JPH05505395A - アルキルグリコシドを含有する混合物のスルホン化方法 - Google Patents
アルキルグリコシドを含有する混合物のスルホン化方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルキルグリコンドを含有する混合物のスルホン化方法に関する。
アルキルグリコンドのスルホン化は、好ましい起泡性、洗濯性および洗浄性によ
って、並びに高い生態毒性学適合性によって特徴付けられる、スルフェート構造
のアニオン界面活性剤を導く。しかし、アルキルグリコンドは高い融点を有する
ため、そのスルホン化方法は、通常のように、すなわち溶融によって工業的に行
うことができない。代わりに、スルホン化剤との反応が起きる前に不活性有機溶
媒によるアルキルグリコノド溶液を調製する。従って、例えば欧州特許公開第0
186242号は、ジメチルホルムアミドおよびジクロロエタンの混合物中にお
ける二酸化硫黄ガスを用いたアルキルグリコシドのスルホン化方法を記載してい
る。国際特許出願WO38/1640の教示によると、ジメチルホルムアミド中
におけるアルキルグリコンドのスルホン化は、二酸化硫黄とアミンとの錯体を用
いて行うこともできる。
上記の方法においては、スルホン化および中和の後に有機溶媒成分を除去しなけ
ればならない。この工程は、装置集約的でありかつ時間を労する。多くの場合、
痕跡の溶媒が生成物中に実際に残留し、これはある応用において望ましくない。
従って、本発明が解決しようとする問題は、溶媒除去工程のないアルキルグリコ
ンドのスルホン化方法を提供することである。
本発明は、
a)一般式1:
%式%()
[式中、Gは、5または6の炭素原子を含む糖から誘導されたグリコース単位を
示し、pは重合度を示しかつ1〜10の数であり、Rは6〜22の炭素原子を含
むアルキル基を示す。コ
によって示されるアルキルグリコンド
b)以下から成る群から選択した化合物b116〜22の炭素原子を含む脂肪ア
ルコール、b2′平均で01〜10モルのエチレンオキシドと6〜22の炭素原
子を含む脂肪アルコールとの付加体、
b315〜22の炭素原子を含む飽和および不飽和脂肪酸、並びI;b415〜
22の炭素原子を含む飽和および不飽和脂肪酸と1〜5の炭素原子を含むアルコ
ールとのエステル
との、25〜80℃の温度において液体である均質な混合物を、スルホン化剤し
次いで水性塩基によって中和する、アルキルグリコシドを含有する混合物のスル
ホン化方法に関する。
上記混合物の成分a)は、一般式I中のグリコース単位G力くアルドースまた(
まケトースから誘導されたちのであるアルキルグリコシドから選択する。還元性
サンカライド、すなわちアルドースは、より良好な反応性を有する為、好ましく
使用する。アルドースの中でも、グルコースは、利用しやすくまた市販されて(
Xる為、特に好ましい。従って、出発物質として特に好ましL\アルキルグ1ノ
コシト(ま、アルキルグルコシドである。
一般式1中のpは重合度、すなわちモノグリコンドおよび第1ノゴグ1ノコシト
の分布を示し、1〜10の数である。特定の一化合物の場合、p(よ常(二自然
数であり、特に1〜6の数が想定できるが、あるアルキルグリコシドれた計算値
であり、一般に分数である。1.1〜3.0の平均重合度pを有するアルキルグ
リコシドの使用が好ましい。1.5以下、とりわ(す1.1〜1 4の重合度を
有するアルキルグリコノドが特に好ましくX0アルキル基Rは、6〜22の、好
ましくは12〜18の炭素原子を含む第一アルコールから誘導する。典型例はカ
プロンアルコール、カブ1ノルアルコールブ1ルアルコール、ラウリルアルコー
ル、ミリスチルアルコール、セチルアルコール
ばパーム油、パーム核油、ヤシ油または牛脂から得られる工業的分画であり、こ
れは上記飽和アルコールに加えて不飽和アルコール用ヤシ油アルコールの使用が
特に好ましい。上記脂肪アルコールに加えて、アルキルグリコノドも、6〜22
