JP2005507952A - アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸 - Google Patents
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Abstract
本発明は、式(I):R1O(A)nCH2CH[(A)mOR2]CH2(A)pOH(式中、R1及びR2は、独立にH若しくは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、ただし、R1及びR2の少なくとも1つは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、独立に0又は0.5〜10の数である。)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):XCR3R4COOH(式中、R3は、水素又はメチル基であり、R4は、H若しくは1〜6個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Xは、ハロゲンである。)で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸に関する。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、その製造方法、並びに洗浄及び発泡剤としての及び乳化剤としてのその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
他の多くの成分の外、界面活性組成物、例えば、食器洗い洗剤、洗濯洗剤及び洗浄剤並びに化粧製剤は、最も重要な成分として、アニオン界面活性剤を含んでおり、アニオン界面活性剤は、洗浄効果のみならず、泡の発生にも有用である。従って、洗浄及び発泡効果に加え、他の有益な性質、例えば良好な粘膜適合性を有し、更に比較的安価で容易に、塩を含まない状態で製造できる新規なアニオン界面活性剤に対する要求が市場にはなお存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従って、本発明が解決しようとする課題は、上記のような性質を有し、安価で容易に、塩を含まない状態で製造できる新規なアニオン界面活性剤、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、式(I):
【化1】
(式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、ただし、R1及びR2の少なくとも1つは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。)
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
【化2】
(式中、R3は、水素又はメチル基であり、R4は、水素若しくは1〜6個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Xは、ハロゲンである。)
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸に関する。
【0005】
また本発明は、式(I):
【化3】
(式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、ただし、R1及びR2の少なくとも1つは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。)
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
【化4】
(式中、R3は、水素又はメチル基であり、R4は、水素若しくは1〜6個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Xは、ハロゲン、好ましくは塩素である。)
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させる、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0006】
驚くべきことに、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、良好な起泡挙動及び良好な洗浄効果を示し、界面活性特性に加え、良好な乳化特性をも示すことが見出された。従って、このような化合物は、アニオン界面活性剤又は乳化剤の存在が望ましい多くの界面活性製剤、例えば洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤、並びに化粧品エマルションに用いることができる。同時に、このようなアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、皮膚科学的に安全であり、アルカリの存在下にモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとハロカルボン酸を反応させることにより、簡単に製造することができる。このような化合物は、実施質的に塩を含まない状態で製造することができ、塩イオンの存在に起因する問題となる影響を避けることができるということは、顕著な利点である。
エトキシル化及び/又はプロポキシル化アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、非常に優れた起泡挙動を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
<アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸>
本発明は、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル[ここで、アルキル(アルケニル)=アルキル及び/又はアルケニル]、並びに式(I)で示される、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II)で示されるα−ハロカルボン酸と反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸に関する。
【0008】
式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R3は、水素又はメチル基を表し、R4は、水素若しくは1〜6個、好ましくは2〜4個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表す。Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。AがC3H6O基である場合、n、m及びpは、好ましくは相互に独立して、0〜5の数を表す。
【0009】
本発明の1つの態様は、R1及びR2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0又は0.5〜10の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。
