Смеси соединений, их получение и применение - RU2660416C2
Код документа: RU2660416C2
Описание
Настоящее изобретение относится к смесям соединений, содержащим
(А) в интервале от 93 до 97 мас. % соединения общей формулы (I),
(В) в интервале от 3 до 6,5 мас. % соединения общей формулы (II),
(С) и в интервале от 0,1 до 0,5 мас. % соединения общей формулы (III)
где составляющие определяются следующим образом:
R1 представляет собой -(СН2)nCH3,
R2 представляет собой -(СН2)n+2СН3,
R3 представляет собой -(СН2)n+1СН(СН3)2,
R4 обозначает-(CH2)n-1CH(CH3)2
G1 выбирается из моносахаридов, содержащих от 4 до 6 атомов углерода,
x находится в интервале от 1,1 до 10,
n представляет собой число в интервале от 1 до 4.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению смесей соединений согласно изобретению, и к способу получения смесей в соответствии с изобретением. Кроме того, настоящее изобретение относится к смесям и водным композициям, содержащим по меньшей мере одну смесь, согласно изобретению.
При очистке поверхностей, таких как твердые поверхности или волокна, водными композициями должно быть решено несколько проблем. Одной из задач является солюбилизация грязи, которая должна быть удалена, и удержание ее в водной среде. Другой задачей является обеспечение возможности водной среде входить в контакт с очищаемой поверхностью. Особой целью такой очистки жесткой поверхности может быть обезжиривание. Обезжиривание, как используется в контексте настоящего изобретения, относится к удалению твердого и/или жидкого гидрофобного вещества(веществ) с соответствующей поверхности. Такое твердое или жидкое гидрофобное вещество может содержать дополнительные нежелательные вещества, такие как пигменты, в частности черный пигмент(ы), такой как сажа.
Некоторые алкилполигликозиды («APG»), такие как описано в WO 94/21655, хорошо известны для обезжиривания лакированных или нелакированных металлических поверхностей. При попытке применить 2-н-пропилгептилгликозид для стирки, однако, выяснили, что смачивание является не удовлетворительным. Кроме того, пенообразование все еще может быть улучшено, так как многие из них быстро создают много пены в случае перемешивания.
Поэтому одной из задач настоящего изобретения является обеспечение поверхностно-активного вещества, которое демонстрирует превосходные смачиваемость и пенообразующие свойства. Другой задачей является обеспечение способа получения поверхностно-активного вещества, которое проявляло бы отличные свойства смачиваемости и пенообразования. Другой задачей является обеспечение способа применения поверхностно-активных веществ, которые демонстрируют отличные свойства смачиваемости и пенообразования.
Соответственно, смеси соединений, определенные в начале, были найдены, причем они также упоминаются как смеси в соответствии с настоящем изобретением или смеси соединений в соответствии с настоящем изобретением.
Смеси в соответствии с настоящим изобретением содержат
(А) в пределах от 93 до 97 мас. % соединения общей формулы (I),
(В) в интервале от 3 до 6,5 мас. % соединения общей формулы (II),
(С) и в интервале от 0,1 до 0,5 мас. % соединения общей формулы (III)
в которых составляющие определяются следующим образом:
R1 представляет собой -(СН2)nCH3,
R2 представляет собой -(СН2)n+2СН3,
R3 представляет собой -(СН2)n+1СН(СН3)2,
R4 представляет собой -(СН2)n-1СН(СН3)2
G1 выбирается из моносахаридов, содержащих от 4 до 6 атомов углерода,
x отличается или, предпочтительно, идентичен и находится в интервале от 1,1 до 10, предпочтительным от 1,1 до 4, более предпочтительным ъ от 1,1 до 2, и особенно предпочтительно от 1,15 до 1,8. В контексте настоящего изобретения, х относится к средним значениям, и х не обязательно является целым числом. В конкретной молекуле только целые число групп G1 может присутствовать. Предпочтительным является определение х с помощью высокотемпературой газовой хроматографии (HTLC).
n представляет собой число в интервале от 1 до 4, предпочтительно равным 1 или 2, и особенно предпочтительно равным 2.
G1 выбирается из моносахаридов с 4 до 6 атомов углерода, например, тетрозы, пентозы и гексозы. Примерами тетроз являются эритроза, треоза и эритрулоза.
