NL8700035A

NL8700035A - Nieuwe oppervlakteaktieve middelen en shampoo-preparaten die deze middelen bevatten.

Info

Publication number: NL8700035A
Application number: NL8700035A
Authority: NL
Original assignee: Sandoz Ag
Priority date: 1986-01-15
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1987-08-03
Also published as: FR2593083B1; IT8747520A0; DE3700280A1; GB2185488B; IT1216779B; BE1000131A4; FR2593083A1; GB2185488A; JPS62246549A; GB8700608D0; CH668266A5

Description

- *·- — * - Nieuwe oppervlakteaktieve middelen en shampoo-preparaten die deze middelen bevatten -

Deze uitvinding heeft betrekking op nieuwe oppervlakteaktieve middelen die in het bijzonder bruikbaar zijn als oppervlakteaktieve middelen in shampoo-preparaten.

De uitvinding verschaft een mengsel van verbindingen met formule 1, waarin R de rest van een mengsel van primaire , alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 70 mol% vertakte 1-decanolen zijn , waarbij de overige bestanddelen voornamelijk uit primaire» alifatische alkoholen met gemiddeld 8-12 koolstof-^ atomen bestaan, m = een geheel getal van 2-13, n een geheel getal van 6-15 is en M een kation voorstelt.

R is bij voorkeur R' , waarin R' de rest ^ van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 90 mol% vertakte 1-decanolen zijn. Het verdient meer aanbeveling dat R = R", waarin R" de rest van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 95 mol% vertakte 1-decanolen zijn. Het verdient nog meer aanbeveling 20 dat R=R'T' , waarin R*'* de rest van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 95 mol% vertakte 1-decanolen zijn en de hoofdisomeren trimethyl-1-heptanolen zijn.

De variabele m is bij voorkeur m', waarin m’= 3-12 , in het bijzonder mM waarin m = 3-10 en vooral m'fT, ^ waarin m”' = 3-9.

De variabele n is bij voorkeur n' waarin n1 = 6-13, in het bijzonder n" , waarin n" = 6-12 en vooral n,,,J waarin n”' = 8-12.

M is bij voorkeur Mr, waarin Mr een kation 30 8700033 - 2 - gekozen uit alkalimetalen, aardalkalimetalen, ammonium, mono-, di- en tri-C2_^alkanolammonium, mono-, di-, tri- en tetra-C^_^alkylammonium,pyridinium en morfolinium is. Het verdient vooral aanbeveling dat M = M" , waarin M" een kation gekozen uit 5 natrium, kalium, ammonium, mono-, di- en tri-C^^alkanolammonium en mono-, di-, tri- en tetra-C _^-alkylammonium is. Het verdient nog meer . aanbeveling dat M - M' ’ waarin M *11 een kation gekozen uit natrium, kalium , ammonium en mono-, di- en tri- C„ , alkanolammonium is.

2-4 -|0 Aanbevolen mengsels van verbindingen zijn die met formule 1a, waarin R', m’, n’ en M' de hiervoor gedefinieerde betekenissen hebben.

De meer aanbevolen mengsels van verbindingen zijn die met formule 1b waarin R", m" , n" en M" de hiervoor 15 gedefinieerde betekenissen hebben.

De meest aanbevolen mengsels van verbindingen zijn die met formule 1c, waarinR'm’11, n'” en M" ' de hiervoor gedefinieerde betekenissen hebben.

De verbindingen met formule 1. kunnen volgens 20 gebruikelijke methoden worden bereid. Zo kunnen .de nieuwe ethersulfaten volgens deze uitvinding worden verkregen door het addukt dat verkregen wordt door propoxylering en ethoxylering van een specifiek mengsel van primaire , alifatische alkoholen, zoals hiervoor gedefinieerd, met een geschikt sulfateringsmiddel, 25 op een wijze die gebruikelijk is voor het sulfateren van overeenkomstige primaire alkoholen , te sulfateren.

