JP2001506597A - 高度分岐一級アルコール組成物および該組成物から得られる生物分解性洗剤 - Google Patents

高度分岐一級アルコール組成物および該組成物から得られる生物分解性洗剤

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Abstract

(57)【要約】 新規な分岐一級アルコール組成物ならびに良好な冷水洗浄力および生物分解性を示す該組成物の硫酸エステル、アルコキシレート、アルコキシ硫酸エステルおよびカルボン酸エステルが提供される。該分岐一級アルコール組成物は、鎖当たりの平均分岐数が0.7〜3.0であり、炭素数が8以上であり、メチル分岐とエチル分岐の両方を有する。該一級アルコール組成物はさらに、0.5原子%未満の4級炭素原子を有することができ、かなりの数のエチル分岐、末端イソプロピル分岐および水酸基炭素に対してC3位の分岐を有することができる。該組成物の製造方法は、炭素数7以上のオレフィン供給原料を骨格異性化するか、あるいはC6〜C10オレフィンを二量化することによって行うものであり、その後ヒドロホルミル化によってアルコールに変換し、最終的に硫酸化、アルコキシ化またはその両方を行って洗剤界面活性剤か得られる。有用な骨格異性化触媒には、[001]方向のx面および/またはy面方向に42〜70nmの範囲の結晶学的空隙径を有する1以上の流路を持つゼオライトである。有用な二量化触媒には、ニッケルカルボキシレートとアルキルアルミニウムハライドの組み合わせまたはニッケルキレートとアルキルアルミニウムアルコキシドの組み合わせがある。

Description

【発明の詳細な説明】高度分岐一級アルコール組成物および該組成物から得られる生物分解性洗剤 発明の属する技術分野 本発明は、新規な一級アルコール組成物および該アルコールのアルコキシ化物 、硫酸エステルおよびアルコキシ硫酸エステル、ならびにそれらの製造および使 用に関する。発明の背景 長鎖オレフィン、特に炭素数約10〜28のオレフィンのアルコールは、洗剤 、石鹸、界面活性剤および潤滑油における凝固点降下剤などの各種分野で、商業 上かなり重要である。そのアルコールは、長鎖オレフィンのオキソもしくはヒド ロホルミル化などのいずれかの商業的方法によって製造される。代表的な長鎖ア ルコールは、市販のNEODOLアルコール類(Shell Chemical Company製)、E XXALアルコール類(Exxon Chemicalが販売)およびLIALアルコール類(En ichemが販売)(NEODOL、EXXALおよびLIALは商標である)であ る。 NEODOLアルコールの製造においては、主として直鎖の オレフィン供給原料について、オキソ触媒存在下に該オレフィンへ一酸化炭素お よび水素を反応させてヒドロホルミル化を行うことでアルコールを形成する。得 られるアルコール組成物中のアルコール分子数の80%超が直鎖一級アルコール である。その組成物中の分岐一級アルコールのうち、全てではなくとも、実質的 に全ての分岐が水酸基を有する炭素原子に対してC2の位置の炭素原子上にある 。それらのアルコールはその後、アルコールのスルホン化またはエトキシ化によ って、それぞれアニオン系もしくはノニオン系の洗剤もしくは一般的界面活性剤 に変換することができる。洗剤用アニオン系界面活性剤としては、アルコール− エトキシスルホン酸エステル類も知られている。 NEODOL系アルコール組成物は直鎖アルコールを高収率として経済的に製 造できることから、NEODOL系のアルコールは、洗剤において商業的にかな りの成功をおさめている。直鎖アルコールは生物分解するが、分岐長鎖アルコー ルスルホン酸エステルが示す生物分解性は低いと一般に認識されていることから 、洗剤用界面活性剤向け中間体としては、直鎖アルコールを使用したいという要 求がある。消費者が洗浄に使用する洗剤および石鹸は最終的に環境中に放出され ることから、生物 分解する界面活性剤もしくは洗剤を提供する必要があることは十分認識されてい る。 例えば、US5112519には、表面失活ZSM−23触媒によってC3お よびC4オレフィンをオリゴマー化することでオリゴマーを形成し、そのオリゴ マーをヒドロホルミル化し、メチル分岐が1.4未満であって分岐がメチル分岐 に限定されている半直鎖アルコール組成物を回収することで、界面活性剤を製造 する方法が記載されている。そのアルコールは、エトキシ化および/または硫酸 エステル化することができ、生物分解性であることが報告されており、さらには 、イソトリデシルアルコールと比較して低温物性が向上している。アルコール組 成物の直線性を1.4未満まで保持し、しかもメチル分岐を持たせることが、生 物分解性界面活性剤を得る上で重要な考慮事項であった。しかしながら、分岐を メチル分岐に限定することなく、分岐を1.4未満に限定することなく、しかも ZSM 23表面失活触媒に限定することなく、生物分解性界面活性剤を得るこ とが望ましいと考えられる。さらに、高価であって、しかも触媒によって鎖の長 さを構築する必要がある場合には急速にコークス状になるか消費され得るゼオラ イト触媒を使ってオリ ゴマー化反応を実施することなく、生物分解性界面活性剤を製造することも望ま しいと考えられる。 別の製品EXXAL13は、酸触媒によるプロピレンのオリゴマー化によって 、広範囲のモノオレフィン類を得ることで得られる。その範囲は、平均で炭素数 13のものが留出するが、C10-15の範囲のオレフィンも一部含まれる。次に、 オキソ工程を用いて、オレフィンのヒドロホルミル化を行う。EXXAL13は 、3〜4メチル分岐のトリデシルアルコールであると報告されており、潤滑剤お よび急速な生物分解が要求されない洗剤製剤での用途が知られている。それは、 EXXAL13の生物分解が非常に緩やかなためである。そのような大きい分岐 は必要ないが、界面活性剤が、容易に生物分解するものでありながら、洗浄力の ために比較的大きい分岐を有するようにすることが望ましいと考えられる。 米国特許5196625号には、ベンゼン上でオレフィンをアルキル化するこ とで生物分解性のアルキルベンゼンスルホン酸エステル系洗剤を製造するために 、二量化触媒を用いて直鎖および/またはモノ分岐のC10〜C28オレフィンを製 造するための二量化方法が記載されているが、二量化オレフィンを用 いてアルコールを製造することについては言及されていない。 さらに、該特許権者は、「直鎖およびモノ分岐アルキル芳香族スルホン酸エス テルは、多分岐アルキル芳香族スルホン酸エステルより生物分解がかなり早いこ とから、洗剤としてかなり望ましい」ことが一般に認められていると報告してい る。そのため該特許権者は、製造されるオレフィンが実質的に直鎖およびモノ分 岐となるように努めている。やはり、アルコールから、洗浄力および生物分解性 に優れた高度に分岐した製品を、分岐量を低く制限することなく製造することが 望ましいと考えられる。 US4670606の特許権者も同様に、洗剤分野での生物分解性の理由から 、「直鎖の洗浄性オキソアルコール類または直鎖部分ができるだけ高いもの」を 用いることが望ましいとしているが、高度に分岐したオキソアルコール類は、分 岐によって潤滑油の凝固点が低下することから、潤滑油添加剤として望ましいも のである。従ってその発明は、混合物からそれら2種類を分離する方法に関する ものであった。 高度に直線性の高オレフィンアルコール製造が望まれることは、US5488 174にも記載されている。オレフィンのコ バルトカルボニル触媒ヒドロホルミル化によって生じる問題についての考察にお いて該特許権者は、その方法によって、内部オレフィンを原料とした場合に、生 物分解性が低いことから特に望ましくない分岐化合物を含む組成物が製造される と記載している。従って該特許権者は、高い直鎖/分岐比を示す混合物を与える と考えられる触媒方法を用いることが望ましいとしている。 前述のように、洗剤界面活性剤の製造用の高度に直線性のNEODOLアルコ ール系中間体は、直線性が高いことで生物分解性が高くなることを一つの理由と して、商業的に成功している。しかしながら、高度の直線性によって、鎖の疎水 性部分の疎水性も高くなり、それによって冷水での溶解度/洗浄力が低下してい る。概して、高度に直線性のアルコール硫酸エステルには、冷水での溶解度/洗 浄力が低いという問題がある。生物分解性化合物の使用に対する関心とともに、 政府の規則は、洗浄温度を下げることも要求している。 従って、生物分解性であってしかも低い洗浄温度で良好な洗浄力を示すアルコ ール中間体を提供する必要が強くなりつつある。前述のように、分岐化合物の示 す生物分解性は低いことが 認められていることから、その問題に対する解決法は、高級オレフィンアルコー ルの分岐を大きくして、疎水性を低下させ、それによって恐らくは冷水洗浄力を 高めるというほど単純なものではなかった。発明の概要 生物分解性と冷水洗浄力についての要件を満足する分岐一級アルコールおよび それのアルコキシレート、硫酸エステルおよびアルコキシ硫酸エステル誘導体の 新規組成物、ならびにそれら組成物の製造方法が明らかになった。 従って本発明は、第1に、炭素数8〜36であって、1分子当たりの平均分岐 数が0.7〜3.0であり、該分岐がメチル分岐およびエチル分岐を有してなる 分岐一級アルコール組成物に関するものである。 本発明は、第2に、前記の分岐一級アルコール組成物の製造方法であって、 a)炭素数7以上の直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原料を、該直鎖オレ フィンの骨格での異性化を行って同一炭素数の分岐オレフィンを生成する効果を 有する触媒と接触させる段階;ならびに b)該分岐オレフィンを、前記一級アルコール組成物に変換する段階 を有してなる方法に関するものである。 本明細書で使用する場合の「骨格異性化」という用語は、少なくとも部分的に 直鎖部分が同一炭素数の分岐鎖部分に変換される炭化水素の異性化を指す。段階 a)での触媒は好ましくは、結晶学的空隙径が0.42〜0.70nmである1 以上の流路を有するゼオライトである。段階b)でのアルコールへの変換は、好 ましくはヒドロホルミル化によるものである。 本発明は、第3に、炭素数13〜21の前記分岐一級アルコール組成物の別途 製造方法であって、 a)均一な二量化触媒の存在下に、C6〜C10オレフィンを含むオレフィン供 給原料を二量化して、C12〜C20分岐オレフィンを生成する段階;ならびに b)該C12〜C20分岐オレフィンを前記分岐一級アルコール組成物に変換する 段階 を有してなる方法に関するものである。 段階a)のオレフィン供給原料は、好ましくは直鎖オレフィンであり、好まし くは、C6〜C10オレフィンを85重量%以 上含むものである。段階a)は好ましくは、1段階の二量化工程である。前記均 一触媒は好ましくは、ニッケルカルボキシレートまたはニッケルキレートと、ア ルキルアルミニウムハライドまたはアルキルアルミニウムアルコキシドとの混合 物を含むものである。段階a)で製造された分岐オレフィンに対して、二重結合 異性化段階を行ってから、段階b)を行っても良い。段階b)でのアルコールへ の変換は好ましくは、ヒドロホルミル化によって行う。 本発明は、好ましくは第4に前記分岐一級アルコール組成物をオキシラン化合 物と反応させることによって得られる分岐一級アルコールアルコキシレート組成 物に関するものである。 本発明は、第5に、好ましくは前記分岐一級アルコール組成物を硫酸エステル 化することで得られる分岐一級アルコール硫酸エステルに関するものである。 第6に本発明は、 a)分岐一級アルコールアルコキシレート、分岐一級アルキル硫酸エステルお よび分岐アルコキシ化一級アルキル硫酸エステルからなる群から選択される1以 上の界面活性剤; b)ビルダー;ならびに c)適宜に、発泡抑制剤、酵素、漂白剤、漂白剤活性化剤、蛍光増白剤、共ビ ルダー(cobuilder)、ヒドロトロープ(hydrotrope)および安定化剤からなる 群から選択される1以上の添加剤 を有してなる洗剤組成物に関するものである。発明の詳細な説明 本明細書で使用する場合、分子鎖当たりの平均分岐数という表現は、後述の13 C核磁気共鳴(13C NMR)によって測定される、アルコール分子当たりの平 均分岐数を指す。鎖における平均炭素数は、ガスクロマトグラフィーによって測 定する。 本明細書および請求の範囲を通じて、所定の炭素位置での分岐パーセント、分 岐の種類に基づく分岐パーセント、平均分岐数および4級原子のパーセントにつ いて何度か言及しているが、これらの量は、以下の3種類の13C−NMR技術を 組み合わせることで測定・決定されるものである。 (1)第1は、45度先端13Cパルスおよび10秒のリサイクルディレーを用 いる標準的な逆ゲート法である(分岐アルコールの重クロロホルム溶液に有機フ リーラジカル緩和剤を加えて、結果の定量性を確保する)。(2)第2には、8 msの1 /Jディレー(Jは、これら脂肪族アルコールについての炭素−プロトン間の結 合定数125Hzである)を用いるJ−変調スピンエコーNMR法(JMSE) である。この一連の作業は、奇数のプロトンを有する炭素と偶数のプロトンを有 する炭素とを識別するものである。すなわち、CH3/CHとCH2/Cq(Cqは 4級炭素を指す)との識別である。(3)第3は、4級炭素のみからの信号を含 むスペクトルを得る4msという1/2Jディレーを用いるJMSE NMR「 4級限定」法である。4級炭素原子を検出するためのJSME NMR4級限定 法は、0.3原子%という低レベルの4級炭素原子の存在を検出できるだけの感 度を有する。適宜に選択されるさらに別の段階として、4級限定JSME NR Mスペクトルの結果から得られた結論を裏付けたい場合に、DEPT−135N MRシーケンスを行うこともできる。DEPT−135NMRシーケンスは、真 正の4級炭素とブレークスルー(breakthrough)プロトン化炭素とを識別する上 で非常に有用であることを本発明者らは認めている。それは、DEPT−135 シーケンスが、JMSE「4級限定」実験のスペクトルと「反対の」スペクトル を与えるためである。後者の方法は4級炭素以外の全ての信号をゼロとす るものであるが、DEPT−135は、専ら4級炭素をゼロとするものである。 従って、これら2つのスペクトルの併用が、JMSE「4級限定」スペクトル中 の非4級炭素を特定する上で非常に有効である。しかしながら、本明細書を通じ て、4級炭素原子の有無について言及する場合、指定の量の4級炭素が存在する ことまたは4級炭素が不在であることが、4級限定JSME NMR法によって 測定されることを意味するものである。その結果を確認することを望む場合には 、DEPT−135法も併用して、4級炭素の存在と量を確認する。 本明細書を通じて実施および使用される洗浄力評価は、標準的な高密度洗濯用 粉末(HDLP)洗浄力/再汚染性能試験に基づいたものであった。作業例にお ける評価は、CaCO3としての水硬度150ppmで(モル基準でCaCl2/ MgCl2=3/2)、表IIIに指定した温度にて、シェルケミカル社(Shell Chemical Company)の放射性トレーサー法を用いて行ったものである。本発明 の一級アルコール硫酸化組成物は、1/4カップ基準で、マルチシーバム(mult isebum)、セタンスクワランおよびクレーで汚れた耐久プレス65/35ポリエ ステル/綿(PPPE/C)ファブリックに対して調べた。