【0010】
本発明の別の態様は、(a)R1が水素であり、R2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表すか、又は(b)R2が水素であり、R1が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。
【0011】
本発明の特に好ましい態様は、(a)R1及びR2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n及びmは0又は0.5〜5の数、より好ましくは0であり、pは0.5〜5の数、より好ましくは2〜6の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物、即ちAがC2H4O基である化合物が最も好ましい。
【0012】
本発明の他の特に好ましい態様は、(a)R1が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R2が水素を表し、nが0又は0.5〜5の数であり、m及びpが相互に独立して0.5〜10の数、好ましくは1〜10の数であり、mとpの和(m+p)が好ましくは1〜15の範囲、より好ましくは2〜10の範囲にある式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物(A=C2H4O基)が特に好ましい。
【0013】
本発明のとりわけ好ましい態様は、(b)R2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R1が水素であり、mが0又は0.5〜5の数、好ましくは1〜10の数であり、nとpの和(n+p)が好ましくは1〜15の範囲、より好ましくは2〜10の範囲にある式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物(A=C2H4O基)が特に好ましい。
【0014】
R3及びR4が水素を表し、Xがハロゲンである式(II)で示されるα−ハロカルボン酸が好ましく使用される。
モノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸、モノ−C16/C1818:1−グリセロールエーテルカルボン酸(場合により不飽和)、4モルのエチレンオキシドによりエトキシル化(p=4EO)されたモノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸が特に好ましい。
【0015】
モノ−及びジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の両方が、本発明の目的にとって適しており、モノアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸が好ましく、エトキシル化モノラウリルグリセロールエーテルカルボン酸が特に好ましい。アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアミン塩も本発明の範囲に包含される。
【0016】
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、界面活性製剤(組成物)、好ましくは洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤並びに化粧及び/又は医薬製剤において、活性成分含有量に基づき、0.01〜60質量%、好ましくは0.05〜30質量%、より好ましくは2.5〜20質量%の量で使用される。
【0017】
<アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の製造>
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、アルカリの存在下で、式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルと式(II)で示されるα−ハロカルボン酸とを反応させることにより得られる。アルキル(アルケニル)エーテルカルボン酸は、酸の付加により得られる。この反応により得られる好ましいアルキル(アルケニル)エーテルカルボン酸は、先に記載した。
【0018】
反応を行うため、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル(これは、例えば、DE 4118568 A1 に従い、アルカリ性媒体中で、グリセロールを硫酸アルキル(アルケニル)ナトリウム塩と反応させることにより製造される)又はモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとの付加生成物(式(I))と、式(II)で示されるα−ハロカルボン酸とを、1:4〜1:3、好ましくは1:1.0〜1:1.6の比で、反応容器中、70〜95℃の温度、好ましくは89〜90℃の温度に加熱する。次いで、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル1モルあたり1.2〜1.6モルの固体アルカリ、好ましくはアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム微小球を、上記の温度で、3〜6時間、好ましくは4〜5時間かけて数回に分けて、添加し、その後さらに1〜3時間攪拌する。遊離酸を遊離させるために、攪拌しながら反応混合物を、活性成分含有量が20〜60質量%、好ましくは25〜40質量%となるように、水で希釈して、10〜96%、好ましくは20%の酸、好ましくは硫酸により、1〜4、好ましくは2〜3.5のpH(10%として測定)まで、酸性化する。有機相と水相との分離は、5%イソプロパノールの添加により改善される。有機相を除き、回転蒸発器中、減圧下に反応生成物を乾燥する。
【0019】
式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとの付加生成物を用いる場合、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを既知の方法によりエトキシル化及び/又はプロポキシル化することにより得られ、使用する触媒に応じて、狭い又は広い同族体分布が得られる。当然、遊離ヒドロキシル基のみがエトキシル化及び/又はプロポキシル化される。R1又はR2が、規定されたアルキル及び/又はアルケニル基の1つを表し、n又はmが0.5〜10の数である場合、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルの製造の前に、既知の方法によりグリセロールをエトキシル化及び/又はプロポキシル化する必要がある。
【0020】
商業的用途
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、水の添加によりいかなる濃度にも調節することができ、その水含有量は、20〜85質量%の範囲、好ましくは25〜60質量%、より好ましくは30〜40質量%である。