の炭素原子を含む合成第一アルコールから、特に5〜40重量%の分枝異性体を
含むいわゆるオキソアルコールから誘導することができる。
これらアルキルグリコノドの製造方法は、例えば米国特許第3547828号お
よび第3839318号並びにドイツ特許公開第3723826号に記載されて
いる。
前述の混合物の成分b)は、6〜22の、特に〕2〜18の炭素原子を含む第一
アルコールの形の脂肪アルコールから選択する。典型例は、カプロンアルコール
、カプリルアルコール、カプリンアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチル
アルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコールおよびベヘニルアルコー
ルである。油脂化学においてよくあるように、脂肪アルコールも工業用混合物の
状態で存在してもよく、上記の飽和アルコールに加えて不飽和アルコールも含有
していてもよく、天然油脂、例えばパーム油、パーム核油、ヤシ油または牛脂か
ら得られる。特に有益な特性を有するアニオン界面活性剤混合物は、工業用ヤシ
油アルコールを混合物の成分b)として使用した場合に得られる。上記の脂肪ア
ルコールに加えて、6〜22の炭素原子を含む合成第一アルコール、特に20〜
40重量%の分枝異性体を含むいわゆるオキソアルコールも使用することができ
る。
第一アルコールは、所望によりエチレンオキシドとの付加生成物として存在して
いてもよい。この場合、使用する付加体は、平均で0. 1〜10モルの、好ま
しくは1〜8モルのエチレンオキシドと上記脂肪アルコールとの付加体であり、
典型的なアルコ生触媒触媒、例えばナトリウムメチラートまたは水酸化カリウム
の存在下において、4〜5 barの圧力下で140〜220℃の温度において
得られる。特に有益な特性を有するアニオン界面活性剤混合物は、平均で5モル
のエチレンオキシドと、遊離脂肪アルコール含量が1重量%以下である工業用C
I 2/l 4ヤシ油脂肪アルコール留分とのハイドロタルサイト触媒による
付加生成物を、混合物の成分b)として使用した場合に得られる。
脂肪アルコールおよびそれとエチレンオキ7ドとの付加体は、混合物の成分b)
として役立ち、これらをスルホン化反応中に硫酸化する。
上記混合物の成分b)は、6〜22の、好ましくは12〜2oの炭素原子および
0,1.2または3の、好ましくは1の二重結合を含む飽和および不飽和脂肪酸
からも選択できる。そのような脂肪酸の典型例はカプロン酸、カプリル酸、カプ
リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、バルミチン酸、オレイン酸
、エライジン酸、ペトロセリン酸、リノール酸、リルン酸、エルカ酸およびベヘ
ン酸である。油脂化学においてよくあるように、これらの酸は、天然油脂、例え
ばパーム油、パーム核油、ヤ/油、ヒマワリ油、菜種油または牛脂から得られる
工業用混合物の状態で存在してもよい。副成分の含有量が10重量%以下である
工業用オレイン酸の使用が好ましい。
また脂肪酸は、1〜5の炭素原子を含む脂肪族アルコールとのエステルの状態で
存在していてもよい。工業用ヤノ油および獣脂脂肪酸のメチルエステルが好まし
い。
脂肪酸およびそのエステルは、混合物の成分b)として役立ち、これらをスルホ
ン化反応中に硫酸化する。
混合物の成分b)の選択において、脂肪アルコールが一般に好ましく、これはア
ルキルグリコノドと脂肪アルコールを20 : 80〜30 : 70の重量比
で含む混合物がアルキルグリコノドの工業的製造において生成し、従ってスルポ
ン化反応に直接またはアルコール成分を部分的に除去した後に導入できる為であ
る。この場合、純粋な成分を混合する必要はない。
他の場合はいずれも、成分a)およびb)を機械的に混合しなければならない。
これは、25〜80℃において成分を合わせ、強く撹拌し、確実に混合物を高程