Примерами пентоз являются рибулоза, ксилулоза, рибоза, арабиноза, ксилоза и ликсоза. Примерами гексоз являются галактоза, манноза и глюкоза. Моносахариды могут быть синтетическими или полученными или выделенными из природных продуктов, далее коротко упоминаемые как природные сахариды или природные полисахариды, причем природные сахариды или природные полисахариды являются предпочтительными. Более предпочтительными являются следующие моносахариды: природные галактоза, арабиноза, ксилоза и смеси этих соединений, еще более предпочтительными являются глюкоза, арабиноза и ксилоза и, в особенности глюкоза. Моносахариды могут выбираться из любого из их энантиомеров, природные энантиомеры и природные смеси энантиомеров является предпочтительным.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения G1 выбирается из моносахаридов, предпочтительно из глюкозы.
Как указано выше, предпочтительно х может определяться с помощью высокотемпературной газовой хроматографии (HTGC), например, при 400°C, в соответствии с K. Hill et al., Alkyl Polyglycosides, VCH Weinheim, New York, Basel, Cambrigde, Tokyo, 1997, в частности стр. 28 и далее.
В каждой конкретной смеси в соответствии с изобретением соответствующее целое число n идентично для соответствующего соединения общей формулы (I) и соответствующего соединения формулы (II) и для соответствующего соединения формулы (III). В каждой конкретной смеси в соответствии с изобретением соответствующая составляющая G1 идентична для соответствующего соединения общей формулы (I) и соответствующего соединения формулы (II) и для соответствующего соединения формулы (III).
В отдельных молекулах формул (I), (II) и (III) с 2 или более моносахаридными группами гликозидные связи между моносахаридными единицами могут отличаться аномерной конфигурацией (α-; β-) и/или положением связи, например, в 1,2-положении или 1,3-положении, предпочтительно в 1,6-положении или 1,4-положении.
Целое число x представляет собой число в интервале от 1,1 до 4, предпочтительно от 1,1 до 2, особенно предпочтительно от 1,15 до 1,9. Как отмечалось ранее, в контексте настоящего изобретения, х относится к средним значениям, и они не обязательно являются целыми числами. Естественно, что в определенной молекуле формул (1), (II) или (III), могут присутствовать только целые группы G1.
В конкретных молекулах формул (I), (II) и (III) может быть, например, только одна составляющая G1 или вплоть до 15 составляющих G1 на молекулу.
Алкилполигликозиды, такие как соединения общих формул (I), (II) и (III), как правило, представляют собой смеси различных соединений, которые имеют различную степень полимеризации соответствующего сахарида. Следует понимать, что в формулах (I), (II) и (III) х является средним значением числа, предпочтительно вычисляемым на основе распределения сахарида, определяемым посредством высокотемпературной газовой хроматографии (HTGC), например, 400°C, в соответствии с K. Hill et al., Alkyl Polyglycosides, VCH Weinheim, New York, Basel, Cambrigde, Tokyo, 1997, в частности стр. 28 и далее, или с помощью ВЭЖХ. Если полученные значения с помощью ВЭЖХ и HTGC различаются, предпочтение отдается значениям, основанным на HTGC.
В особенно предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения в смесях согласно изобретению составляющие выбираются следующим образом: n равно нулю, х находится в интервале от 1,15 до 2, и G1 представляют собой глюкозу.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения, смеси по изобретению могут иметь цвет по Хазену в интервале от 10 до 1000, предпочтительно в интервале от 50 до 800 и более предпочтительно в интервале от 100 до 500.
Цвет по Хазену может быть определен в соответствии с DIN EN ISO 6271-1 или 6271-2.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения смеси по изобретению могут иметь цвет по Гарднеру в интервале от 0,1 до 8,0, предпочтительно в интервале от 0,5 до 5,0 и более предпочтительно в интервале от 1,0 до 3,5.
Цвет по Гарднеру может быть определен в соответствии с DIN EN ISO 4630-1 или 4630-2.
Как цвет по Хазену, так и цвет по Гарднеру определяются на основе 10% растворов.
