JP3007391B2 - 新規第4級アンモニウム化合物 - Google Patents

新規第4級アンモニウム化合物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規第4級アンモニウム化合物に関し、詳し
くは繊維、毛髪等に対する柔軟剤および帯電防止剤用の
界面活性剤として有用な新規第4級アンモニウム化合物
に関するものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
従来、繊維に対する柔軟剤としてジメチルジオレイル
アンモニウムクロライド又はジメチルジ硬化牛脂アンモ
ニウムクロライドが使用されているが、柔軟剤、吸水
性、帯電防止性能をすべて満足するようなものはなかっ
た。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らはこの現状に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
柔軟性、吸水性、帯電防止性能をすべて満足するような
新規第4級アンモニウム化合物を見い出し、本発明を完
成するに至った。
すなわち本発明は、一般式(1)又は(2)で表され
る新規第4級アンモニウム化合物、及びこの新規第4級
アンモニウム化合物を含有することを特徴とする界面活
性剤組成物を提供するものである。
Rは炭素数2〜20の直鎖又は分岐アルキレン基又は式
CH2CH2OCH2CH2 (但しp及びqはそれぞれ
0<p≦3、1≦q≦10の数である)で表される基を示
し、R′は炭素数1〜24の直鎖又は分岐アルキル基、ア
ルケニル基、又はアラルキル基を示し、R″は炭素数1
〜5のアルキル基、又はアラルキル基を示し、X はハ
ロゲン、メチル硫酸又はエチル硫酸から選ばれる陰イオ
ン基を示し、nは2〜50の正の数を示す。) 上記一般式(1)又は(2)において、R′又はR″
で示されるアラルキル基としてはベンジル基またはフェ
ネチル基が好ましい。
上記一般式(1)又は(2)で表される第4級アンモ
ニウム化合物は次の一般式(3)又は(4)で表される
第3級アミノアルコールを4級化剤により4級化するこ
とにより得ることができる。
(式中、R,R′,nは前記と同じ意味を示す。) これら一般式(3)又は(4)で表される第3級アミ
ノアルコールも本発明者らの発明に係わるもので、これ
らについても先に特許出願を行っている(特願平1−21
9046号参照)。
この第3級アミノアルコールに対する4級化は、メチ
ルクロライド等のアルキルハライド;ベンジルクロライ
ド等のアラルキルハライド;ジメチル硫酸、ジエチル硫
酸等のアルキル硫酸などの4級化剤によって行うことが
出来る。4級化は水のみの存在下で行っても良いが、エ
タノール、イソプロピルアルコール等の有機溶媒を用い
て行っても問題ない。また、反応率を上げるため、炭酸
ナトリウム等の適当なアルカリを添加しても良い。また
反応温度は通常30〜100℃で行うことができる。
前記一般式(1)又は(2)で表される本発明の第4
級アンモニウム化合物は界面活性を有するため、かかる
化合物を主成分とした界面活性剤組成物はカチオン界面
活性剤としての用途、例えば柔軟剤、帯電防止剤等の基
剤として供することができる。即ち、本発明の新規第4
級アンモニウム化合物は、主鎖に複数のカチオンを有し
ているため、吸着量が大きく優れた柔軟性・帯電防止性
を付与出来る。また、前記一般式(1)又は(2)のR,
R′及びR″を適当に選択することにより、繊維の吸水
性を損なわない柔軟剤や、リンス・コンディショナー基
剤にも使用できる。
また本発明の第4級アンモニウム化合物は両末端にヒ
ドロキシル基を有しているため、そのヒドロキシル基
を、さらにエステル化する等、構造の修飾が可能であ
り、親水性/親油性のバランスを変えた種々の化合物を
得ることができ、そのような化合物の合成中間体として
も有用である。
〔実施例〕
以下、合成例及び実施例にて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
合成例 原料である第3級アミノアルコールを下記の方法で合
成した。
水素及びガス状アミンを導入する管と、反応で生成す
る水と過剰のアミン及び留出してくる油状物質を凝縮分
離するための凝縮器及び分離器を備えた反応容器に1,6
−ヘキサンジオール1200g、銅系触媒(Cu−Ni−Pd;4/1/