度に均質化することにより有益に行われる。a)のb)に対する混合比は、60
・40〜5・95重量%であってもよ(、好ましくは50 : 50〜15:
8,5重量%である。a)およびb)の出発混合物のスルホン化は、既知の方法
によって、例えば硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸またはアミドスルポン酸を
用いて行うことができる。しかし、脂肪酸低級アルキルエステルの為の既知の方
法[ヨツト。
ファルベ(J、Falbe) (編)、“サーファクタンッ・イン・コンシュー
マ−・プロダクツ(Surfactants in Consumer Pro
ducts)” 、スプリンガー〇フエアラーク(S pringer Ver
lag)、ベルリン−ハイデルベルク(Berlin−Heidelberg)
、1987.61頁コに従って三酸化硫黄ガスを用いて行うことが好ましく、流
下フィルムの原理に基づいて作動する反応器が特に好ましい。三酸化硫黄は不活
性ガス、好ましくは空気または窒素を用いて希釈し、SO3を1〜8容量%、特
に2〜5容量%の濃度て含むガス混合物の状態で使用する。
二酸化硫黄ガスは、出発混合物1モル当たり0. 9〜1.6モル、好ましくは
1.0〜1.3モルの量を使用する。
スルホン化反応は、25〜80℃、好ましくは30〜75℃において行う。温度
の正確な制御は、反応において非常に重要である。もし反応温度が低すぎると、
酸性のスルホン化混合物の流動性は満足の得られないものとなり、高すぎた場合
は生成物の炭化またはカラメル化が起こる。成分b)の平均炭素原子数に、係数
3.3℃を乗じると、スルホン化可能な最低温度(T、、、)が得られ、反対に
、係数5℃による対応する乗数は、上記範囲内でのa)およびb)の混合物のス
ルホン化可能な最高温度(T□X)を与える。成分b)に存在するエチレンオキ
シド単位毎に、T、1.およびT08.は2℃ずつ上昇し、成分b)中の二重結
合毎に両値は係数2ずつ低下する。
スルホン化反応中に形成した酸性のスルホン化生成物を、水性塩基中に撹拌しな
がら添加し、中和し、pH7,5〜90に調整する。アルカリ金属水酸化物、例
えば水酸化ナトリウム、カリウムまたはリチウム、アルカリ土類金属酸化物およ
び水酸化物、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび水酸化カルシウム
、アンモニア、モノ−、ジーおよびトリーC2−4−アルカノールアミン、例え
ばモノ−、ジーおよびトリエタノールアミン、並びに第一、第二または第三〇〇
−4アルキルアミンから成る群から選択した塩基が、中和に適している。中和用
塩基は、多少濃厚な水溶液の状態で使用することが好ましく、25〜55重量%
の水酸化ナトリウム溶液が好ましい。
成分b)に依存して、スルホン化生成物は、第一アルキルグルコシドスルフェー
トに加えて、成分b)のスルホン化生成物であるアルキルスルフェート、アルキ
ルエーテルスルフェート、α−スルホ脂肪酸または内在スルホ脂肪酸およびそれ
らのエステルの群からの化合物を含有する複合混合物になる。少量のグルコース
およびオリゴグルコースが副生成物として存在する。
本発明の方法によって中和後に得られるアニオン界面活性剤混合物を、既知の方
法で過酸化水素水または次亜塩素酸ナトリウム溶液の添加によって漂白してもよ
い。スルホン化生成物の溶液の固体含量に対して、100重量%実質として02
〜2重量%の過酸化水素水または対応量の次亜塩素酸ナトリウムを使用する。溶
液のpHは、適当な緩衝剤、例えばリン酸ナトリウムまたはクエン酸を用いて一
定に保つことができる。さらに、保存料、例えばホルムアルデヒド溶液、p−安
息香酸塩、ソルビン酸または他の既知の保存料を細菌による汚染防止の為に加え
ることが最良である。
本発明は、本発明の方法によって得られるアニオン界面活性剤混合物の、界面活
性剤としての、例えば固体表面用の液体洗剤または洗浄用製品の製造の為の使用