【0021】
アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸又はその塩は、界面活性製剤中の界面活性剤として使用され得る。本発明において、界面活性製剤は、好ましくは洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤並びに化粧及び/又は医薬製剤であり、特に化粧及び/又は医薬製剤である。これらの界面活性製剤は、真珠光沢ワックス、コンシステンシー成分、増粘剤、過脂剤、安定剤、シリコーン化合物、脂肪、ワックス、酸化防止剤、フケ防止剤、膨潤剤、チロシン阻害剤、ヒドロトロープ、可溶化剤、防腐剤、香油、染料、他の界面活性剤、並びに洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤に典型的な他の成分から選択される更なる助剤及び添加剤を含んでいてよい。化粧及び/又は医薬製剤は、好ましくは口腔衛生及び歯科ケア製剤、ヘアシャンプー、ヘアローション、フォーム浴剤、シャワー浴剤、クリーム、ローション、ジェル、エマルション、ワックス/脂肪コンパウンド、スティック製剤又は軟膏である。本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸のほか、界面活性製剤は、特定の用途において典型的な他の既知の成分を通常の濃度で含んでいてよい。
【0022】
本発明の化合物は、洗浄特性のみならず、起泡特性も示す。加えて、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、好ましくはC16/18グリセロールエーテルカルボン酸は、乳化特性を有しており、それ故に化粧及び/又は医薬製剤に使用することができる。従って、本発明は、洗浄及び/又は起泡成分並びに乳化剤としての、本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の使用にも関する。特に、C16/18グリセロールエーテルカルボン酸は、当業者に知られている全ての種類のエマルションにおける乳化剤として使用される。
【0023】
典型的な化粧及び/又は医薬洗浄(清浄)製剤は、好ましくは以下の組成を有している(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸0.05〜20、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜18質量%、
(b)ベタイン0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%、及び
(c)所望により、他のアニオン界面活性剤0〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0024】
典型的な液体洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤は、好ましくは以下の組成を有する(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸2.5〜30、好ましくは7〜25、より好ましくは10〜20質量%、
(b)ベタイン0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%、及び
(c)所望により、他のアニオン界面活性剤2.5〜30、好ましくは7〜25、より好ましくは10〜20質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0025】
典型的な化粧及び/又は医薬エマルションは、ましくは以下の組成を有する(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、好ましくはC16/18グリセロールエーテルカルボン酸0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは1〜5質量%、
(b)油成分3〜30、好ましくは5〜20、より好ましくは7〜15質量%、及び
(c)所望により、コンシステンシー成分0.5〜20、好ましくは2.5〜10質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0026】
以下の実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【実施例1】
【0027】
モノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C12−グリセロールエーテル260g(1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム163.1g(1.4モル)を60〜80℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球56.0g(1.4モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。1.5時間の後反応を行い、理論量の塩化物(10.4%Cl−、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した。反応生成物を水114.1gにより希釈して、活性成分含有量を約60質量%とした(A)。
【0028】
遊離酸を遊離させるために、この生成物498.1gを別の水250gで希釈し(活性成分含有量約40質量%に相当)、20%硫酸182gで酸性化した。相分離を促進するために、イソプロパノール50mlも加え、次いで、有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。黄色透明液体を反応生成物(B)として得た。
【0029】
【実施例2】
【0030】
モノ−C12−グリセロールエーテル+4EOエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C12−グリセロールエーテル436.0g(1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム122.3g(1.05モル)を60℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球42.0g(1.05モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。1.75時間の後反応を行い、理論量の塩化物(6.2%Cl、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した(A)。
【0031】
次いで、遊離酸を遊離させるために、この生成物297.0gを水148.5gで希釈し(活性成分含有量約54質量%に相当)、20%硫酸104.5gで酸性化した。有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。黄色透明液体を反応生成物(B)として得た。
【0032】
【実施例3】
【0033】