0.1モル比)をジオールに対し4重量%仕込み、攪拌し
ながら系内を窒素で置換し昇温を開始した。系内の温度
が100℃に達してから水素ガスを導入した。系内の温度
が180℃に達したら、この温度に保ちながら、モノメチ
ルアミンと水素ガスの混合ガスを約5時間導入した。反
応終了後触媒を濾過分離し、淡褐色な粘稠の液体を得
た。
この淡褐色粘稠の液体の構造については、次の方法に
よって確認した。
まずMassで分析した結果、分子量より次式(5)で表
される第3級アミノアルコールでn=1〜8のものまで
存在することが確認された。
この化合物のMassスペクトルを図−1に示す。
次に末端がアルコールであることを証明するため、27
0MHz NMR(JNM−GX270WB)で13Cスペクトルを測定し
た。この面積比からの計算によると末端の94モル%がア
ルコール(下記式)であり、6モル%がジメチル体
(下記式)(モノメチルアミンの不均化により生成し
たジメチルアミンとの反応で生成)であった。この13C
−NMRスペクトルを図−2に示す。
〜C6H12−OH …94モル% 更にVPOの測定では分子量は425であり、=2.7であ
った。13C−NMRスペクトルからの計算値ではは約2.4
であり、実測値とよく一致した。また、アミン価は実測
値として全アミン価355.7、3級アミン価353.7であり、
=2.70の時の理論値355とよく一致し、主鎖に第3級
アミノ基を有するアミノアルコールが得られていること
を確認した。
実施例1 1オートクレーブに合成例で得た第3級アミノアル
コール100g(0.24モル)及びイソプロピルアルコール19
8.5gと炭酸ナトリウム12.5gを仕込む。更にメチルクロ
ライド41.9g(0.83モル)を圧入し、攪拌しながら100℃
まで昇温した。この温度で5時間保ち熟成を行った。滴
定により未反応アミン分を定量(残アミン価0.87)し、
反応率を求めると99.3%であった。またClイオンを測定
した結果、6.80であり、反応率99.3%に一致した。室温
まで冷却し、残圧をブローした。食塩及び炭酸ナトリウ
ムを濾別し、下記式で表される第4級アンモニウム化合
物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において2.70は平均重合度である。
実施例2 攪拌機、冷却管、滴下漏斗、温度計を付した4つ口フ
ラスコに合成例で得た第3級アミノアルコール100g(0.
24モル)と水723.6gを仕込んだ。攪拌しながら55℃まで
昇温し、この温度で保ちながらベンジルクロライド85.0
g(0.67モル)を滴下した。滴下後反応液の温度を55〜6
0℃に保ち7時間熟成を行った。この時系内のpHを6.0〜
8.0に保つ様に20%NaOH水溶液を適宜滴下した。反応液
の未反応アミン分を滴定により定量(残アミン価1.45)
し、反応率を求めると、96.7%であった。またClイオン
量は2.43(反応率96.8%)であった。過剰のベンジルク
ロライドを水蒸気蒸留により除去し、下記式で表される
第4級アンモニウム化合物(淡黄色液体)を得た。
尚、上記の式において2.70は平均重合度である。
実施例3 前記一般式(3)において、R=CH2 9,R′=C18H
37、w=2090、=4.91である第3級アミノアルコー
ルを用い、実施例1と同様な反応を行い(残アミノ価0.
41、Clイオン量3.10)、反応率99.1%(未反応アミン定
量より求めた)で下記式で表される第4級アンモニウム
化合物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において4.91は平均重合度である。
実施例4 前記一般式(3)において、R=CH2 9,R′=C18H
35、w=2040、=4.81である第3級アミノアルコー
ルを用い、実施例1と同様な反応を行い(残アミノ価0.
54、Clイオン量2.96)、反応率98.9%(未反応アミン定
量より求めた)で下記式で表される第4級アンモニウム
化合物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において4.81は平均重合度である。
実施例5 前記一般式(3)において、R=CH2 6,R′=C18H
35、w=974、=2.45である第3級アミノアルコー
ルを用い、実施例1と同様な反応を行い(残アミノ価0.
