicos de azucares a partir de compuestos de amonio etoxilados y sacaridos reductores. - Google Patents
Tensioactivos cationicos de azucares a partir de compuestos de amonio etoxilados y sacaridos reductores.Info
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Abstract
El uso de un tensioactivo catiónico de azúcar que contiene al menos un grupo hidrocarbonado con 6 a 24 átomos de carbono y al menos un grupo amonio cuaternario en el que al menos un sustituyente es un grupo que contiene alquilenoxi que está unido a un residuo de sacárido mediante un enlace glicosídico, como un hidrótropo para tensioactivos.
Description
Tensioactivos catiónicos de azúcares a partir de
compuestos de amonio etoxilados y sacáridos reductores.
La presente invención se refiere a tensioactivos
catiónicos de azúcares con biodegradabilidad mejorada que se pueden
usar como hidrótropos para tensioactivos, especialmente para aductos
no iónicos de óxido de alquileno en soluciones alcalinas, y como
limpiadores para superficies duras. Estos se obtienen a partir de
compuestos de amonio cuaternario etoxilados y sacáridos reductores o
alquil-glicósidos.
Los aductos de óxido de alquileno no iónicos
tensioactivos se usan ampliamente como componentes desengrasantes
y/o dispersantes esenciales en composiciones alcalinas para
limpieza. Su solubilidad en concentrados de composiciones para
limpieza está, sin embargo, limitada en presencia de grandes
cantidades de electrólitos, tales como álcalis y/o agentes
complejantes alcalinos.
Anteriormente, se sabe que los tensioactivos
catiónicos, tales como aminas grasas etoxiladas (aproximadamente
14-20 moles de óxido de etileno por mol de amina
grasa) que han sido cuaternizadas mediante un agente alquilante, por
ejemplo, cloruro de metilo o dimetil-sulfato, son
excelentes hidrótropos para aductos no iónicos de óxido de
alquileno y son también ellos mismos buenos limpiadores. Sin
embargo, desde el punto de vista medioambiental, éstos compuestos
resultan menos deseables, ya que no son fácilmente biodegradables.
Se pueden encontrar ejemplos de surfactantes/tensioactivos
catiónicos de azúcares en los documentos WO 9529183, WO 9015809, EP
0432646, DE 4238212, JP 04193891 y US 3931148.
El principal propósito de la presente invención
es proporcionar productos que sean excelentes hidrótropos para
tensioactivos.
Otro propósito es proporcionar hidrótropos con
una biodegradabilidad mejorada con respecto a los tensioactivos
catiónicos usados anteriormente.
Todavía otro propósito es proporcionar
hidrótropos que contribuyan al rendimiento de limpieza de los
tensioactivos.
Se ha encontrado ahora que dicho propósito
principal se consigue usando, como un hidrótropo, un tensioactivo
catiónico de azúcar que contiene al menos un grupo hidrocarbonado
con 6 a 24 átomos de carbono y al menos un grupo de amonio
cuaternario en el que al menos un sustituyente es un grupo que
contiene alquilenoxi que está unido a un residuo de sacárido
mediante un enlace glicosídico. Preferiblemente, el sustituyente
tiene la fórmula (AO)_{s}(G)_{g}, en la que
AO es un grupo alquilenoxi con 2-4 átomos de
carbono, G es un residuo de sacárido, g es un número de 1 a 10 y s
es un número de 1 a 12.
El tensioactivo catiónico de azúcar según la
invención se puede producir haciendo reaccionar
- a)
- un compuesto de amina que contiene al menos un grupo hidrocarbonado con 6-24 átomos de carbono y al menos un grupo de amonio cuaternario, en el que al menos un sustituyente es un grupo que contiene hidroxialquilo, y
- b)
- un sacárido reductor o un alquil-glicósido en el que el grupo alquilo tiene de 1 a 8 átomos de carbono,
al menos parcialmente en presencia de un ácido.
El sustituyente unido al grupo amonio cuaternario tiene
preferiblemente la fórmula (AO)_{s}H, en la que AO es un
grupo alquilenoxi con 2-4 átomos de carbono, y s es
un número de 1 a 12.