モノ−C16/18−グリセロールエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C16/18−グリセロールエーテル374.3g(1.1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム134.5g(1.155モル)を85℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球46.2g(1.155モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。3.5時間の後反応に続いて、理論量の塩化物(7.3%Cl、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した(A)。
【0034】
次いで、遊離酸を遊離させるために、この生成物304.0gを水152.0gで希釈し(活性成分含有量約54質量%に相当)、20%硫酸107.0gで酸性化した。有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。ベージュ色固体を反応生成物(B)として得た。
【0035】
【実施例4】
【0036】
性能試験
起泡挙動を試験するために、実施例1で製造したモノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸の水溶液を調製し、DIN Standard EN 12728, 01/00(0.1g活性物質/L;40℃;0°dH;pH 6.0)に従って、泡容積を測定した。この方法では、スタンドシリンダー中の液体試料を、ハンドルに取り付けた水平配置穴あき板により、30分間かき混ぜることにより、発泡させた。かき混ぜ終了直後、それから5分後、10分後及び20分後に、泡容積を測定した。
【0037】
実施例1の界面活性剤水溶液の発泡測定
【表1】
【実施例5】
【0038】
ローター発泡;0°dH;40℃;pH 6;0.5g/l
【表2】
【実施例6】
【0039】
ローター発泡;16°dH;40℃;pH 6;0.5g/l
【表3】
【実施例7】
【0040】
粘膜親和性を、反応時間法(2回蒸留水中濃度5%、pH =6)を用いたイン・ビトロHET-CAM 試験により、評価した。結果を表2に示す。
【0041】
界面活性剤水溶液の粘膜親和性
【表4】
【0001】
本発明は、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、その製造方法、並びに洗浄及び発泡剤としての及び乳化剤としてのその使用に関する。
【背景技術】
【0002】
他の多くの成分の外、界面活性組成物、例えば、食器洗い洗剤、洗濯洗剤及び洗浄剤並びに化粧製剤は、最も重要な成分として、アニオン界面活性剤を含んでおり、アニオン界面活性剤は、洗浄効果のみならず、泡の発生にも有用である。従って、洗浄及び発泡効果に加え、他の有益な性質、例えば良好な粘膜適合性を有し、更に比較的安価で容易に、塩を含まない状態で製造できる新規なアニオン界面活性剤に対する要求が市場にはなお存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従って、本発明が解決しようとする課題は、上記のような性質を有し、安価で容易に、塩を含まない状態で製造できる新規なアニオン界面活性剤、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、式(I):
【化1】
(式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、ただし、R1及びR2の少なくとも1つは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。)
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
【化2】
(式中、R3は、水素又はメチル基であり、R4は、水素若しくは1〜6個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Xは、ハロゲンである。)
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸に関する。
【0005】
また本発明は、式(I):
【化3】
(式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、ただし、R1及びR2の少なくとも1つは4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。)
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
【化4】
(式中、R3は、水素又はメチル基であり、R4は、水素若しくは1〜6個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基であり、Xは、ハロゲン、好ましくは塩素である。)
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させる、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0006】
驚くべきことに、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、良好な起泡挙動及び良好な洗浄効果を示し、界面活性特性に加え、良好な乳化特性をも示すことが見出された。従って、このような化合物は、アニオン界面活性剤又は乳化剤の存在が望ましい多くの界面活性製剤、例えば洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤、並びに化粧品エマルションに用いることができる。同時に、このようなアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、皮膚科学的に安全であり、アルカリの存在下にモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとハロカルボン酸を反応させることにより、簡単に製造することができる。このような化合物は、実施質的に塩を含まない状態で製造することができ、塩イオンの存在に起因する問題となる影響を避けることができるということは、顕著な利点である。
エトキシル化及び/又はプロポキシル化アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、非常に優れた起泡挙動を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
<アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸>
