ES2632282T3

ES2632282T3 - Alquil glicósidos como surfactantes

Info

Publication number: ES2632282T3
Application number: ES14706634.4T
Authority: ES
Inventors: Frederic Bauer; Rainer Eskuchen; Pepa Dimitrova
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: EP2976350A1; BR112015021133A2; SG11201505879YA; KR102184251B1; CN105051054B; US9777246B2; PL2976350T3; US20150368588A1; MX2015013531A; KR20150135414A; JP2016522797A; RU2673078C2; JP6279067B2; WO2014146875A1; RU2015145209A; CA2898588A1; EP2976350B1; CN105051054A; BR112015021133B8; BR112015021133B1

Abstract

Mezcla de compuestos de fórmula general (I)**Fórmula** en la que R1 es -(CH2)nCH(CH3)2. R2 es -(CH2)n+2CH(CH3)2. G1 se selecciona entre monosacáridos con 4 a 6 átomos de carbono, x en el intervalo desde 1,1 a 4, n es un número en el intervalo desde cero a 3.

Description

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láctico, ácido acético, otros ácidos orgánicos e inorgánicos, además solventes orgánicos, tales como butilglicol, nbutoxipropanol, especialmente 1-butoxi-2-propanol, etilenglicol, propilenglicol, glicerina, etanol, monoetanolamina e isopropanol.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención comprenden al menos un ácido orgánico, seleccionado entre ácido acético, ácido cítrico y ácido metanosulfónico.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención contienen al menos uno

o más ingredientes activos seleccionados entre surfactantes no iónicos que son diferentes de los compuestos de fórmulas (I) y (III). Ejemplos de surfactantes no iónicos apropiados son alcoholes grasos n-C12-C20 alcoxilados, tales como n-alquilo C10-C20-(EO)mOH estando m en el intervalo desde 5 a 100, además copolímeros de bloque de óxido de etileno y óxido de propileno, tal como poli-EO-poli-PO-poli-EO con Mw en el intervalo desde 3.000 a 5.000 g/mol de contenido de PO desde 20 a 50% en masa, además alquilpoliglucósidos, preferiblemente alquilo C8-C10poliglucósidos ramificado, especialmente alquilo C8-C10-poliglucósidos con una ramificación en la posición 2 del respectivo grupo alquilo C8-C10.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención se pueden usar como limpiadores de baño, como limpiadores sanitarios, como limpiadores de cocina, como limpiadores de inodoros, como limpiadores de tazas de inodoros, como desinfectantes sanitarios, como limpiadores domésticos multiusos, como concentrados limpiadores caseros multiusos, como desengrasantes de metales, como limpiadores de aerosoles multiusos, como limpiadores de platos manuales, como lavavajillas automáticos o limpiadores para pisos, como limpiadores de manos.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención pueden contener al menos un biocida o conservante, tal como cloruros de benzalconio.

En otra realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención se pueden usar como detergentes para ropa.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención pueden contener uno o más ingredientes activos seleccionados de entre constructores inorgánicos tales como fosfatos, tales como trifosfatos.

Se prefieren las formulaciones libres de fosfato de acuerdo con la presente invención. En el contexto de la presente invención, el término "libre de fosfato" se refiere a formulaciones con 0,5% en peso de fosfato máximo, con base en el contenido total de sólidos y medido por procedimientoos gravimétricos, y las formulaciones libres de fosfato pueden contener un mínimo de 50 ppm (peso) de fosfato o menos.

Ejemplos de mejoradores inorgánicos preferidos son silicatos, silicatos, carbonatos y alumosilicatos. Los silicatos y los alumosilicatos se pueden seleccionar entre materiales cristalinos y amorfos.

En una realización de la presente invención, los mejoradores inorgánicos se seleccionan de aluminosilicatos cristalinos con propiedades de intercambio iónico, tales como, en particular, zeolitas. Son apropiados diversos tipos de zeolitas, en particular zeolitas A, X, B, P, MAP y HS en su forma Na o en formas en las que Na está parcialmente sustituido por cationes tales como Li+, K+, Ca2+, Mg2+ o amonio.