De alkoxyleringsstap wordt bij voorkeur uitgevoerd in aanwezigheid van een gebruikelijke katalysator, bijvoorbeeld een alkalymetaalhydroxyde of aardalkalimetaaloxyde.

30 Desgewenst kan een geringe hoeveelheid van een reduktiemiddel, bijvoorbeeld natriumboriumhydride, aan het alkoholmengsel worden toegevoegd teneinde verkleuring tijdens de alkyleringswerkwijze tegen te gaan.

8700035 >? - -» - 3 -

Een hoeveelheid propyleenoxyde die berekend is voor het verschaffen van de gewenste mate van propoxylering, wordt toegevoegd en men laat het verkregen mengsel reageren totdat het propyleenoxyde is gebruikt, zoals volgt 5 uit het feit indien de reaktiedruk niet langer met de tijd toeneemt. Eaiovereenkomstige toevoering en reaktie van een berekende hoeveelheid ethyleenoxyde dient voor het verschaffen van het tweede blok, dat de alkoxylering voltooit. Bij voorkeur wordt het gealkoxyleerde produkt tenslotte met een zwak zuur, 10 bijvoorbeeld ijsazijn, behandeld , teneinde eventueel aanwezige basische katalysatorresten te neutraliseren.

Het zal duidelijk zijn dat elke afzonderlijke alkoxyleringswerkwijze voor het invoeren van een gewenst, gemiddeld aantal alkyleenoxydeeenheden per alkoholmolecuul dient.

15 Zo beoogt bijvoorbeeld de aanvankelijke behandeling van een alkoholmengsel met m mol propyleenoxyde per mol alkohol de propoxylering van elk alkoholgedeelte met propyleenoxyde tot een gemiddelde van m propyleenoxydeeenheden per alkoholgedeelte, hoewel enkele alkoholgedeelten gecombineerd zullen worden met 20 meer dan m propyleenoxydegedeelten en enkele gecombineerd zullen worden met minder dan m. De variatie wat het aantal alkyleenoxydegedeelten betreft is niet kritisch, zolang maar het gemiddelde van het aantal eenheden in elk blok binnen de grenzen die voor de m- en n-waarden in de hiervoor gegeven formule 1 zijn gpnceni, 25 liggen , welke waarden, als gemiddelde waarden, soms geen gehele getallen zijn.

Elke alkoxylering wordt onder gebruikelijke omstandigheden wat betreft de temperatuur en druk en bij voorkeur onder vochtvrije omstandigheden, uitgevoerd.

30 De verkregen alkylpolyalkoxyde-tussenprodukten worden daarna onder toepassing van een geschikt sulfateringsmiddel, zoals zwavelzuur , sulfaminezuur, zwaveltrioxyde en chloorsulfonzuur 8700035 * S'" % - 4 - gesulfateerd, onder toepassing van eea ladingsgewijze. o£ een continue werkwijze. Voor de doeleinden van deze uitvinding bleek het het geschikst te zijn chloorsulfonzuur met een ladingsgewijze werkwijze toe te passen.

5 Typerend wordt het alkylpolyalkoxyde- tussenprodukt in een reaktiêvat gebracht, gespoeld met stikstof en onder verminderde druk verhit teneinde sporen water te verwijderen. Onder roeren wordt daarna een 10-20% molaire overmaat chloorsulfonzuur toegedruppeld en de reaktietemperatuur 10 wordt tussen 30 en 35°C gehouden totdat het toevoegen is voltooid. Nadat men de reaktie 1,5 tot 2 uren heeft laten verlopen, giet men het verkregen mengsel uit op f ij gemaakt ijs en stelt de pH met natriumhydroxyde in tussen 6,5 en 7,5.