に関する。
以下の実施例は、本発明を説明するものである。
撹拌機と還流冷却器を備えた21三首フラスコ中で、無水グルコース180g(
1モル)を工業用CI L/+ 4ヤノ油アルコール留分[ロロール・シュペツ
イアル(Lorol 5pezial) (商標)、水酸価289、ヘンケル社
(Henkel KGa、A)製コ873g (4,5モル)に、p−トルエン
スルホン酸55モルの存在下で加えた。反応混合物は130〜150℃に約5時
間保ち、形成した縮合水は減圧下で留去した。酸化マグネシウムによる中和およ
び過剰の脂肪アルコールの除去後に、ヤシ油アルキルゲルコンド(水酸価361
)がほぼ定量的に得られた。生成物の重合度pは1.3であった。
オクチルゲルコンド(a2)の調製
オクタツール[ロロールC8(商標)、水酸価425、ヘンケル社製] 594
g(4,5モル)を用いて(al)と同様に行った。オクチルグルコシドがほぼ
定量的に得られ、水酸価146を有していた。生成物の重合度pは1.3であっ
た。
C1□7,8ヤシ油アルキルグリコシド(a3)の調製CI 2/18ヤシ油脂
肪アルコール[ロロール・テヒニツシュ(LorolTechnisch)(商
標)、水酸価270、ヘンケル社製コ935g(4,5モル)を用いて(al)
と同様に行った。01□718ヤシ油グルコシドがほぼ定量的に得られ、水酸価
89を有していた。生成物の重合度pは1.3であった。
5.00m1ガラスビーカー内にて、0.2モルのアルキルゲルコンドal、a
2またはa3を、脂肪アルコール、そのエチレンオキシド付加体並びに飽和およ
び不飽和脂肪酸並びにその低級アルキルエステルから成る群から選択した成分b
)0、 8モル中に30〜60℃において撹拌しながら導入した。
混合物1モルを、冷却ジャケットを作動させた0、51のスルホン化反応器に移
し、30〜75℃にて二酸化硫黄ガス1〜1.3モルによって反応させた。
SO3は、65重量%発煙硫酸の対応量から加熱により発生させ、窒素によって
5容量%の濃度に希釈し、混合物に対して33〜40分かけて導入した。スルホ
ン化後、酸性の反応混合物を水酸化ナトリウム25重量%水溶液中に導入し、中
和し、pH8に調製した。反応条件および生成物の特性値は表1に示した。
0.5モルのアルキルゲルコンドa1、a2またはa3と、脂肪アルコールおよ
びそのエチレンオキシド付加体、飽和および不飽和脂肪酸並びにその低級アルキ
ルエステルから成る群から選択した成分b)との混合物を用いて方法Aと同様に
行った。反応条件および生成物の特性値は表1に示した。
実施例1.1に対応するC I 2/+ 4ヤシ油脂肪アルコールおよびC1□
714ヤン油アルキルゲルコンドから成る混合物2440 g(10モル)を、
SO3用送入側管を備え冷却ジャケットを作動させた連続式流下フィルム反応器
(長さ120cm、横断面law、処理量600g/h)内にて二酸化硫黄89
0g(10モル)を用いて反応させた。酸性の反応生成物を方法Aによって処理
した。反応条件および生成物の特性値は表1に示した。
実施例5.1−5.2・
一般的操作方法D
アルキルグルコシドの工業的製造の中間段階で得られるようなCI 2/l 4
ヤノ油脂肪アルコール80重量%およびC1□714ヤン油アルキルゲルコンド
20重量%から成る工業用混合物を用いて方法Cと同様に行った。反応条件およ
び生成物の特性値は表1に示した。
赴
反応条件および生成物の特性値
重量%表示
実施 M、Comp、 Comp、 Comp、 Comp、 SO3T MW
ASfAs US Na2S04E[20例 abab % x % %
1.2 A al bl 89 155 1.3 40−55 377 14.
9 0.5 1,5 83.11.3 A al b2 89 106 1.0
32−38 297 12.6 0.7 0.5 86.21.4 A al
b3 89 166 1.0 50−60 357 10.4 1.9 0.