Los silicatos cristalinos apropiados son, por ejemplo, disilicatos y silicatos laminares. Los silicatos cristalinos se pueden utilizar en forma de sus sales de metal alcalino, metal alcalinotérreo o amonio, preferiblemente como silicatos de Na, Li o Mg.

Se pueden seleccionar silicatos amorfos, tales como, por ejemplo, metasilicato de sodio, que tiene una estructura polimérica, o Britesil® H20 (fabricante: Akzo).

Los mejoradores inorgánicos apropiados con base en carbonato son carbonatos e hidrogenocarbonatos. Los carbonatos e hidrogenocarbonatos se pueden usar en forma de sus sales de metales alcalinos, de metales alcalinotérreos o de amonio. Preferiblemente, se pueden seleccionar carbonatos o hidrogenocarbonatos de Na, Li y Mg, en particular carbonato de sodio y/o hidrogenocarbonato de sodio. Otros adyuvantes inorgánicos apropiados son sulfato de sodio y citrato de sodio.

En una realización de la presente invención, las formulaciones de acuerdo con la invención pueden contener al menos un agente complejante orgánico (comejoradores orgánicos) tal como EDTA (ácido N,N,N',N'etilendiaminotetraacético), NTA (ácido N,N,N-nitrilotriacético), MGDA (ácido 2-metilglicina-N,N-diacético), GLDA (ácido N,N-diacético del ácido glutámico) y fosfonatos tales como ácido 2-fosfono-1,2,4-butanotricarboxílico, aminotri(ácido metilenofosfónico), 1-hidroxietileno(ácido 1,1-difosfónico) (HEDP), ácido etilendiaminotetrametilenfosfónico, ácido hexametilendiaminotetrametilenfosfónico y ácido dietilentriaminopentametilenfosfónico y en cada caso las respectivas sales de metales alcalinos, especialmente las sales de sodio respectivas. Se prefieren las sales de sodio de HEDP, de GLDA y de MGDA.

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La planta de laboratorio para producir compuestos de acuerdo con la invención consistió en un reactor de vidrio de 4 I revestido, un condensador con una trampa Dean-Stark, un agitador de tres etapas, un receptor de destilación y un embudo de goteo. La presión se ajustó con un sistema de vacío que consistía en una bomba de vacío, un indicador de presión, un controlador de presión y dos trampas frías enfriadas con nitrógeno líquido. Para eliminar el exceso de alcohol por destilación, se utilizó un matraz redondo de 2 l equipado con un agitador, un PT 100, un cabezal de destilación de Claisen, un refrigerador, un receptor de destilado, una medición de presión y una bomba de vacío.

I. Síntesis de compuestos de acuerdo con la invención

Como alcohol (II.1), se utilizó el siguiente compuesto:

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Se obtuvo mediante una reacción de Guerbet de alcohol isoamílico. Tenía una impureza de 10% en moles de (II.1a)

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De este modo fue una mezcla 9:1 de isómeros de ahora en adelante también se denomina como "mezcla de alcohol (II.1)".

1.1 Síntesis del compuesto de la invención (I.1)

El reactor de vidrio de 4 l de la planta de laboratorio descrita anteriormente se cargó con 703,6 g (2,4 moles) de monohidrato de glucosa y 1250 g de mezcla de alcohol (II.1). La suspensión resultante se secó a 75°C a una presión de 30 mbar durante un período de 30 minutos con agitación. A continuación, se ajustó la presión a la presión ambiente y la lechada se calentó a 90ºC. Se adicionaron 2,14 g de ácido sulfúrico concentrado (96% en peso), disuelto en 100 g de mezcla de alcohol (II.1) y se continuó calentando hasta alcanzar una temperatura de 106ºC. La presión se ajustó a 30 mbar y, bajo agitación, el agua formada se separó por destilación en la trampa de Dean-Stark equipada con trampas frías. Después de 5,5 horas, no se formó más agua, y la cantidad de agua que se formó teóricamente estaba en las trampas frías.