De verbindingen met formule 1 zijn bruik-15 baar als oppervlakteaktieve middelen, bijvoorbeeld emulgatoren, dispergatoren, wasaktieve middelen , bevochtigende middelen, egaliseermiddelen enz. , op textiel-, leder-, papier-, lak-, toilet-, cosmetica- en rubbergebied.. Ze kunnen bijvoorbeeld worden toegepast als bevochtigende middelen of wasaktieve 20 middelen bij het behandelen en verfijnen van textielmaterialen en voor het omzetten van vloeibare of vaste materialen die onoplosbaar zijn in water ( zoals koolwaterstoffen, hoge alkoholen, oliën, vetten , wassen en harsen ) in crème-achtige emulsies, heldere oplossingen of in fijne, stabiele dispersies.

25 Bovendien zijn de verbindingen met formule t bruikbare emulgeermiddelen voor preparaten met een insecticide werking en voor op landbouwgebied toepasbare spray's; ze zijn bruikbaar om als ’toevoegsels te worden toegepast bij aardolieprodukten, hydraulische fluïda, smeeroliën , snijoliën 30 en vetten; ze kunnen worden toegepast als bekledingshulpmiddelen om in bekledingsprodukten die een hydrofiel, filmvormend colloïde bevatten te worden gebruikt en ze kunnen als kleefmiddelen in 8700035 - 5 - de hechtende laag van kleefbanden in bijvoorbeeld de fotografische industrie en als schuimmiddelen en emulgeermiddelen in een grote verscheidenheid van voedingsprodukten worden aangewend.

5 De ethersulfaten volgens de onderhavige uitvinding zijn in het bijzonder bruikbaar als het essentiele, oppervlakteaktieve bestanddeel in haar.shampoo-preparaten.

Het opnemen van deze sulfaten dient niet alleen ter verbetering van het wasvermogen en de opschuimende eigenschappen 10 van de shampoo-preparaten, doch vermindert eveneens hun irriterende werking en leidt tot uiterst milde shampoo-preparaten, die eveneens goed aanvoelen. Dergelijke shampoo-preparaten zullen gewoonlijk ongeveer 5 % tot ongeveer 50% van een ethersulfaatmengsel met formule I , bij voorkeur 15 ongeveer 5 % tot ongeveer 40% en vooral ongeveer 10 % tot ongeveer 30 % , bevatten. Zoals hiervoor reeds werd vermeld kunnen de ethersulfaten.als het enige oppervlakteaktieve middel in het preparaat worden toegepast, onder volledige vervanging van de gebruikelijke oppervlakteaktieve middelen, 20 zoals alkyl-E0 sulfaten, hetgeen de meer aanbevolen uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is, hoewel de ethersulfaten gecombineerd met gebruikelijke oppervlakteaktieve middelen , onder slechts gedeeltelijke vervanging van deze laatste middelen, kunnen worden toegepast.

25 De shampoo-preparaten kunnen andere bestanddelen die gewoonlijk in dergelijke preparaten worden aangetroffen bevatten . Zo kan bijvoorbeeld een hoog alkanol-amide,of een mengsel daarvan , ter bevordering van de schuim-stabilisatie , schuimstimulatie en opwekking en ter 30 verkrijging van een cosmetisch aanvaardbare vicositeit worden toegepast. In het algemeen wordt een Cg_^g mono-of dialkanolamide van het 1:1 type (bereid door reaktie van equimolaire hoeveelheden van de methylester van een geschikt S7 0 0 0 3 5 - 6 - $ Zr >*· carbonzuur en mono- of dialkanolamine ) toegepast. Een geschikt voorbeeld van een monoalkanolamide is kokosmono-ethanolamide en typische voorbeelden van geschikte dialkanol-amiden zijn laurinezuurdiethanolamide en kokosdiethanol-5 amide.

Eveneens kunnen conditioneermiddelen worden toegepast, zoals quatemaire ammoniumverbindingen, bijvoorbeeld dimethylsterylammoniumchloride en kationogene polymeren, zoals Cartaretine F-23 (Sandoz) en Polymer JR 10 (Union Carbide) . Deze materialen worden toegepast voor het verbeteren van de kambaarheid en hanteerbaarheid van aangetast haar en ter vermindering van de statische ophouw op droog haar.

