KR20060052076A - 2-히드록시-3-알콕시프로필 설파이드, 설폰 및 설폭사이드:새로운 계면활성제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 계면활성제 화합물을 함유하는 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 Z, R1, R2, R3 및 R4의 특정 값에 따라 평형 및 /또는 동적 표면 장력의 범위 및 발포 성능 속성의 범위를 가질 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물은 티올과 글리시딜 에테르의 반응을 포함하는 공정에 의해 제조할 수 있다.
R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
[상기 식 중, Z는 S, SO 또는 SO2임]

Description

2-히드록시-3-알콕시프로필 설파이드, 설폰 및 설폭사이드: 새로운 계면활성제{2-HYDROXY-3-ALKOXYPROPYL SULFIDES, SULFONES, AND SULFOXIDES: NEW SURFACE ACTIVE AGENTS}
발명의 분야
본 발명은 계면활성제 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 티올과 글리시딜 에테르의 부가 생성물 및 수계 시스템 중에서 표면 장력을 감소시키기 위한 그 부가생성물의 용도에 관한 것이다.
발명의 배경
물의 표면 장력을 감소시키는 능력은, 감소된 표면 장력이 사용중에 향상된 기재 습윤성으로 전환하기 때문에, 수계 제제의 용도에 있어 매우 중요하다. 우수한 습윤성을 필요로 하는 수계 조성물의 예로는 코팅, 잉크, 접착제, 평판 인쇄용 습수액(fountain solution), 세정 조성물, 금속가공 유체, 농업용 제제, 전자제품 세정 및 반도체 프로세싱 조성물, 퍼스널 케어 제품, 및 섬유 가공용 및 유전 용도용 조성물을 들 수 있다. 수계 시스템에서의 표면 장력 감소는 통상적으로 계면활성제의 첨가를 통해 달성되는데, 이로 인해 표면 덮임률(surface coverage)이 강화 되고, 결함이 더 줄어들며, 분포가 더욱 균일해진다. 평형 표면 장력(EST)은 시스템이 휴지 상태인 경우 중요하고, 반면에 동적 표면 장력(DST)은 표면 장력을 감소시키는 계면활성제의 능력의 척도를 제공하고, 고속 도포 조건하에서 습윤성을 부여한다.
낮은 사용 수준에서 낮은 표면 장력을 달성하는 계면활성제의 능력, 발포 성능에 영향을 미치는 계면활성제의 능력, 및 효율적 유화 및 가용화를 제공하는 계면활성제의 능력의 중요성은, 당업계에서 인지된 바와 같이, 모두 산업적 중요성이 상당히 크다. 또한, 평형 표면 장력 감소 효율은 일부 용도에서 중요하지만, 기타 용도에서는 평형 및 동적 표면 장력 감소 모두를 필요로 할 수 있다.
계면활성제의 발포 특성은, 계면활성제가 적절할 수 있는 용도를 한정하는 데 도움을 줄 수 있기 때문에, 또한 중요하다. 예컨대, 폼은 부유 선광 및 세정과 같은 용도에 바람직할 수 있다. 한편, 코팅, 그래픽 아트 및 접착제 용도에서, 폼은 도포를 곤란하게 하고, 결함 형성을 초래할 수 있기 때문에, 바람직하지 않다. 따라서, 발포 특성은 종종 중요한 성능 매개변수가 된다.
계면활성제가 사용되는 광범위한 각종 용도, 및 성능 요건에서 결과로 생기는 변수는 이들 다양한 성능 요구에 적용된 상응하는 다수의 계면활성제의 수요, 및 이들 계면활성제의 적절한 제조 방법에 대한 수요를 생성시킨다.
제1 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
화학식 1
R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이다. R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택된다. R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
-CH2(CHOH)nCH2OH;
-(CH2)2O(CH2)2T;
-(CH2)mT; 및
-CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택된다.
상기 구조식에서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2 이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이고, 단, R1이 -CH2(CHOH)nCH2OH일 경우, Z는 S가 아니다.
제2 구체예에서, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물의 제조 방법을 제공하는데, 상기 방법은 하기 화학식 2의 하나 이상의 화합물과 메르캅탄 R1-SH를 접촉시키는 단계를 포함한다:
Figure 112005056536228-PAT00001
상기 식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기 정의한 바와 같다.
제3 구체예에서, 본 발명은 화학식 1 이외의 계면활성제 및 습윤제; 용매; 알칼리 금속 수산화물; 수계, 수분산성 또는 수용성 수지; 유동화제; 레벨링제; 안료; 가공 보조제; 소포제; 가용화제; 살충제; 식물 성장 조절제; 수용성 필름 형성 거대분자; 수용성 알콜, 글리콜 또는 폴리올; 수용성 산 또는 이의 염; 수산화테트라메틸암모늄; 유화제; 알카놀아민; 유기 모노산; 살생물제; 킬란트; 세제 빌더; 세제 보조 빌더; 염료; 향료; 재침전 방지 보조제; 선스크린제; 중합체; 올리고머; 기능성 시멘트 첨가제; 및 물에서 선택된 하나 이상의 성분 총 0.1∼99.9 중량%를 포함하는 제제를 제공한다. 또한, 상기 제제는 상기 정의한 바와 같긴 하지만, R1이 -CH2(CHOH)nCH2OH일 경우, Z가 또한 S일 수 있는 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼45 중량%를 포함한다.
제4 구체예에서, 본 발명은 지하 가스정 또는 지하 유정을 시추, 완결, 고결, 자극, 파쇄, 산처리 또는 보수하기 위한 유체, 또는 오일 또는 가스 함유 층으로부터의 오일 또는 가스를 처리하거나 또는 생산을 향상시키기 위한 유체를 제공한다. 상기 유체는 유기 액체 및 물 중 하나 이상 총 5∼99.85 중량%, 및 증량제, 점증제, 분산제, 시추용 머드 기유, 유화제, 용해성 염, 시멘트, 프로판트(proppant), 광산(mineral acid), 유기산, 살생물제, 소포제, 유수분리제(demulsifier), 부식 억제제, 마찰 감소제, 기체 수화물 억제제, 황화수소 제거 또는 조절 첨가제, 아스팔텐 조절 첨가제, 파라핀 조절 첨가제 및 스케일 조절 첨가제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 성분 총 0.1∼80 중량%를 포함할 수 있다. 상기 유체는 또한 본 발명의 제3 구체예에서 정의된 바와 같은 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.05∼10 중량%를 포함한다.