A continuación, la reacción se inactivó neutralizando el catalizador con 2,6 g de NaOH acuoso al 50% en peso. El valor de pH, medido en una solución al 10% en isopropanol/agua (1:10), fue de al menos 9,5. La mezcla de reacción se transfirió entonces a un matraz redondo, se eliminó por destilación la mezcla de alcohol (II.1) en exceso a 140ºC/1 mbar. Durante la eliminación de la mezcla de alcohol en exceso (II.1), la temperatura se elevó escalonadamente hasta 180ºC en 2 horas. Cuando no se eliminó más alcohol, la mezcla de reacción líquida se agitó en agua (temperatura ambiente) con el fin de ajustar el contenido de sólidos al 60% y se enfrió a temperatura ambiente, formando por lo tanto una pasta acuosa. El compuesto 1,1 tenía un grado de polimerización (número promedio) de 1,31 y un contenido de alcohol residual de 0,04 g, y la pasta así obtenida tenía un contenido de agua de 40,8%. El valor de pH era 4,1, el número de color (Gardner) era 16,3.

Con el fin de mejorar el color, se transfirieron 800 g de la pasta acuosa anterior a un recipiente 4 I y se hicieron reaccionar con 38,5 g de H2O2 acuoso al 35% en peso que se adicionó de manera que el contenido total de peróxido se encontraba en el intervalo desde 300 a 1,500 ppm, determinado con las varillas de prueba de peróxido de Merckoquant. El valor de pH se mantuvo en el intervalo desde 7,5 a 8. Finalmente, el valor de pH se ajustó a 11,5 con NaOH acuoso al 50% en peso. El número de color (Gardner) se había reducido a 2,9, y el contenido de agua había aumentado a 45,9%. Todas las mediciones con respecto al valor de pH y contenido de peróxido se realizaron en una pasta diluida al 10% en volumen. Para la dilución, se usó una solución acuosa al 15% en volumen de isopropanol.

I.2 Síntesis del compuesto de la invención (I.2)

El reactor de vidrio de 4 I descrito anteriormente se cargó con 839,9 g (4,66 moles) de xilosa y 1,511 g de mezcla de alcohol (II.1). La lechada resultante se calentó a 90ºC. Se adicionó una cantidad de 2,55 g de ácido sulfúrico concentrado (96% en peso), disuelto en 100 g de mezcla de alcohol (II.1), y se continuó el calentamiento hasta

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alcanzar una temperatura de 106ºC. La presión se ajustó a 30 mbar y, bajo agitación, el agua formada se separó por destilación en la trampa de Dean-Stark equipada con trampas frías. Después de 255 minutos, no se formó más agua, y la cantidad de agua que se formó teóricamente estaba en las trampas frías.

A continuación, la reacción se inactivó neutralizando el catalizador con 3,51 g de NaOH acuoso al 50% en peso. El valor de pH, medido en una solución al 10% en isopropanol/agua (1:10), fue de al menos 9,5. La mezcla de reacción se transfirió después a un matraz redondo y, a 140°C/1 mbar, se separó por destilación la mezcla de alcohol en exceso (II.1). Durante la eliminación de la mezcla de alcohol en exceso (II.1), la temperatura se elevó paso a paso a 165ºC en 2 horas. Cuando no se extrajo más alcohol, la mezcla de reacción líquida se agitó en agua (temperatura ambiente) con el fin de ajustar el contenido de sólidos al 60% y se enfrió a temperatura ambiente, formando por lo tanto una pasta acuosa. El compuesto I.2 tenía un grado de polimerización (número promedio) de 1,32 y un contenido en alcohol residual de 0,2 g, y la pasta así obtenida tenía un contenido en agua del 50,6%. El valor de pH era 7,8, el número de color (Gardner) era 10,1.