HD LPは、一級アルコール硫酸エステル組成物を27重量%、ビルダー(ゼオライ ト−4A)を46重量%および炭酸ナトリウムを27重量%含有させ、濃度0. 74g/Lで調べた。 放射性同位元素で標識したマルチシーバム土の組成は以下の通りであった。成分 標識 重量% セタン 3H 12.5 スクワラン 3H 12.5 トリセアリン(Trisearin) 3H 10 落花生(ピーナツ)油 3H 20 コレステロール 14C 7 オクタデカノール 14C 8.0 オレイン酸 14C 15.0 ステアリン酸 14C 15.0 テルゴトメータ(Terg-O-Tometer)を用いて、15分間隔でサンプルを洗濯し た。洗濯条件は、10℃での冷水洗浄力と36℃での温水洗浄力の両方を測定す るよう設定した。攪拌速度は100rpmとした。テルゴトメータによって、4 インチ× 4インチの放射性トレーサー汚染サンプルを洗濯した後、それを手で濯いだ。洗 濯水と濯ぎ水とを合わせ、放射能カウンティングを行って、シーバム土除去を測 定した。サンプルの放射能カウンティングを行って、クレー除去を測定した。 洗浄力試験法および放射性トレーサー法に関する詳細については、文献を参照 することができる(B.E.Gordon,H.Roddewig and W.T.Shebs,HAOCS,44:289( 1967);W.T.Shebs and B.E.Gordon,JAOCS,45:377(1968);W.T.Shebs,Radiois otope Techniques in Detergency,Chapter 3,Marcel Dekker,New York(1987) )。 作業例硫酸エステルの生物分解性を測定するための生物分解試験法は、OEC D 301D試験法としても知られる40 CFR §796.3200に規定 された試験方法に従って行った。一級アルコール硫酸エステル組成物または界面 活性剤が生物分解性であるとは、該化合物もしくは組成物が、28日以内に60 %以上の生物化学的酸素要求量(BOD)測定値を与え、そのレベルには10% を超える生物分解の10日以内に到達しなければならないことを意味する。 本発明の一級アルコール組成物は、分子当たりの平均鎖長が 炭素数8〜36である。洗剤などの多くの界面活性剤用途において、該アルコー ル組成物の平均炭素鎖長は、炭素数11、12、13、14、15、16、17 、18、19、20もしくは21であるか、あるいは炭素11〜21の範囲内の 平均として表した場合には、それら数値の中間の少数である。炭素数には、骨格 鎖方向の炭素原子と分岐炭素とか含まれる。 好ましくは一級アルコール組成物中の分子の75重量%以上、より好ましくは 90重量%以上が鎖長が11〜21、さらに好ましくは14〜18炭素原子であ る。本発明の一つの特徴として、上記で定義および測定したように、平均分岐数 は0.7以上である。平均分岐数が1.5以上、特には1.5〜約2.3の範囲 、とりわけ1.7〜2.1の範囲である組成物は、硫酸エステル化すると、冷水 洗浄力と生物分解性の良好なバランスが得られる。従来の直鎖アルコール硫酸エ ステルは、平均分岐数が0.05〜0.4と低く、非常に生物分解性が高い。し かしながら、現在までのところ、冷水洗浄力を改善することを目的として高次の 分岐を導入すると、生物分解性試験で不合格となっていた。本発明の一級アルコ ール組成物は、硫酸エステル化すると、生物分解性を犠牲にすることなく、非常 に多くの分 岐が導入されるという利点を有する。冷水での性質は、分岐量が1.5以上にな ると改善される。 本発明の特徴は、検出限界が0.3原子%以上である4級限定JMSE変調13 C−NMRによって測定されるCqが0.5未満である上記で定義の一級アルコ ール組成物を提供すること、好ましくは、そのNMR法によって測定されるCq を持たない一級アルコール組成物を提供することにある。現在のところ理由は未 解明であるが、アルコール分子上にCqが存在すると、生物によるその特定の硫 酸エステル化分子の生物分解が妨害されると考えられる。Cqが1原子%と低い アルコールであっても、生物分解速度は不合格であることが認められている。さ らに、高度分岐導入へのこれまでの試みは、生物分解性を不合格とするだけの数 のCqを形成していたと考えられる。 本発明の好ましい実施態様では、一級アルコール組成物中のアルコール分子の 5%未満、またはより好ましくは3%未満が直鎖アルコールである。組成物中の 直鎖アルコール数がそのように少量まで効果的に低減するのは、プロピレン分子 の酸触媒オリゴマー化などの方法や、ゼオライト触媒オリゴマー化法による分岐 導入ではなく、後述するような有効な触媒を用いる骨 格の異性化もしくは二量化法によるオレフィン供給原料への分岐導入によるもの である。より好ましい実施態様では、一級アルコール組成物が含む直鎖アルコー ル量は3%未満である。直鎖分子のパーセントは、ガスクロマトグラフィーによ って測定することができる。 骨格異性化によって分岐を行うことができると、本発明の一級アルコール組成 物は、NMR法によって、水酸基のある炭素原子に対してC2位置の炭素上に5 〜25%の分岐を有するという特徴を有し得る。より好ましい実施態様では、N MR法によって測定されるC2位での分岐数が10〜20%である。当該一級ア ルコール組成物はさらに、やはりNMR法で測定した場合に、C3での分岐数が 10%〜50%、より代表的にはC3で15%〜30%である。C2位で認められ る分岐数と合わせると、この場合の一級アルコール組成物は、C2位とC3位の炭 素にかなりの量の分岐を有する。 本発明の一級アルコール組成物がC2位とC3位の炭素にかなりの量の分岐を有 するだけでなく、本発明者らはNMR法によって、該一級アルコール組成物の多 くが、5%以上のイソプロピル末端型分岐を有することを認めている。それはす なわち、 水酸基のある炭素に対して骨格中の2位から最後の炭素までメチル分岐があるこ とを意味している。本発明者らは、該一級アルコール組成物中に10%以上、代 表的には10%〜20%の範囲の末端イソプロピル型分岐をも認めている。NE DOLシリーズの代表的なヒドロホルミル化オレフィンでは、末端イソプロピル 分岐は、分岐のうちの1%未満、通常は0.0%である。しかしながら、本発明 によるオレフィンの骨格異性化によって、当該一級アルコール組成物は、総分岐 数に対して高いパーセントの末端イソプロピル分岐を有する。 C2およびC3にある分岐数とイソプロピル位の分岐数の合計を考慮すると、分 岐の20%以上、より好ましくは30%以上がこれらの位置に集中している本発 明の実施態様がある。しかしながら、本発明の範囲には、炭素骨格の長手方向に 交差して生じている分岐も含まれる。本発明のさらに別の好ましい実施態様では 、メチル分岐の総数は、上記のNMR法による測定で、分岐総数の40%以上、 さらには50%以上である。そのパーセントには、水酸基のある基に対してC1 〜C3の炭素位内にある、上記のNMR法によって認められるメチル分岐と末端 イソプロピル型メチル分岐の合計数か含まれる。 重要な点として、本発明者らは、エチル分岐数において、NEODOLアルコ ール類で認められるものと比較して大幅な増加を常に認めている。エチル分岐数 は、NMR法によって検出される全種類の分岐に基づいて、5%〜30%、最も 代表的には10%〜20%の範囲を取り得る。従って、オレフィンの骨格異性化 によって、メチル分岐とエチル分岐の両方が生成し、そのアルコールは、硫酸エ ステル化、アルコキシ化またはその両方を受けた場合、生物分解性試験および洗 浄力試験において非常に良好な成績を与えた。従って、骨格異性化を行うのに使 用できる触媒の種類は、メチル分岐のみを生成するものに限定されない。各種分 岐が存在することで、性質の良好な全体的バランスが高まると考えられる。 骨格異性化用のオレフィン供給原料で使用されるオレフィンは、C7以上のモ ノオレフィンである。好ましい範囲では、オレフィン供給原料は、C7〜C35の モノオレフィンを含有する。本発明で使用して、洗剤用途で最も一般的であるC12 〜C20の範囲の一級アルコール組成物を製造するには、C11〜C19の範囲のオ レフィンが最も好ましいと考えられる。概して、界面活性剤誘導体の炭素数が大 きいほど、物性および製剤性の向 上が顕著になる。 オレフィン供給原料組成物中のオレフィンは主として直鎖である。4級炭素原 子または極端に高い分岐長さを有する、主として分岐のオレフィン供給原料を処 理しようとすると、オレフィン流が触媒床を通過した後に分離法を行って、それ らの化学種を所望の分岐オレフィンから分離する必要が生じる。オレフィン供給 原料は少量の分岐オレフィンを含み得るが、骨格異性化向けに処理されるオレフ ィン供給原料においては好ましくは、直鎖オレフィン分子の含有率は、約50% 超、より好ましくは約70%超、最も好ましくは約80モル%超もしくはそれ以 上である。 オレフィン供給原料は通常、100%という高純度では市販されていないこと から、指定された炭素数範囲内のオレフィンが100%ということはない。オレ フィン供給原料は通常、各種炭素鎖長を有するモノオレフィンが分布したもので あり、オレフィンの50重量%以上が指定の炭素鎖範囲または炭素鎖数値(いず れの記載であっても)内にあるものである。好ましくは、オレフィン供給原料に は、指定炭素数範囲のモノオレフィンが約80重量%以上含まれ(例:C7〜C9 、C10〜C12、 C11〜C15、C12〜C13、C15〜C18など)、その製品の残りの部分は、それ以 外の炭素数または炭素構造のオレフィン、ジオレフィン、パラフィン、芳香族な らびに合成工程から生じる他の不純物である。二重結合の位置は限定されない。 オレフィン供給原料組成物は、α−オレフィン、内部オレフィンまたはそれらの 混合物を含有することができる。 シェブロン・アルファ・オレフィン(Chevron Alpha Olefin)製品シリーズ( Chevron Chemical Co.の商標であり、該社が販売)は、パラフィンロウのクラッ キングによって主として直鎖のオレフィンを製造したものである。エチレンのオ リゴマー化によって製造される市販のオレフィン製品は、NEODENEという 商標下にシェルケミカル社により、さらにはエチル・アルファ−オレフィン類( Ethyl Alpha-Olefins)としてエチル社(Ethyl Corporation)によって米国で販 売されている。エチレンから好適な直鎖オレフィンを製造する具体的な方法は、 米国特許3676523号、同3686351号、3737475号、3825 615号および4020121号に記載されている。そのようなオレフィン製品 のほとんどがα−オレフィン類をかなりの割合で含有するが、さらに直線性の高 い内部オレフ ィンも、例えばパラフィン類の塩素化−脱塩化水素、パラフィンの脱水素化、な らびにα−オレフィン類の異性化によって商業的に生産されている。C8〜C22 の範囲の直鎖内部オレフィン製品は、シェルケミカル社およびリキケミカ社(Liq uichemica Company)によって販売されている。 骨格異性化に使用される触媒は好ましくは、室温で測定して、結晶学的に空隙 の流路径が0.42〜0.70nmである1以上の流路を有し、空隙流路径が0 .70nmより大きい流路は実質的に存在しないゼオライトを含む。 骨格異性化触媒は、流路入口に、上記の範囲の結晶学的空隙径を有する1以上 の流路を持たなければならない。その触媒は、上記範囲の上限である0.70n mを超える径を流路入口で持ってはならない。0.7nmより大きい流路径を有 するゼオライトは、望ましくない芳香族化、オリゴマー化、アルキル化、コーク ス化および副産物生成を起こしやすい。他方、x面とy面のいずれの方向にも空 隙径が0.42nm以上である流路を持たない場合は、流路径が小さすぎて、オ レフィンが分岐オレフィンになると、流路孔を出入りしてオレフィンが拡散でき なくなる。従って、ゼオライトは、流路の空隙径が0.42〜0. 70nmの範囲内にある1以上の流路を持たなければならない。 他の規格は全て、適宜選択される。 理論は別として、オレフィン分子は、炭素鎖長が大きいために、ゼオライト流 路中に進入したり、それを通って拡散したり、流路の他方の端に存在することは ないと考えられる。オレフィン供給原料をゼオライトに通した時に認められる分 岐率は、各オレフィン分子が流路を通過したと仮定した場合の理論的分岐率と一 致しない。むしろ、オレフィンのほとんどが流路内の鎖位置に分岐を行い、その 後異性化したら、流路から抜け出るのに有効な距離で、流路に部分的に進入する と考えられる。その場合、組成物中のオレフィン分子は主として、オレフィン炭 素骨格の末端で分岐してており、分子の中心に向かって実質的に直線である、す なわち中央の炭素の25%以上が未分岐である構造を有すると考えられる。しか しながら、本発明の範囲には、分子構造に関して前述のパラメータの範囲内であ れば炭素骨格方向のいかなる場所での分岐も含まれる。 ゼオライト構造の好ましい実施態様は、米国特許5510306号に記載され ている。ゼオライト構造はさらに、マイヤーらの著作にも記載されている(W.M. Meier and D.H.Olson,the Atlas of Zeolite Structure Types)。構造に関して、ある好ましい実施態様で は、触媒は、[001]方向のx面およびy面の両方で、0.42nm超から0 .70nm未満の範囲内の空隙径を有する流路を有する。この指定の流路径を有 するゼオライトは代表的には、中等度または中間流路ゼオライトと称され、代表 的には、ある方向に10−T員(または充填された12−T員)環状流路構造を 有し、存在する場合は別の方向で9−T員以下の構造(小孔)を有する。ゼオラ イトにおける流路数やその配置(平行、非相互接続交差、またはいずれかの角度 での相互接続)に制限はない。さらに、x面とy面の両方において上記の範囲外 である流路の径についても、それらの他の流路がx面もしくはy面のいずれかで 0.70nmを超える空隙径を持たない限り制限はない。例えば、xまたはyの いずれかもしくはその両方において0.42nm以下の空隙径を有する他の流路 は、本発明の範囲に含まれる。 さらに、流路系が有し得る次元数についても制限はなく、1、2または3があ り得る。本発明の範囲には、径が0.70nm未満である相互接続流路を有する 2次元もしくは3次元のゼオライトも含まれ、上記の範囲内の1以上の流路も含 まれるが、 特にオレフィンの大きさ、相互接続交差部の流路入口への近さ、相互接続交差部 の大きさ、温度、流量という因子に応じて、相互接続する流路の交差部でα−オ レフィンが出会って、二量化もしくはオリゴマー化するという限られた状況が存 在し得る。そのような二量体が拡散して、ゼオライトから逆に出てくる可能性は 低いが、二量体が触媒をコークス化したり、流路構造内で分解して、4級炭素分 岐を有する副産物のオレフィンを形成する可能性がある。そこで、2次元もしく は3次元ゼオライトにおける相互接続流路系は、所定の処理条件下で、分解した 時に4級分岐副産物を生成し得る二量体、三量体またはオリゴマーの生成を防止 するのに有効な空隙径を有するものでなければならない。ある好ましい実施態様 では、上記の範囲内で流路に相互接続する全ての流路が、x面とy面の両方で0 .42nm以下の空隙径を有することで、ゼオライト内で2個のオレフィンが互 いに接触して、二量化もしくはオリゴマー化する可能性をなくしている。