JP5479882B2 - ノニオン型界面活性剤 - Google Patents

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Description

本発明はノニオン型界面活性剤に関する。
ジェミニ型界面活性剤として知られる2鎖2親水基含有界面活性剤が研究されており、1鎖型の界面活性剤と比べて、はるかに高い界面活性を示し、様々な構造の化合物が合成され(非特許文献1)、親水基の種類が異なるもの、アルキル鎖の長さが非対称な構造を持つもの、親水基とアルキル鎖の長さがそれぞれ非対称な構造を持つジェミニ型界面活性剤も研究されている(非特許文献2)。従来の1鎖1親水基や1鎖2親水基含有界面活性剤に比べ界面活性能に優れ低濃度の添加で済むため環境への負荷が軽減化されるとともに(非特許文献1、非特許文献2)、安全性に優れ、皮膚刺激もほとんどないなどの特徴を有していることから化粧料等として開発も進められている(特許文献1)。
特許第3426493号公報
R. Zana, J. Xia (Eds.), Gemini Surfactants, Synthesis, Interfacial and Solution−Phase Behavior, and Applications, Marcel Dekker, New York, 2003. E. Alami and K. Holmberg, Advances in Colloid and Interface Science 100−102 (2003) 13−46 E. Alami and K. Holmberg, Journal of Colloid and Interface Science 239,230−240 (2001)
しかしながら、工業的実施を前提にしてこのジェミニ型である2鎖の疎水基及び2つの末端親水基を含有する界面活性剤の分子設計を考えるとき、2分子の連結や、疎水基、親水基の導入が必ずしも容易ではなく、分子設計が限定されたものにならざるを得ず、しかもその中で比較的高価な原材料の使用を余儀なくされることが多いために、その優れた性能にもかかわらず、いまだ実用に至っているものはほとんどなく、ノニオン型に限っては、実用化されているものは全くないというのが実情である。ポリオキシエチレン鎖を親水基に用いたノニオン型のジェミニ型界面活性剤の研究報告例は少なく(非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3)、例えば、オレイルニトリルを原料としたノニオン型のジェミニ型界面活性剤(非特許文献3)が研究されているが、疎水鎖が短く、アルキル鎖長を制御できないため、ジェミニ型としては、十分に高い界面活性を持っているとは言い難く、さらには高価な親水基を原料としているため、根本的な解決には至っていない。かかる背景にあって本発明は、アルキル鎖長や親水性を制御でき、安価な原材料のみを用いて容易に生産が可能な、2鎖2親水基を含有するノニオン型界面活性剤を提供することを目的とする。
即ち本発明は、下記一般式(1)で示される炭素数10〜26の不飽和脂肪酸のアルキルアミドの二重結合の位置に、2つの親水基が導入された下記一般式(2)で示されるノニオン型界面活性剤。
Figure 0005479882
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但し、一般式(1)中の、R−CH=CH−Rは炭素数9〜25のアルケニル基、R3は炭素数1〜20のアルキル基、一般式(2)中、AOは炭素数2〜3のアルキレンオキシドより誘導されるオキシアルキレン基、m、nは、同一又は異なるそれぞれ0〜100の数で、m+n=1〜200となる数を示す。
本発明のノニオン型界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのような1鎖1親水基含有界面活性剤と比較して、臨界ミセル濃度(cmc)が10分の1程度であり、より低濃度の配合でも起泡、洗浄、乳化、分散、ぬれ、可溶化等の優れた界面活性能を発揮する。このため、本発明のノニオン型界面活性剤は、低濃度であっても従来の界面活性剤より起泡、洗浄、乳化、分散、ぬれ、可溶化等の界面活性能に優れ、低濃度の配合で済むため環境への負荷が低減化される。また低刺激性で、用途に応じて親水−疎水のバランスをコントロールできる優れた分子構造であり、洗浄剤、乳化剤、分散剤、可溶化剤、加脂剤、帯電防止剤、防塵剤、湿潤・浸透剤等のさまざまな用途に有用である。
一般式(2)で示される本発明のノニオン型界面活性剤は、二重結合を一個有する不飽和脂肪酸と、脂肪族アミンとのアミドである一般式(1)で示される不飽和脂肪酸アルキルアミドの二重結合を酸化して水酸基を導入して得られる下記一般式(3)で示されるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加重合させて得ることができる。一般式(1)で示される不飽和脂肪酸アルキルアミドの二重結合部分に水酸基を導入したジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドは、不飽和脂肪酸アルキルアミドに、例えば過酸化水素とギ酸等の有機酸とから得られる有機過酸化物を反応させて二重結合を酸化して、さらにメチルアルコールなどのアルコール中で、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどの塩基を作用させ、水酸基を導入することにより得ることができる。