Ter verbetering van de glans van het haar 15 kan een olie in de shampoo-preparaten aanwezig zijn. Dit kan een siliconenolie , zoals dimethylpolysiloxaan of andere gebruikelijke polysiloxanen, olijfolie of een lichte minerale olie, zijn.

De hoeveelheid water of waterige drager 20 die moet worden opgenomen hangt van de gewenste consistentie van het eindprodukt af . Het is mogelijk de hoeveelheid water die aanwezig is te variëren, teneinde bijvoorbeeld een dik vloeibare vloeistof, lotion of gel te formuleren. Ter regeling van de viscositeit kan men eveneens anorganische 25 zouten, zoals natriumchloride, opnemen.

Andere gebruikelijke toevoegsels die typerend in shampoo-preparaten worden toegepast kunnen eveneens worden gebruikt. Zo kunnen... geurende oliën , die de geur maskeren en een cosmetische aantrekking verschaffen, worden 30 toegepast. Desgewenst kunnen voor het verschaffen van een kleur aan de preparaten niet-toxische en verenigbare kleurstoffen worden gebruikt. Ook kunnen verduurzamingsmiddelen, zoals methylparabeen, propylparabeen en formaldehyden 870 0 03 5 - 7 - worden aangewend.

Verder kunnen andere bestanddelen die een gunstige werking op het verschaffen van shampoo-prepa-raten hebben, aangepast voor een speciale toepassing, worden op-5 genomen. Zo kan bijvoorbeeld ter bescherming van het haar een zonfiltrerend toevoegsel, zoals octyldimethylpara-aminobenzoëzuur , worden op genomen. Eveneens kunnen, produkten die een bescherming tegen roos moeten geven worden geformuleerd met middelen, zoals zinkomadine (Olin).

10 In de volgende voorbeelden zijn alle delen gewichtsdelen.

Voorbeeld I:

Het natriumzout van hexapropoxy-dodeca-15 ethoxyisodecylsulfaat met formule iso-C^qH^ (OC H^)g (CC^)^OSD^Na f, a) Bereiding van hexapropoxy-dodecaethoxyiso- decanol.

2Q Men voegde aan een reaktievat onder roeren 327 delen decylalkohol ( een mengsel van primaire, alifatische alkoholen , waarvan tenminste 90 moI% 1-decanolen is, met een kooktrajekt van 216-223°C, een dichtheid bij 20/20° 20 . .

van 0,838, een brekingsindex nD vanJ',440, een uitgietpunt 22 van -53,5°C, een viscositeit bij 20°C van 22,5 centistokes en een oplosbaarheid in water bij 20°C van 0,05 g/100 g, verkrijgbaar bij Exxm Chemical Co.), 6,5 delen kaliumhydroxyde en 0,21 delen natriumboriumhydride toe. Nadat men het reaktiemengsel onder verminderde druk (66 mhar) op 60°C 3q had verhit, spoelde men het reaktiemengsel met stikstof tot atmosferische druk en herhaalde het evacueren en het spoelen nog twee malen teneinde zo weinig mogelijk lucht aanwezig te doen zijn . Tenslotte werd het systeem geevacueerd tot een druk van 66 mbar en vervolgens onder roeren verhit op 155°C.

