JP2001507720A - ココナッツ油または椰子油のアルキルアミドプロピルベタインの濃縮液体水性アルコール組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ベタイン／水／エタノールの三成分図の所定領域を占める、ベタイン含有率が５０％以上の安定した液状のポンプ輸送可能なココナッツ油または椰子油のアルキルアミドプロピルベタインの水性アルコール溶液。この溶液は規定された溶媒中でアミドアミンを直接合成および４級化して製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 ココナッツ油または椰子油のアルキルアミドプロピルベタインの 濃縮液体水性アルコール組成物発明の技術分野 本発明は、下記一般式（Ｉ）に対応するアルキルアミドプロピルベタイン（以 下、単にベタインという）を少なくとも５０重量％含む、約５〜５０℃の温度で 安定でほぼ無色な粘度が低い濃縮した水性アルコール溶液に関するものである： （ここで、Ｒ₁はココナッツ油または椰子油タイプの脂肪酸の自然留分のアルキ ル基で、ほぼ飽和脂肪酸で、約４０〜５０％のラウリン酸と約１５〜２０％のミ リスチン酸からなる）。 溶液が上記性質を有するのは、溶液中に存在するＮａＣｌ量を調整後のその組 成物を、重量で１００に標準化したベタイン／エタノール／水の三成分図の一つ の範囲内に正確に選択した場合だけである。 一般式（Ｉ）に対応するベタインは極めて皮膚になじむ両性界面活性剤であり 、優れた洗浄と発泡性とを有し、洗剤、クレンジング剤（手洗い用液体製品）、 ヘアケア組成物（シャンプー）およびボディーケア組成物（シャワージェルおよ びバブルバス）等の全ての界面活性組成物を製造するのに適している。従来の技術 このタイプのベタインの製法は多くの文献に記されており、その製造方法は例 えば米国特許第３，２２５，０７４号（American Cyanamid）等で当業者に知ら れている。この製造方法ではＮ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン（Ｄ ＭＡＰＡ）を脂肪酸または脂肪酸留分と１４０〜２００℃で反応させ、得られた 一般式（ＩＩ）の第三アミドアミンをモノクロロ酢酸を用いてアルカリ塩または この酸に対応する塩の存在下で四級化する：この四級化反応は一般に水性媒体中で実施する。 副産物として得られる塩化アルカリ、例えば塩化ナトリウムは一般にこの水性 ベタイン溶液中に残す。この水性ベタインは約３０重量％の濃度で市販されてい る。 取扱い易さを犠牲にしないで輸送および貯蔵コストを下げるという理由で、で きるだけ濃縮された液状ベタイン溶液を工業的に製造する試みが幾度も行われた 。 水性界面活性溶液の濃度を上げると、その粘度も上昇することは当業者には知 られている。そこで、通常の方法で得られたベタイン溶液を減圧蒸発で濃縮しよ うとした研究者もいたが、粘度が急上昇し、ベタイン重量が約４０％のペースト 状になり、水分を除去するにつれ固体化する。従って、この方法では濃縮溶液を 得ることはできない。 欧州特許第０，３０２，３２９号（Th．Goldschmidt）にはこの問題の一部を 回避する方法が報告されている。この特許では無機酸（塩酸、硫酸または燐酸） を用いて溶液のｐＨを１〜４．５に調整して、２５℃で約１０００ｍＰａ．ｓの 粘度を有する４３〜４４重量％のベタインを含む溶液（５３〜５４％の乾燥重量 ）を得ている。しかし、このベタイン溶液は貯蔵および輸送中の侵食の問題があ り、ｐＨが決められているためその使用が制限され、しかも１６℃以下でゲル化 する。 ベタインを得る他の方法は３０％以下の液体溶液を噴霧して粉末状にする方法 である。この粉末は適当な溶媒に再溶解できると考えられたが、この粉末を溶媒 に接触させると塊状またはゲル状のペーストとなり、少なくとも工業生産に適し た時間内では再溶解が不可能なため、この粉末の再溶解はできなかった。 