しかし ながら、そのような優先性は、相互接続流路にのみ当てはまるものである。1次 元、2次元もしくは3次元のいずれでも、あるいは異なる面で交差していても良 いが、複数の流路を有するがそれのいずれも相互接続していない ゼオライトは、流路がつながっていないことから、二量化や三量化を起こす可能 性はない。従って、上記の基本的要件が守られている限りにおいて、これらの種 類の構造に関して、どれが優先するということはない。 流路径が0.42〜0.70nmである、本発明の方法で使用可能なモレキュ ラーシーブスを含むゼオライトの例としては、フェリエライト、AIPO−31 、SAPO−11、SAPO−31、SAPO−41、FU−9、NU−10、 NU−23、ZSM−12、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZS M−48、ZSM−50、ZSM−57、SUZ−4A、MeAPO−11、M eAPO−31、MeAPO−41、MeAPSO−11、MeAPSO−31 およびMeAPSO−41、MeAPSO−46、ELAPO−11、ELAP O−31、ELAPO−41、ELAPSO−11、ELAPSO−31および ELAPSO−41、ラウモンタイト(laumontite)、カンクリナイト、オフレ タイト、水素型の束沸石、マグネシウム型もしくはカルシウム型のモルデナイト ならびにパルタイト(partheite)などがある。他の名称で知られるこれら骨格 のアイソタイプ構造は、等価であると考えられる。 これらゼオライトの多くの骨格組成について記載した概論が、フラニゲンらの著 作にある(Flanigen et al.,New Developments in Zeolite Science Technology ,"Aluminophosphate Molecular Sieves and the Periodic Table,"(Kodansha Lt d.,Tokyo,Japan 1986)。 フェリエライト、ヒューランダイトおよび束沸石などの多くの天然ゼオライト は、口径が約0.42nm径またはそれよりわずかに小さい1次元孔構造を特徴 としている。アンモニウムイオン交換などの当業界で公知の方法と、適宜にその 後焼成を行うことにより、会合しているアルカリ金属またはアルカリ土類金属を 除去することで、実質的に水素型のゼオライトを生成することによって、これら の同じゼオライトを、所望のより大きい流路径を有するゼオライトに変換するこ とができる(例えば、米国特許4795623号および4942027号参照) 。会合しているアルカリ金属またはアルカリ土類金属を水素型に代えることで、 それに応じて流路径が広がる。流路の径または「大きさ」とは、拡散に有効な流 路径または大きさを意味することは明らかである。別法として、一部の型のモル デナイトなどの流路径が大きすぎる天然ゼオライトは、アルカリ金属を、 相対的に大きいアルカリ土類金属のようなそれより大きいイオンと交換すること で、流路の大きさを小さくし、従って本発明の方法に有用なものとすることがで きる。 特に好ましいゼオライトとしては、フェリエライトアイソタイプの骨格構造( または同型)を有するものである(W.M.Meier and D.H.Olson,the Atlas of Zeolite Structure Types,published by Butterworth-Heinemann,3rd ed., p.98(1992)参照)。x線結晶撮影によって認められるフェリエライトの顕著な 構造的特徴は、断面がほぼ楕円であるアルミノケイ酸塩骨格における平行な流路 である。フェリエライトアイソタイプ的骨格構造を有するそのようなゼオライト の例としては、天然および合成のフェリエライト(斜方晶系でも単斜晶系であっ ても良い)、Sr−D、FU−9(EP B−55529)、ISI−6(米国 特許4578259号)、NU−23(E.P.A−103981)、ZSM− 35(米国特許4016245号)およびZSM−38(米国特許437557 3号)などがある。水素型のフェリエライト(H−フェリエライト)が最も好ま しく、実質的に1次元であり、平行に走る流路を有し、楕円形の流路が[001 ]方向でx面およびy面方向に0.42×0. 54nmの空隙径を有するものであり、それは直鎖オレフィンの進入とメチル分 岐イソオレフィンの流路からの出入りを可能とするだけの大きさであり、コーク ス形成を防止するだけの小ささである。各種H−フェリエライトの製造方法は、 米国特許4251499号、同4795623号および4942027号に記載 されている。 本発明の異性化方法で使用される骨格異性化触媒は、結合剤材料として役立つ 耐火性酸化物と組み合わせることができる。好適な耐火性酸化物には、ベントナ イト、モンモリロナイト、アタパルジャイトおよびカオリンなどの天然クレー; アルミナ;シリカ;シリカ−アルミナ;水和アルミナ;チタニア;ジルコニアお よびそれらの混合物などがある。ゼオライトの結合材料に対する重量比は、好適 には約10:90〜約99.5:0.5、好ましくは約75:25〜約99:1 、より好ましくは約80:20〜約98:2、最も好ましくは約85:15〜約 95:5の範囲である(無水物基準)。 好ましくは結合剤は、例えば、シリカ類、アルミナ類、シリカ−アルミナ類お よびクレー類から選択される。より好ましい結合剤は、シュードベーマイト(ps eudoboehmite)、γ−アル ミナおよびバイエライトアルミナなどのアルミナ類である。これらの結合剤は市 販されていて容易に入手でき、アルミナに基づく触媒の製造に使用される。ラロ ッシュケミカルズ(LaRoche Chemicals)がそのVERSAL系アルミナにより 、ビスタケミカル社(Vista Chemical Company)がそのCATAPALアルミナ により、本発明の触媒を製造する上で結合剤として使用可能な好適なアルミナ粉 末を提供している(VERSALおよびCATAPALは商標である)。特に押 出を利用する場合、触媒の製造に使用される好ましいアルミナ結合剤は、高分散 性アルミナ粉末である。そのような高分散性アルミナは、酸含有量が酸(酢酸) 0.4mg当量/g Al23である水系酸分散液で、50%を超える分散性を 有する。そのような高分散性アルミナの例としては、ビスタ社のCATAPAL Dアルミナがある。 好ましくは、さらに、モノカルボン酸および無機酸から選択される1以上の酸 と2以上のカルボン酸基を有する1以上の有機酸(「ポリカルボン酸」)によっ て骨格異性化触媒を製造する。好ましいモノカルボン酸には、炭素数1〜20の 置換もしくは未置換のヒドロカルビル基を有するモノカルボン酸があり、 それは脂肪族、環状または芳香族であることができる。例を挙げると、酢酸、ギ 酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシル酪酸 、ヒドロキシシクロペンタン酸、サリチル酸、マンデル酸、安息香酸および脂肪 酸などがある。好ましい無機酸には、硝酸、リン酸、硫酸および塩酸などの鉱酸 がある。 好ましいポリカルボン酸は、炭素−炭素結合連結によってヒドロカルビル部分 に結合した2以上のカルボン酸基を有する有機酸である。その連結は、ヒドロカ ルビル部分のいかなる部位であっても良い。ポリカルボン酸は好ましくは、炭素 数0〜10のヒドロカルビル部分を有し、それは脂肪族、環状または芳香族であ ることができる。ヒドロカルビル部分の炭素数がゼロであると、炭素−炭素結合 によって結合した2個のカルボン酸基を有するシュウ酸となる。ポリカルボン酸 の例としては、例えば、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸、アジピン酸、 マロン酸、ガラクタル酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、マレイン酸、 フマル酸、イタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、フェニルマロン酸、ヒドロキ シフタル酸、ジヒドロキシフマル酸、トリカルバリル酸、ベンゼン−1,3,5 −トリカ ルボン酸、イソクエン酸、粘液酸およびグルカル酸などがある。ポリカルボン酸 は、上記の酸の異性体または上記の酸の立体異性体であっても良い。2以上のカ ルボン酸基と1以上の水酸基を有するポリカルボン酸がより好ましい。最も好ま しい第2の酸(すなわち、ポリカルボン酸)はクエン酸、酒石酸およびリンゴ酸 である。 適宜に、コークス酸化促進金属を本発明の触媒に組み込んで、約250℃を超 える温度で、酸素存在下にコークスの酸化を促進することができる。本明細書に おいて「金属」という用語は、酸化触媒を指すのに使用されるが、その金属は必 すしもゼロ価酸化状態のものとは限らす、多くの場合、それより高い酸化状態の ものである。従って、「金属」は、酸化物と金属自体を含むものである。好まし くは、使用されるコークス酸化促進金属は遷移金属および希土金属である。より 好ましくは、コークス酸化促進金属は、周期律表のIB、VB、VIB、VII BおよびVIII族の遷移金属群から選択される。具体的には、Pd、Pt、N i、Co、Mn、AgおよびCrが好ましい。最も好ましくは、VIII金属で あるパラジウムおよび/または白金である。導入される金属の量は、金属/触媒 総重量として 求めた場合に、約2重量%以下とすることができる。白金および/またはパラジ ウムを用いた場合、ゼオライト/結合剤中に組み込む金属の量は、多めではなく 少なめとするのが好ましい。好ましくは、白金および/またはパラジウムの量は 、金属基準で最終触媒の5〜3000重量ppmの範囲である。 好ましい方法において本発明の触媒は、本明細書で定義の1以上のゼオライト 、含アルミナ結合剤、水、1以上のモノカルボン酸もしくは無機酸ならびに1以 上のポリカルボン酸の混合物を、反応容器もしくは容器中で混和し、その混和し た混合物のペレットを成形し、ペレットを高温で焼成することで得ることができ る。一つの好ましい実施態様では、ゼオライト粉末と含アルミナ粉末を、水およ び1以上のモノカルボン酸もしくは無機酸(第1の酸)ならびに適宜に1以上の コークス酸化促進金属の化合物と混和し、得られた混合物(ペースト)を成形し てペレットとする。別法として、コークス酸化促進金属を含浸させることができ る。 好ましくはペレットは押出によって成形するが、流体静力学的に加圧すること で触媒的に有用な形状に成形するか、あるいは機械的に加圧してダイスもしくは 鋳型に成形することもでき る。押出を用いる場合、適宜に、METHOCEL F4Mヒドロキシプロピル メチルセルロース(METHOCELは商標である)のようなセルロース誘導体 などの押出助剤を使用することができる(The Dow Chemical Company製)。本明 細書で使用する場合の「ペレット」という用語は、材料が固まっている限りにお いて、いかなる形状のものであっても良い。成形されたペレットは、下限が20 0℃、好ましくは300℃、より好ましくは450℃であって、上限が700℃ 、好ましくは600℃、より好ましくは525℃である範囲の温度で焼成する。 第1の酸の第2の酸に対する比は、好ましくは1:60〜60:1、より好ま しくは1:10〜10:1の範囲である。使用する第1の酸の量は、混合物を解 膠するのに有効な量である。好ましくは、使用される第1の酸の量は、ゼオライ トおよび含アルミナ結合剤を合わせた重量に基づいて0.1〜6重量%、より好 ましくは0.5〜約4重量%である(無水固体基準)。ビスタ社のCATAPA L Dより分散性の低いアルミナでは、解膠を行うには相対的に多量の酸が必要 な場合がある。使用される第2の酸の量は、触媒の触媒活性を促進する上で有効 な量であり、ゼオライトおよび含アルミナ結合剤の合計重量に基づ いて、0.1〜6、好ましくは0.2〜4重量%である(無水固体基準)。 その混合物は、混合物が均一に見えるようになるまで、十分にまたは激しく混 和する。混和は、混合物の全成分を一時に混合するか、あるいは混合物の成分を 異なる混和段階で混合することで行うことができる。混和は、混練によって行う ことができる。本明細書で使用する場合の「混練」という用語は、十分な量の水 を予め加えて濃厚ペーストを形成しておいた粉末を混和することを意味し、その 場合、混和はペーストを剪断することで行う。市販の粉砕器(例:Lancaster Mi x MullerおよびSimpson Mix Muller)を用いて、混和を行うことができる。リボ ン混合機および/またはパワーミル(power mill)などの市販の混合機を用いて 、混和を行うこともできる。 適宜に、コークス酸化促進金属を、ペースト混合物に混和するのではなく、金 属を含む溶液で成形されたペレットに含浸させることができる。 骨格異性化を行うことができる温度は、200℃〜500℃の範囲とすること ができる。温度は、オレフィンが分解する温度を超えてはならない。異性化反応 時に維持する好適な圧力は、 オレフィン分圧で10〜1000kPa、より好ましくは50超〜500kPa 、最も好ましくは50超〜200kPaである。 本発明の方法によって、高変換率、高選択性および高収率が得られる。炭素数 7以上の直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原料を、該直鎖オレフィンを単回 通過で40%以上の変換率にて骨格異性化するのに有効な触媒と接触させる。し かしなから、本発明の方法によって、さらに高い変換率で直鎖オレフィンの骨格 異性化を行うことができる。本発明の方法では、単回通過で、70%以上、好ま しくは80%以上、より好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の変 換率が得られる。有利には、それらの変換パーセントは、200℃〜500℃、 好ましくは200℃〜350℃の範囲の温度で得られる。 骨格異性化方法で使用される触媒も、骨格異性化分岐オレフィンの製造に対し て非常に選択的である。その骨格異性化方法によれば、高い選択性が得られるが 、直鎖のC7またはそれ以上の直鎖オレフィン流からC7以上の分岐オレフィンを 製造する方向への触媒の選択性は、相対的に選択性の低い触媒を用いた方法が、 有効性でも経済的妥当性でも不十分であると考えられ ていることから、単回通過で30%以上である。本発明の方法では、1回の通過 で、70%以上、より好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上、さら には95%以上という相対的に高い選択性が得られる。 本発明の方法によるC7以上の直鎖オレフィン流の骨格異性化によって認めら れる別の利点は、直鎖オレフィン流の高い変換率が、骨格異性化分岐オレフィン に対する高い選択性を伴って得られるという点である。オレフィン流は、好まし くは70%以上というパーセントで変換され、骨格異性化分岐オレフィンへの選 択性は70%以上、より好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上であ る。別の実施態様では、オレフィン流の80%以上が変換され、骨格異性化分岐 オレフィンへの選択性は、80%以上、好ましくは90%以上、最も好ましくは 95%以上である。