Смеси по изобретению являются очень хорошими поверхностно-активными веществами и особенно полезны для очистки твердых поверхностей. В частности, они решают указанные выше задачи.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения смеси по изобретению могут содержать по меньшей мере одну смесь по любому из предшествующих пунктов, и по меньшей мере один дополнительный изомер либо соединения (I), либо соединения (II), либо соединения (III), причем такой изомер отличается от каждого из соединений в соответствии с общими формулами (I), соединения (II) и соединения (III). Такие изомеры предпочтительно отличаются с точки зрения разветвления соответствующей алкильной группы.
Другим объектом настоящего изобретения являются композиции, содержащие по меньшей мере одну смесь по изобретению и по меньшей мере одно дополнительное поверхностно-активное вещество, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III), предпочтительно по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III). Особенно предпочтительными являются алкилполигликозиды, на основе линейных жирных спиртов, например, алкилполигликозиды на основе линейных C8-C14-алканолов.
Изомеры предпочтительно относятся к соединениям, в которых углеводная часть идентична G1 в конкретном соединении, но алкильная группа отличается.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения смеси по изобретению содержат в интервале от
90-98 мас. % соединения общей формулы (I); предпочтительно 93-97 мас. %,
1,9-9,5 мас. % соединения общей формулы (II), предпочтительно 3,7-6,7 мас. %,
0,1-0,5 мас. % соединения общей формулы (III), предпочтительно до 0,3 мас. %.
Количества предпочтительно определяют с помощью газовой хроматографии или с помощью методов ЯМР, например, двумерной ЯМР спектроскопии.
Смеси по изобретению чрезвычайно полезны для очистки твердых поверхностей, в особенности, для обезжиривания металлических поверхностей. Если они применяется в виде водных препаратов, они обладают длительным сроком хранения.
Другим объектом настоящего изобретения является способ получения смеси по настоящему изобретению, в дальнейшем также определяемый как синтез в соответствии с настоящим изобретением. Синтез в соответствии с настоящим изобретением включает стадию взаимодействия смеси спиртов с общими формулами (IV), (V) и (VI),
с моносахаридом, дисахаридом или полисахаридом, содержащими группу G1, в присутствии катализатора.
В спиртах с общими формулами (IV), (V) и (VI) составляющие R1-R4, определяются как указано выше, в соответствующей смеси в соответствии с настоящим изобретением.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения синтез в соответствии с изобретением осуществляется путем применения моносахарида, дисахарида или полисахарида или смеси по меньшей мере двух моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов в качестве исходных веществ. Например, в тех случаях, когда G1 представляет собой глюкозу, глюкозный сироп или смесь из глюкозного сиропа с крахмалом или целлюлозой могут применяться в качестве исходных веществ. Полимеризованная глюкоза обычно требует деполимеризации перед взаимодействием со спиртом общей формулы (IV), (V) и (VI), соответственно. Предпочтительно, однако, использовать либо моносахарид, либо дисахарид, либо полисахарид G1 в качестве исходных веществ.
В одном варианте выполнения синтеза в соответствии с настоящим изобретением, спирт общей формулы (IV), (V) и (VI) и моносахарид, дисахарид или полисахарид выбираются в молярном соотношении в интервале от 1,5 до 10 моль спирта на моль моносахарида, дисахарида или полисахарида, предпочтительно 2,3-6 моль на моль спирта моносахарида, дисахарида или полисахарида, причем число молей моносахаридов, дисахаридов или полисахарида вычисляется на основе соответствующих групп G1.
Катализаторы могут выбираться из кислотных катализаторов. Предпочтительные кислотные катализаторы выбираются из сильных минеральных кислот, в частности серной кислоты, или органических кислот, таких как сульфоянтарная кислота или арилсульфоновые кислоты, такие как пара-толуолсульфокислота. Другими примерами кислотных катализаторов являются кислотные ионообменные смолы. Предпочтительно, используется катализатор в количестве в интервале от 0,0005 до 0,02 моль на моль сахара.
В одном варианте выполнения синтез в соответствии с настоящим изобретением выполняется при температуре в интервале от 90 до 125°C, предпочтительно от 100 до 115°C, особенно предпочтительно от 102 до 110°C. В вариантах осуществления, где G представляет собой ксилозу, синтез в соответствии с настоящим изобретением выполняется при температуре в интервале от 95 до 100°C.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения синтез в соответствии с настоящим изобретением осуществляется в течение периода времени в интервале от 2 до 15 часов.