Los tensioactivos de azúcares adecuados según la
invención tienen la fórmula
en la que R es un grupo alifático con
6-24, preferiblemente 8-20 átomos de
carbono; R_{1} es un grupo alifático con 1-4
átomos de carbono o (AO)_{s}(G)_{p};
R_{2}, R_{3} y R_{4} son independientemente un grupo
(AO)_{s}(G)_{p}, un grupo alifático con
1-24 átomos de carbono o un grupo hidroxialquilo
con 2-4 átomos de carbono; AO es un grupo
alquilenoxi con 2-4 átomos de carbono; s es
0-12, preferiblemente 1-6 y \Sigma
s = 1-25, preferiblemente 3-15; G
es un residuo de sacárido que está unido al resto de la molécula
mediante un enlace glicosídico y p (el grado de polimerización) es
0-10 y \Sigma p = 1-20; r =
0-3; y = 2-3; X = CO ó
COO(AO)_{t}(C_{q}H_{2q}) o
O(AO)_{t}(C_{q}H_{2q}); n = 0 ó 1;
n_{1} es 0 excepto cuando X es CO, entonces n_{1} es 1; q =
2-4; t = 0-2; u = 0 ó 1 y v = 0 ó 1,
con la condición de que la suma (v + \Sigmau) sea
1-3, preferiblemente 1; Z es un anión,
preferiblemente un anión monovalente, tal como Cl^{-} o
metil-sulfato y z es la carga del anión Z. Los
átomos de nitrógeno en los que u o v es 1 son cuaternarios y, de
este modo, tienen una carga positiva permanente. Estos
tensioactivos catiónicos de azúcares tienen, en comparación con los
hidrótropos catiónicos conocidos anteriormente, una
biodegradabilidad esencialmente mejorada. Éstos son también
hidrótropos comparables o mejores para tensioactivos, especialmente
alcoxilatos no iónicos, y combinan la biodegradabilidad mejorada y
un buen carácter hidrotrópico con una contribución
sorprendentemente elevada al rendimiento de limpieza de
composiciones para limpieza así como un efecto dispersante
apreciable.
El producto (I) se puede producir haciendo
reaccionar a) un sacárido reductor o un
alquil-glicósido y b) un compuesto de amonio
cuaternario que tiene la fórmula
en la que R_{6} es independientemente un grupo
alifático con 1-4 átomos de carbono o
-CH_{2}CH_{2}OH; R_{7}, R_{8} y R_{9} son
independientemente un grupo (AO)_{s}H, un grupo alifático
con 1-24 átomos de carbono o un grupo
hidroxialquilo con 2-4 átomos de carbono; l = 0 ó 1
y k = 0 ó 1, con la condición de que la suma (k + \Sigmal) sea
1-3, preferiblemente 1; y R, AO, s, X, n, n_{1},
y, r, z y Z tienen el mismo significado que en la fórmula I. Los
átomos de nitrógeno en los que k o l es 1 son cuaternarios y, de
este modo, tienen una carga positiva permanente. Puesto que los
compuestos II son más bien hidrófobos debido a que tienen un número
limitado de unidades de oxietileno, éstos no presentan o presentan
sólo efectos hidrotrópicos limitados. También, la capacidad de
limpieza de los compuestos que tienen la fórmula II es baja. La
mezcla de reacción obtenida contiene cantidades esenciales tanto
del tensioactivo catiónico de azúcar I como del compuesto de amonio
cuaternario II. Esta mezcla de productos se puede usar
ventajosamente sin ninguna purificación como un hidrótropo.
Normalmente, la relación entre el tensioactivo catiónico de azúcar I
y el compuesto de amonio cuaternario II es de 1:3 a
9:1.
Ejemplos adecuados de tensioactivos catiónicos de
azúcares y los compuestos de amonio cuaternario son los que tienen
las fórmulas
en la que R es un grupo alifático con
6-24, preferiblemente 8-20 átomos de
carbono; R_{1} es un grupo alifático con 1-4
átomos de carbono o el grupo
C_{2}H_{4}O(G)_{p}; G es un residuo de sacárido
que está unido a la cadena de polietilenoxi mediante un enlace
glicosídico y p( el grado de polimerización) es
0-10, preferiblemente 0-5, siendo
\Sigma p 1-15, preferiblemente
1-8; EO es un grupo etilenoxi; s es 12; \Sigma s
es 2-15, preferiblemente 5-12, Z y
z tienen el significado mencionado en la fórmula I
y
en la que R, R_{1}, EO, z, Z y s tienen el
mismo significado que en la fórmula III excepto que p en el grupo
R_{1} es 0,
respectivamente.
Ejemplos adecuados de grupos hidrófobos R en la
fórmula I-IV son: hexilo,
2-etilhexilo, octilo, decilo, cocoalquilo, laurilo,
oleilo, semilla de colza-alquilo y
sebo-alquilo.
