JP3830159B2 - アルキルグリコシドおよびその用途 - Google Patents

Description

本発明は優れた洗浄力と低い起泡性との有利な組合せを与える新規なアルキルグリコシドに関し、このアルキルグリコシドは、硬質な表面（hard surface）の洗浄に特に適している。
近年、アルキルグリコシドは、脂肪族アルコールのエチレンオキシド付加物のような他の非イオン性界面活性剤よりも容易に生物分解され得ることが明らかとなってきることから、注目されている。米国特許明細書第３，８３９，３１８号においては、ｎ−オクチルグルコシド、ｎ−ヘキシルグルコシド、ｎ−デシルグルコシド、ｎ−ドデシルグルコシド、イソデシルグルコシド、イソウンデシルグルコシド、イソトリデシルグルコシドおよびそれに対応するオリゴ糖のようなアルキルグルコシドおよびアルキルオリゴ糖の生成について記載がなされている。米国法定発明登録Ｈ１７１号では、Ｒ（ＯＧ）およびＲ（ＯＧ）_xの式で表わされるアルキルグリコシドが優れた界面活性剤であると述べられている。これらの式において、Ｒは、２位の炭素原子もしくはそれより高位の炭素原子のところで枝分かれしているアルキル基またはアルケニル基であり、その側鎖が、メチル、エチル、イソプロピル、ｎ−プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびそれらの混合物からなる群から選択され、Ｒは約７個から約３０個の炭素原子を含み、Ｇは、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、タロース、アロース、アルトロース、イドース、アラビノース、キシロース、リキソース、リボースおよびそれらの混合物からなる群から選択される糖類であり、かつ、ｘは２またはそれ以上である。例１には、それぞれ実質的に２−エチルヘキシルグリコシドおよびイソオクチルグリコシドから構成される２つの生成物の混合物の生成に関する記載が含まれている。
ＤＥ ２０ ３６ ４７２号、ＥＰ ３０６ ６５０号、ＥＰ ３０６ ６５１号およびＥＰ ３６６ ６５２号においても、とりわけ、アルキルグリコシドに関する記載がなされている。
アルキルグリコシドは、一般的には容易に生物分解され得るにも関わらず、広い応用範囲の中で、硬質な表面の洗浄のような限定された範囲にしか用いられることがないが、このことは、それらが起泡性が高すぎること、および／または、洗浄力が乏しいことに起因する。また、分枝アルキル基を含むアルキルグリコシド生成物は、しばしば不快な臭いを有する。そこで、容易に生物分解され得るが、既知のアルキルグリコシドよりも優れた洗浄力および／またはより低い起泡性を有するような非イオン性界面活性剤を提供することが望まれる。
本発明に従って、驚くべきことに、以下の一般式を有するアルキルグリコシドが優れた洗浄特性および濡れ特性を有し、かつ、ほぼ同様の鎖長を有する他のアルキルグリコシドと比較して起泡性が低いということが見出された。

式中、Ｒ¹は２−５個、好ましくは、２−４個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ²は４−７個、好ましくは、５または６個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ¹とＲ²の炭素原子数の和は７−１１、好ましくは、７−９であり、Ｇは単糖類の残基であり、かつｘは１−４、好ましくは、１または２である。式（Ｉ）の化合物のうち、Ｒ¹が３個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ²が５個の炭素原子を有するアルキル基であり、かつＧがグルコース残基である化合物は特に好ましい。本発明に従ったグルコシドは、不快な臭いを全く有さない。それに加え、それらは容易に生物分解されることができ、かつ、生物に対する毒性が低いことが見出されてきた。試験においては、そのアルキルグリコシドは皮膚に対していかなる刺激性も示さなかった。
本発明の化合物は、以下の式のアルコールと単糖類とを、アルコールの単糖類に対するモル比が２：１−８０：１となるように、酸触媒の存在下で反応させることにより、通常の手法によって生成することができる。