В способе осуществления синтеза в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно удалять воду, образующуюся в способе реакции, например, посредством отгонки воды.
В одном варианте выполнения синтез в соответствии с настоящим изобретением проводят при давлении в интервале от 20 мбар до нормального давления.
В одном варианте выполнения избыток спирта общей формулы (IV), (V) или (VI) отгоняется сразу после добавления катализатора.
В другом варианте выполнения в конце синтеза непрореагировавший спирт общей формулы (IV), (V) или (VI) будет удаляться, например, посредством его отгонки. Такое удаление может быть начато после нейтрализации кислотного катализатора, например, с помощью основания, такого как гидроксид натрия или MgO. Температура отгонки избытка спирта выбирается в соответствии с общей формулой спирта (II). Во многих случаях выбирается температура в интервале от 140 до 215°C, а давление в интервале от 1 мбар до 500 мбар.
В одном варианте выполнения способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно включает одну или более стадий очистки. Возможные стадии очистки могут выбираться из отбеливания, например, с помощью перекиси, такой как пероксид водорода, с помощью фильтрации через адсорбент, такого как силикагель, и с помощью обработки углем.
Еще одним объектом настоящего изобретения является способ получения смесей в соответствии с настоящим изобретением, также упоминаемый как способ смешивания в соответствии с изобретением. Способ смешивания в соответствии с настоящим изобретением может быть осуществлен посредством смешивания по меньшей мере одной смеси в соответствии с изобретением, по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III), предпочтительно, по меньшей мере, одного неионного поверхностно-активного вещества, которое не подпадает ни под одну из формул (I) до (III). Особенно предпочтительные дополнительные поверхностно-активные вещества выбираются из алкилполигликозидов на основе линейных жирных спиртов, например, линейных C8-С14-алканолов, в массе или, что предпочтительно, в виде водной композиции.
Способ смешивания в соответствии с настоящим изобретением может быть осуществлен посредством смешивания по меньшей мере одной смеси в соответствии с изобретением при комнатной температуре или при повышенной температуре, например, при температуре в интервале от 25 до 60°C, в массе или в виде водной композиции. Водные препараты могут выбираться из водных дисперсий и водных растворов, причем предпочтительными являются водные растворы. Предпочтительно, смешивание осуществляют посредством комбинирования по меньшей мере одной водной композиции, содержащей смесь в соответствии с настоящим изобретением и по меньшей мере, одного поверхностно-активного вещества, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III), предпочтительно по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III). Особенно предпочтительными являются алкилполигликозиды на основе линейных жирных спиртов, например линейных С8-С14-алканолов.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения способ смешивания в соответствии с настоящим изобретением осуществляется посредством смешивания водного раствора, содержащего в интервале от 40 до 60 мас. % смеси в соответствии с изобретением, и по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, которое не подпадает ни под одну из формул (I)-(III), при температуре в интервале от 10 до 80°C, предпочтительно от 20 до 60°C.
Другим объектом настоящего изобретения является применение смесей в соответствии с настоящим изобретением или смеси в соответствии с изобретением для очистки твердых поверхностей. Другим объектом настоящего изобретения является способ очистки твердых поверхностей с применением смеси в соответствии с настоящим изобретением, причем указанный способ также называют способом очистки в соответствии с настоящим изобретением или способом очистки по изобретению. Способ очистки в соответствии с настоящим изобретением включает в себя нанесение смеси в соответствии с настоящим изобретением на такую твердую поверхность. Для осуществления способа очистки в соответствии с настоящим изобретением можно применять любую смесь в соответствии с настоящим изобретением как таковую, либо, что предпочтительно, в виде водной композиции. Предпочтительно такие водные композиции содержат по меньшей мере одну смесь в соответствии с изобретением в интервале от 35 до 80 мас. %.
