JP2008533062A

JP2008533062A - 新規な両親媒性アセタール

Info

Publication number: JP2008533062A
Application number: JP2008501191A
Authority: JP
Inventors: ラング・フランク−ペーター
Original assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2008-08-21
Also published as: DE102005011720A1; US20090030241A1; EP1861347A1; ES2525880T3; EP1861347B1; WO2006097215A1

Abstract

本発明は、式(1)の両親媒性アセタールに関する；

式中、R¹は、n-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルを表し,
R²およびR⁴ は、各々C₁-C₇-アルキルを表すかまたはR¹と同じ意味を有し、そしてR³は、C₁-C₇-アルキルを表す。該化合物は、界面活性剤, 乳化剤, 解乳化剤,湿潤剤, 発泡剤または消泡剤として適している。

Description

グリオキサルとメタノールとを反応させることによって得られるビスアセタールであるテトラメトキシエタンは、非常に興味のある溶媒特性を持っている。それは、例えばエタノールまたはイソプロパノールのように、水に任意の割合で可溶性である。しかし、同時に、それは、脂肪および油について相当に一層強力な溶解能力を示す。例えば、ある場合には、無極性溶媒ペルクロロエチレンによるかまたはイソアルカン(ホワイトスピリット) によるのと丁度同じくらい良く、織物から脂肪質のおよび油性の汚れが溶け出す。

これが、テトラメトキシエタンが、織物用洗濯およびクリーニング組成物(例えば染み抜き剤または洗浄ブースターにおける) における用途用にまたは硬質表面用に, 例えば、一価アルコール(エタノール, イソプロパノール), ジ-もしくはそれよりも多価のアルコール (1,2-プロピレングリコール, グリセロール), エーテル, 特にグリコールエーテル, ケトン, エステル, オリゴ-およびポリアルキレングリコール (PEG 300およびPEG 400), テルペン, n-およびイソ-アルカンのような他の有機溶媒ならびに例えばN-メチルピロリドンのような窒素を含む溶媒に代わる代替え品として有用と思われる理由である。

そのような溶媒は、例えば、液体洗濯用洗剤, 予備洗浄用スプレー, 染み抜き剤, 汎用クリーナー, ガラスクリーナーまたは例えば, 自動車分野における特定のクリーナーにおいて使用される。

その上に, ドライクリーニングにおけるペルクロロエチレン(また、PERおよびpercとしても知られている) または炭化水素溶媒(HCS) に代わる代用品としての、テトラメトキシエタンの使用が考えられる。

脂肪および油についてその溶解能力が良好であるにもかかわらず、無極性物質について更に一層良好な溶解能力およびこれより溶媒について一層無極性特性が要求され得る特定の場合が存在する。

グリオキサルを、例えばエタノール, プロパノールまたはブタノールのような一層長い鎖のアルコールと反応させてそれによりテトラエトキシエタン, テトラプロポキシエタンおよびテトラブトキシエタンを形成することによって、テトラメトキシエタンのメチル基を一層長いアルキルラジカルと交換する際に、一層無極性の特性が生じる。グリオキサルと、2〜6個を有する短鎖線状アルコールグリオキサルとのおよびそのような対称のビスアセタールが知られている。しかし、これらの対称のビスアセタールによる不利の一つは、それらの水への溶解度が、炭素鎖長が増大するにつれて、減少することである。

よって、本発明の目的は、既知のグリオキサルアセタールに比べて、脂肪および油について、または無極性有機溶媒について、更に一層良好な溶解能力を所有し、同時に、それらの水溶解度のそれらの水溶解度の明確な減少を示さないグリオキサルのビスアセタールを提供するにある。

今、驚くべきことに、明細書中以下に示す式(1)の化合物が、通常の界面活性剤に匹敵する両親媒性を有することを見出した。

よって、本発明は、式(1)の両親媒性アセタールを提供する；

式中、R¹は、n-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルであり,
R²およびR⁴ は、各々C₁-C₇-アルキルであるかまたはR¹と同じ意味を有し、そしてR³は、C₁-C₇-アルキルである。