Ｒ¹およびＲ²は上記のとおりである。触媒は無機酸または有機酸でもよい。反応は、減圧下、９０−１２０℃で約１−４時間かけて行なわれる。適宜、結果として生じる反応混合物を、最初にろ過し、その後、有機塩基および／または無機塩基で中和する。最後に、必要であれば、過剰のアルコールを、たとえば蒸留によって、注意深く除去する。
式（ＩＩ）のアルコールは、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノールまたはｎ−ペンタノールとｎ−ヘキサノールの混合物、ｎ−ペンタノールとｎ−ブタノールの混合物、ｎ−ヘキサノールとｎ−ブタノールの混合物、ならびにｎ−ヘキサノールとｎ−ペンタノールの混合物から始まるゲルベ反応（Guerbet reaction）によって、または、相当するアルデヒドのアルドール縮合によって得られる。好ましくは、式（ＩＩ）のアルカノールは、２−プロピルヘプタノールである。反応物として適当に用いられる単糖類は、ペントースおよびヘキソースである。本発明のグルコシドの生成に用いられる単糖類の具体的な例としては、グルコース、マンノース、ガラクトース、タロース、アロース、アルトロース、イドース、アラビノース、キシロース、リボースおよびリキソースがある。通常、商業的な理由から、グルコースが好ましい。
本発明のアルキルグリコシドは、たとえば硬質な表面（hard surface）の油を除去し、もしくは、洗浄するための、洗剤組成物における界面活性剤として適当に用いられる。ラッカー仕上げされた、またはラッカー仕上げされていない金属表面の油を除去する場合において非常によい結果が得られる。本発明のアルキルグリコシドの他に、これらの組成物は、水溶性の可溶化剤を含むことが好ましく、さらに、錯化剤を含むことが適当である。
可溶化剤の例としては、モノブチルジエチレングリコールのようなアルキルエーテルポリアルキレングリコールや、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびプロピレングリコールのようなグリコールや、エタノール、プロパノールおよびイソプロパノールのようなアルコールや、アルキル基が４−１８個の炭素原子を有するようなアルキルグリコシド、ならびに／または、そのアルキル基が直鎖もしくは分枝鎖であり、飽和もしくは不飽和であり、８−２０個の炭素原子を有し、かつアミン１モルにつき６−３０モルのアルキレンオキシドを付加している第三級または第四級アミンのアルコキシラートがある。好ましくは、付加しているアルキレンオキシドの５０−１００モル％がエチレンオキシドからなり、その残りは、プロピレンオキシドまたはプロピレンオキシドとブチレンオキシドの混合物よりなる。異なるアルキレンオキシドを、ランダムにまたはブロックに付加させることもできる。洗剤組成物の起泡性を低くするべきならば、アルキレンオキシド鎖を１−５モルのプロピレンオキシドおよび／またはブチレンオキシドの付加で終わらせる。通常、可溶化剤の、本発明のアルキルグリコシドに対する比は１：１０−５：１であり、好ましくは１：３−３：１である。
錯化剤は、無機リン酸またはＮＴＡ、ＥＤＴＡ、クエン酸もしくはポリカルボン酸のような既存の無機錯化剤または有機錯化剤でもよい。添加量は、全く加えないところから本発明のアルキルグリコシドの重さの３００％まで変化させてよい。好ましくは、錯化剤のアルキルグルコシドに対する重量比は１：１０−２：１である。
洗剤組成物は、ｐＨ調整剤、消泡剤、酵素、別の界面活性剤および香料のようなさらに他の添加物を含んでもよい。組成物は通常水溶性であり、かつ、エマルション、マイクロエマルション、または溶液の形態である。
本発明は後述の例により、より詳細に説明される。
例１
３モルの２−プロピルヘプタノールと０．４５モルのグルコースとを触媒である０．０１５モルの硫酸の存在下、１１０℃、７０ミリバールで反応させることによりアルキルグリコシドを生成した。６５分後、反応を中止させた。結果として生成した混合物は、減圧下で過剰のアルコールを蒸留により除去することによって処理した。収量は５０ｇであり、７４％の２−プロピルヘプチルモノグルコシド、１５％の２−プロピルヘプチルジグルコシドおよびより重合度の高いオリゴマの残渣が含まれていた。グルコシドの平均重合度（ＤＰ）は約１．３であった。その構造は、ガスクロマトグラフィー、マススペクトロメトリーおよびＮＭＲによって決定した。
例２
例１と同様に、２−ブチルオクタノールをグルコースと反応させた。反応温度は１１２℃であり、かつ、反応時間は９０分であった。平均重合度は１．５であった。
例３
ここで、以下のそれぞれの洗剤組成物２０ｍｌ、組成物がその重量の１０倍の水で薄められたもの、を鉱油、煤、塩および粘土を塗り付けられ垂直に置かれた鉄の板に塗布した。塗布の後、組成物が塗られた表面を物理的な処理を全く行なわず水で濯いだ。