Los tensioactivos catiónicos de azúcares III se
producen fácilmente haciendo reaccionar un sacárido reductor y el
compuesto de amonio cuaternario de la fórmula IV. Las mezclas de
reacción que contienen cantidades esenciales tanto de compuesto III
como IV se usan preferiblemente como hidrótropos sin ninguna
separación de los compuestos, principalmente debido a que dicha
separación es una operación costosa. La relación entre el
tensioactivo catiónico de azúcar y el compuesto de amonio
cuaternario podría variar entre 1:3 y 9:1, preferiblemente entre
2:3 y 9:1.
Se conocen tensioactivos catiónicos que contienen
residuos de azúcares por las publicaciones de los documentos DE
4.413.686 y JP 4-193891. En el documento DE
4.413.686 se preparan tensioactivos que contienen grupos de amonio
cuaternario haciendo reaccionar glicósidos con compuestos
halogenados cuaternarios o compuestos epoxídicos cuaternarios. En
enlace entre el residuo de azúcar y la parte catiónica es un enlace
éter. Los productos se podrían preparar también haciendo reaccionar
primero el glicósido con un compuesto halogenado y seguidamente
haciéndolo reaccionar con una amina. Las aplicaciones para estos
productos son, por ejemplo, como componentes en mezclas
detergentes.
En el documento JP 4-193891 se
preparan tensioactivos catiónicos de azúcares mediante el siguiente
procedimiento: se hace reaccionar un sacárido reductor o un
alquil-glicósido con una halohidrina de
polialquilenglicol en presencia de un catalizador ácido para
obtener un glicósido de halohidrina de polioxialquileno. Este
producto se hace reaccionar adicionalmente con un compuesto de
amina, con lo que se desplaza el cloro, y la amina resultante luego
se cuaterniza mediante, por ejemplo, cloruro de metilo o
dimetil-sulfato. La cuaternización podría tener
lugar también haciendo reaccionar directamente el compuesto
intermedio halogenado con una amina terciaria.
Estos productos se usan como tensioactivos
moderados con buena biodegradabilidad. Sin embargo, el procedimiento
para prepararlos requiere la producción del compuesto intermedio
monohalohidrina de polialquilenglicol en el que el material de
partida es 2-cloro-etanol, el cual
hoy en día se produce sólo a pequeña escala y además es una
substancia muy tóxica e irritante. Para obtener la monoclorohidrina
de polialquilenglicol, el 2-cloroetanol se alcoxila
en presencia de un catalizador ácido. El procedimiento de
glicosidacion que luego sigue hace uso de un procedimiento de
tratamiento laborioso y costoso con destilación o extracción de
disolventes, el cual se realiza con el fin de retirar la
halohidrina de polialquilenglicol sin reaccionar.
El procedimiento implica al menos las siguientes
etapas; la preparación de la halohidrina de polialquilenglicol, la
preparación de glicósido de halohidrina de polioxialquileno y, por
último, la preparación del glicósido de alquilaminopolioxialquileno
de amonio cuaternario mediante reacción con una amina terciaria. Si
en su lugar se usa una amina primaria secundaria, se requiere
realizar etapas adicionales para obtener una cuaternización.
Además, en el último caso mencionado se produce sal inorgánica, la
cual se retira filtrando el producto.
La presente invención utiliza una vía de síntesis
diferente para obtener tensioactivos catiónicos de azúcares. El
procedimiento general para preparar productos con la fórmula I
según esta invención implica una reacción de una etapa entre un
compuesto alcoxilado de amonio cuaternario II y un sacárido
reductor o un alquil-glicósido. El compuesto II se
obtiene mediante procedimientos estándar conocidos por los expertos
en la técnica. La reacción entre el compuesto II y el sacárido es
una glicosidación y se puede realizar como sigue: se calienta
Compuesto II hasta una temperatura de reacción de 85 a 120ºC y se
añade el sacárido en una cantidad de entre 0,5 y 12, preferiblemente
entre 1,5 y 6 moles de sacárido/mol de compuesto de amonio
cuaternario. Dependiendo de la amina usada, el tensioactivo
catiónico de azúcar I puede contener uno, dos, tres o más residuos
de sacáridos (G)_{p}, en los que G y p tienen el
significado mencionado en la fórmula I. El reactivo de sacárido se
añade preferiblemente en exceso respecto al número de enlaces
glicosídicos deseados, ya que el sacárido tiende también a formar
condensados con más unidades de sacárido. Esta condensación está
indicada en las fórmulas por el grado de polimerización p. La
reacción está catalizada por un ácido fuerte, por ejemplo, ácido
p-tolueno-sulfónico o ácido
sulfúrico, el cual se puede añadir a la mezcla de reacción en una
cantidad de entre 0,1 y 4, preferiblemente entre 0,7 y 2,1% en moles
de compuesto II. Si el compuesto II se hace reaccionar con un
alquil-glicósido, el procedimiento es una reacción
de trans-glicosidación. Para ayudar a retirar agua
o alcohol de la mezcla de reacción, el procedimiento se lleva a
cabo bajo presión reducida (50-70 mbares). El tiempo
de reacción depende mucho de la temperatura y varía entre menos de
una hora y seis horas. Cuando no se destila más agua o alcohol el
producto está neutralizado.