Твердые поверхности, как применяется а контексте настоящего изобретения, определяются как поверхности водонерастворимых и - предпочтительно - не набухающих материалов. Кроме того, твердые поверхности, как используются в контексте настоящего изобретения, являются нерастворимыми в ацетоне, уайт-спирите (минеральном скипидаре) и этиловом спирте. Твердые поверхности, как используются в контексте настоящего изобретения, предпочтительно также обладают устойчивостью к разрушению руками, такому как царапание ногтями. Предпочтительно, они имеют твердость по Моосу 3 или более. Примерами твердых поверхностей являются посуда, плитка, камень, фарфор, эмаль, бетон, кожа, сталь и другие металлы, такие как железо или алюминий, кроме того дерево, пластик, в частности меламиновые смолы, полиэтилен, полипропилен, ПММА, поликарбонаты, сложные полиэфиры, такие как ПЭТ, кроме того, полистирол и поливинилхлорид, а кроме того, кремниевые (электрокерамические пластины) поверхности. Особенно предпочтительными являются композиции по изобретению при применении для очистки твердых поверхностей, которые являются по меньшей мере частью структурированных объектов. В этом контексте такие структурированные объекты относятся к объектам, имеющим, например, выпуклые или вогнутые элементы, вырезы, борозды, углы, или возвышения, наподобие шишки.
Волокна, как применяется а контексте настоящего изобретения, могут быть синтетического или природного происхождения. Примерами волокон натурального происхождения являются хлопок и шерсть. Примерами волокон синтетического происхождения являются полиуретановые волокна, такие как Spandex® или Lycra®, полиэфирные волокна, полиамидные волокна, а также стекловаты. Другими примерами являются биополимерные волокна, такие как вискоза, и технические волокна, такие как GoreTex®. Волокна могут быть одиночными волокнами или частью текстиля, таких как трикотажное изделие, тканые материалы или нетканые материалы.
Для осуществления способа по изобретению для очистки применяются композиции по изобретению. Предпочтительно, композиции по изобретению применяются в таких вариантах выполнения, как водные композиции, содержащие, например, 10-99,9 мас. % воды. Предлагаемые композиции по изобретению могут быть дисперсиями, растворами, гелями или полнотелыми блоками, эмульсиями, включая микроэмульсии и пены, предпочтительными являются растворы. Они могут быть применяться в сильно разбавленной форме, такой как 1:10 до 1:50.
Для осуществления способа по изобретению для очистки любая твердая поверхность или волокно или композиция волокон может контактировать (быть приведена в контакт) с композицией по изобретению.
При контактировании твердых поверхностей с композициями по изобретению композиции по изобретению могут применяться при температуре окружающей среды. В дополнительном варианте выполнения композиции по изобретению могут применяться при повышенных температурах, таких как 30-85°C, например, посредством применения композиции по изобретению, которая имеет температуру от 30 до 85°C, или посредством применения композиции по изобретению на предварительно нагретой твердой поверхности, например, предварительно нагретой до 30-85°C.
В одном варианте выполнения возможно применять композицию по изобретению на твердой поверхности при нормальном давлении. В дополнительном варианте выполнения возможно применять композицию по изобретению на твердой поверхности под давлением, например, посредством очистителя высокого давления или установки для мытья под давлением.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения продолжительность применения композиции по изобретению может быть в интервале от одной секунды до 24 часов, предпочтительно в интервале от 30 мин до 5 часов в случае очистки волокна, и предпочтительно от одной секунды до 1 часа в таких случаях, как очистка пола, очистка кухни или очистка ванной комнаты.
Очистка твердых поверхностей в контексте настоящего изобретения может включать в себя удаление сильных загрязнений, удаление легких загрязнений и удаление пыли, даже удаление небольших количеств пыли.
Примеры загрязнения, которые должны быть удалены, не ограничиваются пылью и почвой, но это может быть сажа, углеводороды, например, нефть, моторное масло, кроме того остатки еды, напитков, жидкостей тела, таких как кровь или экскременты, кроме того сложные природные смеси, такие как топленый животный жир, и сложные синтетические смеси, такие как краски, покрытия и пигмент, содержащие смазочный материал.
Контактирование твердой поверхности с композицией по изобретению может быть осуществлено один или несколько раз, например два или три раза.
После осуществления контакта твердой поверхности с композицией по изобретению оставшаяся композиция по изобретению, содержащая почву или пыль, будет удаляться. Такое удаление может быть осуществлено посредством удаления объекта с уже чистой твердой поверхности из соответствующей композиции по изобретению или наоборот, и это может сопровождаться одной или несколькими стадиями промывки.