69、Clイオン量3.13)、反応率98.7%(未反応アミン定
量より求めた)で下記式で表される第4級アンモニウム
化合物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において2.45は平均重合度である。
実施例6 前記一般式(3)において、R=C2H4OC2H4
、R′=C18H37、w=1122、=2.14である第3級
アミノアルコールを用い、実施例1と同様な反応を行い
(残アミノ価0.44、Clイオン量2.44)、反応率98.9%
(未反応アミン定量より求めた)で下記式で表される第
4級アンモニウム化合物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において2.14は平均重合度である。
実施例7 前記一般式(3)において、R=CH2 9,w=65
0、=2.30の第3級アミノアルコールを用い、実施例
1と同様な反応を行い(残アミノ価1.96、Clイオン量7.
29)、反応率98.5%(未反応アミン定量より求めた)で
下記式で表される第4級アンモニウム化合物(淡黄褐色
液体)を得た。
尚、上記の式において2.30は平均重合度である。
実施例8 実施例3と同様の第3級アミノアルコールを用い、4
級化剤としてジメチル硫酸を使用し、4級化を行った
(残アミン価12.6)。反応率85%(未反応アミン定量よ
り求めた)にて下記式で表される第4級アンモニウム化
合物(淡黄褐色液体)を得た。
尚、上記の式において4.91は平均重合度である。
試験例 上記実施例1〜8で得られた第4級アンモニウム化合
物の柔軟性・帯電防止性・吸水性について下記の評価方
法によって比較試験した。
結果を第1表に示す。
<処理方法> 市販の木綿メリヤス及びアクリル布を市販洗剤アタッ
ク(花王(株)製,登録商標)にて5回繰り返し洗濯を
行い、更に布に付いている洗剤をすすぎで除去した後、
上記第4級アンモニウム化合物の有効分として50ppmの
水溶液(3.5゜DH)で25℃、浴比1/30で5分間攪拌下で
処理した。
<評価方法> 上記方法で処理した布を室内で乾燥後、25℃、65%RH
の恒温恒湿室にて24時間放置した。これらの布について
柔軟性、吸水性及び帯電防止性の評価を行った。
柔軟性 比較品としてジメチルジオレイルアンモニウムクロラ
イドを用いて処理した布を対照にして一対比較を行い、
下記評価基準により評価し、10人での評価点を平均し
た。
+2;対照より柔らかい +1;対照よりやや柔らかい 0;対照と同じ −1;対照の方がやや柔らかい −2;対照の方が柔らかい 吸水性 上記第4級アンモニウム化合物で処理した木綿メリヤ
ス肌着を3cm×20cmの短冊状に切りとり、その一端の2cm
を水に浸す。5分後の水の上昇高さを測定した(cm)。
帯電防止性 スタチックオネストメーター(宍戸商会製)を用い、
アクリル布を印加電圧7kV、ターゲット距離2cmで帯電さ
せ、電圧除去後の帯電圧の半減期を測定した(秒)。
第1表より、本発明の第4級アンモニウム化合物は、
柔軟性,帯電防止性に優れ、又吸水性の優れる構造にも
分子設計出来ることが分かる。
【図面の簡単な説明】 図−1は合成例で得られた第3級アミノアルコールのMa
ssスペクトル、図−2はその13C−NMRスペクトルを示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // D06M 13/463 D06M 13/463 13/467 13/467 13/46 (56)参考文献 特開 昭59−134752(JP,A) 特開 昭57−91960(JP,A) 米国特許3334138(US,A) 米国特許4547301(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1)又は(2)で表される新規第
    4級アンモニウム化合物。 (式中、Rは炭素数2〜20の直鎖又は分岐アルキレン基
    又は式CH2CH2OCH2CH2 (但しp及びqはそ
    れぞれ0<p≦3、1≦q≦10の数である)で表される
    基を示し、R′は炭素数1〜24の直鎖又は分岐アルキル
    基、アルケニル基、又はアラルキル基を示し、R″は炭
    素数1〜5のアルキル基、又はアラルキル基を示し、X
    はハロゲン、メチル硫酸又はエチル硫酸から選ばれる
    陰イオン基を示し、nは2〜50の正の数を示す。)
  2. 【請求項2】R′又はR″がベンジル基またはフェネチ
    ル基である請求項1記載の新規第4級アンモニウム化合
    物。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の新規第4級アンモニ
    ウム化合物を含有することを特徴とする界面活性剤組成
    物。
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