R¹についての好適な意味は、n-C₁₀-C₁₈-アルキル, n-C₁₂-C₁₆-アルキルおよびまたイソ-C₁₁-C₁₅-アルキルおよびイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルである。C₁-C₇-アルキルは、メチル, エチル, n-プロピル, イソプロピル, n-ブチル, イソブチル, tert-ブチルであるのが好ましい。

式1の化合物の中で, 下記の化合物群が好適である:
式1中、R¹が、n-C₈-C₂₂-アルキル, 好ましくはn-C₁₀-C₁₈-アルキル, 特にn-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキル, 好ましくはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキル, 特にイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルでありそしてR², R³およびR⁴ が、各々C₁-C₇-アルキルである化合物。

式1中、R¹およびR² が各々n-C₈-C₂₂-アルキル, 好ましくはn-C₁₀-C₁₈-アルキル, 特にn-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキル, 好ましくはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキル, 特にイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルでありそしてR³およびR⁴が各々C₁-C₇-アルキルである化合物。

式1中、R¹およびR⁴が各々n-C₈-C₂₂-アルキル, 好ましくはn-C₁₀-C₁₈-アルキル, 特にn-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキル, 好ましくはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキル, 特にイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルでありそしてR² および R³ が各々C₁-C₇-アルキルである化合物。

式1の化合物は、グリオキサルと式R¹OH, R²OH, R³OHおよびR⁴OHのアルコールとから, アセタール化によって、従来の様式で調製できる。アセタール化は、少量の酸性触媒の存在において実施するのが好ましい。

有用な長鎖アルコールは、例えば天然の脂肪質アルコールまたはオキソプロセスアルコール, ZieglerアルコールもしくはGuerbetアルコールのタイプの合成アルコールを含む。

有用な酸性触媒は、ルイス酸ばかりでなく、またブレンステッド酸も含み, 例は、硫酸ジルコニウム, 硫酸, メチルスルホン酸, p-トルエンスルホン酸, トリクロロ酢酸, シュウ酸または酸性イオン交換体である。

使用するグリオキサルは、水溶液の形態であるのが好ましく, そしてグリオキサル含量20重量%〜60重量%の範囲および好ましくは30重量%〜50重量%の範囲で有する通常の工業銘柄水溶液を使用するのが簡便である。しかし、アセタール化するために、また、結晶質グリオキサルを, 結晶水２モルとの三量体として使用することも可能である。

アルコールの身元に応じて, アセタール化を不活性な非プロトン性有機溶媒中で行うことが有利になり得る。反応平衡をアセタール化の方向にシフトさせるには, 生成した反応水を、共沸蒸留によって留出させる。

式1の化合物は, 例えばグリオキサルを長鎖アルコールと短鎖アルコールとの混合物でアセタール化することによって調製できる。形成されたビスアセタールが、一つ, 二つまたは三つの長鎖, 親油性部分を含有することになるどうかに応じて, 長鎖アルコールおよび短鎖アルコールをモル比1:3 または1:1 または3:1で使用する。

本発明のグリオキサルのアセタール化は, 過剰のアルコールR¹OH, R²OH, R³OHおよびR⁴OHによって実施することができる。

式1において、R¹およびR⁴ が、各々長鎖アルキルラジカルでありそしてR²およびR³ が、各々C₁-C₇-アルキルである化合物は、また、初めに、グリオキサルを単一のアルコールで完全にアセタール化することによっても調製することもできる。このようにして得られたビスアセタールを、次いで、再びEP-0 847 976に記載される通りにして、グリオキサルと再び反応させてグリオキサルモノアセタールを得る。次いで、これを、立ち代わって、別のアルコールと再び反応させて非対称のグリオキサルビスアセタールを形成する。