После осуществления способа очистки по изобретению, объект с теперь уже чистой твердой поверхностью может быть высушен. Сушка может быть осуществлена при комнатной температуре или при повышенной температуре, такой как, например, 35-95°C. Сушка может быть осуществлена в сушильном шкафу, в барабане (особенно это касается волокон и тканей), или в потоке воздуха, имеющего комнатную температуру или повышенную температуру, такую как 35-95°C. Сублимационная сушка представляет собой другой вариант.
При осуществлении способа очистки по изобретению, твердые поверхности могут быть очищены очень хорошо. В частности, объекты со структурированными твердыми поверхностями могут быть очищены хорошо.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по настоящему изобретению могут содержать дополнительные органические или неорганические материалы.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения водные композиции в соответствии с настоящим изобретением могут дополнительно содержать по меньшей мере один побочный продукт, вытекающий в результате синтеза соединения общей формулы (I), (II) или (III).
Такие побочные продукты могут быть, например, исходными веществами от синтеза соединений в соответствии с общими формулами (I), (II) или (III), такими как спирты (IV), (V) или (VI). Примерами дополнительных побочных продуктов синтеза соединений в соответствии с общими формулами (I), (II) и (III) являются продукты поликонденсации моносахаридов G1.
Композиции в соответствии с настоящим изобретением могут быть твердыми, жидкими или в виде суспензий. Предпочтительно, композиции в соответствии с настоящим изобретением выбираются из жидких и твердых композиций. В одном варианте выполнения композиции в соответствии с настоящим изобретением представляют собой водные, предпочтительно жидкие водные композиции.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции в соответствии с настоящим изобретением могут содержать от 0,1 до 90 мас. % воды в расчете на общую соответствующую композицию.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции согласно изобретению имеют значение рН в интервале от нуля до 14, предпочтительно от 3 до 11. Значение рН может быть выбрано в соответствии с типом твердой поверхности и в соответствии с конкретным применением. Например, предпочтительно выбирать значение рН в интервале от 3 до 4 для очистителей для ванной комнаты или туалета. Кроме того, предпочтительно выбирать значение рН в интервале от 4 до 10 для мытья посуды или очистителей пола.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения, композиции по изобретению содержат по меньшей мере один активный ингредиент. Активные ингредиенты могут выбираться из мыла, анионных поверхностно-активных веществ, таких как LAS (линейных алкилбензолсульфонатов) или парафиновых сульфонатов или FAS (сульфатов жирных спиртов) или FAES (сульфатов простых эфиров жирных спиртов), кроме того, кислот, таких как фосфорная кислота, амидосульфоновая кислота, лимонная кислота, молочная кислота, уксусная кислота, других органических и неорганических кислот, кроме того, органических растворителей, таких как бутилгликоль, н-бутоксипропанол, особенно 1-бутокси-2-пропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, этанол, моноэтаноламин и изопропанол.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиция по изобретению содержит по меньшей мере одну органическую кислоту, выбранную из уксусной кислоты, лимонной кислоты и метансульфоновой кислоты.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению содержат по меньшей мере один или более активных ингредиентов, выбранных из неионных поверхностно-активных веществ, которые отличаются от соединений формул (I), (II) и (III). Примеры подходящих неионных поверхностно-активных веществ представляют собой алкоксилированные н-С12-С20-жирные спирты, такие как н-С10-С20-алкил(ЕО)mOH с m, находящимся в интервале от 5 до 100, кроме того, блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, такие как поли-ЕО-поли-РО-поли-ЭО с Mw в интервале от 3000 до 5000 г/моль, содержанием РО от 20 до 50 мас. %, кроме того, алкилполигликозидов, предпочтительно разветвленных C8-С10-алкилполигликозидов, особенно С8-С10-алкилполигликозидов с ветвлением в 2-положении соответствующей С8-С10-алканольной группе.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут применяться в качестве чистящих средств для ванны, в качестве гигиенических чистящих средств, в качестве чистящих средств для кухни, в качестве чистящих средств для туалета, в качестве чистящих средств для унитаза, в качестве гигиенических средств для удаления накипи, в качестве бытового чистящего средства общего назначения, в качестве концентратов бытового чистящего средства общего назначения, в качестве обезжиривающих средств металлов, в качестве аэрозольных бытовых чистящих средств общего назначения, в качестве средств для ручного мытья посуды, в качестве средств для автоматического мытья посуды, или мытья полов, в качестве средств для мытья рук.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения, композиции по изобретению могут содержать по меньшей мере один биоцид или консервант, такой как хлорид бензалкония.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут применяться в качестве моющих средств для стирки белья.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или более активных ингредиентов, выбранных из неорганических компонентов, таких как фосфаты, таких как трифосфаты.