4 87.31.5 A al b4 89 206 1.0 60−70 3
97 9.9 9.9 0.487.61.6 A al b5 89 331
1.0 40−45 522 11.5 1.5 0,6 86.41.7
As al b6 89 225 1.0 30−40 416 12.6 1
.2 1,1 85.11.8 A# al b7 89 191 1.0 4
0−60 387 8.5 8.1 0.9 C2,51,9A# al b8
89 241 1.0 70−72 432 6.4 9.8 2.4 81
.41.10 A C2b2 68 106 1.0 30−35 276 1
2.6 0.8 0,5 86.11.11 A C2bl 6g 155 1
.0 40−45 325 14.1 0.7 1.3 83.91.12 A
C3b3 92 166 1.0 60−75 360 ]、0.3 1.9
0.6 C7,21,13A C3bl 92 155 10 60−75
349 11.5 1.11! 0.6 86.12、I B al bl 2
22 97 1.0 40−55 421 13.9 0.5 1,5 84.
12.2 8 al bl 222 97 1.3 40−55 452 14
.4 0.4 1,3 83.93、I Cal bl 89 155 1.0
40−55 346 14.1 0.6 1,6 83.73.2 Cal
bl 89 155 1.3 40−55 377 15.0 0.5 1,4
83.14、I D a bl 89 155 1.0 40−55 346
14.3 0.5 1.5 83.74.2 D a bl 89 155
1.3 40−55 377 14.9 0.5 1,4 83.2凡例二 M
=方法
Comp、a=成分a)、アルキルゲルコンドComp、 b=成分b)
SO5=出発物出発物質1九ル当SQ3モル量MIIAs=アニオン界面活性剤
混合物の平均分子量fAs =アニオン界面活性剤含有量
US =未スルホン化成分
OHV =水酸価
SV =ケン化価
al =CI2/+4ヤシ油ゲルコツトa2 =オクチルグルコシド
C3”C12/18ヤシ油ゲルコツト
bl =C,□7,4ヤシ油脂肪アルコール、0HV=289b2 =オクタツ
ール
b3 −C+z7+iヤシ油脂肪アル油脂用アルコール270b4 =Cl6/
18獣脂脂肪アルコール、OHV = 2 ]、7b5 =(+□7,4ヤン油
脂ヤシルキルー5モルEO−エーテル、同族分布の狭いもの、0HV=135
b6 =オレイン酸、工業用(純度:〉90重量%)b7 =C+y+4ヤン油
脂肪酸、i + k:r−7,−r )’v、5V=235b8 =C1s/+
s獣脂脂肪酸メチルエステル、5V=186事 方法aの変形、生成物を中和前
に95℃にて2時間加熱した。
# 方法aの変形、酸性スルホン化生成物を中和前に80℃にて15分間二一ジ
ングした。
アニオン界面活性剤含量(YAS)および未スルホン化成分(US)は、DGF
−アインハイッメトーデン(E inheitsmethoden)、シュトウ
ットガルト(3tuttgart)1950−1984、H−II[−10また
はG−n−6bに従って測定した。
!枚資
25〜80℃において液体であるアルキルグリコンドと、脂肪アルコール、その
エチレンオキシド付加体、飽和および不飽和脂肪並びに低級アルキルエステルか
ら成る群から選択した化合物との均質な混合物をスルホン化し、その後に水性塩
基により中和することによってアニオン界面活性剤が得られた。
国際調査報告
国際調査報告
PCT/EP 91100353
S^ 44757
Claims (18)
- 1.a)一般式I: R−O−(G)P [式中、Gは、5または6の炭素原子を含む糖から誘導されグリコース単位を示 し、pは重合度を示しかつ1〜10の数であり、RはC6−22アルキル基を示 す。] によって示されるアルキルグリコシド、と b)以下から成る群から選択した化合物b1)6〜22の炭素原子を含む脂肪ア ルコール、b2)平均で0.1〜10モルのエチレンオキシドと6〜22の炭素 原子を含む脂肪アルコールとの付加体、 b3)6〜22の炭素原子を含む飽和および不飽和脂肪酸、並びにb4)6〜2 2の炭素原子を含む飽和および不飽和脂肪酸と1〜5の炭素原子を含むアルコー ルとのエステル、 との、25〜80℃の温度において液体である均質な混合物を、スルホン化し、 次いで水性塩基を用いて中和することを特徴とする、アルキルグリコシドを含有 する混合物のスルホン化方法。