제5 구체예에서, 본 발명은 지하 유정을 시추, 완결, 고결, 자극, 파쇄, 산처리, 보수 또는 처리하는 방법으로서, 본 발명의 제3 구체예에서 정의된 바와 같은 화학식 1의 하나 이상의 화합물을 포함하는 유체를 상기 유정에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
제6 구체예에서, 본 발명은 오일 및 가스 함유 층으로부터 오일 또는 가스의 생산된 스트림을 처리하는 방법으로서, 본 발명의 제3 구체예에 정의된 바와 같은 화학식 1의 하나 이상의 화합물을 포함하는 유체를 생산된 스트림에 주입하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
제7 구체예에서, 본 발명은 본 발명의 제3 구체예에 정의된 바와 같은 화학식 1의 하나 이상의 화합물로 구성된 제1 성분, 및 제2 성분을 포함하는 제제를 제공한다. 상기 제제는 25℃에서 유체이다. 제2 성분은 비휘발성 유기 물질, 비휘발성 무기 물질 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 구성된다. 제2 성분은 화학식 1의 화합물 중 임의의 화합물을 제조하기 위한 제조 이전 또는 제조 이후 합성 반응 혼합물의 임의 성분을 포함하지 않는다.
본 발명은 수성 시스템의 동적 및/또는 평형 표면 장력을 효과적으로 감소시킬 수 있고/있거나 이러한 시스템의 발포 성능에 효과적으로 영향을 미칠 수 있는 신규한 계면활성제 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 Z가 S, SO 및 SO2를 각각 나타내는 하기 화학식 1의 2-히드록시-3-알콕시프로필 설파이드, 설폰 및 설폭사이드를 포함한다.
화학식 1
R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
상기 식 중, R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시(-CO2H), 설포(-SO3H) 또는 포스포(-PO3H2) 치환체로 치환된 이들 부분 중 임의의 것; 및 -CH2(CHOH)nCH2OH(n=0-5)로 구성된 군에서 선택된다.
화학식 1의 화합물을 형성하는 하나의 방법은 글리시딜 에테르의 에폭사이드 고리를 화학식 R1-SH의 티올(즉, 메르캅탄)로 개환시킨 후, (Z=SO 또는 SO2인 경우) 생성된 설파이드를 산화시키는 것이다. 화학식 1의 화합물은 또한 글리시딜 에테르와 하나 이상의 SH기를 함유하는 메르캅탄을 반응시킴으로써 이루어질 수 있고, 예컨대 SH(CH2)2O(CH2)2SH, SH(CH2)mSH(m=2-4) 및 R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2SH)3이 또한 본 발명에 포함된다. 하나 이상의 SH기가 글리시딜 에테르와 반응할 수 있다. 따라서, R1은 -(CH2)2O(CH2)2T; -(CH2)mT; 및 -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2일 수 있으며, 여기서, m은 2∼4의 정수이고, p는 1 또는 2이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, 단, R1이 -CH2(CHOH)nCH2OH일 경우, Z는 S가 아니다. "트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트"라는 용어는 트리-에테르로 전환된 트리메틸롤프로판 또는 글리세롤을 나타내는 R기를 지칭한다. 상기 설명한 티올 화합물 R1-SH는 모두 상업적으로 구입가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 합성 기법에 의해 제조될 수 있다. 본 발명에 따라 사용하기에 적절한 티올의 비제한적인 예는 2-메르캅토에탄올, 1-티오글리세롤, 1-메르캅토-2-프로판올, 3-메르캅토-1-프로판올, 3-메르캅토-2-부탄올, 4-메르캅토-1-부탄올, 옥탄티올, 도데실티올, 에탄디티올, 1,4-부탄디티올, 비스(에탄티올)에테르를 포함한다.
R2 및 R3은 각각 독립적으로 H, CH3, 1∼3개의 탄소 원자를 가진 선형 및 분 지형 알킬기, 알케닐기로 구성된 군에서 선택된다.
각 R4는 독립적으로 C3-C30의 알킬, 알케닐, 아릴 또는 아랄킬 부분이고, 분지형, 선형 또는 고리형일 수 있다. 이는 카르보닐기, 특히 카르복실산, 에스테르 또는 아미드, 및/또는 O, S 및 N으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 그러한 부분일 수 있다. 이러한 부분은 R4 상의 임의의 위치에 존재할 수 있다. 일부 구체예에서, R4는 아실기이다. R4는 또한 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분, 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분 또는 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분일 수 있고, 여기서, R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이고, q는 1∼15의 정수이다. 상기 설명한 글리콜 에테르는 모두 상업적으로 구입가능하거나, 당업자에게 공지된 합성 기법에 의해 제조할 수 있다. 따라서, "2-히드록시-3-알콕시프로필"이라는 용어는 본 발명의 설파이드, 설폰 및 설폭사이드를 설명하기 위해 간단히 사용되지만, 알킬 이외의 기를 프로필기의 3 위치에 있는 에테르 산소 상의 R4기로서 사용할 수 있다. 적절한 R4기의 비제한적인 예는 부틸, 헥실, 옥틸, 2-에틸헥실, 데실, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 옥타데실, 페닐, 크레실(임의의 이성체, 특히 임의의 고리 위치 또는 페놀계 산소에 결합된 오르토 또는 파라 이성체) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 통상적으로, R4기는 하나 이상의 부틸, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실, 도데실 및 테트라데실일 수 있다.
글리시딜 에테르의 혼합물은 이 혼합물이 둘 이상의 상이한 R2, R3 및/또는 R4 기를 갖는 글리시딜 에테르를 함유하도록 하여 사용할 수 있다. 적절한 글리시딜 에테르의 예는 부틸 글리시딜 에테르, 헥실 글리시딜 에테르, 옥틸 글리시딜 에테르, 노닐 글리시딜 에테르, 데실 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 도데실 글리시딜 에테르, 테트라데실 글리시딜 에테르, 헥사데실 글리시딜 에테르, 옥타데실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, 크레실 글리시딜 에테르 등 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 더욱 바람직한 글리시딜 에테르는 부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, C8-C10 글리시딜 에테르 및 C12-C14 알킬 글리시딜 에테르이다.
본 발명에 따른 예시적인 조성물은 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-(2-에틸헥실옥시)프로필 설파이드, 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설파이드, 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-헥사데실옥시프로필 설파이드, 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-테트라데실옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-부톡시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-옥틸옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-노닐옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-데실옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-헥사데실옥시프로필 설파이드 및 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-테트라데실옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-(2-에틸헥실옥시)프로필 설파이드, 2-도데실-2'-히드록시-3'-부톡시프로필 설파이드, 및 이들 중 임의의 것에 대응하는 설폭사이드 및 설폰이다.