Con el fin de mejorar el color, se transfirieron 1.793 g de la pasta anterior a un recipiente de 4 I y se hicieron reaccionar con 43,3 g de H2O2 acuoso al 35% en peso que se adicionó de manera que el contenido total de peróxido se encontraba en el intervalo desde 300 a 1.500 ppm, determinado con varillas de prueba de peróxido de Merckoquant. El valor de pH se mantuvo en el intervalo desde 7,5 a 8. Finalmente, el valor de pH se ajustó a 11,5 con NaOH acuoso al 50% en peso. El número de color (Gardner) se había reducido a 2,5, y el contenido de agua había aumentado a 50,6%. Todas las mediciones con respecto al valor de pH y contenido de peróxido se realizaron en una pasta diluida al 10% en volumen. Para la dilución, se usó una solución acuosa al 15% en volumen de isopropanol.

II. Propiedades de limpieza de los compuestos de acuerdo con la invención, y de compuestos comparativos

Como compuestos comparativos, se utilizaron los siguientes compuestos:

C-C.1: mezcla de alquilo C8-C14-glucósidos lineales, grado de polimerización (análogo a x): 1,5, cantidades molares: n-C8-glucósidos: 45 % mol, n-C10-glucósidos: 50 % mol, n-C12-glucósidos: 3 % mol, n-C14-glucósidos: 2 % mol

C-C.2: 2-etilhexil glucósido, grado de polimerización (análogo a x): 1,3

C-C.3: n-alquilo C8 glucósido, grado de polimerización (análogo a x): 1,3

C-C.4: n-C5H11-CH(n-C3H7)-CH2-glucósido ("n-2PH glucósido"), grado de polimerización (análogo a x): 1,3

C-C.5: n-C5H11-CH(n-C3H7)-CH2-xilosido ("n-2PH xilosido"), grado de polimerización (análogo a x): 1,3

Suciedad de prueba:

36% en peso de trementina mineral (intervalo de ebullición 80/110º);

17% en peso de triglicérido (Myritol® 318 comercialmente disponible);

40% en peso de aceite mineral (Nytex® 801 comercialmente disponible),

7% en peso de negro de carbono

Con el fin de preparar la suciedad de prueba, se cargó un vaso de precipitados con la trementina mineral. El triglicérido y el aceite mineral se adicionaron bajo agitación (500 rpm) hasta que se formó una solución transparente. A continuación, se adicionó lentamente el negro de carbono. La dispersión así obtenida se agitó a continuación durante 30 minutos con un IKA Ultra-Turrax® T25 digital-básico. Posteriormente, la dispersión se agitó a continuación con un agitador magnético durante 21 días a temperatura ambiente y después durante 30 minutos con Ultra-Turrax especificado anteriormente. La dispersión así obtenida se almacenó entonces en una botella de vidrio cerrada durante 14 días adicionales en condiciones ambiente mientras que se agitaba continuamente sobre un dispositivo de agitación magnética. La suciedad de prueba así obtenida estaba entonces lista para su uso.

Como sustratos de prueba, se usaron tiras de PVC blanco (37·423·1,2 mm), disponibles comercialmente de Gerrits, PVCTanzteppich ® 5410 Vario white.

Como limpiadores de prueba, se disolvieron las cantidades de compuesto de acuerdo con la invención o de compuesto comparativo según la tabla 1 en 50 ml de agua. El valor de pH se ajustó a 7 con NaOH 0,1 M o ácido acético 0,1 M, si era necesario. A continuación, la masa total de cada uno de los limpiadores de prueba se ajustó a la masa total de 100 g (± 0,2 g) mediante la adición de agua destilada.