El método para producir el tensioactivo catiónico
de azúcar de esta invención resulta rápido y conveniente. Los
materiales de partida se encuentran fácilmente disponibles y el
procedimiento no requiere ningún tratamiento de la mezcla de
reacción. No existe la necesidad de añadir un exceso del compuesto
de amonio cuaternario en la reacción de glicosidación. Más bien, se
añade el sacárido o alquil-glicósido en exceso para
dar productos con varias unidades de sacárido unidas.
En solución alcalina acuosa los tensioactivos
catiónicos de azúcares según la presente invención presentan
excelentes efectos hidrotrópicos para tensioactivos similares a
alcoxilatos no iónicos. Estos alcoxilatos podrían contener un grupo
hidrófobo de 8 a 50 átomos de carbono, el cual es preferiblemente
un grupo hidrocarbonado o un grupo acilo que contiene de 8 a 24
átomos de carbono. Ejemplos adecuados de tensioactivos no iónicos
son aductos de óxido de alquileno obtenidos mediante alcoxilación de
un alcohol, una amina o una amida. Un ejemplo son compuestos que
tienen la fórmula
(V)R'O(AO)_{a}H
en la que R' es un grupo hidrocarbonado que tiene
de 8 a 18 átomos de carbono, a es de 2-12,
preferiblemente 3-10, y AO es un grupo alquilenoxi
que tiene de 2 a 4 átomos de carbono, siendo el número de grupos
etilenoxi al menos el 50% del número total de grupos alquilenoxi.
El grupo R' puede ser ramificado o lineal, saturado o insaturado,
aromático o alifático. Ejemplos de grupos hidrocarbonados R' son:
2-etilhexilo, octilo, decilo, cocoalquilo, laurilo,
oleilo, semilla de colza-alquilo,
sebo-alquilo, octilfenol y nonilfenol. Grupos
hidrocarbonados especialmente adecuados son los obtenidos a partir
de oxoalcoholes, alcoholes Guerbet, alcoholes sustituidos con metilo
con 2 a 4 grupos que tienen la fórmula -CH(CH_{3})-
incluida en la cadena alquílica, y alcoholes
lineales.
Otro ejemplo de tensioactivos no iónicos
adecuados son compuestos que tienen la fórmula
en la que R'' es un grupo hidrocarbonado o un
grupo acilo que tiene de 8 a 18 átomos de carbono, AO tiene el mismo
significado que en la fórmula V y la suma de b1 y b2 es
2-12, preferiblemente 3-10. El grupo
hidrocarbonado y el grupo acilo pueden ser aromáticos o alifáticos,
ramificados o lineales, saturados o insaturados. Ejemplos de grupos
adecuados son 2-etilhexilo, octilo, decilo,
cocoalquilo, laurilo, oleilo, semilla de
colza-alquilo, sebo-alquilo y los
correspondientes grupos acilo alifáticos. Si R'' en la fórmula VI
es un grupo acilo, preferiblemente uno de los valores de b1 y b2 es
0, mientras que si el átomo de nitrógeno es un nitrógeno de amina,
b1 y b2 son ambos preferiblemente diferentes a
cero.
Los tensioactivos catiónicos de azúcares de la
invención se usan normalmente en composiciones alcalinas que tienen
un valor de pH superior a 8, preferiblemente de 9 a 13, para usar
en la limpieza de superficies duras, como desengrasante de metal y
plástico, lavavajillas y lavado de vehículos. Un concentrado de
composición formulada adecuado puede contener
- a)
- de 0,5 a 20% en peso de un aducto de óxido de alquileno no iónico tensioactivo,
- b)
- de 0,2 a 20% en peso de una mezcla que consiste en un tensioactivo catiónico de azúcar según la fórmula I, y un compuesto de fórmula II presente en una relación en peso de 1:3 a 9:1,
- c)
- de 0,5 a 30% en peso álcalis y/o polielectrólitos como agentes complejantes alcalinos,
- d)
- de 0 a 10% en peso de otros componentes convencionales en composiciones para limpieza, como otros tensioactivos, otros hidrótropos, agentes espesantes, disolventes, colorantes, agentes antirredeposición de suciedad, estabilizadores de descongelación, conservantes, inhibidores de corrosión, reguladores de espuma, etc., y
- e)
- de 30 a 98,8% en peso de agua.