さらに別の実施態様では、オレフィンの90%以上が変換さ れ、骨格異性化分岐オレフィンへの選択性は90%以上、より好ましくは95% 以上である。 骨格異性化方法はさらに、骨格異性化分岐オレフィンを高い収率で与える。骨 格異性化分岐オレフィンの収率は約10%以上でなければならないが、実際には 、約50%以上、より好ま しくは約65%以上、最も好ましくは約80%以上、さらには約90%以上とい う高さの収率を得ることができる。得られる骨格異性化分岐オレフィンの最高収 率は、骨格異性化温度での分岐オレフィンの平衡濃度によって限定される。 本発明の骨格異性化方法は、広い範囲の条件で行うことができる。オレフィン のオレフィン重時空間速度は、0.1〜100/時の範囲とすることができる。 好ましくはWHSVは、0.5〜50、より好ましくは1〜40、最も好ましく は2〜30/時である。それより低いWHSVでは、相対的に低い温度で実施可 能であるが、骨格異性化分岐オレフィンを高収率で得ることができる。それより 高いWHSVでは、温度を上げて、骨格異性化分岐オレフィンへの所望の変換率 および選択性を維持する。さらに、上記の相対的に低いオレフィン分圧で、至適 な選択性が得られる。従って、供給原料流を窒素もしくは水素などの希釈ガスで 希釈することが有利な場合が多い。希釈剤によってオレフィンの分圧を低下させ ることは、該方法の選択性を向上させる上で有効な場合があるが、オレフィン流 を希釈剤で希釈する必要はない。 希釈剤を使用する場合は、オレフィンの希釈剤に対するモル 比は、0.01:1〜100:1の範囲とすることができ、通常は0.1:1〜 5:1の範囲内である。 二量化によって分岐が得られた場合、本発明の一級アルコール組成物では、分 岐点は水酸基のある炭素に対してC1〜C3の炭素位置にある場合は相対的に少な く、イソプロピル末端はほとんどない。すなわち、水酸基のある炭素に対してア ルコール分子骨格方向に2位以降の炭素原子にはほとんど分岐がない。詳細には 、この場合の代表的なアルコール分子は、C2位およびC3位の分岐が25%未満 であり、イソプロピル末端が5%未満であり、通常はイソプロピル基は検出され ない。 これらの炭素位置からすると、二量化オレフィンから得られるアルコール分子 は、NEODOLアルコール類と類似しているように見える。しかしながら、主 として直鎖であるNEODOLアルコール類とは異なり、本発明の一級アルコー ル組成物は、1分子当たりの平均分岐数が非常に大きい。本発明の一級アルコー ル組成物で認められる分岐数が大きく、C2、C3およびイソプロピル末端炭素位 置での分岐のパーセントが相対的に低いことから、大半の分岐が分子の中心方向 にあり、かなりの数の分岐が二量化炭素原子の一方もしくは両方にある。NMR スペクトルデータは、分岐が化学反応式に基づいた位置にあると考えられること を支持するものである。 本発明の一級アルコール組成物で認められる分岐の種類は多様で、メチル、エ チル、プロピルおよびブチルまたはそれ以上にわたる。NMRによって検出され るかなりの数の分岐がエチル基である。ただし、それは供給原料の組成および反 応条件によって変動し得る。しかしながら、1実施態様では、本発明の一級アル コール組成物中のエチル基の数は、好ましくは10%〜30%の範囲であり、そ れはNEODOLアルコール類で検出されるエチル基の量からするとかなり高い 値である。NMRによって検出されるメチル基の数も、同様の理由によってかな り変動し得る。しかしながら代表的には、メチル基の数は、NMRによる検出で 、10%〜50%の範囲である。 概して、一級アルコール組成物は、二量化条件下で二量化触媒の存在下に、C6 〜C10直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原料を二量化してC12〜C20オレ フィンとすることで得られる。 1実施態様では、オレフィン供給原料は、85モル%以上、好ましくは90モ ル%以上、より好ましくは95モル%以上で 直鎖オレフィンを含む。残りのオレフィン供給原料は、ごく少量の分岐オレフィ ン、好ましくは3モル%未満のオレフィンを含むものである。 オレフィン供給原料は、それより短いオレフィンまたは長いオレフィンを含む ことができる。しかしながら好ましい実施態様では、オレフィン流はまた、C6 〜C10オレフィンを85重量%以上、より好ましくは90重量%以上、最も好ま しくは95重量%以上で含む。本発明の方法の別の利点は、C3もしくはC4オレ フィンのオリゴマー化による高次オレフィンの形成によって決まる方法とは異な り、供給原料に奇数および偶数の両方の炭素数のオレフィンの混合物を入れるこ とで、奇数と偶数の両方の炭素数の二量化オレフィンの混合物が得られるという 点である。 オレフィン供給原料は、内部オレフィンもしくはα−オレフィンまたはそれら の混合物から構成することができる。オレフィンの二量化によって、各種分岐、 すなわちメチル、エチルおよびプロピル分岐、さらにはブチル分岐すら生じる傾 向があることから、好ましくは、供給原料中に存在するオレフィンの大半を内部 オレフィンとする。大半とは、オレフィン供給原料の 50重量%を超える量が内部オレフィンからなることを意味する。より好ましく は、オレフィン供給原料の75%以上が内部オレフィンから成るものとする。 本発明の1実施態様では、1段階二量化方法が提供される。 1段階二量化方法とは、オレフィン供給原料が二量化すると、それ以上の二量 化を起こさないことを意味するものである。しかしながら、未反応のオレフィン は二量化していないものであることから、1段階方法には、未反応のオレフィン 供給原料を二量化領域に循環させることも含まれる。該方法はさらに、一つの二 量化オレフィン流がその後の二量化反応領域に送られて2回目以降の二量化に使 用されない限り、連続工程またはいくつかのバッチリアクタでの並列運転も含む ものである。この1段階方法は、高純度の直鎖オレフィンを得るために高価で複 雑な抽出工程および分離工程を行う必要なく、従来のオレフィン流を使用できる という利点を提供するものである。オレフィン供給原料は、従来のエチレンのオ リゴマー化の後に不均化することで得ることができるか、あるいはフィッシャー −トロプシュ法によってCOとH2を鉄もしくはコバルト触媒に通すことで1炭 素オリゴマー化することで得ることができる。それは、 オレフィン供給原料で高い直線性を得るために非常に分岐しているかまたは特殊 な抽出段階を必要とするC3もしくはC4オレフィンの三量体もしくは四量体供給 原料とは異なるものである。 代表的には二量化は、約−10℃〜100℃、好ましくは20℃〜50℃の範 囲の温度で、1/2〜8時間、好ましくは1〜5時間の期間、オレフィン/触媒 のモル比を200〜20000、好ましくは1000〜10000として行う。 二量化は通常、0〜300kPa、好ましくは100〜200kPaの範囲の圧 力で、液相反応として行う。二量化をバッチ工程として行う場合は、簡便には、 触媒をリアクタ中でin situにて調製することができる。二量化はさらに、連続 工程、半バッチ工程または多段階工程として行うこともできる。代表的もしくは 好適な工程条件(例:温度、時間、触媒比など)が得られたら、他の工程条件を 使うことも可能であることは理解しておくべきである。至適な反応条件(例:温 度、反応時間、反応物比、触媒比、溶媒など)は、使用する特定の反応物、触媒 もしくは溶媒によって変動し得るが、通常の至適化法によって決めることができ る。 本発明の二量化触媒は、二量化すべきオレフィン中で触媒の適切な成分を接触 させることで調製することができる。触媒の分解を起こし得ることから、好まし くは触媒の成分は、オレフィン供給原料に加えるに前に互いに混合しない。クロ ロベンゼンもしくはシクロヘキサンなどの添加溶媒を用いることができるが、触 媒の性能に悪影響は与えない。 二量化用触媒の選択は、分子当たりの平均分岐数が0.7〜3.0、好ましく は0.9〜2.0である二量化オレフィンを高収率で製造する方向に選択性があ るように行う。その触媒は好ましくは、炭化水素媒体、例えばオレフィン供給原 料流に可溶とする。炭化水素に可溶である二量化触媒の例としては、金属、好ま しくはニッケルが1以上の炭化水素基に結合した錯体、例えばビスニッケル、ニ ッケルハライドまたはハロゲン化アルミニウム化合物と会合したビスシクロオク タジエンニッケルなどがある。別の種類の触媒は、1以上のニッケル化合物を1 以上のアルキルアルミニウム化合物および適宜にホスフィンなどの配位子と混合 することで形成される錯体から成る。そのような触媒は、当業界では公知である 。この種類の方法で使用可能な触媒の例は、米国特許4366087号、同43 26650 号および同4389049号に記載されている。 この方法で使用される好ましい種類の触媒は、カルボン酸ニッケルもしくはニ ッケルキレートと、それぞれハロゲン化アルミニウムもしくはアルキルアルミニ ウムアルコキシドとの組み合わせを含む均一触媒である。Al/Niのモル比は 好適には、1.0〜20.0である。 そのようなニッケル化合物は、カルボン酸ニッケルもしくはニッケルキレート を含むものである。カルボン酸ニッケルのカルボン酸化合物は、式(RCOO)2 Niによって表すことができ、式中、Rは分岐もしくは未分岐のヒドロカルビ ル基であって、例えば炭素数2以上、好ましくは炭化水素媒体と相溶性となるだ けの数の炭素数を有するアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリール、ア ラルキルもしくはアルカリル基であり、例えば水酸基などで置換されていても良 い炭素数5〜20のヒドロカルビル基である。上記の二価ニッケルカルボキシレ ートのRCOO−基の一方は、R1COO−によって表される基で置換されてい ても良く、式中R1は、米国特許4366087号に記載のような炭素数1〜3 のハロゲノアルキル基である。 カルボン酸ニッケルの例としては、ビス−(2−エチルヘキ サン酸)ニッケル;2−エチル−ヘキサン酸・トリクロロ(またはトリフルオロ )酢酸ニッケル;2−エチルヘキサン酸・o−クロロ安息香酸ニッケル;ならび に2−エチルヘキサン酸・アセチルアセトン酸ニッケル、2−エチル酪酸・トリ フルオロ酢酸ニッケル、2−エチル酪酸・トリクロロ酢酸ニッケル、3,3−ジ メチル酪酸・トリフルオロ酢酸ニッケル、3,3−ジメチル酪酸トリクロロ酢酸 ニッケル、4−メチル吉草酸・トリフルオロ酢酸ニッケル、ヘプタン酸・トリフ ルオロ酢酸ニッケル、ヘプタン酸・トリクロロ酢酸ニッケル、ヘプタン酸・トリ ブロモ酢酸ニッケル、ヘプタン酸・トリヨード酢酸ニッケル、2−エチルヘキサ ン酸・モノフルオロ酢酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸・トリクロロ酢酸ニッ ケル、2−エチルヘキサン酸・ジクロロ酢酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸・ モノクロロ酢酸ニッケル、2−エチルヘキサン酸・トリブロモ酢酸ニッケル、2 −エチルヘキサン酸・トリヨード酢酸ニッケル、オクタン酸トリフルオロ酢酸ニ ッケル、オクタン酸トリクロロ酢酸ニッケル、デカン酸トリフルオロ酢酸ニッケ ル、デカン酸トリクロロ酢酸ニッケル、ミリスチン酸トリフルオロ酢酸ニッケル 、パルミチン酸トリフルオロ酢酸ニッケル、ドデシル安息香酸トリフ ルオロ酢酸ニッケル、ジイソプロピルサリチル酸トリクロロ酢酸ニッケル、ミリ スチン酸ペンタフルオロプロピオン酸ニッケルおよび2−エチルヘキサン酸ヘプ タフルオロ酪酸ニッケルなどがあるが、これらに限定されるものではない。 アルキルアルミニウムアルコキシドと反応するニッケルキレート化合物は、米 国特許3424815号および同4959491号に記載されている。ニッケル キレートには、下記式の構造を有するものなどがある。 式中、RおよびR’は独立に、水素、炭素数10以下のアルキルもしくはアリ ール、または炭素数10以下のハロアルキルもしくはハロアリールである。ただ し、各キレート配位子の2個のR’基が、それらが結合している隣接炭素原子と ともに、4個以下のハロゲン置換基を有する6員の炭素環式芳香環を形成してい ても良い。ハロゲン化キレート形成配位子は好ましくは、炭素数15以下であっ て、ハロゲン置換基が2〜8個であるが、より好ましくは素数10以下であって 、ハロゲン置換基 が3〜6個である。キレート配位子のハロゲン置換基は好適には、フッ素、塩素 、臭素もしくはヨウ素であり、その場合、R’基が一体となって、芳香環の一部 としてモノエノール構造が維持される二価の基を形成する。 アルミニウム化合物は、ヒドロカルビルアルミニウムハライドまたはヒドロカ ルビルアルミニウムアルコキシドを含む。ヒドロカルビル基は通常、それぞれ炭 素数1〜20、通常は1〜12である0個、1個もしくは2個のヒドロカルビル 基を含むものであり、その基の例としてはアルキル、アリール、アラルキル、ア ルカリルおよびシクロアルキルなどがある。ハライドは1〜6個のハライドを含 むものであり、それにはフッ化物、ヨウ化物、塩化物もしくは臭化物があるが、 好ましくは塩化物のようないずれか容易に入手できるものである。ヒドロカルビ ルアルミニウムハライドの例としては、AlCl3、エチルアルミニウムジクロ ライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、ジクロロエチルアルミニウム、 ジクロロイソブチルアルミニウム、クロロジエチルアルミニウムまたはこれらの 混合物がある。 好適なアルコキシドは、アルキル部分がアルミニウムに結合したアルキル基に 関して前記で定義した通りである1個もしく は2個のアルコキシド基であることができる。 適宜に、触媒には、接触二量化の速度を高める効果を有する水を少量含有させ ることもできる。通常、使用する水の量は、接触二量化の速度を高めるだけの量 とする。 リアクタの出口では、例えばアンモニアおよび/または水酸化ナトリウム水溶 液および/または硫酸水溶液、あるいは有機酸/重炭酸塩溶液を用いる公知の方 法で、触媒を失活させることができる。未変換のオレフィンおよびアルカン類が ある場合は、その後、蒸留によってまたは抽出などの他の好適な方法によって、 オリゴマーから分離する。未反応の供給原料は、最初の供給原料に戻して循環さ せることができる。 分岐(骨格異性化もしくは二量化)オレフィンは次に、アルコールならびにノ ニオン系、アニオン系、カチオン系および両性界面活性剤などの広範囲の界面活 性剤に変換する。分岐オレフィンは、界面活性剤中間体として役立つ。具体的に は、分岐オレフィンは、界面活性剤分子の疎水性部分として役立ち、変換工程中 にオレフィンに加えられた部分は親水性部分として役立つ。副生成物が生物分解 されなくなる程度までオレフィンの骨格構造の再配列を起こさず、0.7未満ま で分岐度を低下さ せないのであれば、特定の界面活性剤ならびに分岐オレフィンをアルコールもし くは界面活性剤に変換するのに使用する手段のいずれも、本発明に必須であると は考えられない。 分岐オレフィンの一級アルコール組成物への変換は、簡便には、ヒドロホルミ ル化、酸化と加水分解、硫酸化と水和、エポキシ化と水和などによって行う。ヒ ドロホルミル化では、骨格異性化オレフィンを、オキソ法に従って、一酸化炭素 および水素との反応によってアルカノールに変換する。