また、一般式(3)で示されるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドは、不飽和脂肪酸を原料として、過酸化水素とギ酸等の有機酸とから得られる有機過酸化物を反応させて二重結合を酸化して、水酸化ナトリウムや炭酸カリウムなどの塩基を作用させ、水酸基を導入することにより得られる一般式(4)で示されるジヒドロキシ脂肪酸と脂肪族アミンをジシクロヘキシルカルボンジイミド(DCC)、ジイソプロピルカルボジイミド(DIPC)、N−エチル−N’−3−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドおよびその塩酸塩、ベンゾトリアゾール−1−イル−トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロリン化物塩、ジフェニルホスホリルアジド等の縮合剤、あるいはこれらの縮合剤とともに、N−ヒドロキシスクシンイミド、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)や3−ヒドロキシ−4−オキソ−3,4−ジヒドロ−1,2,3−ベンゾトリアジン等の添加剤により、縮合してアミド結合を形成して得ることも出来る。
Figure 0005479882
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一般式(1)で示される不飽和脂肪酸アルキルアミドは、炭素数10〜26の不飽和脂肪酸と炭素数1〜20の脂肪族アミンとのアミド化反応によって得ることができる。炭素数10〜26の不飽和脂肪酸としては、例えば、デセン酸(C’10)、ウンデセン酸(C’11)、リンデル酸、トウハク酸、ラウロレイン酸等のドデセン酸(C’12)、トリデセン酸(C’13)、ツズ酸、ミリストレイン酸等のテトラデセン酸(C’14)、ペンタデセン酸(C’15)、パルミトレイン酸等のヘキサデセン酸(C’16)、ヘプタデセン酸(C’17)、オレイン酸、エライジン酸、バセニン酸等のオクタデセン酸(C’18)、ノナデセン酸(C’19)、ゴンドイン酸等のエイコセン酸(C’20)、ヘンエイコセン酸(C’21)、エルカ酸、ブラシン酸等のドコセン酸(C’22)、トリコセン酸(C’23)、セラコレイン酸等のテトラコセン酸(C’24)、ペンタコセン酸(C’25)、ヘキサコセン酸(C’26)等が挙げられるが、疎水性相互作用を強めるためには、パルミトレイン酸等のヘキサデセン酸(C’16)、オレイン酸、エライジン酸等のオクタデセン酸(C’18)、ゴンドイン酸等のエイコセン酸(C’20)、エルカ酸等のドコセン酸(C’22)、セラコレイン酸等のテトラコセン酸(C’24)等が好ましい。さらに好ましくは、工業的な原料供給の面と原料が安価である点からオレイン酸が好ましい。また炭素数1〜20の脂肪族アミンとしては、例えばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘプチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、エイコシルアミン等の脂肪族第1アミンが挙げられるが、原料が比較的安価である点から、ブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミンが好ましい。これらの脂肪族アミンのアルキル基の長さの違いにより、界面活性剤のHLBをコントロールすることができる。
一般式(3)で示されるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの各水酸基に、三フッ化ホウ素等の酸触媒、水酸化カリウム等のアルカリ触媒の存在下で、50〜200℃でアルキレンオキシドを付加させることにより一般式(2)で示す、本発明のノニオン型界面活性剤が得られる。アルキレンオキシドとしてはエチレンオキシド、プロピレンオキシドが用いられ、これらは併用することができ、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとを併用した場合、ポリオキシアルキレン鎖はエチレンオキシドとプロピレンオキシドとがランダムに付加重合したものであっても、ブロック状に付加重合したものであっても良い。ジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基1個当たりのアルキレンオキシドの付加重合モル数は、100モル以下であるが、50モル以下が好ましく、2つの水酸基へのアルキレンオキシドの付加重合の合計モル数は、1〜200モルであるが、1〜100モルが好ましい。各水酸基にアルキレンオキシドを付加重合させて形成されるポリオキシアルキレン鎖は、アルキレンオキシド付加モル数が同モル数であっても異なるモル数であっても良く、異なるアルキレンオキシドが付加重合して構成されていても良い。原料のジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの構造中には、第2級アミド由来の活性水素があり、(2)式におけるRの炭素数が少ない場合、アルキレンオキシドを多く付加させようとすると副反応として、第2級アミドにもアルキレンオキシドが付加する可能性がある。これを防止するためには、(2)に示されるRの炭素数が10未満のときは、アルキレンオキシドの付加重合の合計モル数は、20モル未満とすることが好ましい。Rの炭素数が10以上の場合、第2級アミドにアルキレンオキシドが付加する可能性が低いため、20モル以上のアルキレンオキシドを付加することができる。
本発明の界面活性剤を製造する一例として下記化5に、cis−9−オクタデセン酸アルキルアミドを出発原料として得たジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドに、エチレンオキシドを付加重合する場合の合成フローを示した。この反応では、まずcis−9−オクタデセン酸アルキルアミドに、(i)過酸化水素とギ酸を加え、40℃で24時間反応した後、ギ酸層を除去、水洗を行った後、(ii)炭酸カリウムとメチルアルコールを加え、24時間反応を行い、ろ過または水洗により過剰の炭酸カリウムを除いた後、メチルエチルケトンのような有機溶媒で再結晶化を行い、ジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドを得る。次いで、水酸化カリウムを触媒として、ジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドにエチレンオキシドを付加重合することにより、ノニオン型界面活性剤を得ることができる。