화학식 1의 화합물의 제조
화학식 1의 화합물은 합성 유기 화학 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 하나의 예시적인 구체예에서, 상기 화합물은 메르캅탄 R1-SH를 하기 화학식 2의 글리시딜 에테르와 반응시킴으로써 제조할 수 있으며, 상기 식 중, R1, R2, R3 및 R4는 상기에서 정의된 바와 같고, Z=S이다.
화학식 2
Figure 112005056536228-PAT00002
상기 식 중, Z가 SO 또는 SO2인 화합물은 당업계에 공지된 임의의 산화제 및 산화 기법을 이용하여 Z가 S인 상응하는 화합물을 산화시킴으로써 제조할 수 있다. 본 발명의 하나의 예시적인 구체예에서, 산화는 과산화수소를 사용하여 수행하지만, 기타 방법도 이용할 수 있다.
반응에 사용된 글리시딜 에테르의 양은 통상적으로 메르캅탄 1 몰당 약 1.0∼약 5 몰이고, 더욱 통상적으로 메르캅탄 1 몰당 약 1∼약 4 몰이고, 더욱 통상적으로 메르캅탄 1 몰당 약 1∼약 2 몰이고, 가장 통상적으로 메르캅탄 1 몰당 약 1 몰이다. 또한, 글리시딜 에테르의 혼합물 및/또는 메르캅탄의 혼합물도 사용할 수 있다.
화학식 1의 화합물을 제조하기 위해서는, 메르캅탄을 글리시딜 에테르와 반응(첨가 생성)시킬 수 있는데, 상기 에테르는 편리한 반응 속도를 제공하기에 충분 히 높은 온도 및 유의적인 부산물 형성을 방지하기에 충분히 낮은 온도에서 희석제를 포함하고, 임의로 촉매를 포함하는 반응 매질에 임의로 분산시킬 수 있다. "분산시킨다"라는 용어는, 글리시딜 에테르가 매질에 현탁되거나, 매질에 용해되거나, 또는 이들의 조합인 것을 의미한다. 반응 온도는 약 50℃∼약 150℃, 바람직하게는 약 50℃∼약 130℃, 및 더욱 바람직하게는 약 60℃∼약 120℃의 범위일 수 있다. 최적 조건은 특정 반응물, 반응기 배열, 사용된 용매 및 기타 변수에 따라 달라질 수 있다. 하나 이상의 반응물이 거의 불용성인 액체를 비롯하여 다양한 희석제를 반응에 사용할 수 있다. 더욱 통상적으로, 희석제(사용된 경우)는 하나 이상의 반응물에 대한 용매인 물질일 수 있다. 적절한 용매의 예로는 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 물과 아세토니트릴의 조합물, 물과 메탄올의 조합물, 물과 이소프로판올의 조합물, 물과 에탄올의 조합물, 및 이들의 혼합물을 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 통상적으로는 이소프로판올을 사용한다.
화학식 1의 화합물의 용도
본 발명에 따른 조성물은 또한 다수의 용도 중 임의의 용도에서 화학식 1의 화합물의 유용성을 보완하기 위해 적용된 다양한 다른 성분을 포함할 수 있다. 이러한 생성물의 성능 특성은 메르캅탄의 구조를 적절히 변경하고, 치환체 R1, R2, R3 및 R4를 적절히 선택함으로써 특정 용도에 대해 최적화할 수 있다. 이러한 최적화는 일상적인 것이고, 특정 용도 영역에서 당업자의 능력내에 있는 것이다. 따라서, 이 러한 변수를 조정하면, 유화제 또는 세제, 습윤제, 발포제, 소포제, 유동 조절제 또는 회합성(associative) 점증제, 분산제 등으로서 유용할 수 있는 화합물을 얻는다. 그것만으로 이 화합물은 코팅, 잉크, 접착제, 농업용 제제, 습수액, 포토레지스트 박리액(stripper) 및 현상액, 샴푸, 및 세제 및 기타 세정 조성물과 같은 용도에 유용할 수 있다. 상기 화합물은 또한 향상된 오일 회수(EOR: enhanced oil recovery), 파쇄 및 자극 공정, 그리고 시추 및 고결 조작과 같은 유전 탐사, 개발 및 생산 용도에 유용할 수 있고, 섬유 염색 및 섬유 정련, 그리고 카이어(kier) 비등과 같은 여러가지 습식-가공 섬유 조작에도 유용할 수 있다. 각각의 이들 용도를 좌우하는 통상적인 제제화 원리는 각 분야에 공지되어 있고, 본 발명의 화합물을 이러한 제제에 혼입하기 위한 다수의 용도 영역 및 방법에 관한 상세한 설명은 상기 화합물을 그러한 제제에 효과적으로 혼입시키는 데 반드시 필요한 것은 아니다. 그러나, 본 발명에 따른 화합물의 광범위한 가능 용도의 지표로서, 예시적이지만 비제한적인 제제를 다수의 용도 영역에 대해 하기 설명한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "수계(water-based or waterbone)", "수성(aqueous)" 또는 "수성 매질" 또는 "수성 담체"라는 용어는 용매 또는 액상 분산 매질이 50 중량% 이상의 물, 바람직하게는 90 중량% 이상의 물, 및 더욱 바람직하게는 95 중량% 이상의 물을 포함하는 시스템을 지칭한다. 분산 매질은 물로 주구성될 수 있다. 즉, 분산 매질은 첨가된 용매가 없을 수 있거나, 또는 용매를 함유할 수도 있다.
광의로, 화학식 1의 화합물은, 제2 성분을 적용하면 화학식 1의 물질에 의해 제공된 표면 활성 특성으로부터 이익이 얻어지도록, 제2 성분을 포함하는 광범위한 제제에 사용할 수 있다. 화학식 1의 화합물을 제조하기 위한 제조 이전 또는 제조 이후 합성 반응 혼합물의 성분들이 존재할 수 있지만, 이들 성분은 본 발명의 목적을 위한 제2 성분의 부분이 아님을 이해해야 한다. 그러한 물질은 예컨대 화학식 1의 화합물의 제조와 관련된 단순 염, 용매, 촉매, 유기 전구체, 시약, 부생성물 및 부산물을 포함할 수 있으나, 이들은 제2 성분의 부분이 아니다. 반드시 그런 것은 아니지만, 통상적으로 제제중 제2 성분의 중량은 화학식 1의 화합물(들)의 중량보다 크다.