最も一般的には、米国特 許3231621号、同3239566号、同3239569号、同32395 70号、同3239571号、同3420898号、同3440291号、同3 448158号、同3448157号、同3496203号、同3496204 号、同3501515号および同3527818号に記載の方法に従って、ホス フィン、ホスファイト、アルシンもしくはピリジン配位子修飾コバルトもしくは ロジウム触媒を用いる「オキソ法変法」を用いる。製造方法は、カークオスマー の著作およびウィクソンの報告にも記載されている(Kirk Othmer,"Encycloped ia of Chemical Technology",3rd Ed.vol.16,pp.637-653;"Monohydric Alco hols:Manufacture, Applications and Chemistry",E.J.Wickson,Ed.Am.Chem.Soc.1981)。 ヒドロホルミル化は、オレフィンとCOおよびH2とを反応させて、反応物の オレフィンより炭素数が1個多いアルデヒド/アルコールを生成する方法を指す 、当業界で使用される用語である。非常に多くの場合、当業界では、ヒドロホル ミル化という用語は、アルデヒド生成とアルコールへの還元の段階全体を含めて 使われる。すなわち、ヒドロホルミル化とは、カルボニル化とアルデヒド還元の 工程を介してアルコールを製造することを指す。本明細書で使用する場合、ヒド ロホルミル化とは、最終的にアルコールを製造することを指す。 触媒の例としては、コバルトヒドロカルボニル触媒、コバルト−ホスフィン配 位子触媒およびロジウム−ホスフィン配位子触媒などがある。触媒の選択は、加 えられる各種反応条件を決定するものである。その条件は、特定の触媒に応じて 、大きく変動し得る。例えば温度は、ほぼ室温から300℃までの範囲を取り得 る。やはり使用される代表的な触媒であるコバルトカルボニル触媒を使用する場 合は、温度範囲は150℃〜250℃である。当業者であれば、上記引用文献ま たはオキソアル コールに関する公知の文献を参照することで、二量化オレフィンをヒドロホルミ ル化するのに必要な温度および圧力の条件を容易に決定することができる。 しかしながら、代表的な反応条件は中等度なものである。125℃〜200℃ の温度範囲が望ましい。2170〜10440kPaの圧力範囲が望ましいが、 それより低いかもしくは高い圧力を選択することもできる。触媒のオレフィンに 対する比は、1:1000〜1:1の範囲とするのが好適である。水素の一酸化 炭素に対する比は大きく変動し得るものであるが、通常は、1〜10の範囲、好 ましくは一酸化炭素1モルに対して水素約2モルとすることで、アルコール生成 物の生成が促進される。 ヒドロホルミル化工程は、不活性溶媒の存在下に行うことができる。ただし、 それは必須ではない。各種溶媒が使用可能であり、それには例えば、アセトン、 メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノンおよびシクロヘ キサノンなどのケトン類;ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの芳香族化合 物;クロロベンゼンおよびオルトジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族化合 物;塩化メチレンおよび四塩化炭素 などのハロゲン化パラフィン系炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、メチルシクロヘ キサンおよびイソオクタンなどのパラフィン類;ならびにベンゾニトリルおよび アセトニトリルなどのニトリル類などがある。 触媒配位子に関しては、トリアルキルホスフィン類、トリアミルホスフィン、 トリヘキシルホスフィン、ジメチルエチルホスフィン、ジアミルエチルホスフィ ン、トリシクロペンチル(またはヘキシル)ホスフィン、ジフェニルブチルホス フィン、ジペンチルベンジルホスフィン、トリエトキシホスフィン、ブチルジエ トキシホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、メ チルジフェニルホスフィン、ジメチルプロピルホスフィン、トリトリルホスフィ ン類などの3級有機ホスフィン類、ならびに相当するアルシン類およびスチビン 類などがあり得る。二座配位型配位子としては、テトラメチルジホスフィノエタ ン、テトラメチルジホスフィノプロパン、テトラエチルジホスフィノエタン、テ トラブチルジホスフィノエタン、ジメチルジエチルジホスフィノエタン、テトラ フェニルジホスフィノエタン、テトラパーフルオロフェニルジホスフィノエタン 、テトラフェニルジホスフィノプロパン、テトラフェニ ルジホスフィノブタン、ジメチルジフェニルジホスフィノエタン、ジエチルジフ ェニルジホスフィノプロパンおよびテトラトルイル(trolyl)ジホスフィノエタ ンなどがある。 他の好適な配位子の例としては、最も小さい含P環が5個以上の炭素を有する 9−ヒドロカルビル−9−ホスファビシクロノナンなどのホスファビシクロ炭化 水素がある。いくつか例を挙げると、9−アリール−9−ホスファビシクロ[4 .2.1]ノナン、(ジ)アルキル−9−アリール−9−ホスファビシクロ[4 .2.1]ノナン、9−アルキル−9−ホスファビシクロ[4.2.1]ノナン 、9−シクロアルキル−9−ホスファビシクロ[4.2.1]ノナン、9−シク ロアルケニル−9−ホスファビシクロ[4.2.1]ノナンならびにそれらの[ 3.3.1]および[3.2.1]相当物、更にはそれらのトリエン相当物など がある。 本発明の分岐一級アルコール組成物は、アニオン系、ノニオン系およびカチオ ン系界面活性剤、好ましくは前者2種類、より好ましくはアニオン系界面活性剤 の製造に好適である。具体的には、本発明の分岐一級アルコール組成物は、アル コール硫酸エステルおよびオキシアルキル化アルコール硫酸エステルな どのアニオン性硫酸エステルならびにノニオン性オキシアルキル化アルコールの 製造用の前駆体として使用することができる。 この場合、アルコールの硫酸化で公知の方法を用いることができる。一級アル コール組成物は、直接硫酸化することができるか、あるいはオキシアルキル化し てから硫酸化することができる。好ましい種類の組成物は、C8〜C36、特には C11〜C19の分岐一級アルコール組成物とエチレンオキサイドおよび/またはプ ロピレンオキサイドとのあるいはそれらを用いずに得られる縮合生成物であって 、エトキシ基数が3〜12の範囲であり、エトキシ/プロポキシの比が4〜12 である縮合物を得てから硫酸化したものを含む1以上のアニオン系界面活性剤を 含むものである。 一般的な種類のアニオン系界面活性剤またはアルコールエトキシ硫酸エステル は、以下の化学式によって特徴づけることができる。 R'-O-(CH2-CH2-O)x-SO3M(II) 式中、R’は分岐オレフィン疎水性部分を表し;xは1分子当たりの平均オキ シエチレン基数を表し、0〜12の範囲であり;Mはアルカリ金属イオン、アン モニウムイオンおよびそれ らの混合物から選択されるカチオンである。当然のことながら、その界面活性剤 は、エチレンオキサイド以外の含オキシラン化合物、エチレンオキサイドと該化 合物との混合物、または該化合物とその次にエチレンオキサイドによってオキシ アルキル化することができる。 スルホン化方法については例えば、米国特許3462525号(1969年8 月19日にLevinskyらに発行)、同3428654号(1969年2月18日に Rubinfeldらに発行)、同3420875号(1969年1月7日にDiSalvoらに 発行)、同3506580号(1970年4月14日にRubinfeldらに発行)、同 3579537号(1971年5月18日にRubinfeldらに発行)および同35 24864号(1970年8月18日にRubinfeldに発行)に記載されている。 好適な硫酸化法には、三酸化硫黄(SO3)硫酸化、クロロスルホン酸(ClS O3H)硫酸化およびスルファミン酸(NH2SO3H)硫酸化などがある。濃硫 酸を使用してアルコールを硫酸化する場合、濃硫酸は水中で、代表的には75〜 100重量%、好ましくは85〜98重量%である。好適な硫酸の量は、アルコ ール1モル当たり、0.3〜1.3モル、好ましくは0.4〜1.0モルである 。 代表的な三酸化硫黄硫酸化法では、液体のアルコールもしくはそれのエトキシ 化物と気体の三酸化硫黄とを、水冷によって25℃〜70℃の温度範囲とした流 下薄膜型硫酸化装置の反応領域で、ほぼ大気圧にて接触させて、アルコールもし くはそれのエトキシ化物の硫酸エステルを得る。得られたアルコールもしくはそ れのエトキシ化物の硫酸エステルは流下薄膜カラムにあり、水酸化ナトリウムも しくは水酸化カリウムなどのアルカリ金属溶液で中和されて、アルコール硫酸エ ステルの塩またはアルコールエトキシ硫酸エステルの塩を形成する。 好適なオキシアルキル化アルコールは、オキシアルキル化されるアルコールも しくはアルコール混合物に、アルコール総量に基づいて例えば0.1〜0.6重 量%、好ましくは0.1〜0.4重量%という計算された量のオキシアルキル化 用の触媒として役立つ強塩基、代表的には水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリ ウムなどの水酸化アルカリ金属もしくは水酸化アルカリ土類金属を加えることで 製造することができる。得られる混合物を、存在する水の気相除去のような方法 で脱水し、アルコール1モル当たり約1モル〜約12モルのアルキレンオキサイ ドを与えるよう計算された量のアルキレンオキサイドを導入し、 得られた混合物を、反応経過を反応圧低下によって追跡しながら、アルキレンオ キサイドが消費されるまで反応させる。 そのオキシアルキル化は代表的には、高温高圧で行う。好適な反応温度は12 0℃〜220℃であり、好ましくは140℃〜160℃の範囲である。好適な反 応圧は、所望の反応温度で高い蒸気圧を有する必要量のアルキレンオキサイドを 反応容器に導入することで得られる。工程の安全性を考慮すると、アルキレンオ キサイド反応物の分圧を好ましくは、例えば512kPa未満に制限するか、な いしは反応物を好ましくは窒素などの不活性ガスで希釈して、例えば気相濃度を 約50%以下とする。しかしながらその反応は、当業界で公知の好適な注意を払 って爆発の危険を管理するのであれば、それより高いアルキレンオキサイド濃度 、それより高い総圧力およびそれより高いアルキレンオキサイド分圧で安全に行 うことができる。エチレンオキサイドに関しては、総圧力を約376〜858k Paとし、エチレンオキサイド分圧を345〜621kPaとすることが特に好 ましく、総圧力を約50〜90psigとし、エチレンオキサイド分圧を238 〜445kPaとすることがより好ましいと考えられる。圧力は、反応進行度の 指標として役立つも のであり、時間が経過しても圧力が低下しなくなったら、反応は実質的に完了し ていると考えられる。 前記オキシアルキル化法は、アルコールオキシアルキル化物1モル当たり所望 の平均アルキレンオキサイド単位数を導入するのに役立つことは理解しておくべ き点である。例えば、アルコール混合物をアルコール1モル当たり3モルのエチ レンオキサイドで処理すると、各アルコール分子に対してエトキシ化が起こり、 アルコール部分1モル当たり平均3モルのエチレンオキサイド部分とすることが できる。ただし、かなりの割合のアルコール部分が、3個を超えるエチレンオキ サイド部分と結合するようになり、ほぼ同じ割合で、3個未満との結合が起こる 。代表的なエトキシ化生成物混合物では、小さい割合ではあるが、未反応アルコ ールもある。 プロピレンオキサイドおよびブチレンオキサイドなどの他のアルキレンオキサ イドを使用することもできる。それらは、アルコールにヘテリック(heteric) 混合物として加えるか、あるいは順次加えて、ブロック構造を形成することがで きる。 本発明の硫酸化一級アルコール組成物は、顆粒状洗濯洗剤、液体洗濯洗剤、液 体食器用洗剤などの洗剤のような非常に多様 な用途で、さらには汎用清浄剤、液体石鹸、シャンプーおよび液体精練剤などの 多様な製剤での界面活性剤として使用することができる。 本発明の硫酸化一級アルコール組成物は特に、洗剤、具体的には洗濯洗剤で使 用される。そのような洗剤は通常、本発明の硫酸化一級アルコール組成物以外に 、以下のような多くの成分を含むものである。 ・イオン型、ノニオン型、両性型もしくはカチオン型の他の界面活性剤 ・ビルダー(リン酸塩、ゼオライト)、共ビルダー(ポリカーボネート類) ・漂白剤およびそれの活性化剤 ・発泡抑制剤 ・酵素 ・灰色化防止剤 ・蛍光増白剤 ・安定化剤 液体洗濯洗剤は通常、顆粒状洗濯洗剤と同じ成分を含むが、無機ビルダー成分 の含有量が少ない。液体洗剤製剤には、ヒド ロトロープが存在する場合が多い。汎用清浄剤は、他の界面活性剤、ビルダー、 発泡抑制剤、ヒドロトロープおよび安定化剤アルコールを含むことができる。 界面活性剤以外に、洗浄剤および清浄剤には、90重量%以下、好ましくは5 〜35重量%の量で多量のビルダー塩を含有させて、清浄作用を強化させること ができる。一般的な無機ビルダーの例としては、リン酸塩、ポリリン酸塩、アル カリ金属炭酸塩、ケイ酸塩および硫酸塩などがある。有機ビルダーの例としては 、ポリカルボン酸塩、エチレンジアミノテトラ酢酸塩などのアミノカルボン酸塩 、ニトリロトリ酢酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩なら びに置換および未置換のアルカン二カルボン酸およびポリカルボン酸などがある 。顆粒状洗濯剤およびビルダー入り液体洗濯剤で有用な別の種類のビルダーには 、例えばイオン交換プロセスによって水の硬度を低下させることができる各種の 実質的に水に不溶の材料などがある。詳細には、A型ゼオライトとして知られる 錯体のアルミノケイ酸ナトリウムか、その目的には非常に有用である。 その製剤はさらに、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩および有機過酸などの漂 白作用を有する過酸化化合物を含有すること ができる。過酸化化合物を含有する製剤はさらに、ケイ酸マグネシウム、エチレ ンジアミン四酢酸ナトリウムまたはホスホン酸類のナトリウム塩などの安定化剤 を含有することができる。さらに、漂白活性化剤を用いて、相対的に低い洗浄温 度での無機過酸塩の効率を高めることができる。それに関して特に有用なものと しては、テトラアセチルエチレンジアミンなどの置換カルボン酸アミド、イソノ ニルオキシベンゼンスルホン酸塩などの置換カルボン酸、ナトリウムシアナミド がある。 好適なヒドロトロープ性物質の例としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンス ルホン酸およびキシレンスルホン酸のアルカリ金属塩;ギ酸、クエン酸およびコ ハク酸のアルカリ金属塩;アルカリ金属塩化物;尿素;モノ、ジおよびトリエタ ノールアミンなどがある。可溶化剤アルコールの例としては、エタノール、イソ プロパノール、モノもしくはポリエチレングリコール類、モノプロピレングリコ ールおよびエーテルアルコール類がある。 発泡抑制剤の例としては、高分子量脂肪酸石鹸、パラフィン系炭化水素および 含シリコン消泡剤がある。詳細には、疎水性シリカ粒子は、それらの洗濯洗剤製 剤で有効な発泡抑制剤であ る。 