Las pruebas fueron pruebas de Gardner realizadas en un robot de prueba automática. Contenía una esponja (viscosa, comercialmente disponible como Spontex® Z14700), sección transversal 9-4 cm. Por ensayo, 5 tiras de prueba se ensuciaron por primera vez con 0,28 (± 0,2) g de suciedad de prueba con cepillo y a continuación se secaron a temperatura ambiente durante una hora. Luego se trataron con la esponja húmeda, se remojaron con 20

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2-n-propilheptanol. Los polixilósidos, sin embargo, tienen un precio más alto que los poliglucósidos y por lo tanto no se aceptan en todas las aplicaciones.

Tabla 2b: Potencia de espumación

Nombre: Surfactante Potencia de formación de espuma a 40°C [ml]

C-LCF.1: C-C.1 660

LCF.2: (I.1) 140

C-LCF.3: C-C.4 620

LCF.4: (I.2) 90

C-LCF.5: C-C.5 100

C-LCF.2: C-C.2 110

5 El error experimental en la determinación de la potencia de formación de espuma es inferior al ±5%. Se puede observar que el poliglucósido con base en los productos de reacción de la mezcla de alcohol (II.1) es superior sobre el poliglucósido con base en 2-n-propilheptanol con respecto a la potencia de formación de espuma y que el polixilósido con base en los productos de reacción de la mezcla de alcohol (II.1) es superior al respectivo polixilósido con base en 2-n-propilheptanol.

10 11.3 Pruebas de estabilidad de la espuma

Los experimentos para la determinación de la estabilidad de la espuma se llevaron a cabo en un Sita Foam Tester R-2000. Como soluciones de prueba, se utilizaron soluciones acuosas de 1 g/l del poliglicósido respectivo en agua destilada. Se bombeó una cantidad de 300 ml de la solución de prueba respectiva en un recipiente de vidrio y se calentó a la temperatura respectiva. A continuación, se agitó durante 1 minuto a 1.500 rpm. A continuación, se 15 determinó el volumen de la espuma. La agitación y la medición se repitieron 9 veces. A continuación, se puso en marcha el agitador y se determinó la desintegración de la espuma. Las mediciones 10 minutos después de la compensación están en la Tabla 3 o 3a o 3b, respectivamente. Los resultados se resumen en la tabla 3. Para la tabla 3a, se repitieron los experimentos, pero se utilizó agua con 16° dH (dureza alemana) en lugar de agua destilada. Para la tabla 3b, se repitieron los experimentos, pero se utilizó una solución acuosa de NaOH al 1% en

20 peso en lugar de agua destilada.

Tabla 3: Resultados de las pruebas de estabilidad de espuma en agua destilada

Surfactante: Temperatura[°C] Volumen máximo de espuma [ml] Alcanzado después deltiempo [min] Volumen de espuma 10 minutosdespués de la compensación delagitador [ml]

(I.1): 20 375 8 250

C-C.4: 20 957 9 865

(I.2): 20 932 10 800

C-C.5: 20 901 3 826

(I.1): 40 814 4 16

C-C.4: 40 1085 7 843

(I.2): 40 966 6 417

C-C.5: 40 972 5 616

(I.1): 60 100 4 0

C-C.4: 60 1083 10 390

(I.2): 60 993 9 32

C-C.5: 60 1037 6 103

Tabla 3a: Resultados de las pruebas de estabilidad de espuma en agua 16° dH

(I.1): 20 237 8 51

C-C.4: 20 604 10 184

(I.1): 40 125 6 3

C-C.4: 40 887 10 4

(I.1): 60 89 5 0

C-C.4: 60 455 10 0

Tabla 3b: Resultados de las pruebas de estabilidad de espuma en NaOH acuoso al 1% en peso

Surfactante: Temperatura [°C] Volumen máximo de espuma [ml] Alcanzado después del tiempo [min]

(I.1): 20 224 10

C-C.4: 20 888 7

(I.1): 40 141 2

C-C.4: 40 906 6

(I.1): 60 87 2

C-C.4: 60 570 10

En los ejemplos de acuerdo con la invención, el volumen de espuma era menor o al menos se formaba menos rápido, y la espuma no deseada era menos estable que en los ejemplos comparativos con la respectiva parte de poliglicósido.

Claims

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