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本発明の界面活性剤は、疎水基となる炭素数10〜26の不飽和脂肪酸あるいは炭素数1〜20の脂肪族アミンの選択並びにプロピレンオキシドの重合付加モル数、親水基となるエチレンオキシドの重合付加モル数を調整することにより、用途に応じてHLBを調整することができる。例えば、乳化剤としての用途では、O/W型乳化用にはHLB8〜18、W/O型乳化用にはHLB3.5〜6とすることが好ましく、洗浄剤としては、HLB13〜15、可溶化剤としては、15〜18が好ましい。HLB値はグリフィン法により、下記の(数1)式より求めることができる。例えば、O/W型乳化用のHLB8〜18のものは、一般式(1)における、R−CH=CH−Rの炭素数が9〜21、Rの炭素数が4〜18の不飽和脂肪酸アルキルアミドを酸化して得られるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基に、一般式(2)におけるm+nが4〜100となる量のエチレンオキシドを付加することにより得ることができる。ただしこの時、Rの炭素数が10未満の場合は、m+nの上限を20未満とすることが好ましい。W/O型乳化用のHLB3.5〜6のものは、一般式(1)における、R−CH=CH−Rの炭素数が9〜21、Rの炭素数が4〜18の不飽和脂肪酸アルキルアミドを酸化して得られるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基に、一般式(2)におけるm+nが1.3〜6となる量のエチレンオキシドを付加することにより得ることができる。洗浄剤用としてのHLB13〜15のものは、一般式(1)における、R−CH=CH−Rの炭素数が9〜21、Rの炭素数が4〜18の不飽和脂肪酸アルキルアミドを酸化して得られるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基に、一般式(2)中の、m+nが11〜43となる量のエチレンオキシドを付加することにより得ることができる。ただしこの時、Rの炭素数が、10未満の場合は、m+nの上限を20未満とすることが好ましい。可溶化剤用としてのHLB15〜18のものは、一般式(1)における、R−CH=CH−Rの炭素数が9〜21、Rの炭素数が4〜18の不飽和脂肪酸アルキルアミドを酸化して得られるジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドの水酸基に、一般式(2)中の、m+nが18〜100となる量のエチレンオキシドを付加することにより得ることができる。ただしこの時、Rの炭素数が、10未満の場合は、m+nの上限を20未満とすることが好ましい。
(数1)
HLB=20×親水部の式量の総和/分子量
次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例1
cis−9−オクタデセン酸オクチルアミド(88.5g、0.225モル)と88%ギ酸(235.6g、4.5モル)を反応容器に入れ攪拌を行い、40℃にて、35%過酸化水素(43.7g、0.45モル)を滴下した。滴下終了後、40℃で24時間攪拌を行った。ギ酸層を除去し、その後水洗を2回行った後、炭酸カリウム(31.1g、0.225モル)、メチルアルコール203ミリリットルを加え、25℃、24時間攪拌を行い、ろ過して過剰の炭酸カリを除いた後、メチルアルコールを除去し、メチルエチルケトンにより再結晶化を行い、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクチルアミド(42g、0.10モル)を得た。次に、100mLオートクレーブに、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクチルアミド(21g、0.049モル)、触媒として0.06gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクチルアミド1モルに対してエチレンオキシド4モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し、付加反応を行った。規定量のエチレンオキシド導入後、圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄色透明液体を25g(試料1)得た。
得られた試料1を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(CDCl、400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、14:86(モル%)の割合で含まれていることが確認され、3.7ppm付近のピークの積分比より求めた平均付加モル数は、4.1モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、5.9であった。
実施例2