国際特許出願第ＷＯ９５／１２８５６（Henkel）には塩含有率の低い（残留Ｎ ａＣｌが０．９８〜１．０１％）ベタイン型界面活性剤の製造方法が記載されて いる。この特許では第三アミンおよび／または第三アミドアミンを、５〜１０重 量％の水と３５〜５０重量％のエタノールおよび／またはイソプロパノールから 成る水性アルコール混合物中でモノクロロ酢酸ナトリウムを用いて４級化し、反 応後、沈殿した塩を除去し、全ての溶媒を除去し、反応溶媒中の水を再調整して 活性物質を所望濃度（この場合３０％）で含む溶液にする。この特許請求も範囲 に記載の水／エタノール重量比は反応中に形成されるＮａＣｌを除去するための 方法に典型的なものである。この形式の組成物は米国特許第４，７０５，８９３ 号（ＫＡＯ）にも記載されており、三角座標のベタイン／水／エタノールの三成 分図で定義された五角形領域（８０／１０／１０）、（８０／１５／１５）、（ ４０／５５／５）、（４０／２７．５／３２．５）、（５２．５／１０／３７． ５）で表される。これらの特許は塩含有率の低い完全に水性の非濃縮両性界面活 性溶液を得ることを主目的とした方法である。 両性界面活性剤／水／溶媒系に液相の領域が存在し得るという考えは当業者に よく知られている。国際特許第ＷＯ９５／１４０７６号（AlbrigtとWilson）は この考えに基くものである。実際、この問題の条件に最も近いこの文献に報告さ れている実施例すなわち塩が水／グリコール型の混合溶媒に溶解しているココま たはラウリルアミドプロピルベタインの組成物以外に具体的な教示は何もない。 残りの問題は包装、輸送および貯蔵コストを下げるために、できるだけ（少な くとも５０重量％に）濃縮したポンプ輸送可能な液状（１０００ｍＰａ．ｓより 低い粘性）で、５〜５０℃で長期間安定で、取扱い易く、しかも他の界面活性剤 、例えば硫酸アルキルエーテル、アルカノールアミドや、液体石鹸、シャンプー 、シャワージェル、その他の美容製品の配合物の出発原料と一諸に配合可能なコ コナッツ油または椰子油アルカリベタイン溶液を得ることにある。発明の開示 本発明は上記の技術的課題に対する解決法を提供するものである。本発明は下 記で定義される極めて狭い相図の範囲内に系を限定した状態でアルキルベタイン を少量のエタノールの存在下で製造するものである。 本発明では下記の縮小座標(coordonnees reduites)の三成分図で表されるベタ イン／水／エタノールの三成分組成物を用いる： Ｂ*=［ベタイン／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² Ｗ*=［水／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² Ｅ*=［エタノール／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² （ここで、ベタインはベタイン=乾燥重量−ＮａＣｌの意味を有する） 下記組成物ではＢ*+Ｗ*+Ｅ*=１００となる１００％関係式を適用する。ベタイ ン、乾燥重量、水、エタノールおよびＮａＣｌは重量で表され、縮小組成のＢ* 、Ｗ*およびＥ*は重量％を表す。 この定義でベタインは、粗ベタインすなわち一般式（Ｉ）に対応するアルキル アミドベタインと３重量％以下の反応残留物および反応性副産物とから成るもの である（実施例１参照）。 本発明組成物は下記関係式に従うものである： ５５％≦Ｂ*≦６２％ Ｅ*≧２１％ ３７％≦Ｗ*／Ｗ*+Ｅ*≦５０％ 本発明組成物ではＮａＣｌは最高で４．５重量％である。この値を超えると塩 が沈殿し、組成物は制御不能になる。 本発明組成物は少なくとも３ヶ月の期間貯蔵することができ、この間５〜５０ ℃の温度での塩のゲル化、デミキシング、沈殿または色や透明度の目に付く変化 は全く見られない。