Los concentrados se diluyen normalmente en agua
antes de su uso, y la solución lista para usar puede diluirse hasta
una concentración de 0,05% a 15% en peso de álcalis y/o agentes
complejantes alcalinos.
El agente complejante en el concentrado puede ser
tanto inorgánico como orgánico. Ejemplos típicos de agentes
complejantes inorgánicos usados en el concentrado alcalino para
limpieza son sales de álcalis de silicatos y fosfatos, tales como
tripolifosfato sódico, ortofosfato sódico, pirofosfato sódico,
fosfato sódico, fosfatos sódicos polímeros y las correspondientes
sales de potasio. Ejemplos típicos de agentes complejantes
orgánicos son aminopolifosfonatos alcalinos, fosfatos orgánicos,
policarboxilatos, tales como citratos;
amino-carboxilatos, tales como nitrilotriacetato
sódico (Na_{3}NTA), etilendiaminotetraacetato sódico,
dietilentriaminopentaacetato sódico, 1,3-
propilendiaminotetra-acetato sódico e
hidroxietiletilendiaminotriacetato sódico.
Los siguientes ejemplos son ilustrativos de la
invención y no se pretende que limiten a la misma.
En los Ejemplos 1-5 se describe
la producción de algunos compuestos representativos de los
tensioactivos de azúcares cuaternarios de la presente invención. En
el Ejemplo 6 se demuestra la biodegradabilidad mejorada de los
tensioactivos de azúcares cuaternarios comparada con la de los
hidrótropos de la técnica anterior. En los Ejemplos 7 y 8, se
muestra que los tensioactivos catiónicos de la presente invención
son mejores hidrótropos que los compuestos hidrotrópicos catiónicos
de la técnica anterior tanto en lo que respecta a la cantidad de
hidrótropo necesaria para obtener una solución transparente con
concentraciones dadas de tensioactivo no iónico y agentes
complejantes alcalinos, como en lo que respecta a la cantidad de
agente complejante que es posible incluir en un concentrado
alcalino, isotrópico para limpieza. En el Ejemplo 9, se demuestra la
capacidad de limpieza mejorada en comparación con la de hidrótropos
de la técnica anterior.
Se calentó hasta una temperatura de 100ºC 1 mol
de etoxilato de cocoamina (1 mol de cocoamina + 8 moles de óxido de
etileno) cuaternizada con cloruro de metilo. Se añadieron al
compuesto de amonio cuaternario dos moles de glucosa y 1,4% en
moles (referido al compuesto cuaternario) de ácido
p-toluensulfónico. La mezcla de reacción se mantuvo
a una temperatura entre 98 y 106ºC bajo presión reducida
(50-70 mbares) durante 2,5 horas. Finalmente, el
producto se neutralizó añadiendo primero metilato sódico y luego
carbonato sódico. La mezcla de producto contenía aproximadamente 42%
(en peso) de material de partida no glucosidado y 2,0% de glucosa
libre según GC. Se confirmó la estructura de un producto
glucosidado según la fórmula III, en la que R = cocoalquilo,
R_{1} = metilo, \Sigma s = 8, \Sigma p = 2 y Z = Cl, mediante
RMN de ^{1}H y ^{13}C.
Se siguió el mismo procedimiento descrito en el
Ejemplo 1, pero con la excepción de que se añadieron 3 moles de
glucosa, la temperatura estaba entre 95 y 99ºC y el tiempo de
reacción era 3,3 horas. La mezcla de producto contenía
aproximadamente 34% (en peso) de material no glucosidado y 1% de
glucosa libre. Se obtuvo un producto glucosidado según la fórmula
III, en el que R = cocoalquilo, R_{1} = metilo, \Sigma s = 8,
\Sigma p = 3 y Z = Cl.