본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 포함하는 제제는 통상적으로 25℃에서 유체가 되도록 구성할 수 있다. 제제는 통상적으로 수성이지만, 꼭 그럴 필요는 없다. 제2 성분은 비휘발성 유기 물질 및 비휘발성 무기 물질, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 하나 이상의 물질로 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "비휘발성"이라는 용어는 지시된 물질이 비등할 수 없거나, 또는 760 Torr의 압력, 150℃ 이상의 온도에서 비등한다는 것을 의미한다. 따라서, 통상적인 저비점 용매는 제제에 포함될 수 있지만, 이것은 제2 성분의 부분을 구성하지 않는다.
비휘발성 물질의 통상적인 비제한적인 예는 하기 제공된 예시적 제제에 제시된다. 본 발명에 따른 제제는 즉시 사용가능한(ready-to-use) 제제 또는 농축물을 포함할 수 있다. 이들은 사용시 추가로 희석할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물중 화학식 1의 하나 이상의 화합물의 농도는 광범위하게 다양할 수 있다. 통상적으로, 농도는 제제의 0.001∼45 중량%이지만, 일부 경우에서 그 양은 0.00001 중량% 정도로 낮을 수 있다. 다수의 경우, 이러한 농도 범위의 상한에서 조성물은 의도한 용도에 사용하는 중에 또는 사용하기 전에 희석되지만, 이는 모든 용도에서 요구되는 것은 아니다.
화학식 1의 화합물을 사용함으로써 수계 조성물 또는 산업 공정에서 표면 장력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 화합물을 포함하는 수성 조성물을 제공하는데, 여기서 계면활성제는 계면활성제 유효량으로 사용시 우수한 습윤 특성을 제공한다. 예컨대, 수계 유기 화합물 함유 조성물의 향상된 습윤 특성을 제공하기에 유효한 계면활성제의 양은 제제의 전체 중량을 기준으로 0.00001∼5 중량%, 바람직하게는 0.0001∼3 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.001∼3 중량%의 범위일 수 있다. 가장 바람직한 양은 예컨대 라텍스 중합체와 같이 폼 특성 및 습윤 성능에 영향을 미칠 수 있는 제제내에 존재하는 기타 화학종의 양 및 유형에 따라, 용도별로 달라질 수 있다.
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 수계 코팅 조성물은 수성 매질내에 하기 성분들을 통상적으로 30∼80% 고체 함량으로 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00003
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 수계 잉크 조성물은 수성 매질내 에 하기 성분들을 20∼60% 고체 함량(즉, 유착성 용매를 포함하지 않음)으로 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00004
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 수계 농업용 조성물은 수성 매질내에 하기 성분들을 하기 원료들의 0.01∼80%로 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00005
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 평판 인쇄(planographic printing)용 습수액 조성물은 하기 성분들을 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00006
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 경질 표면 세정제는 하기 성분들을 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00007
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 수계 포토레지스트 현상액 또는 전자제품 세정 조성물은 하기 성분들을 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00008
본 발명의 계면활성제를 포함하는 통상적인 금속가공 유체는 하기 성분들을 포함할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00009
계면활성제는 또한 퍼스널 케어의 영역과 가정용 및 산업용 세정의 영역에서 광범위한 제품에 사용된다. 본 발명의 계면활성제는 하나 이상의 이점을 제공하기 위해서 이들 제제중 임의의 제제에, 특정 용도에 요구되는 특정 성능 특성에 따른 계면활성제 화합물의 정확한 구조로 사용될 수 있다. 그러한 제품 시장에서 사용되는 통상적인 제제는 문헌[Louis Ho Tan Tai's book, Formulating Detergents and Personal Care Products: A Complete Guide to Product Development(Champaign, IL: AOCS Press, 2000)] 뿐 아니라, 당업자에게 친숙한 기타 서적, 문헌, 제품 처방전 등에 설명되어 있다. 몇몇 대표적 예시적 제제는 예시로서 본 명세서에서 서술한다. 예컨대, 가정용 자동 식기 세척에서 또는 산업용 및 연구용(industrial and institutional) 물품 세척에서 사용하기 위한 린스 보조제는 하기 서술한 성분들을 포함할 수 있다.
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Figure 112005056536228-PAT00013
Figure 112005056536228-PAT00014
Figure 112005056536228-PAT00015
Figure 112005056536228-PAT00016
Figure 112005056536228-PAT00017
시멘트 혼합물 제제
시멘트 혼합물은 초가소(superplasticizing) 유형, 가소 유형, 급결(accelerating) 유형, 응결 지연(set retarding) 유형, 공기 연행(air entraining) 유형, 발수 유형, 부식 억제 유형 및 기타 유형을 비롯한 여러 유형중 임의의 것일 수 있다. 이러한 혼합물은 콘크리트, 모르타르 등과 같은 시멘트 생성물의 가공성, 침강성 및 최종 특성(강도, 불투과성, 내구성 및 결빙/제빙 염 내성 등)을 조절하는 데에 사용된다. 혼합물은 통상적으로 수성 용액으로서 제공되고, 제제화 동안 일정 시점에서 시멘트 시스템에 첨가될 수 있다. 본 발명의 계면활성제는, 이러한 시스템에 사용될 경우, 습윤성, 폼 제어성, 유동성 및 레벨링성, 감수성(water reduction), 부식 억제, 고 이온세기 내성 및 융화성(compatibility), 및 기타 이점을 제공할 수 있다.
Figure 112005056536228-PAT00018
유전 및 가스전에 유용한 제제
단독으로 또는 제제중의 성분으로 사용된 본 발명의 계면활성제는 유전 및 가스전 산업의 다양한 용도에 표면 장력 감소, 폼 제어, 및 개선된 습윤성을 제공할 수 있다. 상기 용도는 예컨대 하기 용도를 위한 제제를 포함할 수 있다.
시추 용도에서, 계면활성제는 점토 및 드릴 절삭물의 분산, ROP(침투 속도) 증가, 유화 및 유수분리, 표면 습윤성 및 표면 장력 감소, 셰일 안정화, 및 고체상 첨가제의 수화 또는 용해의 향상을 위한 제제에 사용될 수 있다.
고결, 자극 및 보수 용도에서, 용도는 스페이서, 시멘트 분산, 공기 탈연행 및 소포, 시멘트 고결 지연, 파쇄용 유체, 탄층 메탄의 자극, 표면 또는 계면 장력 감소, 유/수 습윤 및 세정 유체를 위한 제제를 포함할 수 있다.
오일 및 가스 생산에서, 용도는 리그(rig) 세척 제제, 원유의 소포, 물 과다 유출/주입, 산 가스 스위트닝(sweetening)을 위한 소포, 유/수 분리, 향상된 오일 회수(EOR), 및 아스팔텐, 수화물, 스케일 및 왁스의 억제 또는 분산을 포함할 수 있다.