洗濯洗剤で有効な公知の酵素の例としては、プロテアーゼ、アミラーゼおよび リパーゼがある。洗浄剤および清浄剤の設計条件で最適な性能を有する酵素が好 ましい。 文献には、多数の蛍光増白剤が記載されている。洗濯洗浄製剤では、ジスルホ ン酸ジアミノスチルベンの誘導体および置換ジスチリルビフェニルが特に好適で ある。 灰色化防止剤としては、好ましくは有機性の水溶性コロイドが使用される。例 としては、アクリル酸とマレイン酸の重合体および共重合体などの水溶性ポリア ニオン性ポリマー、ならびにカルボキシメチルセルロース、メチルおよびヒドロ キシエチルセルロースなどのセルロース誘導体などがある。 1以上の前述した他の界面活性剤および他の洗剤組成物成分に加えて、本発明 の組成物は代表的には、1以上の不活性成分を含有する。例えば、液体洗剤組成 物の増量剤としては、不活性な溶媒または希釈剤が代表的であり、最も一般的に は水である。粉末または顆粒状の洗剤組成物は代表的には、多量の不活性充填剤 または担体材料を含むものである。 以下、実施例によって本発明の性質を説明する。実施例1 本実施例は、骨格異性化したC16オレフィンの製造と、その後の本発明による 骨格異性化C17一級アルコール組成物への変換を示すものである。 シェルケミカル社から市販のC16直鎖オレフィンであるNEODENE16オ レフィン1リットルを最初に、アルミナを通過させて脱水・精製した。次に、そ のオレフィンを供給速度約1.0mL/分に設定し、約91mL/分で流れる窒 素パッド(pad)を用いて約250℃にて管状炉に通した。頂部から、管状炉に グラスウール、次に炭化ケイ素10mL、次に触媒、次に炭化ケイ素5mLそし て底部に別のグラスウールを充填した。管状炉の体積は66mLであった。リア クタの管状炉は3つの温度領域を有し、管状リアクタには多重点熱電対が挿入し て、触媒床の3つの異なる場所の上、下およびその場所の温度をモニタリングで きるように配置した。触媒領域を含む3つの領域全てを反応中約250℃に維持 し、リアクタでの圧力を114kPaに維持した。 使用した触媒の量は23.1gであり、体積では53mLとした。NEODE NE16オレフィンを構造的に異性化するの に使用される触媒の種類は、パラジウム金属を100ppmで含有する1.59 mmの押出・焼成H−フェリエライトとした。 この触媒は、USP5510306の例Cに従って製造した。それについては 簡便のために、本明細書で一部再現する。シリカ:アルミナのモル比が62:1 であり、1g当たりの表面積が369m2(P/Po=0.03)であり、ソー ダ含有量が480ppmであり、n−ヘキサン吸着能力がゼオライト100g当 たり7.3gであるアンモニウム−フェリエライトを原料ゼオライトとして用い た。触媒成分を、ランカスター混和混練機を用いて混練した。混練触媒材料を、 25.4mmまたは57.2mmのボノ(Bonnot)ピンバレル押出機を用いて押 し出した。 1重量%酢酸および1重量%クエン酸を用いて触媒を調製した。ランカスター 混和混練機に、アンモニウム−フェリエライト645g(燃焼損失(LOI)5 .4%)およびCATAPAL Dアルミナ(LOI 25.7%)を入れた。 アルミナをフェリエライトと5分間混合し、その間に脱イオン水152mLを加 えた。氷酢酸6.8g、クエン酸7.0gおよび脱イオン水152mLの混合物 をゆっくり混練機に加えて、アルミナ を解膠した。混合物を10分間混練した。混合物をさらに5分間混練しながら、 硝酸パラジウムテトラアミン0.20gの脱イオン水(153g)溶液をゆっく り加えた。METHOCEL F4Mヒドロキシプロピルメチルセルロース10 gを加え、そのゼオライト/アルミナ混合物をさらに15分間混練した。得られ た押出混合物はLOIが43.5%であった。その90:10ゼオライト/アル ミナ混合物を、2.25インチのボノ押出機に移し入れ、1.59mmの孔を有 するダイプレートを用いて押し出した。 湿潤押出物を、150℃まで加熱した乾燥機中のトレーで2時間乾燥させ、次 に175℃まで昇温して4時間乾燥した。乾燥後、押出物を手で折った。押出物 を流動空気中、500℃で2時間焼成した。 オレフィンを5時間にわたってリアクタである炉に通した。約1時間および5 時間の時点で、サンプル36.99gおよび185.38gを回収し、合わせて 計約222gを得た。このサンプルの一部を0.533kPaで減圧蒸留し、ポ ット温度160℃およびヘッド温度85℃で留出した留分とポット温度182℃ およびヘッド温度75℃で留出した留分を回収して、 かなりの量のC16骨格異性化オレフィンを得た。 次に、骨格異性化オレフィン110.93gのうちの90gサンプルを、オキ ソ法の変法を用いてヒドロホルミル化した。骨格異性化オレフィン90gを、約 185℃以下の温度および約7684kPaの圧力で、窒素パージした300c cオートクレーブ中、4.5時間にわたって、ホスフィン修飾コバルト触媒の存 在下に、モル比約1.7:1の水素および一酸化炭素と反応させた。反応完了後 、生成物を冷却して60℃とした。 ヒドロホルミル化生成物40gを100mLフラスコに注ぎ込み、初期温度8 9℃から最終温度165℃まで昇温させながら、0.533kPaで4時間にわ たって減圧蒸留した。155℃および165℃でそれぞれ20.14gおよび4 .12gの留分を取り、それを100mLフラスコ中で合わせた。 フラスコ中の留分に、水素化ホウ素ナトリウム0.2gを加え、攪拌し、8時 間かけて90℃まで昇温して、ヒドロホルミル化触媒を失活させ、アルコールを 安定化させた。蒸留アルコールを90℃の水で3回洗浄し、硫酸ナトリウムで脱 水し、100mLフラスコ中に濾過して入れた。次に、アルコールをさらに1時 間減圧蒸留して、残留水分を留去した。次に、生成物 についてNMR分析および硫酸化を行って、冷水溶解度、洗浄力および生物分解 性を調べた。実施例2 本実施例では、骨格異性化したC13-14オレフィンの製造と、その後の本発明 による骨格異性化C14-15一級アルコール組成物への変換を示すものである。 直鎖C13オレフィン53.38%、直鎖C14オレフィン45.24%、分岐C13 オレフィン0.96%、分岐C14オレフィン0.29%という組成のC13-14 直鎖内部オレフィンについて、実施例1で前述したものと同じ手順および同じ種 類の装置を用いて骨格異性化を行った。オレフィンを管状炉に26時間通過させ た。ただし、8時間後に管状炉の温度を全ての領域で上昇させて275℃とした 。13時間目、18時間目、20時間目および26時間目に、骨格異性化オレフ ィンのサンプリングを行い、合わせて計774gを得た。 4.5時間後(250℃)および15.5時間後(275℃)に生成物流で回 収した気体および液体の生成物サンプルを分析して、その組成を求めた。250 ℃ではC13オレフィン供給原料の70.1%およびC14オレフィン供給原料の7 5.6%が 変換された。これらの変換レベルでは、分岐C13およびC14オレフィンに対する 選択性は、それぞれ96.3%および97.8%であった。C13オレフィン供給 原料の67.4%が骨格異性化C13分岐オレフィンとして回収された。C14オレ フィン供給原料の74.0%が骨格異性化C14分岐オレフィンとして回収された 。 275℃ではC13オレフィン供給原料の79.4%およびC14オレフィン供給 原料の82.2%が変換された。これらの変換レベルでは、分岐C13およびC14 オレフィンに対する選択性は、それぞれ91.5%および92.1%であった。 C13オレフィン供給原料の72.6%が骨格異性化C13分岐オレフィンとして回 収された。C14オレフィン供給原料の75.6%が骨格異性化C14分岐オレフィ ンとして回収された。 次に、骨格異性化オレフィンを0.533kPaで減圧蒸留した。ポット温度 135℃〜145℃およびヘッド温度108℃〜138℃で留出した留分と63 6gを回収した。 次に、3.785リットルのオートクレーブ中、一酸化炭素/水素のモル%比 を37/63とし、4826〜5516kPaおよび175℃で12〜13時間 とした以外、上記の手順と 同様にして、骨格異性化蒸留オレフィン606gをヒドロホルミル化した。アル コール693gを回収した。 次に、アルコールを0.533kPaでフラッシュ蒸留してC14-15アルコー ルを回収したところ、ポット温度185℃およびヘッド温度140℃で留出する 留分約650gを回収した。この留分を、水素化ホウ素ナトリウム5.0gで処 理し、約100℃まで加熱し、次に、追加の水素化ホウ素ナトリウム5.0gで 処理して、計9時間加熱した。そのアルコールを90℃の水で3回洗浄し、硫酸 ナトリウムで脱水し、濾過し、0.533kPaで減圧蒸留した。ヘッド温度1 28℃〜142℃で留出した留分を回収し、NMR分析を行い、その後硫酸化し て、冷水溶解度、洗浄力および生物分解性を調べた。実施例3 実施例1で用いたものと同じ手順を行って、C14α−オレフィンであるシェル ケミカル社から市販のNEODENE14オレフィンの骨格異性化を行い、次に それを、骨格異性化C15一級アルコール組成物に変換した。管状炉を250℃に 維持した。ポット温度133℃およびヘッド温度64℃で留出した骨格異性化留 分を回収し、実施例1の装置を用いて、H2/COのモル 比1.7:1で5時間にわたり、8963〜9653kPaでヒドロホルミル化 した。実施例4 実施例1で使用したものと同じ手順を行って、C12α−オレフィンであるNE ODENE12オレフィンの骨格異性化を行い、次にそれを、骨格異性化C13一 級アルコール組成物に変換した。得られた骨格異性化オレフィンを2.665k Paで減圧蒸留し、ポット温度172℃およびヘッド温度105℃で留出した留 分を回収し、ヒドロホルミル化してアルコールとした。ヒドロホルミル化装置は 実施例2と同様のものを用い、CO/Hガス混合物のモル%を37/63として 、8時間にわたり、2032kPaで反応を行った。得られたアルコールを1. 333kPaで減圧蒸留し、ポット温度141〜152℃およびヘッド温度12 7〜132℃で留出した留分を回収した。実施例5 実施例2で使用したものと同じオレフィン、手順および装置を用いた。C13-1 4 内部オレフィンを250℃で骨格異性化した。得られた異性化オレフィンを0 .533kPaで減圧蒸留し、ヘッド温度95℃および77℃で留出した留分を 回収し、 さらにはポット温度120℃〜175℃およびヘッド温度73℃〜106℃で留 出した留分を2.665kPaで回収した。オートクレーブ中、CO/Hガス比 を37/63モル%として、約9時間にわたり、8032kPaでヒドロホルミ ル化を行った。その後、ポット温度173℃およびヘッド温度125℃で留出し た留分を回収し、実施例2と同様の方法によって水素化ホウ素ナトリウムで処理 した。実施例6 実施例1〜6に記載の各一級アルコール組成物にクロロスルホン酸を滴下する ことで、その一級アルコール組成物を硫酸化した。具体的には、一級アルコール 組成物にフラスコ中で、2〜3時間にわたり窒素を吹き込み、その後、一級アル コール組成物1g当たり1mLの塩化メチレンを加えた。温度を約30〜35℃ に維持しながら、フラスコ中で約25分間、一級アルコール組成物にクロロスル ホン酸を滴下した。溶液が粘稠になったら、さらに塩化メチレンを追加した。次 に、溶液に窒素を2〜3分間吹き込んで、HClの除去を促進し、その後、それ を50%水酸化ナトリウムの3Aアルコール溶液を冷却したものにゆっくり加え て、一級アルコール組成物を中和した。pH が8以下の場合には、追加の塩基溶液を加えて、pHを8〜9に調節した。酸性 が強すぎる場合は、50%H2SO4溶液を加えてpHを調節した。溶液をさらに 1時間攪拌し、pHを前記範囲内になるよう調節した。窒素気流下、約40℃で 減圧下にロータリーエバポレータによって塩化メチレンを除去した。 次に、一級アルコール組成物について、本明細書に記載のJSME NMR法 を用いて、分岐の量、種類および位置を調べた。4級炭素原子の測定には、本明 細書に記載した4級限定JSME NMR法を用いた。その結果は、下記の表I に示してある。硫酸化一級アルコールサンプルについても、生物分解性を調べ、 その結果は表IIに示してあり、さらに洗浄力についても調べ、その結果は表I IIに示してある。表に示した例は、見やすくするために、鎖長順に並べてあり 、「6−」と表記して相当する実施例番号の硫酸エステルを示している。これら の各試験は、上記で説明した方法に従って実施した。比較例として、NEODO L 45−硫酸エステルについて、分岐、生物分解性および洗浄力を調べた。N EODOL 45−Sは現在市販されている一級アルコール組成物であって、硫 酸化したものが現在洗剤で使用されており、容易に生物分解し得ることが知られ ているこ とから、比較品として用いた。表I 上記の結果は、本発明による骨格異性化分岐アルコールが、0.7を十分に超 える非常に高い分子鎖当たり平均分岐数を有し、市販のNEODOL 45が0 .3程度の非常に低い平均分岐数を有することを示している。分岐のパターンに ついては、興味深いことに分岐C17においてイソプロピル末端が少ない以外、本 発明による各種アルコールにおいては驚くほど類似している。結果からはさらに 、NEODOL 45アルコールではC3位に分岐がないのに対して、C3位に生 じた分岐数が大きく増加していることがわかる。検出された分岐の種類のうち、 ほとんどの分岐が、骨格異性化アルコール類とNEODOLアルコールのいずれ においてもメチル基である。しかしながら、骨格異性化アルコールのメチル基は 、NEODOL 45および他の従来の洗剤範囲のアルコールの場合のように、 C2位に集中していない。骨格異性化アルコールのさらに別の顕著な特徴は、そ れがNEODOL 45より大きい割合でエチル型の分岐を有するという点であ る。さらに、C17分岐アルコールを除き、上記実施態様のほとんどが、末端イソ プロピル形成のパーセントが高いことで示されるように、疎水性部の末端部分で 骨格異性化したが、対照的にNEODOL 45ではそれは全く認めら れていない。 結果からはさらに、骨格異性化アルコールにおけるかなりの数の分岐が、分子 鎖の中央側ではなく、分子鎖の末端側、すなわちC2およびC3およびイソプロピ ル末端位に集中しているという結論が裏付けられる。分岐が主として鎖の中央側 、すなわち鎖の両端の4番目の炭素から内側にある化合物についてメチル、エチ ルおよびイソプロピル分岐のパーセントが高いことを示すNMRデータでは、代 表的には、C2位およびC3位での分岐パーセントが非常に低い。しかしながら、 上記のデータは、メチル型、エチル型およびイソプロピル型の分岐のパーセント が高く、しかもC2位およびC3位にある分岐の量が多いことを示しており、その 分子が、分子の両末端から内側の中央の方に進んでC4以上の位置で認められる 分岐数より、炭素鎖の両端のC2およびC3炭素位の方に多くの分岐が集中してい ることを示すものである。 最後に、分子鎖当たりの分岐数が大きいにもかかわらず、NMR JSME変 法によっては4級炭素原子は検出されなかった。それは、これらの化合物が容易 に生物分解するはずであることを示唆するものと考えられる。表II 骨格異性化アルコール硫酸エステルの生物分解% OECD 301D生物分解結果は、本発明の各硫酸化一級アルコール組成物 が容易に生物分解したことを示している。本発明の硫酸化一級アルコール組成物 の一部は、第28日で100%の生物分解をも示している。 