Se hizo reaccionar un 1 mol de un etoxilato de
oleilamina (1 mol de oleilamina + 12 moles de óxido de etileno)
cuaternizada con cloruro de metilo, con 3 moles de glucosa mediante
el procedimiento descrito en el Ejemplo 1, con la excepción de que
la temperatura de reacción estaba entre 98 y 100ºC y el tiempo de
reacción era 3,75 horas. La mezcla de producto contenía
aproximadamente 55% (en peso) de material de partida no glucosidado
y 1,7% de glucosa libre. Se obtuvo un producto glucosidado según la
fórmula III, en el que R = oleilo, R_{1} = metilo, \Sigma s =
12, \Sigma p = 3 y Z = Cl.
Se hizo reaccionar 1 mol de etoxilato de
oleilamina (1 mol de oleilamina + 11 moles de óxido de etileno),
cuaternizada con cloruro de metilo, con 3 moles de glucosa mediante
el procedimiento descrito en el Ejemplo 1, con la excepción de que
la temperatura de reacción era 96ºC y el tiempo de reacción era de
4 horas. La mezcla de producto contenía aproximadamente 63% (en
peso) de material de partida no glucosidado y 8,7% de glucosa
libre. Se obtuvo un producto glucosidado según la fórmula III, en el
que R = oleilo, R_{1} = metilo, \Sigma s = 11, \Sigma p = 3 y
Z = Cl.
Se hizo reaccionar 1 mol de etoxilato de
cocoamina (1 mol de cocoamina + 8 moles de óxido de etileno),
cuaternizada con óxido de etileno, con 4 moles de glucosa mediante
el procedimiento descrito en el Ejemplo 1, con la excepción de que
la temperatura de reacción estaba entre 90 y 97ºC y el tiempo de
reacción era de 3,5 horas. La mezcla de producto contenía
aproximadamente 39% (en peso) de material de partida no glucosidado
y 4% de glucosa libre. Se obtuvo un producto glucosidado según la
fórmula III, en el que R = cocoalquilo, R_{1}
=C_{2}H_{4}O(G)_{p}, \Sigma s = 8, \Sigma p
= 4 y Z = Cl.
Se realizaron ensayos de biodegradabilidad con el
"ensayo en envase cerrado" como se describe en el Ensayo 301D
de OECD. Se usó como referencia cocoamina con 15 unidades de
oxietileno, que ha sido cuaternizada mediante sulfato de dimetilo,
la cual es un ejemplo de hidrótropo de la técnica anterior. Este
compuesto alcanzó una biodegradación de 17% después de 28 días. El
producto obtenido en el Ejemplo 1 presentaba una biodegradación de
41% en el mismo tiempo con el mismo método de ensayo. Por lo tanto,
la biodegradación era más del doble con el producto del Ejemplo 1 en
comparación con la del hidrótropo catiónico de la técnica anterior
que se usó como referencia.
| Nº de Ejemplo de Producto | % de biodegradación |
| 1 | 41 |
| 2 | 31 |
| 3 | - |
| 4 | 35 |
| 5 | - |
| Referencia | 17 |
| - = sin determinar |
Para evaluar la eficiencia como hidrótropo de los
tensioactivos catiónicos de azúcares de esta invención se usó la
siguiente formulación:
| Ingrediente | % en peso |
| Tensioactivo no iónico | 5 |
| Metasilicato sódico x 5H_{2}O | 4 |
| Pirofosfato tetrapotásico | 6 |
| Producto de reacción que contiene hidrótropo | X |
| Agua | [100 - (15 + X)] |
El tensioactivo no iónico usado era un alcohol de
C_{9-11} con una linealidad superior a 80% en
peso que había sido etoxilado con 4 moles de óxido de etileno por
mol de alcohol en presencia de un catalizador de intervalo
estrecho. X es la cantidad de producto de reacción que contiene
hidrótropo de los Ejemplos 1 a 5, necesaria para obtener una
solución transparente a una temperatura entre 10 y 40ºC. El
compuesto de referencia usado es el mismo que el compuesto de
referencia utilizado para los ensayos de biodegradabilidad. Los
resultados procedentes de esta investigación de la eficiencia
hidrotrópica se recogen en la Tabla 2.
| Formulación | Hidrótropo | % en peso de mezcla de | % de cantidad activa de |
| hidrótropos | hidrótropo glucosidado usada | ||
| I | Ejemplo 1 | 3 | 1,7 |
| II | Ejemplo 2 | 2,9 | 1,9 |
| III | Ejemplo 3 | 3,3 | 1,4 |
| IV | Ejemplo 4 | 3,0 | 0,8 |
| V | Ejemplo 5 | 4,9 | 2,8 |
| A | Referencia | 3,0 | 3,0 |
Se añadieron a soluciones que contienen 5% de
tensioactivo no iónico y diferentes cantidades de Na_{3}NTA
mantenidas a 40ºC, los hidrótropos en las cantidades más pequeñas
posibles para transformar las soluciones turbias en transparentes.