本発明は、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル[ここで、アルキル(アルケニル)=アルキル及び/又はアルケニル]、並びに式(I)で示される、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II)で示されるα−ハロカルボン酸と反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸に関する。
【0008】
式中、R1及びR2は、相互に独立して、水素若しくは4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R3は、水素又はメチル基を表し、R4は、水素若しくは1〜6個、好ましくは2〜4個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表す。Aは、C2H4O及び/又はC3H6O基であり、n、m及びpは、相互に独立して、0又は0.5〜10の数である。AがC3H6O基である場合、n、m及びpは、好ましくは相互に独立して、0〜5の数を表す。
【0009】
本発明の1つの態様は、R1及びR2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0又は0.5〜10の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。
【0010】
本発明の別の態様は、(a)R1が水素であり、R2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表すか、又は(b)R2が水素であり、R1が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。
【0011】
本発明の特に好ましい態様は、(a)R1及びR2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n及びmは0又は0.5〜5の数、より好ましくは0であり、pは0.5〜5の数、より好ましくは2〜6の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物、即ちAがC2H4O基である化合物が最も好ましい。
【0012】
本発明の他の特に好ましい態様は、(a)R1が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R2が水素を表し、nが0又は0.5〜5の数であり、m及びpが相互に独立して0.5〜10の数、好ましくは1〜10の数であり、mとpの和(m+p)が好ましくは1〜15の範囲、より好ましくは2〜10の範囲にある式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物(A=C2H4O基)が特に好ましい。
【0013】
本発明のとりわけ好ましい態様は、(b)R2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、R1が水素であり、mが0又は0.5〜5の数、好ましくは1〜10の数であり、nとpの和(n+p)が好ましくは1〜15の範囲、より好ましくは2〜10の範囲にある式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする。エトキシル化化合物(A=C2H4O基)が特に好ましい。
【0014】
R3及びR4が水素を表し、Xがハロゲンである式(II)で示されるα−ハロカルボン酸が好ましく使用される。
モノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸、モノ−C16/C1818:1−グリセロールエーテルカルボン酸(場合により不飽和)、4モルのエチレンオキシドによりエトキシル化(p=4EO)されたモノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸が特に好ましい。
【0015】
モノ−及びジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の両方が、本発明の目的にとって適しており、モノアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸が好ましく、エトキシル化モノラウリルグリセロールエーテルカルボン酸が特に好ましい。アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアミン塩も本発明の範囲に包含される。
【0016】
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、界面活性製剤(組成物)、好ましくは洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤並びに化粧及び/又は医薬製剤において、活性成分含有量に基づき、0.01〜60質量%、好ましくは0.05〜30質量%、より好ましくは2.5〜20質量%の量で使用される。
【0017】
<アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の製造>
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、アルカリの存在下で、式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルと式(II)で示されるα−ハロカルボン酸とを反応させることにより得られる。アルキル(アルケニル)エーテルカルボン酸は、酸の付加により得られる。この反応により得られる好ましいアルキル(アルケニル)エーテルカルボン酸は、先に記載した。
【0018】
反応を行うため、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル(これは、例えば、DE 4118568 A1 に従い、アルカリ性媒体中で、グリセロールを硫酸アルキル(アルケニル)ナトリウム塩と反応させることにより製造される)又はモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとの付加生成物(式(I))と、式(II)で示されるα−ハロカルボン酸とを、1:4〜1:3、好ましくは1:1.0〜1:1.6の比で、反応容器中、70〜95℃の温度、好ましくは89〜90℃の温度に加熱する。次いで、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル1モルあたり1.2〜1.6モルの固体アルカリ、好ましくはアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム微小球を、上記の温度で、3〜6時間、好ましくは4〜5時間かけて数回に分けて、添加し、その後さらに1〜3時間攪拌する。遊離酸を遊離させるために、攪拌しながら反応混合物を、活性成分含有量が20〜60質量%、好ましくは25〜40質量%となるように、水で希釈して、10〜96%、好ましくは20%の酸、好ましくは硫酸により、1〜4、好ましくは2〜3.5のpH(10%として測定)まで、酸性化する。有機相と水相との分離は、5%イソプロパノールの添加により改善される。有機相を除き、回転蒸発器中、減圧下に反応生成物を乾燥する。
【0019】