式1の化合物を調製する更なる方法は、グリオキサルビスアセタールを長鎖アルコールでアセタール交換することに在る。

例えば、グリオキサルとメタノールとのビスアセタールであるテトラメトキシエタンを、脂肪質アルコール1〜3モルと、酸性触媒の存在において反応させ, および放出されたメタノールを留出させて、対応するモノ, ジもしくはトリ脂肪質アルキル誘導体を得てもよい。

生成した式1の化合物は、明確な界面活性挙動を示す, すなわち, それらは、疎水性物質について, 例えば汚れまたは脂肪または油について良好な溶解能力を示す。

式1の両親媒性アセタールのいくつかの代表的な例は、下記である:

式 (2): 1,1,2-トリメトキシ-2-オレオキシエタン

式 (3): 1,1,2-トリメトキシ-2-C_12/14-アルコキシエタン

式 (4): 1,1,2-トリメトキシ-2-C_9/11-イソアルコキシエタン

式 (5): 1,1,2-トリメトキシ-2-C_13/15-イソアルコキシエタン

式 (6): 1,1-ジ-C₈-アルコキシ-2,2-ジプロポキシエタン

式 (7): 1,1-ジ-C₁₀-アルコキシ-2,2-ジエトキシエタン

式 (8): 1,1-ジ-C_12/14-アルコキシ-2,2-ジメトキシエタン

式 (9): 1-メトキシ-1-C_12/14-アルコキシ-2-メトキシ-2-C_12/14-アルコキシエタン

式 (10): 1,1,2-トリ-C₈-アルコキシ-2-メトキシエタン
それらの合成方法に応じて, 所望のアセタールが、純の形態でばかりでなく、種々のアセタールの混合物として得られる。例えば、式8の1,1-ジ-C_12/14-アルコキシ-2,2-ジメトキシエタンを合成する過程で、1-C_12/14-アルコキシ-1,2,2-トリメトキシエタンおよび1,1,2-トリ-C_12/14-アルコキシ-2-メトキシエタンが副生され得る。

上記の両親媒性アセタールは、下記の分野で使用することができる: 界面活性剤, 乳化剤, 解乳化剤, 分散剤, 湿潤剤, 発泡剤および消泡剤として; 織物用あるいは被覆されたもしくは未被覆の金属, ステンレススチール, ガラス, プラスチック,リノリウム, セラミクス, 磁器, 石器, 土器, 木材, コンクリート, 下塗り（render）, または焼成粘土で構成される硬質表面用の水性液中の洗濯およびクリーニング剤として;ドライクリーニングにおいて、塩基性クリーニング剤としてまたはスポッティング（spotting ）剤またはクリーニング改質剤において; 繊維産業において、レベリング剤としておよび織物の染色において、染料浸透剤として; 例えば、紡糸および製織において、乳化剤として, 湿潤剤として, 織物用糊組成物の構成成分としておよび滑剤として; 織物の表面組織を, 例えば手, 柔らかさ, 平滑, 親水性および疎水性に関して修飾するための織物用仕上げ剤として; 合成繊維およびプラスチック用静電防止剤として; 滑剤, グリースおよび潤滑油の構成成分として; 例えば穿孔, ローリングおよび切削油において、金属加工助剤の構成成分として; 作物保護剤において、殺虫剤, 殺カビ剤, 保護剤用乳化剤, 湿潤剤および補助剤として; 革および毛皮においておよび仕上げ用の湿潤剤および洗濯剤としてまたは油との混和物において、加脂剤（fatliquors）として; 製紙および紙リサイクリングにおいて、例えば脱インク用添加剤として; 例えば, ポリ塩化ビニル, スチレン-ブタジエンゴム(SBR), アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン (ABS)の乳化重合において、乳化剤として; 懸濁重合において、懸濁安定剤として; 顔料配合物において、例えば無機および有機着色顔料の粉砕または分散において、補助剤として; 着色剤およびコーティングにおいて、添加剤として, 例えば可溶化剤として, 被覆すべき表面の優れた湿潤用に, 配合物の流動学的修飾用, レベリング剤としておよび流動助剤として; 化粧品において、例えば油中水滴形および水中油滴形乳濁液を製造するための乳化剤として; 鉱石を得るための浮遊選鉱において、添加剤として; セメント, コンクリート, 石膏のような建築材料において、例えばコンクリート流動化剤としてまたは気孔形成剤として; ビチューメン乳濁液をを製造するための, 例えば粘着促進剤として; 石油の一次および二次生産において、添加剤として, 例えば水と原油とを分離するための乳化破壊剤/解乳化剤としてあるいは原油収率を高めるためのフラッディング水の添加として; ならびにパワー燃料添加剤として。