洗浄効果の結果は、洗浄された表面の実際の清潔さ（cleanness）とともに洗浄された表面の面積対しても評価された。数字の１は全く向上が見られなかったことを示し、数字の１０は表面が完全に清浄にされたことを示す。以下の結果が得られた。

Ｒｏｓｓ−Ｍｉｌｅｓ ＡＳＴＭ Ｄ １１７３−５３に従って、異なる調製済みの溶液の泡立ちを測定した。以下の結果が得られた。

これらの結果は、本発明に従うアルキルグリコシドは、優れた洗浄力を有し、かつ、許容できる程度の起泡性を示すが、それと同時に、１０−１４個の炭素原子からなる直線状の炭素鎖を有するアルキルグリコシドと比較して明らかに優れたものであることを示す。８個の炭素原子を有するアルキル基を有するアルキルグリコシドを含む組成物は、不十分な洗浄力を示す。

Claims (12)

1. 次の一般式を有するアルキルグリコシドを含む水性の組成物を硬質な表面に接触させることを特徴とする、硬質な表面の洗浄方法。
   

   

   式中、Ｒ¹は３−４個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ²は５−６個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ¹とＲ²における炭素原子数の和は８−１０であり、Ｇは単糖類の残基であり、かつ、ｘは１−４である。
2. Ｒ¹が３個の炭素原子を有するアルキル基であり、かつ、Ｒ²が５個の炭素原子を有するアルキル基であることを特徴とする、請求項１に記載の洗浄方法。
3. Ｇがグルコース残基であることを特徴とする、請求項１または２に記載の洗浄方法。
4. ｘが１または２であることを特徴とする、請求項１−３のいずれか１項に記載の洗浄方法。
5. 前記組成物が、アルキルグリコシドに加えて、水溶性の可溶化剤および必要に応じて有機錯化剤もしくは無機錯化剤を含むことを特徴とする、請求項１−４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
6. 可溶化剤が、アルキルエーテルポリグリコール、グリコール、アルコール、ならびに／または第三級および／もしくは第四級アルキルアミンのアルコキシラートからなることを特徴とする、請求項５に記載の洗浄方法。
7. 前記組成物が、可溶化剤をアルキルグリコシドの重量に対して１：３−３：１となるように含み、かつ、錯化剤をアルキルグリコシドの重量に対して１：１０−２：１となるように含むことを特徴とする、請求項１に記載の洗浄方法。
8. 前記組成物が、ラッカー仕上げされていない、またはラッカー仕上げされている金属の表面の油を落とすための組成物であることを特徴とする、請求項１−７のいずれか１項に記載の洗浄方法。
9. 次の一般式を有するアルキルグリコシド。
   

   

   式中、Ｒ¹は３−４個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ²は５−６個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ¹とＲ²における炭素原子数の和は８−９であり、Ｇは単糖類の残基であり、かつ、ｘは１−４である。
10. Ｒ¹は３個の炭素原子を有するアルキル基であり、かつ、Ｒ²は５個の炭素原子を有するアルキル基であることを特徴とする、請求項９に記載のアルキルグリコシド。
11. Ｇがグルコース残基であることを特徴とする、請求項９または１０に記載のアルキルグリコシド。
12. ｘが１または２であることを特徴とする、請求項９−１１のいずれか１項に記載のアルキルグリコシド。