この溶液は濃縮状態で相対的に非発泡性で、取り扱い易いと いう利点を有する。本発明の他の利点は濃縮溶液が微生物の侵入に対して十分耐 性があり、保存料を添加する必要が無い点にある。この特性から、本発明溶液は 美容用組成物を製造するのに特に適している。 本発明の他の対象は、中間のココナッツ油または椰子油からジメチルアミドプロ ピルアミドを製造し、水酸化ナトリウムの存在下でモノクロロ酢酸を用いて四級 化するか、下記縮小組成の水／エタノール溶媒中でモノクロロ酢酸ナトリウムで 直接４級化して上記の濃縮溶液を製造する方法にある： Ｅ*≧２１％ ３７％≦Ｗ*／Ｗ*+Ｅ*≦５０％ （Ｅ*、Ｗ*は上記と同じ意味を有する） 本発明は下記の実施例および比較例の説明からよりよく理解できよう。実施例１ 約５９．２重量％（６３．３％の乾燥重量）のベタインを含む、相図における 縮小座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が６１．７／１５．４／２２．９（重量％）であるココ ナッツベタインを製造する。 １／ａ ココナッツアミドアミン（Ｍｗ=２０８ｇ）の製造 ５０℃で溶かした７３１ｋｇのココナッツ脂肪酸を反応器に入れ、反応器およ びその内容物を窒素でパージし、１９０℃にする。３６６ｋｇのジメチルアミノ プロピルアミン（ＤＭＡＰＡ）を浸積チューブを介して４時間かけて添加し、蒸 留水は連続的に除去する。反応生成物の酸価が４．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になる まで窒素流下で混合物を１９０℃に維持する。混合物を１５０℃に冷却し、窒素 パージ下で浸積チューブを介して１００ｋｇの水を１時間かけて注入し、得られ た混合物を１５０℃で乾燥し、水含有率を０．１％以下にする。系を６０℃に冷 却し、窒素のパージを止め、反応器を空にする。 得られた第三アミドアミンの特性は下記表の通り： １／ｂ 濃縮ココナッツベタイン溶液の製造 他の反応器に１９７ｋｇのエタノールを室温で入れ、次いで１６９ｋｇのモノ クロロ酢酸を入れる。混合物を２５℃にした後、温度が４０℃を越えないように 発熱を制御しながら１／ａで製造したアミドアミン４７３ｋｇをゆっくり添加す る。温度を４０℃に維持しながら、１５９ｋｇの５０％水酸化ナトリウムを約１ 時間かけて添加した後、ゆっくりと８０℃に上げる。水で５％に予備希釈したテ ストサンプルのｐＨが１０〜１０．５となるように注意しながら、アミドアミン 含有率が安定値の１％に達するまで、混合物をこの温度に維持する。１時間後、 混合物を４０℃に冷却し、３１％のＨＣｌ溶液を用いてｐＨを６．５に調整する 。沈殿したＮａＣｌ留分を沈降分離、濾過または遠心分離で除去する。 下記主成分を有する濃縮ベタイン溶液が得られた： a:１０５℃で２０分 b:ベタイン活性物質＝固体（乾燥重量）−ＮａＣｌ（グリコレート、遊離脂肪 酸および遊離アミドアミン）c:ＮａＣｌ含有率を修正した後、１００重量に標準化した３成分図でのB*、Ｗ *およびＡ*の値 特性は下記の通り： d:Rheomat 180；スピンドル１２；速度２３１（５℃）／３５４（２３℃）／ １２９１（４５℃） e:４５℃で熟成 これは５〜５０℃で安定した透明な取り扱い易い液状溶液である。比較例１ 実施例１の工程１／ｂの操作を繰り返したが、出発原料の量を、約６６．２％ のベタイン（６８．７％の乾燥重量）を含むココナッツベタインが得られるよう に調整し後の相図におけるＮａＣｌの訂正した三角座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が６７． ８／１４．１／１８．１（重量％）となるように変えた。 得られたジェルは、５〜５０℃での配合および取り扱いが困難な粘性のある複 屈折のある非ニュートン系結晶性液体。