式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドとの付加生成物を用いる場合、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを既知の方法によりエトキシル化及び/又はプロポキシル化することにより得られ、使用する触媒に応じて、狭い又は広い同族体分布が得られる。当然、遊離ヒドロキシル基のみがエトキシル化及び/又はプロポキシル化される。R1又はR2が、規定されたアルキル及び/又はアルケニル基の1つを表し、n又はmが0.5〜10の数である場合、モノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルの製造の前に、既知の方法によりグリセロールをエトキシル化及び/又はプロポキシル化する必要がある。
【0020】
商業的用途
本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸は、水の添加によりいかなる濃度にも調節することができ、その水含有量は、20〜85質量%の範囲、好ましくは25〜60質量%、より好ましくは30〜40質量%である。
【0021】
アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸又はその塩は、界面活性製剤中の界面活性剤として使用され得る。本発明において、界面活性製剤は、好ましくは洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤並びに化粧及び/又は医薬製剤であり、特に化粧及び/又は医薬製剤である。これらの界面活性製剤は、真珠光沢ワックス、コンシステンシー成分、増粘剤、過脂剤、安定剤、シリコーン化合物、脂肪、ワックス、酸化防止剤、フケ防止剤、膨潤剤、チロシン阻害剤、ヒドロトロープ、可溶化剤、防腐剤、香油、染料、他の界面活性剤、並びに洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤に典型的な他の成分から選択される更なる助剤及び添加剤を含んでいてよい。化粧及び/又は医薬製剤は、好ましくは口腔衛生及び歯科ケア製剤、ヘアシャンプー、ヘアローション、フォーム浴剤、シャワー浴剤、クリーム、ローション、ジェル、エマルション、ワックス/脂肪コンパウンド、スティック製剤又は軟膏である。本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸のほか、界面活性製剤は、特定の用途において典型的な他の既知の成分を通常の濃度で含んでいてよい。
【0022】
本発明の化合物は、洗浄特性のみならず、起泡特性も示す。加えて、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、好ましくはC16/18グリセロールエーテルカルボン酸は、乳化特性を有しており、それ故に化粧及び/又は医薬製剤に使用することができる。従って、本発明は、洗浄及び/又は起泡成分並びに乳化剤としての、本発明のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の使用にも関する。特に、C16/18グリセロールエーテルカルボン酸は、当業者に知られている全ての種類のエマルションにおける乳化剤として使用される。
【0023】
典型的な化粧及び/又は医薬洗浄(清浄)製剤は、好ましくは以下の組成を有している(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸0.05〜20、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜18質量%、
(b)ベタイン0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%、及び
(c)所望により、他のアニオン界面活性剤0〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0024】
典型的な液体洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤は、好ましくは以下の組成を有する(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸2.5〜30、好ましくは7〜25、より好ましくは10〜20質量%、
(b)ベタイン0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは2.5〜7.5質量%、及び
(c)所望により、他のアニオン界面活性剤2.5〜30、好ましくは7〜25、より好ましくは10〜20質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0025】
典型的な化粧及び/又は医薬エマルションは、ましくは以下の組成を有する(量は活性成分含有量に基づく):
(a)アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸、好ましくはC16/18グリセロールエーテルカルボン酸0.05〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは1〜5質量%、
(b)油成分3〜30、好ましくは5〜20、より好ましくは7〜15質量%、及び
(c)所望により、コンシステンシー成分0.5〜20、好ましくは2.5〜10質量%。
ただし、上記の量は合計で100質量%となる。また、所望により、水及び/又は他の助剤及び添加剤を含んでいてよい。
【0026】
以下の実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
【実施例1】
【0027】
モノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C12−グリセロールエーテル260g(1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム163.1g(1.4モル)を60〜80℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球56.0g(1.4モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。1.5時間の後反応を行い、理論量の塩化物(10.4%Cl−、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した。反応生成物を水114.1gにより希釈して、活性成分含有量を約60質量%とした(A)。
【0028】
遊離酸を遊離させるために、この生成物498.1gを別の水250gで希釈し(活性成分含有量約40質量%に相当)、20%硫酸182gで酸性化した。相分離を促進するために、イソプロパノール50mlも加え、次いで、有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。黄色透明液体を反応生成物(B)として得た。
【0029】
【実施例2】