지하 유정을 시추, 완결, 고결, 자극, 파쇄, 산처리 또는 보수하기 위한 예시적 유체, 또는 오일 또는 가스 함유 층으로부터의 생산을 향상시키거나 또는 생산된 오일 또는 가스를 처리하기 위한 예시적 유체는 통상적으로 물 및/또는 유기 액체를 포함하는 유체중에 0.05∼10 중량%의 본 발명의 계면활성제를 포함하는데, 상기 물 및/또는 유기 액체는 통상적으로 유체의 5∼99.85 중량%를 구성한다. 꼭 그런 것은 아니지만, 유기 액체는 통상적으로 석유 생성물이고, 예컨대 원유 또는 하기에 설명하는 임의의 시추용 머드 기유를 포함할 수 있다. 물이 포함된 경우, 물은 담수, 해수 또는 염수 공급원으로부터 유래한 것일 수 있거나, 물은 염산, 불화수소산, 황산 등과 같은 수성 광산의 포함에 의해 제공될 수 있다. 이러한 용도를 위한 유체는 또한 통상적으로 증량제, 점증제, 분산제, 시추용 머드 기유, 유화제, 용해성 염, 시멘트, 프로판트(proppant), 광산, 유기산, 살생물제, 소포제, 유수분리제(demulsifier), 부식 억제제, 마찰 감소제, 기체 수화물 억제제, 황화수소 제거 또는 조절 첨가제, 아스팔텐 조절 첨가제, 파라핀 조절 첨가제 및 스케일 조절 첨가제로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 총 0.1∼80 중량%로 포함할 수도 있다. 이들 기능을 수행하기 위한 다양한 특정 물질은 당업계에 공지되어 있다. 이들 물질중 일부의 적절한 예는 다음과 같고, 나머지는 당업자에게 명백한 것이다.
증량제: 황산바륨, 헤마타이트 및 리메나이트.
점증제: 점토(예, 벤토나이트, 아타풀가이트), 수용성 중합체(예, 크산탄 검, 구아, 다당류, 개질된 다당류), 친유기성 점토 및 유용해성(oil-soluble) 중합체.
분산제: 리그노설포네이트, 나프탈렌 설포네이트, 설폰화 멜라민 포름알데히드 수지.
시추용 머드 기유: 디젤, 광유, 올레핀계 오일, 파라핀계 오일 및 에스테르.
유화제: 지방산, 지방산 아미드, 음이온 계면활성제 및 비이온 알콕시화 계면활성제.
용해성 염(예, 비중 조절, 셰일 안정화 또는 삼투압 조절을 위한 염): NaCl, NaBr, KCl, KBr, CaCl2, CaBr2, ZnCl2, ZnBr2, 포름산나트륨, 포름산칼륨 및 포름산세슘.
시멘트.
기타 계면활성제: 양이온 계면활성제, 양성 계면활성제, 알킬 글루코사이드, 포스페이트 에스테르 및 플루오로계면활성제.
프로판트: 세라믹, 소결된 보크사이트, 모래 및 수지 코팅된 모래.
유기산: 포름산, 아세트산, 구연산.
광산: 염산 및 불화수소산.
전술한 부류의 물질은, 본 발명의 계면활성제와 조합하여 사용될 경우, 다양한 유전 용도에서 용도를 찾을 수 있다. 정확한 용도 및 소정의 효과에 따라 좌우되긴 하지만, 조성물은 당업계에 공지된 방법에 따라 모두 유정에 주입되거나, 유정에 의해 생성된 오일 또는 가스의 스트림에 첨가될 수 있다.
통상적인 용도들 및 이들 목적을 위한 제제의 제조시 (꼭 그런 것은 아니지만) 통상적으로 사용되는 성분들을 나타내면 바로 하기와 같이 나타낸다. 기타 성 분들이 존재할 수도 있다. 이들 제제 각각은 또한 본 발명에 따른 계면활성제를 포함할 수 있는 것으로 이해해야 한다.
수계 시추용 머드: 증량제, 점증제 및 분산제.
유계 시추용 머드: 기유, 유화제 및 점증제.
완결용 유체: 비중 조절용 용해성 염.
시멘트 제제: 시멘트 자체, 분산제와의 조합물.
스페이서: 증량제 및 계면활성제.
산처리용 유체: 계면활성제, 및 광산 및 유기산중 하나 또는 양쪽 모두.
파쇄용 유체: 점증제, 프로판트 및 계면활성제.
가스 또는 오일 함유 층으로부터의 생산을 자극 또는 향상시키기 위한 유체는 프로판트를 제외한 파쇄용 유체에서 발견되는 것과 유사한 성분들을 포함할 수 있다. 최종적으로, 상기한 방법으로 생산된 오일 또는 가스를 처리하기 위한 유체는 하나 이상의 살생물제, 소포제, 유수분리제, 부식 억제제, 마찰 감소제, 기체 수화물 억제제, 황화수소 제거 또는 조절 첨가제, 아스팔텐 조절 첨가제, 파라핀 조절 첨가제 및 스케일 조절 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 논의의 견지에서 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 계면활성제는 광범위한 용도에 유용성을 갖을 수 있다. 본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명하지만, 이 실시예는 예시의 목적일 뿐, 본 발명의 방법 및 조성물을 제한하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1 - 1-티오글리세롤과 2-에틸헥실 글리시딜 에테르의 반응
이소프로판올(10 ml) 중 2-에틸헥실 글리시딜 에테르(9.04 g, 48.53 mmol)의 용액을 N2 유입구, 고무 격막, 유리 마개 및 자기 교반 막대를 구비한 100 ml짜리 3목 둥근 바닥 플라스크내에서 질소 분위기 하에 1-티오글리세롤(5 g, 46.22 mmol)로 처리하였다. 이 혼합물을 90℃에서 가열하고, 출발물질의 소실과 생성물의 형성에 대한 종료를 기체 크로마토그래피/질량 분광법(g.c.m.s)에 의해 모니터링하였다. 3 시간후, 반응이 종료되었다고 판단되었다. 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 진공 하에서 용매를 증류시켜 생성물을 얻었다. 생성물인 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-(2-에틸헥실옥시)프로필 설파이드는 1H 및 13C NMR 뿐만 아니라 질량 분광법에 의해서도 확인되었다.