- 2.一般式I中のグリコース単位Gがアルドースまたはケト−ス、特にグルコー スから誘導されたものであり、平均重合度pが1.1〜3.0、特に1.1〜1 .4の数であり、Rが12〜18の炭素原子を含むアルキル基であるアルキルグ ルコシドを使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 3.12〜18の炭素原子を含む脂肪アルコールを混合物の成分b)として使用 することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 4.工業用ヤシ油アルコールを混合物の成分b)として使用することを特徴とす る請求項3に記載の方法。
- 5.平均で1〜8モルのエチレンオキシドと6〜22の炭素原子を含む脂肪アル コールとの付加体を混合物の成分b)として使用することを特徴とする請求項1 または2に記載の方法。
- 6.平均で5モルのエチレンオキシドと工業用C12/14ヤシ油アルコール留 分とのハイドロタルサイト触媒による付加生成物を混合物の成分b)として使用 することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 7.12〜20の炭素原子および0、1、2または3の二重結合を含む飽和また は不飽和脂肪酸を混合物の成分b)として使用することを特徴とする請求項1ま たは2に記載の方法。
- 8.飽和副生成物の含有量が10重量%以下である工業用オレイン酸を混合物の 成分b)として使用することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 9.12〜20の炭素原子および0、1、2または3の二重結合を含む脂肪酸と 1〜5の炭素原子を含む脂肪族アルコールとのエステルを混合物の成分b)とし て使用することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 10.工業用ヤシ油および獣脂脂肪アルコールのメチルエステルを混合物の成分 b)として使用することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 11.成分a)の成分b)に対する割合が60:40〜5:95重量%である混 合物を使用することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 12.混合物中における成分a)の成分b)に対する割合が50:50〜158 5重量%であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 13.C12/14ヤシ油アルキルグルコシドと工業用C12/14ヤシ油脂肪 アルコール留分との重量比20:80〜30:70の混合物を使用することを特 徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 14.a)およびb)の混合物のスルホン化を硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン 酸またはアミドスルホン酸によって、特に不活性ガスとの混合物中の三酸化硫黄 ガスによって行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 15.スルホン化反応を、出発混合物の三酸化硫黄に対するモル比を1:0.9 〜1:1.6にして行うことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の方 法。
- 16.スルホン化を25〜80℃において行うことを特徴とする請求項1〜15 のいずれかに記載の方法。
- 17.酸性のスルホン化生成物を、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属酸 化物および水酸化物、アンモニア、モノ−、ジ−およびトリ−C2−4アルカノ ールアミン並びに第一、第二および第三C1−4アルキルアミンの群から選択し た水性塩基によって中和することを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載 の方法。
- 18.請求項1〜17のいずれかに記載の方法によって得られるアニオン界面活 性剤混合物の界面活性剤としての使用。
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