【0030】
モノ−C12−グリセロールエーテル+4EOエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C12−グリセロールエーテル436.0g(1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム122.3g(1.05モル)を60℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球42.0g(1.05モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。1.75時間の後反応を行い、理論量の塩化物(6.2%Cl、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した(A)。
【0031】
次いで、遊離酸を遊離させるために、この生成物297.0gを水148.5gで希釈し(活性成分含有量約54質量%に相当)、20%硫酸104.5gで酸性化した。有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。黄色透明液体を反応生成物(B)として得た。
【0032】
【実施例3】
【0033】
モノ−C16/18−グリセロールエーテルカルボン酸の製造
反応容器中、モノ−C16/18−グリセロールエーテル374.3g(1.1モル)及びモノクロロ酢酸ナトリウム134.5g(1.155モル)を85℃に加熱した。次いで、機械的に撹拌しながら、水酸化ナトリウム微小球46.2g(1.155モル)を少量ずつ4時間かけて加えた。3.5時間の後反応に続いて、理論量の塩化物(7.3%Cl、DGF-H-III 9 により決定)が遊離された後、反応を停止した(A)。
【0034】
次いで、遊離酸を遊離させるために、この生成物304.0gを水152.0gで希釈し(活性成分含有量約54質量%に相当)、20%硫酸107.0gで酸性化した。有機相を水相から分離し、エーテルカルボン酸を回転蒸発器により減圧下(約20mbar)で乾燥した。ベージュ色固体を反応生成物(B)として得た。
【0035】
【実施例4】
【0036】
性能試験
起泡挙動を試験するために、実施例1で製造したモノ−C12−グリセロールエーテルカルボン酸の水溶液を調製し、DIN Standard EN 12728, 01/00(0.1g活性物質/L;40℃;0°dH;pH 6.0)に従って、泡容積を測定した。この方法では、スタンドシリンダー中の液体試料を、ハンドルに取り付けた水平配置穴あき板により、30分間かき混ぜることにより、発泡させた。かき混ぜ終了直後、それから5分後、10分後及び20分後に、泡容積を測定した。
【0037】
実施例1の界面活性剤水溶液の発泡測定
【表1】
【実施例5】
【0038】
ローター発泡;0°dH;40℃;pH 6;0.5g/l
【表2】
【実施例6】
【0039】
ローター発泡;16°dH;40℃;pH 6;0.5g/l
【表3】
【実施例7】
【0040】
粘膜親和性を、反応時間法(2回蒸留水中濃度5%、pH =6)を用いたイン・ビトロHET-CAM 試験により、評価した。結果を表2に示す。
【0041】
界面活性剤水溶液の粘膜親和性
【表4】
Claims (11)
- 式(I):
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させることにより得られるアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸。 - R1及びR2が4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0又は0.5〜10の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸。
- (a)R1が水素であり、R2が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表すか、又は(b)R2が水素であり、R1が4〜22個、好ましくは8〜18個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、n、m及びpが0である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする請求項2に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸。
- (a)R1が水素であり、R2が4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、mが0又は0.5〜5の数であり、n及びpが相互に独立して0.5〜10の数であるか、又は(b)R1が4〜22個の炭素原子を有する直鎖及び/又は分岐鎖アルキル及び/又はアルケニル基を表し、nが0又は0.5〜5の数であり、m及びpが相互に独立して0.5〜10の数である式(I)で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルを使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸。
- R3及びR4が水素であり、Xがハロゲンである式(II)で示されるα−ハロカルボン酸を使用することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸。
- 請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の界面活性製剤。
- 請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸を活性成分含有量に基づき0.01〜60質量%の量で含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の洗濯洗剤、食器洗い洗剤及び洗浄剤並びに化粧及び/又は医薬製剤。
- 式(I):
で示されるモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテル並びにモノ−及び/又はジアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルとエチレンオキシド及び/又はプロピレンとの付加生成物を、式(II):
で示されるα−ハロカルボン酸と、アルカリの存在下に反応させる、アルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の製造方法。 - 洗浄成分としての、請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の使用。
- 起泡剤としての、請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の使用。
- 乳化剤としての、請求項1に記載のアルキル(アルケニル)グリセロールエーテルカルボン酸の使用。
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