表III 骨格異性化アルコール硫酸エステルのマルチシーバム洗浄力 LSD95(確率95%での最小有意差)は、いずれの温度でも5.0である。 洗浄力結果からは、本発明のアルコール硫酸エステル組成物が、極めて良好な 冷水洗浄力を示したことがわかる。例えば、6−2は、硫酸化NEODOLアル コールと比較して(いずれも鎖長が等しい)、冷水洗浄力と温水洗浄力のいずれ においてもかなり勝っている。良好な冷水洗浄力を有する組成物は、同じ鎖長の 硫酸化NEODOLアルコールより優れた冷水洗浄力を有するものである。しか しながら、22%以上の冷水洗浄力を有するアルコール硫酸エステルが好ましく 、最も好ましくは28%以上のものである。実施例7 本実施例は、ニッケルキレート触媒を用いての内部オレフィンからの二量化単 分岐C12〜C15アルコールの製造を示すものである。 フラスコに、炭素数4、5、9および10のオレフィンを少量含むC6〜C8内 部オレフィンの組成物2268.7gを入れ、揺動バケット還流スプリッタ冷却 器、ドライアイス冷却トラップおよび窒素ブランケットを取り付けた11プレー トのオルダーショー(Oldershaw)蒸留カラムを用いて蒸留した。37時間蒸留 後、ポット温度138℃およびヘッド温度125℃で留出 した留分を回収して、総量約1200gを得た。この留分は、オレフィンの軽質 留分C4-8を表すものである。 C4-8オレフィン供給原料1200gを、以下の方法によって二量化した。オ レフィン1200gを、冷却器、ドライアイス冷却器、熱電対、水浴および窒素 ブランケットを取り付けた5リットル丸底フラスコに注いだ。乾燥したヘキサフ ルオロアセトアセチルアセトン酸ニッケル(ニッケル触媒)19.74gおよび ジエチルアルミニウムエトキシドの11/89重量%シクロヘキサン溶液(アル ミニウム溶液)53.76gをその順でオレフィンに加え、攪拌した。反応混合 物を35℃で6.5時間加熱し、その後追加のアルミニウム溶液14.38gを 加え、37℃でさらに2時間加熱し、次に追加のニッケル触媒4.0gおよびア ルミニウム溶液13.75gを加え、さらに10時間35〜37℃で加熱し、そ の後追加のアルミニウム溶液15.55gを加え、さらに4時間加熱し、その後 追加のニッケル触媒4gおよびアルミニウム溶液14.4gを加え、さらに5時 間加熱し、その後追加のアルミニウム溶液21.0gおよびニッケル触媒5.0 gを加え、さらに3時間加熱し、その後追加のニッケル触媒4.18gおよびア ルミニウム溶液2 0.1gを加えた。 その後、フラスコ中の反応生成物について、クエン酸100gおよび重炭酸ナ トリウム(22g)の水溶液(水0.946リットル(クォート)によって反応 停止し、濾過した。 二量化C4-8オレフィンについてさらに蒸留を行って、主としてC13-14オレフ ィン類を含む留分を得た。10プレートオダショウ(Oddershaw)カラムを用い た以外は上記の方法に従って蒸留を行い、6.3〜6.4kPaの減圧で、ポッ ト温度169℃〜194℃およびヘッド温度129℃〜155℃で留出した留分 を回収して、総量188.05gを得た。 このバッチ150gについて、オキソ法変法を用いて、500mLオートクレ ーブでヒドロホルミル化した。この二量化オレフィン150gを、温度180℃ 以下、攪拌速度1250rpmおよび圧力6894kPaで、20時間にわたり 、エタノール中ホスフィン修飾コバルト触媒および水酸化カリウムの存在下に、 H2/CO比が2の水素および一酸化炭素と反応させた。反応終了後、生成物を 冷却して60℃とした。 ヒドロホルミル化二量化アルコールについて、さらにフラッシュ揮発を行って 、未変換のオレフィンおよびパラフィン類を 分離した。ポット温度182℃〜250℃およびヘッド温度99℃〜112℃の 留分を回収し、水素化ホウ素ナトリウムで中和した。計300mLの留分を、丸 底フラスコに入れ、50℃で加熱攪拌し、それに水素化ホウ素ナトリウム0.6 gを加え、約2時間反応させ、その後追加の水素化ホウ素ナトリウム0.6gを 加え、75〜80℃でさらに1.5時間反応させ、次に98〜100℃でさらに 2.5時間反応させた。溶液を放冷し、500mLフラスコに移し入れ、換気下 に70℃の脱イオン水と振盪することで洗浄し、放置し、それにエチルエーテル 20mLを加え、振盪し、分液した。水相を廃棄し、上記の工程をエチルエーテ ルを用いてさらに2回繰り返した。洗浄後、アルコールに硫酸ナトリウム10g を加え、振盪し、放置した。生成物を濾過し、その液を250mLフラスコに移 し入れ、さらに蒸留を行って、軽質留分の溶液を除去した。ポット温度102℃ 以下およびヘッド温度163℃で得られた留分を廃棄し、ポット中の内容物82 .91mLを回収した。この内容物は、単分岐C12-16アルコール類であり、G CMSによる測定で、C14アルコールが42%、C15アルコールが44%、C16 アルコールが8%であった。それについて分析試験を行い、さら に反応を行って硫酸エステルを製造した。実施例8 本実施例は、カルボン酸ニッケル触媒を用いた、内部オレフィンからのC13-1 7 二量化単分岐アルコールの製造を示すものである。 以下に示す点を除き、実施例1で行ったものと同じ手順を行った。蒸留された C4-10内部オレフィンの量は2427.7gであった。ポット温度120〜15 4℃およびヘッド温度89℃〜129℃の留分712.5gを回収した。還流を 5秒間オン、7秒間オフに設定した。留分は主としてC6-9炭素鎖内部オレフィ ンであった。オレフィン中に注入する二量化触媒として、2−エチルヘキサン酸 −トリフルオロ酢酸ニッケル0.493gのシクロヘキサン(5mL)液および 二塩化エチルアルミニウムの1モルヘキサン溶液12mL(第1バッチの触媒) を用いて、2リットルフラスコ中で、それらオレフィン702.6gを二量化さ せた。フラスコの内容物は、反応を通じて平均で35〜38℃に加熱した。さら に3時間加熱した後、同量の第2バッチの触媒を加えた。さらに1時間加熱した 後、同量の第3バッチの触媒を加え、さらに1時間15分後、同量 の第4バッチの触媒を加えた。6.5時間後、同量の第5バッチの触媒を加え、 さらに7時間加熱した後、同量の別の触媒バッチを加え、最後にさらに1.5時 間後、同量の最終触媒バッチを加えた。フラスコ中に内容物をさらに1時間加熱 した。 二量化触媒の中和には、重炭酸ナトリウム(22g)の脱イオン水溶液(水2 50g)を、クエン酸(100g)の脱イオン水溶液(水100g)に加え、そ れに追加の水を加えて1リットルのバッチとした。クエン酸/重炭酸塩溶液1/ 2リットルの入った2リットル分液漏斗に二量化オレフィンを注ぎ込み、振盪お よび通気し、分液し、それを繰り返した。中和した二量化溶液を上記のように硫 酸ナトリウムによって脱水した。 実施例1と同様に、オレフィンをさらに蒸留して、C6-9オレフィンを得た。 5.5kPaでポット温度157℃およびヘッド温度125℃の留分、1.86 6kPaでポット温度139℃〜164℃の留分、1.9kPaでポット温度1 79℃〜240℃の留分を回収し、計231.95の蒸留物を得た。 二量化蒸留物を上記のようにヒドロホルミル化し、約0.5〜0.7kPaで フラッシュ蒸留した。蒸留したアルコール211.48gに水素化ホウ素ナトリ ウム1.39gを加え、5 0℃で1時間加熱し、その後追加の水素化ホウ素ナトリウム1.3gを加え、9 0℃で4時間加熱し、冷却した。 生成物を上記のように洗浄し、再度蒸留を行って、0.4kPaでポット温度 141.5℃〜240℃およびヘッド温度100℃〜104℃の留分を回収した 。GCMSによる測定でC14アルコールが25%、C15アルコールが40%およ びC16アルコールが25%の単分岐C13-17アルコールを回収し、それについて 以下に記載のように分析試験および硫酸化を行った。実施例9 本実施例は、α−オレフィン類からのC13,15,17二量化単分岐アルコールの製 造を示すものである。 本実施例では、二塩化エチルアルミニウム5.32gを含むC6オレフィンで あるNEODENE6α−オレフィン600gとC8オレフィンであるNEOD ENE8α−オレフィン800gの混合物を5リットルフラスコに入れた。実施 例1で用いたものと同じ手順を、以下の点を変えて行った。2−エチルヘキサン 酸−トリフルオロ酢酸ニッケル7.9gのシクロヘキサン(6.35g)溶液( ニッケル溶液)を加え、加熱した。反応を通じて、フラスコは33℃〜38℃に 維持した。約8時 間加熱した後、実施例2で調製したアルミニウム溶液7.6mLおよびニッケル 溶液5mLをさらに、反応フラスコに注入した。 クエン酸ナトリウム中和溶液1.5リットルを用いて、二量化オレフィンを中 和し、分液し、再度それを繰り返した。二量化生成物を蒸留し、8.0kPaで ポット温度149℃〜160℃およびヘッド温度137℃〜148℃の留分、1 .2kPaでポット温度120℃〜133℃およびヘッド温度110℃〜122 ℃の留分、1.3kPaでポット温度127℃〜149℃およびヘッド温度11 8℃〜145℃の留分を回収し、総量786.4gを得た。 これら二量化オレフィン730gを3.785リットルオートクレーブでヒド ロホルミル化し、7894kPa以下の圧にて、240℃以下の温度で反応を行 った。 ヒドロホルミル化オレフィン809gを上記のように水素化ホウ素ナトリウム 6.5gで処理し、次に追加の水素化ホウ素ナトリウム6.5gを加え、加熱し 、第3の追加4.95gを加えた後、99℃以下で6時間加熱した。 処理したヒドロホルミル化オレフィンを実施例1と同様にし て洗浄し、濾過し、蒸留して、0.8kPaでポット温度152〜181℃およ びヘッド温度137〜172℃の留分を計495g得た。それはC13、C15およ びC17の単分岐アルコールであった。そのサンプルについて、以下に記載のよう に分析試験および硫酸化を行った。実施例10 実施例7〜9に記載の各単分岐アルコール組成物を、アルコール組成物にクロ ロスルホン酸を滴下することで硫酸化した。具体的には、アルコール組成物にフ ラスコ中で、2〜3時間にわたり窒素を吹き込み、その後、アルコール組成物1 g当たり1mLの塩化メチレンを加えた。温度を約30〜35℃に維持しながら 、フラスコ中で約25分間、アルコール組成物にクロロスルホン酸を滴下した。 溶液が粘稠になったら、さらに塩化メチレンを追加した。次に、溶液に窒素を2 〜3分間吹き込んで、HClの除去を促進し、その後、それを50%水酸化ナト リウムの3Aアルコール溶液を冷却したものにゆっくり加えて、アルコール組成 物を中和した。pHが8以下の場合には、追加の塩基溶液を加えて、pHを8〜 9に調節した。酸性が強すぎる場合は、50%H2SO4溶液を加えてpHを調節 した。溶液 をさらに1時間攪拌し、pHを前記範囲内になるよう調節した。窒素気流下、約 40℃で減圧下にロータリーエバポレータによって塩化メチレンを除去した。 次に、実施例1〜3のアルコール組成物について、本明細書に記載のJSME NMR法を用いて、分岐の量、種類および位置を調べた。4級炭素原子の測定 には、本明細書に記載した4級限定JSME NMR法を用いた。その結果は、 下記の表Iに示してある。平均炭素数はGCMSによって求めたものである。硫 酸化一級アルコールサンプルについても、生物分解性を調べ、その結果は表II に示してあり、さらに洗浄力についても調べ、その結果は表IIIに示してある 。表に示した例は、見やすくするために、鎖長順に並べてあり、「10−」と表 記して相当する実施例番号の硫酸エステルを示している。これらの各試験は、上 記で説明した方法に従って実施した。比較例として、NEODOL 45−硫酸 エステルについて、分岐、生物分解性および洗浄力を調べた。NEODOL 4 5−Sは現在市販されている一級アルコール組成物であって、硫酸化したものが 現在洗剤で使用されており、容易に生物分解し得ることが知られていることから 、比較品として用いた。さらに比較品として、主成 分がC13アルコール類であると考えられ、酸触媒によるプロピレンのオリゴマー 化とそれに続くオキソ法を用いたヒドロホルミル化によって得られるEXXAL −13Sアルコールについて、生物分解試験を行った。EXXAL 13は、ト リデシルアルコール分子当たり約3〜4個のメチル分岐を有することが報告され ている。 表IV NMR構造特性決定 *約21%の分岐が、鎖で隣接する炭素上のメチル分岐と共役していた。 **プロピルおよびブチルの分岐を含む。 上記の結果は、NMR分析によれば、本発明による二量化アルコールが、分岐 位置に関してNEODOLアルコール類と非常に類似しているように見えること を示している。具体的には、C2-4炭素位置には、分岐はほとんどない。二量化 アルコールの平均分岐数はNEODOLアルコールの場合を大きく超えているこ とから、分子の炭素骨格の中心に、分岐の大半、すなわち80%を超える量が存 在するはずである。この場合中心とは、分子の各末端からC4の位置の内側を意 味する。 さらに注目すべき点としては、本発明の二量化アルコールではエチル分岐のパ ーセントか相対的に高いのに対して、NEODOLアルコールでのエチル分岐は 相対的に少ないという点である。表V 二量化アルコール硫酸エステルの生物分解% OECD 301D生物分解結果は、本発明の各硫酸化一級アルコール組成物 が、NEODOL硫酸化アルコールと同様に、容易に生物分解したことを示して いる。硫酸化EXXALアルコールはごくわずかしか生物分解しなかった。 表VI 二量化アルコール硫酸エステルのマルチシーバム洗浄力 LSD95(確率95%での最小有意差)は、いずれの温度でも5.0である。 洗浄力評価結果は、本発明の二量化アルコールが、従来のNEODOL硫酸化 アルコールと比較して、同等以上の冷水洗浄力を有することを示している。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年11月11日(1998.11.11) 【補正内容】 従って、生物分解性であってしかも低い洗浄温度で良好な洗浄力を示すアルコ ール中間体を提供する必要が強くなりつつある。前述のように、分岐化合物の示 す生物分解性は低いことが認められていることから、その問題に対する解決法は 、高級オレフィンアルコールの分岐を大きくして、疎水性を低下させ、それによ って恐らくは冷水洗浄力を高めるというほど単純なものではなかった。発明の概要 生物分解性と冷水洗浄力についての要件を満足する分岐一級アルコールおよび それのアルコキシレート、硫酸エステルおよびアルコキシ硫酸エステル誘導体の 新規組成物、ならびにそれら組成物の製造方法が明らかになった。 従って本発明は、第1に、炭素数11〜36であって、1分子当たりの平均分 岐数が0.7〜3.0であり、該分岐がメチル分岐およびエチル分岐を有してな る分岐一級アルコール組成物に開するものである。 本発明は、第2に、前記の分岐一級アルコール組成物の製造方法であって、 a)炭素数7以上の直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原 料を、該直鎖オレフィンの骨格での異性化を行って同一炭素数の分岐オレフィン を生成する効果を有する触媒と接触させる段階;ならびに b)該分岐オレフィンを、前記一級アルコール組成物に変換する段階 を有してなる方法に関するものである。 本明細書で使用する場合の「骨格異性化」という用語は、少なくとも部分的に 直鎖部分が同一炭素数の分岐鎖部分に変換される炭化水素の異性化を指す。