比較例２ 実施例１の工程１／ｂの操作を繰り返したが、出発原料の量を約６２．６％の 粗タイン（６５．０％の乾燥重量）固体を含むココナッツベタインが得られるよ うに調整し、ＮａＣｌ調整後の相図における三角座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が６４．１ ／１５．４／２０．５（重量％）となるようにした。 室温（２０〜２５℃）で単一相の透明な液体が得られるが、この溶液を５〜１ ５℃にすると複屈折のある粘性ジェル相と上澄み液相との二相混合物へ急変する 。この不均一生成物はそのままの状態で使用するのは難しい。比較例３ 実施例１の工程１／ｂの操作を繰り返したが、出発原料の量を約５７．５％の ベタイン（６１．６％の乾燥重量）を含むココナッツベタインが得られるように 調整し、ＮａＣｌ調整後の相図における三角座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が６０／２５／ １５（重量％）となるようにした。 得られたジェルは５〜５０℃での取扱いおよび配合が困難な複屈折のある粘性 のある非ニュートン系液体である。比較例４ 実施例１の工程１／ｂの操作を繰り返したが、出発原料の量を約４７．８％の ベタイン（５２．３％の乾燥重量）を含むココナッツベタインが得られるように 調整し、ＮａＣｌ調整後の相図における三角座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が５０／３５／ １５（重量％）となるようにした。 得られたジェルは５〜５０℃での取扱いおよび配合が困難な複屈折のある粘性 のある非ニュートン系液体である。比較例５ 実施例１の工程１／ｂの操作を繰り返したが、出発原料の量を約５８．２％の ベタイン（６０％の乾燥重量）を含むココナッツベタインが得られるように調整 し、ＮａＣｌ調整後の相図における三角座標Ｂ*／Ｗ*／Ｅ*が５８．５／１３． ５／２８．０（重量％）となるようにした。 得られた溶液は５℃で貯蔵すると不均一になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 ギルメ，フランソワーズ フランス国 75003 パリ リュ デ カ トル フィス 22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． アルキルアミドプロピルベタイン、塩、水およびエタノールを含み、アル キルアミドプロピルベタインのアルキル基はココナッツ油または椰子油タイプの 脂肪酸の自然留分のアルキル基である、ほぼ無色で５〜５０℃で安定で１０００ ｍＰａ．ｓ以下の粘性を有するポンプ輸送可能な組成物において、 塩含有率が４．５重量％以下の時の組成物の存在範囲を定義する下記： Ｂ*=［ベタイン／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² Ｗ*=［水／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² Ｅ*=［エタノール／（ベタイン+水+エタノール）］・１０² （ここで、ベタインはベタイン＝乾燥重量−ＮａＣｌを意味する） の縮小組成で与えられるベタイン／水／エタノールの成分が下記関係式 ５５％≦Ｂ*≦６２％ Ｅ*≧２１％ ３７％≦Ｗ*／Ｗ*+Ｅ*≦５０％ を満たすことを特徴とする組成物。 ２． 中間のココナッツ油または椰子油からジメチルアミドプロピルアミドを製 造し、水酸化ナトリウムの存在下でモノクロロ酢酸を用いて四級化するか、下記 縮小組成の水／エタノール溶媒中でモノクロロ酢酸ナトリウムで直接４級化する 、請求項１に記載の組成物を得る方法： Ｅ*≧２１％ ３７％≦Ｗ*／Ｗ*+Ｅ*≦５０％ （Ｅ*、Ｗ*は請求項１と同じ意味を有する）