Para determinar el intervalo de transparencia luego se calentaron
las mezclas hasta la temperatura en la que se volvieron nuevamente
turbias y después se enfriaron a 0ºC. El tensioactivo no iónico y
el compuesto de referencia usados eran los mismos que los utilizados
en el Ejemplo 7. Los resultados de la investigación se recogen en
la Tabla 3.
| Hidrótropo, | % en peso de mezcla que | % en peso de | Intervalo de |
| nº de Ejemplo | contiene hidrótropo | Na_{3}NTA | transparencia, ºC |
| 4 | 3,5 | 10 | 0 - 79 |
| 4 | 4,5 | 15 | 0 - 60 |
| 4 | 6 | 20 | 0 - 55 |
| 4 | 10 | 25 | 0 - 48 |
| Referencia | 2,5 | 10 | 0 - 45 |
| Referencia | 4 | 15 | 0 - 43 |
Para evaluar la eficacia de limpieza de las
formulaciones del Ejemplo 7 que contienen los tensioactivos
catiónicos de azúcares, se usó el siguiente ensayo de limpieza: se
untaron placas pintadas de blanco con una mezcla de
aceite-hollín obtenida de motores diesel. Se
vertieron 25 ml de las soluciones de ensayo, en este caso las
formulaciones del Ejemplo 7 diluidas 1:40, sobre las placas untadas
de aceite y se dejaron en las mismas durante un minuto. Las placas
se aclaran luego con una corriente abundante de agua. Todas las
soluciones y el agua se mantienen a una temperatura de
aproximadamente 15 - 20ºC. Todas las soluciones de referencia se
colocan en la misma placa que las soluciones de ensayo. Se mide la
capacidad de limpieza con un reflectómetro Minolta Chroma Meter
CR-200 usando los valores de luminosidad, y el
resultado se presenta como el % de pérdida de luminosidad restante.
Por lo tanto, cuanto más bajos sean los valores mejor será la
capacidad de limpieza. Los resultados se recogen en la Tabla 4.
| Nº de Formulación | Contenido activo de | % de pérdida de luminosidad |
| hidrótropo en la formulación | a una dilución 1:40 | |
| I | 1,7 | 4,6 |
| II | 1,9 | 6,1 |
| III | 1,4 | 5,3 |
| IV | 0,8 | 3,6 |
| V | 2,8 | 5,0 |
| A | 3,0 | 14,4 |
Como se puede observar de la Tabla 4, los
tensioactivos catiónicos de azúcares son limpiadores más eficaces
que los hidrótropos de la técnica anterior.
Claims (15)
1. El uso de un tensioactivo catiónico de azúcar
que contiene al menos un grupo hidrocarbonado con 6 a 24 átomos de
carbono y al menos un grupo amonio cuaternario en el que al menos un
sustituyente es un grupo que contiene alquilenoxi que está unido a
un residuo de sacárido mediante un enlace glicosídico, como un
hidrótropo para tensioactivos.
2. El uso de un tensioactivo catiónico de azúcar
según la reivindicación 1, en el que el sustituyente tiene la
fórmula (AO)_{s}(G)_{q}, en la que AO es un
grupo alquilenoxi con 2-4 átomos de carbono, G es
un residuo de sacárido, g es un número de 1 a 10 y s es un número
de 1 a 12.
3. El uso según la reivindicación 1 ó 2 de un
tensioactivo catiónico de azúcar, en el que el tensioactivo tiene
la fórmula
en la que R es un grupo alifático con
6-24 átomos de carbono; R_{1} es un grupo
alifático con 1-4 átomos de carbono o
(AO)_{s}(G)_{p}; R_{2}, R_{3} y R_{4}
son independientemente un grupo
(AO)_{s}(G)_{p}, un grupo alifático con
1-24 átomos de carbono o un grupo hidroxialquilo
con 2-4 átomos de carbono; AO es un grupo
alquilenoxi con 2-4 átomos de carbono; s es
0-12
y
\Sigma s = 1-25; G es un
residuo de sacárido que está unido al resto de la molécula mediante
un enlace glicosídico y p (el grado de polimerización) es
0-10; \Sigma p = 1- 20; r = 0-3;
y= 2-3; X = CO ó
COO(AO)_{t}(C_{q}H_{2q}) ó
O(AO)_{t}(C_{q}H_{2q}); n = 0 ó 1;
n_{1} es 0 excepto cuando X es CO, entonces n_{1} es 1; q =
2-4; t = 0-2;
u = 0 ó 1 y v = 0 ó 1, con la condición de que la
suma (v + \Sigmau) sea 1-3; Z es un anión y z es
la carga del anión Z.