Claims

式(1)の両親媒性アセタール；

式中、R¹は、n-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルであり,
R²およびR⁴ は、各々C₁-C₇-アルキルであるかまたはR¹と同じ意味を有しそしてR³は、C₁-C₇-アルキルである。
R¹ がn-C₁₀-C₁₈-アルキルまたはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキルであり, R² およびR⁴が各々C₁-C₇-アルキルであるかまたはR¹と同じ意味を有しそしてR³が、C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹ がn-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルであり, R² および R⁴が各々C₁-C₇-アルキルあるかまたはR¹と同じ意味を有しそしてR³ がC₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹ がn-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルであり, そしてR², R³およびR⁴ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹ がn-C₁₀-C₁₈-アルキルまたはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキルであり, そしてR², R³およびR⁴ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹ がn-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルであり, そしてR², R³およびR⁴ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR²が各々n-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルでありそしてR³およびR⁴が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR²が各々n-C₁₀-C₁₈-アルキルまたはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキルでありそしてR³およびR⁴が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR²が各々n-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルでありそしてR³およびR⁴が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR⁴が各々n-C₈-C₂₂-アルキルまたはイソ-C₉-C₂₂-アルキルでありそしてR²およびR³ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR⁴が各々n-C₁₀-C₁₈-アルキルまたはイソ-C₁₁-C₁₅-アルキルでありそしてR²およびR³ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
R¹およびR⁴が各々n-C₁₂-C₁₆-アルキルまたはイソ-C₁₃-C₁₅-アルキルでありそしてR²および R³ が各々C₁-C₇-アルキルである、請求項１記載の式1の化合物。
界面活性剤, 乳化剤, 解乳化剤, 分散剤, 湿潤剤, 発泡剤または消泡剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
織物用あるいは被覆されたもしくは未被覆の金属, ステンレススチール, ガラス, プラスチック,リノリウム, セラミクス, 磁器, 石器, 土器, 木材, コンクリート, 下塗り, または焼成粘土で構成される硬質表面用の水性液中の洗濯およびクリーニング剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
ドライクリーニングにおいて、塩基性クリーニング剤としてのあるいはスポッティング剤またはクリーニング改質剤における、請求項１記載の式1の化合物の使用。
織物の染色において、レベリング剤および染色浸透剤としての、紡糸および製織において、乳化剤としての, 湿潤剤としての, 織物用糊組成物の構成成分としてのおよび滑剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
繊維用仕上げ剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
合成繊維およびプラスチック用静電防止剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
滑剤, グリースおよび潤滑油の構成成分としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
金属加工用組成物の構成成分としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
作物保護剤において、乳化剤, 湿潤剤または補助剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
毛皮および革仕上げにおいて、湿潤剤および洗濯剤としてのまたは油との混和物において、加脂剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
製紙におけるまたは紙リサイクリングにおける、請求項１記載の式1の化合物の使用。
乳化重合または懸濁重合において、乳化剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
顔料配合物において、補助剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
着色剤およびコーティングにおいて、添加剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
化粧品において、乳化剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
鉱石浮遊選鉱において、添加剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
建築材料において、コンクリート流動化剤または気孔形成剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
ビチューメン乳濁液において、粘着促進剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
石油の一次および二次生産において、添加剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
パワー燃料において、添加剤としての、請求項１記載の式1の化合物の使用。
酸性, 中性またはアルカリ性pHを有する水性系における、請求項１記載の式1の化合物の使用。
有機溶媒を含む配合物における、請求項１記載の式1の化合物の使用。