段階 a)での触媒は好ましくは、結晶学的空隙径が0.42〜0.70nmである1 以上の流路を有するゼオライトである。段階b)でのアルコールへの変換は、好 ましくはヒドロホルミル化によるものである。 洗浄力試験法および放射性トレーサー法に関する詳細については、文献を参照 することができる(B.E.Gor-don,H.Roddewig and W.T.Shebs,HAOCS,44:289 (1967);W.T.Shebs and B.E.Gordon,JAOCS,45:377(1968);W.T.Shebs,Radioi sotope Techniques in Detergency,Chapter 3,Marcel Dekker,New York(198 7))。 作業例硫酸エステルの生物分解性を測定するための生物分解試験法は、OEC D 301D試験法としても知られる40 CFR §796.3200に規定さ れた試験方法に従って行った。一級アルコール硫酸エステル組成物または界面活 性剤が生物分解性であるとは、該化合物もしくは組成物が、28日以内に60% 以上の生物化学的酸素要求量(BOD)測定値を与え、そのレベルには10%を 超える生物分解の10日以内に到達しなければならないことを意味する。 本発明の一級アルコール組成物は、分子当たりの平均鎖長が炭素数11〜36 てある。洗剤などの多くの界面活性剤用途において、該アルコール組成物の平均 炭素鎖長は、炭素数11、12、13、14、15、16、17、18、19、 20もしくは21であるか、あるいは炭素11〜21の範囲内の平均と して表した場合には、それら数値の中間の少数である。炭素数には、骨格鎖方向 の炭素原子と分岐炭素とが含まれる。 重要な点として、本発明者らは、エチル分岐数において、NEODOLアルコ ール類で認められるものと比較して大幅な増加を常に認めている。エチル分岐数 は、NMR法によって検出される全種類の分岐に基づいて、5%〜30%、最も 代表的には10%〜20%の範囲を取り得る。従って、オレフィンの骨格異性化 によって、メチル分岐とエチル分岐の両方が生成し、そのアルコールは、硫酸エ ステル化、アルコキシ化またはその両方を受けた場合、生物分解性試験および洗 浄力試験において非常に良好な成績を与えた。従って、骨格異性化を行うのに使 用できる触媒の種類は、メチル分岐のみを生成するものに限定されない。各種分 岐か存在することで、性質の良好な全体的バランスが高まると考えられる。 骨格異性化用のオレフィン供給原料で使用されるオレフィンは、C10以上のモ ノオレフィンである。好ましい範囲では、オレフィン供給原料は、C10−C35の モノオレフィンを含有する。本発明で使用して、洗剤用途で最も一般的であるC12 〜C請求の範囲 1. 炭素数11〜36であって、1分子当たりの平均分岐数が0.7〜3.0 であり、該分岐がメチル分岐およびエチル分岐を有してなる分岐一級アルコール 組成物。 2. 1分子当たりの平均分岐数が1.0〜3.0である請求項1に記載の分岐 一級アルコール組成物。 3. 1分子当たりの平均分岐数が1.5〜2.3である請求項1または3に記 載の分岐一級アルコール組成物。 4. 4級炭素原子を0.5原子%未満で有する請求項1ないし3のいずれかに 記載の分岐一級アルコール組成物。 5. 直鎖アルコールを5%未満で含有する請求項1ないし3のいずれかに記載 の分岐一級アルコール組成物。 6. 前記アルコールの分岐数の40%以上がメチル分岐である請求項1ないし 5のいずれかに記載の分岐一級アルコール組成物。 7. 前記アルコー−ルの分岐数の5%〜30%がエチル分岐である請求項1な いし6のいずれかに記載の分岐一級アルコール組成物。 8. 請求項1に記載の分岐一級アルコール組成物の製造方法であって、 a)炭素数10以上の直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原料を、該直鎖オ レフィンの骨格での異性化を行って同一炭素数の分岐オレフィンを生成する効果 を有する触媒と接触させる段階;ならびに b)該分岐オレフィンを、前記一級アルコール組成物に変換する段階 を有してなる方法。 9. 前記骨格異性化触媒か、[001]方向のx面および/またはy面方向で の結晶学的空隙径が0.42〜0.70nmである1以上の流路を有するモレキ ュラーシーブを含有し、該モレキュラーシーブが好ましくはフェリエライトアイ ソタイプ構造を右するゼオライトである請求項8に記載の方法。 10. 炭素数13〜21である請求項1に記載の分岐一級アルコール組成物の 別途製造方法であって、 a)均一な二量化触媒の存在下に、C6〜C10オレフィンを含むオレフィン供 給原料を二量化して、C12〜C20分岐オレフィンを生成する段階;ならびに b)該C12〜C20分岐オレフィンを前記分岐一級アルコール組成物に変換する 段階 を有してなる方法。 11. 前記オレフィン供給原料が、直鎖オレフィンを90%以上含有する請求 項10に記載の方法。 12. 前記オレフィン供給原料が、内部オレフィンを50%以上含有する請求 項10または11に記載の方法。 13. 前記二量化触媒が、ニッケルカルボキシレートとアルキルアルミニウム ハライドの組み合わせまたはニッケルキレートとアルキルアルミニウムアルコキ シドの組み合わせを含有する請求項10ないし12のいずれかに記載の方法。 14. 段階b)での前記オレフィンのアルコールへの変換を、ヒドロホルミル 化触媒存在下に、該オレフィンを一酸化炭素および水素でヒドロホルミル化する ことで行う請求項8ないし13のいずれかに記載の方法。 15. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物をオキシラン化合物と反応させることによって得られる分岐一級アルコー ルアルコキシレート組成物。 16. 前記アルコキシレートが主として、好ましくは前記一 級アルコール組成物をエチレンオキサイドと反応させることで得られるエトキシ レートである請求項15に記載の分岐一級アルコールアルコキシレート組成物。 17. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の一級アルコール組成 物を硫酸化することで得られる分岐一級アルキル硫酸エステル。 18. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物をアルコキシ化および硫酸化することで得られる分岐アルコキシ化一級ア ルキル硫酸エステル。 19. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物を酸化することで得られる分岐一級アルキルカルボン酸エステル。 20. a)請求項15に記載の分岐一級アルコールアルコキシレート、請求項17に 記載の分岐一級アルキル硫酸エステルおよび請求項18に記載の分岐アルコキシ 化一級アルキル硫酸エステルからなる群から選択される1以上の界面活性剤; b)ビルダー;ならびに c)適宜に、発泡抑制剤、酵素、漂白剤、漂白剤活性化剤、 蛍光増白剤、共ビルダー、ヒドロトロープおよび安定化剤からなる群から選択さ れる1以上の添加剤 を有してなる洗剤組成物。 21. 前記ビルダーが、アルカリ金属炭酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩、ポリカルボ ン酸塩、アミノカルボン酸塩、ニトリロトリ酢酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、 クエン酸塩、コハク酸塩、置換および未置換のアルカン二カルボン酸およびポリ カルボン酸、錯体のアルミノケイ酸ナトリウムならびにそれらの混合物からなる 群から選択される請求項20に記載の洗剤組成物。 22. 過ホウ酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩、有機過酸およびそれらの混合物から なる群から選択される漂白剤を含有する請求項20または21に記載の洗剤組成 物。 23. カルボン酸アミド、置換カルボン酸およびそれらの混合物からなる群か ら選択される漂白活性化剤を含有する請求項20ないし22のいずれかに記載の 洗剤組成物。 24. 芳香族酸もしくはアルキルカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ金属 塩化物、尿素、モノもしくはポリアルカノールアミンおよびそれらの混合物から なる群から選択されるヒドロトロープを含有する請求項20ないし23のいずれ かに記載 の洗剤組成物。 25. 顆粒状洗濯洗剤、液体洗濯洗剤、食器用洗剤、石鹸、シャンプーおよび 精練洗剤からなる群から選択される請求項20ないし24のいずれかに記載の洗 剤組成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 305/06 C07C 305/06 305/10 305/10 C11D 1/14 C11D 1/14 1/29 1/29 1/72 1/72 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 マーリ,ブレンダン・デルモツト アメリカ合衆国、テキサス・77077、ヒユ ーストン、ストーニーヒル・ドライブ・ 1118 (72)発明者 シングルトン,デイビツド・マイケル アメリカ合衆国、テキサス・77024、ヒユ ーストン、ロツキー・メドウ・ドライブ・ 12622

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 炭素数8〜36であって、1分子当たりの平均分岐数が0.7〜3.0で あり、該分岐がメチル分岐およびエチル分岐を有してなる分岐一級アルコール組 成物。 2. 1分子当たりの平均分岐数が1.0〜3.0である請求項1に記載の分岐 一級アルコール組成物。 3. 1分子当たりの平均分岐数が1.5〜2.3である請求項1または3に記 載の分岐一級アルコール組成物。 4. 4級炭素原子を0.5原子%未満で有する請求項1ないし3のいずれかに 記載の分岐一級アルコール組成物。 5. 直鎖アルコールを5%未満で含有する請求項1ないし3のいずれかに記載 の分岐一級アルコール組成物。 6. 前記アルコールの分岐数の40%以上がメチル分岐である請求項1ないし 5のいずれかに記載の分岐一級アルコール組成物。 7. 前記アルコールの分岐数の5%〜30%がエチル分岐である請求項1ない し6のいずれかに記載の分岐一級アルコール組成物。 8. 請求項1に記載の分岐一級アルコール組成物の製造方法であって、 a)炭素数7以上の直鎖オレフィンを含むオレフィン供給原料を、該直鎖オレ フィンの骨格での異性化を行って同一炭素数の分岐オレフィンを生成する効果を 有する触媒と接触させる段階;ならびに b)該分岐オレフィンを、前記一級アルコール組成物に変換する段階 を有してなる方法。 9. 前記骨格異性化触媒が、[001]方向のx面および/またはy面方向で の結晶学的空隙径が0.42〜0.70nmである1以上の流路を有するモレキ ュラーシーブを含有し、該モレキュラーシーブが好ましくはフェリエライトアイ ソタイプ構造を有するゼオライトである請求項8に記載の方法。 10. 炭素数13〜21である請求項1に記載の分岐一級アルコール組成物の 別途製造方法であって、 a)均一な二量化触媒の存在下に、C6〜C10オレフィンを含むオレフィン供 給原料を二量化して、C12〜C20分岐オレフィンを生成する段階;ならびに b)該C12〜C20分岐オレフィンを前記分岐一級アルコール組成物に変換する 段階 を有してなる方法。 11. 前記オレフィン供給原料が、直鎖オレフィンを90%以上含有する請求 項10に記載の方法。 12. 前記オレフィン供給原料が、内部オレフィンを50%以上含有する請求 項10または11に記載の方法。 13. 前記二量化触媒が、ニッケルカルボキシレートとアルキルアルミニウム ハライドの組み合わせまたはニッケルキレートとアルキルアルミニウムアルコキ シドの組み合わせを含有する請求項10ないし12のいずれかに記載の方法。 14. 段階b)での前記オレフィンのアルコールへの変換を、ヒドロホルミル 化触媒存在下に、該オレフィンを一酸化炭素および水素でヒドロホルミル化する ことで行う請求項8ないし13のいずれかに記載の方法。 15. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物をオキシラン化合物と反応させることによって得られる分岐一級アルコー ルアルコキシレート組成物。 16. 前記アルコキシレートが主として、好ましくは前記一 級アルコール組成物をエチレンオキサイドと反応させることで得られるエトキシ レートである請求項15に記載の分岐一級アルコールアルコキシレート組成物。 17. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の一級アルコール組成 物を硫酸化することで得られる分岐一級アルキル硫酸エステル。 18. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物をアルコキシ化および硫酸化することで得られる分岐アルコキシ化一級ア ルキル硫酸エステル。 19. 好ましくは、請求項1ないし7のいずれかに記載の分岐一級アルコール 組成物を酸化することで得られる分岐一級アルキルカルボン酸エステル。 20. a)請求項15に記載の分岐一級アルコールアルコキシレート、請求項17に 記載の分岐一級アルキル硫酸エステルおよび請求項18に記載の分岐アルコキシ 化一級アルキル硫酸エステルからなる群から選択される1以上の界面活性剤; b)ビルダー;ならびに c)適宜に、発泡抑制剤、酵素、漂白剤、漂白剤活性化剤、 蛍光増白剤、共ビルダー、ヒドロトロープおよび安定化剤からなる群から選択さ れる1以上の添加剤 を有してなる洗剤組成物。 21. 前記ビルダーが、アルカリ金属炭酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩、ポリカルボ ン酸塩、アミノカルボン酸塩、ニトリロトリ酢酸塩、ヒドロキシカルボン酸塩、 クエン酸塩、コハク酸塩、置換および未置換のアルカン二カルボン酸およびポリ カルボン酸、錯体のアルミノケイ酸ナトリウムならびにそれらの混合物からなる 群から選択される請求項20に記載の洗剤組成物。 22. 過ホウ酸塩、過炭酸塩、過硫酸塩、有機過酸およびそれらの混合物から なる群から選択される漂白剤を含有する請求項20または21に記載の洗剤組成 物。 23. カルボン酸アミド、置換カルボン酸およびそれらの混合物からなる群か ら選択される漂白活性化剤を含有する請求項20ないし22のいずれかに記載の 洗剤組成物。 24. 芳香族酸もしくはアルキルカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ金属 塩化物、尿素、モノもしくはポリアルカノールアミンおよびそれらの混合物から なる群から選択されるヒドロトロープを含有する請求項20ないし23のいずれ かに記載 の洗剤組成物。 25. 顆粒状洗濯洗剤、液体洗濯洗剤、食器用洗剤、石鹸、シャンプーおよび 精練洗剤からなる群から選択される請求項20ないし24のいずれかに記載の洗 剤組成物。
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