실시예 2 - 1-티오글리세롤과 C12-C16 글리시딜 에테르와의 반응
1-티오글리세롤(5 g, 46.22 mmol) 및 글리시딜 에테르 혼합물(12.3 g, ∼50.84 mmol)로부터 출발한 것 이외에는, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방법으로 반응을 수행하였다. 실시예 1에서 같이 하여 확인된 생성물은 2,3-디히드록시-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설파이드, 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-테트라데실옥시프로필 설파이드와 2,3-디히드록시프로필-2'-히드록시-3'-헥사데실옥시프로필 설파이드의 혼합물이었다.
실시예 3 - 2-메르캅토에탄올과 부틸 글리시딜 에테르의 반응
5 ml의 이소프로판올 중에서 2-메르캅토에탄올(2.0 g, 26.6 mmol) 및 부틸 글리시딜 에테르(3.50 g, 26.88 mmol)로부터 출발한 것 이외에는, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방법으로 반응을 수행하였다. 실시예 1에서 같이 하여 확인된 생성물은 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-부톡시프로필 설파이드였다.
실시예 4 - 2-메르캅토에탄올과 C12-C16 글리시딜 에테르 혼합물의 반응
5 ml의 이소프로판올 중에서 2-메르캅토에탄올(2.0 g, 26.6 mmol) 및 C12-C16 글리시딜 에테르 혼합물(6.50 g, ∼26.88 mmol)로부터 출발한 것 이외에는, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방법으로 반응을 수행하였다. 실시예 1에서 같이 하여 확인된 생성물은 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설파이드, 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-테트라데실옥시프로필 설파이드와 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-헥사데실옥시프로필 설파이드의 혼합물이었다.
실시예 5 - 2-메르캅토에탄올과 2-에틸헥실 글리시딜 에테르의 반응
5 ml의 이소프로판올 중에서 2-메르캅토에탄올(2.0 g, 26.6 mmol) 및 2-에틸헥실 글리시딜 에테르(5.03 g, 26.88 mmol)로부터 출발한 것 이외에는, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방법으로 반응을 수행하였다. 실시예 1에서 같이 하여 확인된 생성물은 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-(2-에틸헥실옥시)프로필 설파이드였다.
실시예 6 - 2-메르캅토에탄올과 C8-C10 글리시딜 에테르 혼합물의 반응
1000 ml의 이소프로판올 중에서 2-메르캅토에탄올(985 g, 12.61 mmol) 및 C8-C10 글리시딜 에테르 혼합물(1200 g, ∼6.45 mmol)로부터 출발한 것 이외에는, 실시예 1에 기재된 것과 유사한 방법으로 반응을 수행하였다. 실시예 1에서 같이 하여 확인된 생성물은 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-옥틸옥시프로필 설파이드와 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-데실옥시프로필설파이드의 혼합물이었다.
실시예 7 - 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-도데실프로필 설파이드의 설폭사이드 및 설폰 유도체의 제조
이소프로판올(20 ml) 중 설파이드(5.0 g, 15.06 mmol)의 용액을 N2 유입구, 고무 격막, 유리 마개 및 자기 교반 막대를 구비한 100 ml짜리 3목 둥근 바닥 플라스크내에서 질소 분위기 하에 수중 H2O2의 30% 용액(6.83 ml, 60.24 mmol)으로 처리하였다. 이 혼합물을 60℃에서 24 시간 동안 가열하고, 실온으로 냉각시킨 후, NaHSO3 포화 수용액(5.0 ml)으로 처리하고, 에틸 아세테이트(50 ml)로 추출하였다. 유기상을 MgSO4 상에서 건조시키고, 진공 하에 증발시켜 생성물을 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설폭사이드와 2-히드록시에틸-2'-히드록시-3'-도데실옥시프로필 설폰의 약 1:1 혼합물로서 얻었다.
실시예 1∼6의 반응물 및 생성물을 하기 표 1에 나타낸다.
Figure 112005056536228-PAT00019
실시예 8∼13 - 평형 표면 장력
일정 온도 순환조에 의해 온도를 25±1℃로 유지하면서, 백금 빌헬미(Wilhelmy) 플레이트를 구비한 크루스(Kruss) K-12 표면 장력계를 이용하여 실시예 1∼6에서 제조된 화합물의 평형 표면 장력을 측정하였다. 표 2에 기록된 결과치는 10 분간에 걸쳐 10회 측정한 것들의 평균치이고, 0.01 dyne/cm 미만의 표준 편차를 갖는다.
Figure 112005056536228-PAT00020
실시예 14∼19 - 티올/글리시딜 에테르 첨가 생성물의 폼 특성
계면활성제의 0.1 중량% 용액을 이용하여 로스-마일즈(Ross-Miles) 폼 테스트에 의하여 폼 높이 및 안정성(제로 폼에 도달하는 시간)을 측정하였다. 이들 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112005056536228-PAT00021
표 3의 데이터는 폼 성능의 범위가 글리시딜 에테르 캡핑기(capping group)에 따라 얻어질 수 있음을 증명한다. 코팅, 잉크 및 접착제와 같은 용도는 낮은 폼 또는 빨리 소실되는 폼을 필요로 하긴 하지만, 세정이나 부유 선광 같은 기타 용도는 존재하여 지속될 정도의 조절된 양의 폼을 필요로 한다. 따라서, 화학식 1의 화합물을 혼입하고 있는 조성물은 광범위한 용도에 유용함을 발견할 수 있다.
실시예 20∼25 - 동적 표면 장력 데이터
크루스 BP-2 기포 압력 표면 장력계를 이용하여 0.1 중량% 및 1.0 중량% 수준에서 실시예 1∼5에서 제조된 화합물의 동적 표면 장력을 측정하였다. 이들 측정 결과치는 표 4에 나타낸다.
Figure 112005056536228-PAT00022
표 4의 데이터는 광범위한 동적 표면 장력 감소가 수성 용액 또는 제제의 강력하거나(실시예 20, 24), 온건하거나(실시예 22, 23) 또는 낮은(실시예 21) 표면 장력 감소를 위한 상이한 계면활성제를 제공하는 이러한 부류의 분자를 이용하여 가능함을 보여준다. 습윤될 기재 및 제제의 도포 방식(산업용 코팅의 브러쉬 도포, 산업용 세정제의 분무 도포, 접착제의 롤러 도포)에 따라, 이러한 광범위한 동적 표면 장력 감소를 제공하는 계면활성제는 상업적으로 매우 유용함을 발견할 수 있다.
본 발명은 광범위한 산업용 및 상업용 용도에 사용하기에 적절한 특성을 갖는 신규한 계면활성제를 제공한다. 이러한 용도로는 수계 코팅, 잉크, 접착제, 농업용 제제, 수성 및 비수성 세정 조성물, 퍼스널 케어 용도, 및 섬유 가공 및 유전 용 제제를 들 수 있다.