cis−13−ドコセン酸ブチルアミド(100g、0.254モル)と88%ギ酸(265.5g、5.1モル)を反応容器に入れ攪拌を行い、40℃にて、35%過酸化水素(49.3g、0.51モル)を滴下した。滴下終了後、40℃で24時間攪拌を行った。ギ酸層を除去し、その後水洗を2回行った後、炭酸カリウム(35.1g、0.254モル)、メチルアルコール229ミリリットルを加え、25℃、24時間攪拌を行い、ろ過して過剰の炭酸カリを除いた後、メチルアルコールを除去し、メチルエチルケトンにより再結晶化を行い、13,14−ジヒドロキシドコサン酸ブチルアミド(76g、0.18モル)を得た。次に、300mLオートクレーブに、13,14−ジヒドロキシドコサン酸ブチルアミド(50g、0.12モル)、触媒として0.15gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換した後、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、13,14−ジヒドロキシドコサン酸ブチルアミド1モルに対してエチレンオキシド8モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄白色液体75.8g(試料2)を得た。
得られた試料2を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、30:70(モル%)の割合で含まれていることが確認された。H−NMRより求めた平均付加モル数は、8.0モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、9.0であった。
実施例3
100mLオートクレーブに、実施例1と同様にして得た9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクチルアミド(21g、0.049モル)、触媒として0.06gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクチルアミド1モルに対してエチレンオキシド13モル当量を、反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄色透明液体を40g(試料3)得た。
得られた試料3を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(CDCl、400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、50:50(モル%)の割合で含まれていることが確認され、3.7ppm付近のピークの積分比より求めた平均付加モル数は、13.3モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、11.6であった。
実施例4
cis−4−デセン酸ドデシルアミド(70g、0.207モル)と88%ギ酸(216.4g、4.1モル)を反応容器に入れ攪拌を行い、40℃にて、35%過酸化水素(40.2g、0.41モル)を滴下した。滴下終了後、40℃で24時間攪拌を行った。ギ酸層を除去し、その後水洗を2回行った後、炭酸カリウム(28.6g、0.207モル)、メチルアルコール186ミリリットルを加え、25℃、24時間攪拌を行い、ろ過して過剰の炭酸カリを除いた後、メチルアルコールを除去し、メチルエチルケトンにより再結晶化を行い、4,5−ジヒドロキシデカン酸ドデシルアミド(50g、0.13モル)を得た。次に、300mLオートクレーブに、4,5−ジヒドロキシデカン酸ドデシルアミド(50g、0.13モル)、触媒として0.15gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、3,4−ジヒドロキシデカン酸ドデシルアミド1モルに対してエチレンオキシド20モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄白色粘体を119g(試料4)得た。
得られた試料4を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(CDCl、400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、52:48(モル%)の割合で含まれていることが確認され、3.7ppm付近のピークの積分比から求めた平均付加モル数は、20.2モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、14.1であった。
実施例5
cis−9−オクタデセン酸(100g、0.354モル)と88%ギ酸(370.3g、7.1モル)を反応容器に入れ攪拌を行い、40℃にて、35%過酸化水素(72.2g、0.74モル)を滴下した。滴下終了後、24時間攪拌を行った。その後水洗を行った後、3N水酸化ナトリウム水溶液500ミリリットルを入れ、80℃、4時間攪拌を行い、室温に冷却後、2NHCl水溶液900ミリリットルを入れて室温で2時間攪拌を行った。ろ過後、メチルエチルケトンによって再結晶を行い、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸(89.6g、0.28モル)を得た。次に、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸(80g、0.253モル)とDIPC(33.5g、0.266モル)、HOBt(40.2g、0.266モル)、テトラヒドロフラン800ミリリットルをいれ、60℃で1時間反応後、n−オクタデシルアミン(71.7g、0.266モル)をテトラヒドロフラン200ミリリットルで溶解させた溶液を滴下し、還流下で3時間反応を行った。反応液を室温まで冷却し、ろ過した結晶を、エタノールで再結晶を行い、白色結晶(128g、0.225モル)を得た。最後に、300mLオートクレーブに、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド(40g、0.07モル)、触媒として0.12gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド1モルに対してエチレンオキシド30モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄白色固体106g(試料5)を得た。