©70 0 035 * *· - 8 -

Terwijl men de reaktietemperatuur op 155°C hield, voegde men onder toepassing van een doseerinrichting uit een onder druk gebrachte cylinder met een dusdanige snelheid langzaam 720 delen propyleenoxyde toe , dat de druk in het reaktievat ^ in de buurt lag van ongeveer atmosferische druk, waarna men het reaktiemengsel op ongeveer deze druk hield. Zodra het toevoegen van propyleenoxyde was voltooid, liet men het reaktiemengsel nog verder reageren, totdat de druk daalde tot een waarde.·, waarop ze gedurende tenminste 30 min constant bleef. Het systeem werd afgekoeld tot 60°C, waarna het evacueren en spoelen nog twee malen werd herhaald. Tenslotte werd het systeem geevacueerd tot een druk van 66 mbar en vervolgens voegde men volgens de hiervoor beschreven werkwijze 1092 delen ethyleenoxyde toe. Na de periode na het reageren koelde men het systeem af tot 120°C en stelde het reaktiemengsel tenminste. 1 uur bloot aan een verminderde druk van 66 mbar , teneinde niet-gereageerd alkyleenoxyde te verwijderen. Het reaktiemengsel werd afgekoeld tot 60°C, , » met stikstof onder druk gebracht tot atmosferische druk en 20 geneutraliseerd met ongeveer 6,3' delen azijnzuur, waardoor een doorzichtige, lichtgele vloeistof met formule is°-c,oHji (oc3h6)6 (oc2h4)12 oh werd verkregen, welke bij afkoelen melkachtig wit werd en bij 25 staan een wit neerslag gaf.

b) Bereiding van de in de titel genoemde verbinding „ 50 Men voegde 258,8 delen (0,25 mol) van het alkoholalkoxylaat bereid volgens a) hiervoor toe aan een driehalskolf en spoelde het systeem 10 min met stikstof.

Daarna bracht men het reaktievat onder verminderde druk en verhitte het alkoholalkoxylaat daarin op 60°C , teneinde even- 6700035 - 9 - tueel aanwezige sporen water te verwijderen. Na afkoelen tot kamertemperatuur voegde men onder roeren 40 delen (0,34 mol) chloorsulfonzuur toe, met een dusdanige snelheid, dat de reaktietemperatuur tijdens het toevoegen tussen 30 5 en 35°C bleef. Vervolgens werd het reaktiemengsel nog eens 90 min geroerd, waarna het op ijs werd uitgegoten en de pH met een 50%-ige oplossing van natriumhydroxyde werd ingesteld tussen 7,0 en 7,5. Tenslotte voegde men voldoende water toe om het gehalte aan vaste stoffen tussen 40 en 45% 10 te brengen.

Voorbeeld II

Onder toepassing van in principe de werkwijze van voorbeeld Ia ) en onder gebruikmaking van de uitgangs- 15 · alkohol toegepast m voorbeeld I , dat wil zeggen de decylalkohol die in de handel verkrijgbaar is van Exxon

Chemical Co. en de geschikte hoeveelheden propyleenoxyde en ethyleenoxyde, bereidde men de volgende verbindingen;

a) iso-C1QH21 (OC3H6)3 C0C2H4)9 OH

20 b) iso-ClQH21 (QC3H6)3 C0C2H4)6 OH

c) iso-Cl0H21 (0C3H6)6 (0C2H4)6 OH en d) iso-Cl0H21 (O.C3H6)g (0C2H4)g OH.

Voorbeeld III

25

Onder toepassing van in hoofdzaak de werkwijze van voorbeeld 1(b) en in plaats van de verbinding bereid in 1(a) een ongeveer equivalente hoeveelheid van dè verbindingen Ha) - lid) verkreeg men respectievelijk 30 a> is°-C10H21 (0C3V3 (0C2V) 0S03 Ha ' »> ia°-c,oB21 <0¥Λ 0S°3 Ma c) iso-C10H2) (0C3H6)6 (0C2H4)6 0S03 Na en d) ieo-C10H2l (0C3E6)9 COC2H4)9 OSOj Na.

37(50 <335

A

w 'w - 10 -

Voorbeeld IV

Hierna is een typisch voorbeeld van een preparaat dat bruikbaar is als shampoo-preparaat gegeven.

Percentage 5 A _B_ _G_

Voorbeeld I (41,7% act.) 32,0 40,0 -

Voorbeeld lila)(40,7% act.) - - 35,5 lauramidediethanolamine 6,0 2,0 5,0 kokosamidohydroxypropylsultaine 10 (45% act.) - 6,0 kleurstof 0,2 0,2 0,2 parfum 0,2 Q,2 0,2 water q.s. q.s. q.s.