4. El uso según la reivindicación 3, en el que el
tensioactivo catiónico de azúcar está presente en una mezcla con un
compuesto de amonio cuaternario que tiene la fórmula
en la que R_{6} es independientemente un grupo
alifático con 1-4 átomos de carbono o
-CH_{2}CH_{2}OH; R_{7}, R_{8} y R_{9} son
independientemente un grupo (AO)_{s}H, un grupo alifático
con 1-24 átomos de carbono o un grupo hidroxialquilo
con 2-4 átomos de carbono; l = 0 ó 1 y k = 0 ó 1,
con la condición de que la suma (k + \Sigmal) sea
1-3; y R, AO, s, X, n, n_{1}, y, r, z y Z tienen
el mismo significado que en la reivindicación 3, en una relación en
peso de
1:3-9:1.
5. El uso según la reivindicación 3, en el que el
tensioactivo catiónico de azúcar tiene la fórmula
en la que R es un grupo alifático con
6-24 átomos de carbono; R_{1} es un grupo
alifático con 1-4 átomos de carbono o el grupo
C_{2}H_{4}O(G)_{p}; G es un residuo de sacárido
que está unido a la cadena de polietilenoxi mediante un enlace
glicosídico y p (el grado de polimerización) es
0-10; \Sigma p 1-15; EO es un
grupo etilenoxi; s es 12; \Sigma s es 2- 15; y Z y z tienen el
significado mencionado en la fórmula I de la reivindicación
3.
6. El uso según la reivindicación 5, en el que el
tensioactivo catiónico de azúcar está presente en una mezcla con un
compuesto de amonio cuaternario que tiene la fórmula
en la que R, R_{1}, EO, z, Z y s tienen el
mismo significado que en la fórmula III de la reivindicación 5,
excepto que p en el grupo R_{1} es 0, en una relación en peso
1:3-9:1.
7. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1 a 6, en el que el tensioactivo
catiónico de azúcar se usa como un hidrótropo para aductos de óxido
de alquileno no iónicos tensioactivos.
8. Un método para producir un tensioactivo
catiónico de azúcar según la reivindicación 1, caracterizado
porque
- a)
- un compuesto de amina que contiene al menos un grupo hidrocarbonado con 6-24 átomos de carbono y al menos un grupo de amonio cuaternario, en el que al menos un sustituyente es un grupo que contiene hidroxialquilo, y
- b)
- un sacárido reductor o un alquil-glicósido en el que el grupo alquilo tiene de 1 a 8 átomos de carbono
se hacen reaccionar al menos parcialmente en
presencia de un ácido.
9. Un método según la reivindicación 8,
caracterizado porque el sustituyente tiene la fórmula
(AO)_{s}H, en la que AO y s tienen el significado
mencionado en la reivindicación 2.
10. Un método para producir un tensioactivo
catiónico de azúcar según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque el compuesto de amina tiene la fórmula
II de la reivindicación 4.
11. Un método para producir un tensioactivo
catiónico de azúcar según la reivindicación 10, en el que el
reactivo a) es un compuesto de amina con la fórmula IV definida en
la reivindicación 6.
12. Un tensioactivo catiónico de azúcar,
caracterizado porque tiene la fórmula general III definida
en la reivindicación 5.
13. Una mezcla compuesta de un tensioactivo
catiónico de azúcar según la reivindicación 12, caracterizada
porque dicha mezcla contiene también un compuesto de amonio
cuaternario IV, como el definido en la reivindicación 6, en una
relación en peso entre el tensioactivo catiónico de azúcar y el
compuesto de amonio cuaternario de 1:3 a 9:1.
14. Un concentrado acuoso, alcalino, transparente
y estable para limpieza, caracterizado porque contiene
0,5-30% en peso de álcali y/o uno o varios agentes
complejantes alcalinos inorgánicos u orgánicos; de 0,5 a 20% en peso
de un aducto de óxido de alquileno no iónico tensioactivo; y una
cantidad de 0,2 a 20% de una mezcla según la reivindicación 4.
15. Un concentrado según la reivindicación 14,
caracterizado porque la mezcla es como se definió en la
reivindicación 13.
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