이상 본 명세서에서는 특정 구체예를 참조로 하여 본 발명을 예시하고 설명하였으나, 첨부된 특허청구범위는 주어진 상세한 설명에 국한되는 것은 아니다. 오히려, 다양한 변형은 당업자에 의해 그 상세한 설명에서 실시될 수 있고, 특허청구범위의 사상 및 범위내에서 여전히 존재할 수 있을 것으로 기대되므로, 이러한 특허청구범위는 그에 따라 적절히 해석되어야 한다.

Claims (38)

  1. 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 조성물:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이고, 단, R1이 -CH2(CHOH)nCH2OH일 경우, Z는 S가 아니다.
  2. 제1항에 있어서, Z는 S인 것인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, Z는 SO 또는 SO2인 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, R2 및 R3은 각각 H인 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, R4는 C4-C20의 선형 알킬 부분으로 구성된 군에서 선택된 것인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, R4는 부틸, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실, 도데실, 테트라데실 및 이들 중 임의의 것들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 것인 조성물.
  7. 하기 화학식 1의 화합물의 제조 방법으로서, 하기 화학식 2의 하나 이상의 화합물과 메르캅탄 R1-SH를 접촉시키는 단계를 포함하는 것인 방법:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    화학식 2
    Figure 112005056536228-PAT00023
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카 릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이고, 단, R1이 -CH2(CHOH)nCH2OH일 경우, Z는 S가 아니다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 접촉 단계의 생성물과 산화제를 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, R1은 -CH2(CHOH)nCH2OH인 것인 방법.
  10. 제7항에 있어서, 접촉 단계 전, 희석제를 포함하는 반응 매질 중에서 상기 화학식 2의 하나 이상의 화합물을 분산시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 희석제는 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 물과 아세토니트릴의 조합물, 물과 메탄올의 조합물, 물과 이소프로판올의 조합물, 물과 에탄올의 조합물, 이들 중 임의의 것들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 것인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 희석제는 이소프로판올인 것인 방법.
  13. 화학식 1의 화합물 이외의 계면활성제 및 습윤제; 용매; 알칼리 금속 수산화물; 수계, 수분산성 또는 수용성 수지; 유동화제; 레벨링제; 안료; 가공 보조제; 소포제; 가용화제; 살충제; 식물 성장 조절제; 수용성 필름 형성 거대분자; 수용성 알콜, 글리콜 또는 폴리올; 수용성 산 또는 이의 염; 수산화테트라메틸암모늄; 유화제; 알카놀아민; 유기 모노산; 살생물제; 킬란트; 세제 빌더; 세제 보조 빌더; 염료; 향료; 재침전 방지 보조제; 선스크린제; 중합체; 올리고머; 기능성 시멘트 첨가제; 염화나트륨; 브롬화나트륨; 염화칼슘; 브롬화칼슘; 염화아연; 브롬화아연; 포름산세슘; 염산; 불화수소산; 아세트산; 포름산; 및 물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 성분 총 0.1∼99.99 중량%를 포함하는 제제에 있어서,
    하기 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼45 중량%를 제제 중에 포함하고, 상기 하나 이상의 성분은 화학식 1의 하나 이상의 화합물 중 임의의 화합물을 제조하기 위한 제조 이전 또는 제조 이후 합성 반응 혼합물의 임의 성분을 포함하 지 않는 것을 특징으로 하는 제제:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이다.
  14. 제13항에 있어서, 제제는 물, 및 화학식 1의 화합물 이외의 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 용매 및 알칼리 금속 수산화물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 성분 총 0.1∼99 중량%를 포함하는 경질 표면 세정 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼25 중량%를 포함하는 것인 제제.
  15. 제13항에 있어서, 제제는 수계, 수분산성 또는 수용성 수지 5∼99.9 중량%, 및 화학식 1의 화합물 이외의 계면활성제, 습윤제, 유동화제 및 레벨링제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 기타 첨가제 총 0.01∼10 중량%를 포함하는 코팅 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  16. 제13항에 있어서, 제제는 안료 1∼50 중량%, 수계, 수분산성 또는 수용성 수지 5∼99.9 중량%, 화학식 1의 화합물 이외의 계면활성제 또는 습윤제 0.01∼10 중량%, 및 가공 보조제, 소포제 및 가용화제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 기타 첨가제 총 0.01∼10 중량%를 포함하는 잉크 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  17. 제13항에 있어서, 제제는 살충제 또는 식물 성장 조절제 0.1∼50 중량%, 및 화학식 1의 화합물 이외의 계면활성제 또는 습윤제 0.01∼10 중량%를 포함하는 농업용 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  18. 제13항에 있어서, 제제는 수용성 필름 형성 거대분자 0.05∼10 중량%, 수용성 알콜, 글리콜 또는 폴리올 1∼25 중량%, 수용성 산 또는 이의 염 0.01∼20 중량%, 및 물 30∼98.9 중량%를 포함하는 평판 인쇄용 습수액 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  19. 제13항에 있어서, 제제는 수산화테트라메틸암모늄 0.1∼3 중량% 및 물 92.5∼99.9 중량%를 포함하는 포토레지스트 현상액 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  20. 제13항에 있어서, 제제는 유화제 2.5∼10 중량%, 알카놀아민 10∼25 중량%, 유기 모노산 2∼10 중량%, 살생물제 1∼5 중량%, 및 물 40∼84.4 중량%를 포함하는 합성 금속가공 유체 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  21. 제13항에 있어서, 제제는 물 및 킬란트 5∼20 중량%를 포함하는 린스 보조 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼45 중량%를 포함하는 것인 제제.
  22. 제13항에 있어서, 제제는 하나 이상의 세제 계면활성제 0.1∼50 중량% 및 빌더 또는 보조 빌더 25∼60 중량%를 포함하는 분말형 세탁 세제 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼15 중량%를 포함하는 것인 제제.
  23. 제13항에 있어서, 제제는 하나 이상의 세제 계면활성제 0.1∼65 중량%, 빌더 또는 보조 빌더 3∼36 중량%, 향료 및 염료로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 기타 첨가제 총 0.1∼5 중량%, 및 물 및 기타 용매로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 기타 첨가제 총 1∼75 중량%를 포함하는 수성 액상 세탁 세제 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼30 중량%를 포함하는 것인 제제.
  24. 제13항에 있어서, 제제는 하나 이상의 세제 계면활성제 0.1∼42 중량%, 빌더 또는 보조 빌더 25∼60 중량%, 및 재침전 방지 보조제 0.5∼5 중량%를 포함하는 비수성 세탁 세제 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼30 중량%를 포함하는 것인 제제.