15 Totaal 100 100,0 100,0 pH (ingesteldmet citroenzuur of natriumhydroxyde)· 6,0 6,0 7,0 20 8700035

Claims

2. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 1 met formule 1a, waarin R’ de rest van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 90 mol& vertakte 1-decanolen is, 15 mT = een geheel getal van 3-12, n T een geheel getal van 6-13 is en M’ een kation gekozen uit alkalimetalen} aardalkalimetalen, ammonium, mono-, di- en tri-C alkanol — 2“4 annnonium en mono-, di-, tri- en tetra-C^_^ alkyl-20 ammonium voorstelt.
3. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 2 met formule 1b , waarin R" de rest van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 95 mol% vertakte 25 1-decanolen zijn , m11 een geheel getal van 3-10 is, een geheel getal van 6 tot 12 is en M" een kation gekozen uit natrium, kalium, ammonium,mono-, di- en tri-C^^ alkanolammonium en mono-, di-, 30 tri- en tetra-C^^ alkylammonium voorstelt. 8700335 - 12 -
4. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 3, met formule 1c, waarin R'11 de rest van een mengsel van primaire, alifatische alkoholen is , waarvan tenminste 95 mol% vertakte ^ 1-decanolen zijn en de hoofdisomeren trimethyl-1-heptanolen zijn, m"' een geheel getal van 3-9 is, n’’’ een geheel getal van 8 - 12 is en M' ’' een kation gekozen uit natrium, kalium, 10 . ammonium en mono-, di- en tri-Ck . alkanolammonium voorstelt . 2-4
5. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 4 met formule isó-C,0H2, (OC3H6)6 (0C2H4)120S03Ha.
6. Een mengsel van verbindingen volgens 15 conclusie 4 met formule iso“cioH2i (003H6)3 (0C2H4)9 OSOjNa.
7. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 3 met formule 2Q is°-C,0H2, «Wj (OC2H4>6 °S°3Na·
8. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 3 met formule ieo-C,oH2, «SVi {Χΐ\\ 0S03Na·
9. Een mengsel van verbindingen volgens conclusie 4 met formule 25 is°-C10H2i (OC3H6)9 (0C2H4)9 0S03Na.
10. Een mild shampoo-preparaat, dat, als het belangrijkste oppervlakteaktieve bestanddeel, 5- 50 gew.% van een mengsel van verbindingen volgens conclusie 1 bevat. 30
11. Een preparaat volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het essentiele oppervlakteaktieve bestanddeel aanwezig is in een hoeveelheid van 5 tot 40 gew.%. δ "7 Λ /¾ η =2 gr s j v y u o o - 13 -
12. Een preparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het essentiele oppervlakteaktieve bestanddeel aanwezig is in een hoeveelheid van 10 tot 30 gew.%.
13. Een preparaat volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het essentiele, oppervlakteaktieve bestanddeel een mengsel van verbindingen met formule iso-CioH2, (0C3H6)6 (OC2H4)12 0S03Na U .
14. Een preparaat volgens conclusie 10, *0 met het kenmerk, dat het essentiele oppervlakteaktieve bestanddeel een mengsel van verbindingen met formule iso-C10H21 (OCgHg)^ (OC^H^)^ OSO^Na is.
15. Een shampoo-preparaat volgens één der voorbeelden VIA-C. 15 -o-o-o-o-o- ^§700035 *-** Ar· R(0C3H4)m(0C2HJ,)n0S0j Μ 1 r'( ο c,Ht)„/ (ο oso3 μ' la R" ( O Ci (0CeHi,)^" OS 03 M" 1b· R ( 0 CjHfcV m (ΟΟίΗή)^'» 0S03MW 1 C SANDOZ A.G. Bazel, Zwitserland 8700035