得られた試料5を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、56:44(モル%)の割合で含まれていることが確認された。3.7ppm付近のピークの積分比より求めた平均付加モル数は、28.6モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、14.0であった。
実施例6
500mLオートクレーブに、実施例5と同様にして得た9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド(40g、0.07モル)、触媒として0.18gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド1モルに対してエチレンオキシド60モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄白色固体158g(試料6)を得た。
得られた試料6を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、63:37(モル%)の割合で含まれていることが確認された。3.7ppm付近のピークの積分比より求めた平均付加モル数は、58.0モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、16.4であった。
実施例7
500mLオートクレーブに、実施例5と同様にして得た9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド(40g、0.07モル)、触媒として0.24gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、100〜120℃、減圧下で20分脱水を行なった。脱水終了後、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸オクタデシルアミド1モルに対してエチレンオキシド90モル当量を反応温度120〜130℃、内圧5kg/cmの条件下でオートクレーブ中に導入し付加反応を行なった。規定量のエチレンオキシド導入後、同温度で圧力が2kg/cm以下になるまで熟成し、更に、窒素で内圧5kg/cmを維持しながら約30分熟成を促進させ、冷却後に反応物を得た。アルカリ吸着剤(キョーワード600S:協和化学製)を反応物に対して1.5重量%使用し、窒素雰囲気下、100〜120℃、1時間吸着処理後、保留粒子径4μmの濾紙を使用して加圧ろ過し、黄白色固体191g(試料7)を得た。
得られた試料7を、ブルカーバイオスピン社製のAV400MのNMRを用いて、10mg/0.5mlの割合で、重クロロホルムに溶解し、H−NMR(400MHz)を測定し、構造確認を行ったところ、3.2〜3.3ppm付近に観察されるメチンのプロトンと、3.1ppm付近に観察されるメチンのプロトンの積分比から、2つの水酸基に両方ともエチレンオキシドが導入された対称型の構造と、1つ水酸基は未反応で、片方の水酸基にだけ、エチレンオキシド鎖が導入された非対称型の構造が、70:30(モル%)の割合で含まれていることが確認された。3.7ppm付近のピークの積分比より求めた平均付加モル数は、88.0モルであった。グリフィン法によりHLBを求めたところ、17.4であった。
比較例1
300mLオートクレーブに、ドデシルアルコール(50g、0.27モル)、触媒として0.05gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、120℃、減圧下で5分脱水を行なった。脱水終了後、ドデシルアルコール1モルに対してエチレンオキシド5モル当量を反応温度180℃、内圧5kg/cmの条件でオートクレーブに導入した。圧力が低下して一定になるまで同温度で30分熟成し、冷却後、水酸化カリウムと当量の酢酸で中和して試料8を得た。
比較例2
300mLオートクレーブに、オクタデシルアルコール(50g、0.18モル)、触媒として0.05gの水酸化カリウムを投入し、系内を窒素置換したのち、120℃、減圧下で5分脱水を行なった。脱水終了後、オクタデシルアルコール1モルに対してエチレンオキシド15モル当量を反応温度180℃、内圧5kg/cmの条件でオートクレーブに導入した。圧力が低下して一定になるまで同温度で30分熟成し、冷却後、水酸化カリウムと当量の酢酸で中和して試料9を得た。
実施例1〜7で得られた本発明の2鎖2親水基含有ノニオン型界面活性剤と、比較例1〜2の1鎖1親水基含有ノニオン型界面活性剤について界面活性能の試験を行った。結果を表1に示す。
Figure 0005479882
※1表面張力
種々の濃度の界面活性剤水溶液(精製水を使用)を調製し、25℃における表面張力を協和界面科学社製ウィルヘルミー型表面張力計CBVP−Zにて白金プレート法により求め、表面張力/濃度・関係図を作成し、その屈曲点より臨界ミセル濃度(cmc)と、臨界ミセル形成濃度における表面張力(γcmc)を求めた。

Claims (1)

  1. 下記一般式(1)で示される炭素数10〜26の不飽和脂肪酸のアルキルアミドの二重結合の位置に、2つの親水基が導入された下記一般式(2)で示されるノニオン型界面活性剤。
    Figure 0005479882
    Figure 0005479882
    但し、一般式(1)中、R−CH=CH−Rは炭素数9〜25のアルケニル基、Rは炭素数1〜20のアルキル基、一般式(2)中、AOは炭素数2〜3のアルキレンオキシドより誘導されるオキシアルキレン基、m、nは、同一又は異なるそれぞれ0〜100の数で、m+n=1〜200となる数を示す。
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