  25. 제13항에 있어서, 제제는 물 및 재침전 방지 보조제 0.01∼2 중량%를 포함하 는 산업용 및 연구용 세탁 세제 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼20 중량%를 포함하는 것인 제제.
  26. 제13항에 있어서, 제제는 물 및 음이온 계면활성제 0.1∼30 중량%를 포함하는 샴푸 또는 액상 바디 워시 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  27. 제13항에 있어서, 제제는 물 및 화학식 1의 화합물 이외의 비이온 계면활성제 0.1∼10 중량%를 포함하는 헤어 컨디셔너 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼10 중량%를 포함하는 것인 제제.
  28. 제13항에 있어서, 제제는 물 및 선스크린제 1∼30 중량%를 포함하는 수성 선스크린제 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼30 중량%를 포함하는 것인 제제.
  29. 제13항에 있어서, 제제는 물 40∼75 중량% 및 하나 이상의 가용화제, 중합체, 올리고머 또는 기능성 첨가제 총 0.1∼20 중량%를 포함하는 시멘트 혼합물 제제로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.001∼5 중량%를 포함하는 것인 제제.
  30. 지하 가스정 또는 지하 유정을 시추, 완결, 고결, 자극, 파쇄, 산처리 또는 보수하기 위하거나, 또는 오일 또는 가스 함유 층으로부터 유래한 오일 또는 가스를 처리하거나 또는 그 생산을 향상시키기 위한 유체로서, 유기 액체 및 물 중 하나 이상 총 5∼99.85 중량%를 포함하고, 증량제, 점증제, 분산제, 시추용 머드 기유, 유화제, 용해성 염, 시멘트, 프로판트, 광산, 유기산, 살생물제, 소포제, 유수분리제, 부식 억제제, 마찰 감소제, 기체 수화물 억제제, 황화수소 제거 또는 조절 첨가제, 아스팔텐 조절 첨가제, 파라핀 조절 첨가제 및 스케일 조절 첨가제로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 성분 총 0.1∼80 중량%를 추가로 포함하는 유체에 있어서,
    하기 화학식 1의 하나 이상의 화합물 0.05∼10 중량%를 유체 중에 포함하고, 상기 하나 이상의 성분은 화학식 1의 하나 이상의 화합물 중 임의의 화합물을 제조하기 위한 제조 이전 또는 제조 이후 합성 반응 혼합물의 임의 성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유체:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이다.
  31. 지하 유정을 시추, 완결, 고결, 자극, 파쇄, 산처리, 보수 또는 처리하는 방법에 있어서, 하기 화학식 1의 하나 이상의 화합물을 포함하는 유체를 상기 유정에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이다.
  32. 오일 및 가스 함유 층으로부터 오일 또는 가스의 생산된 스트림을 처리하는 방법에 있어서, 하기 화학식 1의 하나 이상의 화합물을 포함하는 유체를 상기 생산된 스트림에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2이다.
  33. (i) 하기 화학식 1의 하나 이상의 화합물로 구성되는 제1 성분으로서,
    화학식 1
    R4OCH2CH(OH)CR2R3ZR1
    상기 식 중, R4는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 카르보닐기 또는 O, S 및 N으로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 C3-C30의 분지형, 선형 및 고리형 알킬, 알케닐, 아릴 및 아랄킬 부분; 화학식 R5(OCH2CH2)q-의 글리콜 에테르 부분; 화학식 R5(NHCH2CH2)q-의 아미노에틸렌 부분; 및 화학식 R5S(CH2)q-의 티오에테르 부분으로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R5는 H 또는 C1-C12의 선형 알킬이며;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 H 및 C1-C3의 선형 또는 분지형 알킬기 및 알케닐기로 구성된 군에서 선택되고;
    R1은 C3-C16의 선형, 고리형 및 분지형 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬 및 알카릴 부분, 및 카르복시, 설포 또는 포스포 치환체로 치환된 이들 부분, 즉;
    -CH2(CHOH)nCH2OH;
    -(CH2)2O(CH2)2T;
    -(CH2)mT; 및
    -CH2CH(OH)CH2(C3H6O)pO-R(O(C3H6O)pCH2CHOHCH2T)2
    중 임의의 것으로 구성된 군에서 선택되며;
    여기서, m은 2∼4의 정수이고, n은 0∼5의 정수이며, p는 1 또는 2이고, q는 1∼15의 정수이며, T는 SH 또는 ZCR2R3CH(OH)CH2OR4이고, R은 트리메틸롤프로판계 또는 글리세롤계 세그먼트이며, Z는 S, SO 또는 SO2인 것인 제1 성분; 및
    (ii) 비휘발성 유기 물질 및 비휘발성 무기 물질 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 구성된 제2 성분으로서, 화학식 1의 하나 이상의 화합물 중 임의의 화합물을 제조하기 위한 제조 이전 또는 제조 이후 합성 반응 혼합물의 임의 성분을 포함하지 않는 것인 제2 성분
    을 포함하고, 25℃에서 유체인 제제.
  34. 제33항에 있어서, 제2 성분은 제1 성분보다 큰 중량으로 존재하는 것인 제제.
  35. 제34항에 있어서, 제제는 수성 담체를 포함하는 것인 제제.
  36. 제33항에 있어서, 제2 성분은 화학식 1의 화합물 이외의 계면활성제 또는 습윤제; 용매; 알칼리 금속 수산화물; 수계, 수분산성 또는 수용성 수지; 유동화제; 레벨링제; 안료; 가공 보조제; 소포제; 가용화제; 살충제; 식물 성장 조절제; 수용성 필름 형성 거대분자; 수용성 알콜, 글리콜 또는 폴리올; 수용성 산 또는 이의 염; 수산화테트라메틸암모늄; 유화제; 알카놀아민; 유기 모노산; 살생물제; 킬란트; 세제 빌더; 세제 보조 빌더; 염료; 향료; 재침전 방지 보조제; 선스크린제; 중합체; 올리고머; 및 기능성 시멘트 첨가제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 구성되는 것인 제제.
  37. 제13항 또는 제33항에 있어서, R4는 부틸, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실, 도데실, 테트라데실, 및 이들 중 임의의 것들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되고, 여기서 R1은 -CH2(CHOH)nCH2OH(식 중, n은 0 또는 1임) 또는 그 혼합물이고, R2 및 R3은 모두 H인 것인 제제.
  38. 제37항에 있어서, Z는 S인 것인 제제.
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