Предпочтительными композициями в соответствии с настоящим изобретением являются композиции без фосфатов. В контексте настоящего изобретения термин «без фосфатов» относится к композициям с 0,5 мас. % фосфата максимум, из расчета на общее содержание твердых веществ, как измерено посредством гравиметрических методов, и композиции без фосфатов могут содержать минимум 50 частей на миллион (по массе) фосфата или менее.
Примерами предпочтительных неорганических наполнителей являются силикаты, силикаты, карбонаты и алюмосиликаты. Силикаты и алюмосиликаты могут выбираться из кристаллических и аморфных материалов.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения неорганические наполнители выбираются из кристаллических алюмосиликатов с ионообменными свойствами, такие как, в частности, цеолиты. Различные типы цеолитов являются подходящими, в частности цеолиты А, X, В, Р, MAP и HS в их Na-форме или формах, в которых Na частично заменен катионами, такими как Li+, K+, Са2+, Mg2+или аммония.
Подходящие кристаллические силикаты, например, представляют собой дисиликаты и слоистые силикаты. Кристаллические силикаты могут применяться в форме их солей щелочных, щелочноземельных металлов или аммониевые солей, предпочтительно в виде Na, Li и Mg силикатов.
Могут быть выбраны аморфные силикаты, такие как, например, метасиликат натрия, который имеет полимерную структуру, или Britesil® Н20 (производитель: Akzo).
Подходящими неорганическими наполнителями на основе карбоната являются карбонаты и гидрокарбонаты. Карбонаты и гидрокарбонаты могут применяться в форме их солей щелочных, щелочноземельных металлов или аммониевых солей. Предпочтительно могут выбираются Na, Li и Mg карбонаты или гидрокарбонаты, в частности карбонат натрия и/или бикарбонат натрия. Другие подходящие неорганические наполнители представляют собой сульфат натрия и цитрат натрия.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать по меньшей мере один органический комплексообразующий агент (органические сонаполнители), такой как EDTA (N,N,N',N'-этилендиаминтетрауксусная кислота), NTA (N,N,N-нитрилотриуксусная кислота), MGDA (N,N-бис(карбоксиметил)аланин), GLDA (N,N-бис(карбоксиметил)-L-глутаминовая кислота), и фосфонаты, такие как 2-фосфоно-1,2,4-бутантрикарбо новая кислота, аминотри(метиленфосфоновая кислота), 1-гидроксиэтилен(1,1-дифосфоновая кислота) (HEDP, ОЭДФ), этилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота, гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота и диэтилендиаминопентаметиленфосфоновая кислота (CAS 22042-96-2) и в каждом случае соответствующие соли щелочных металлов, особенно соответствующие натриевые соли. Предпочтительными являются натриевые соли HEDP (ОЭДФ), GLDA и MGDA.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или более активных ингредиентов, выбранных из органических полимеров, таких как полиакрилаты и сополимеры малеиновой кислоты и акриловой кислот.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или более активных ингредиентов, выбранных из щелочных доноров, таких как гидроксиды, силикаты, карбонаты.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или более дополнительных ингредиентов, таких как парфюмерные масла, окисляющие агенты и отбеливающие агенты, таких как пербораты, надкислоты или трихлоризоциануровая кислота, Na или K дихлоризоцианураты и ферменты.
Наиболее предпочтительные ферменты включают липазы, амилазы, целлюлазы и протеазы. Кроме того, возможно также, например, использовать эстеразы, пектиназы, лактазы и/или пероксидазы.
Фермент(ы) может быть нанесен на вещество-носитель или быть инкапсулирован в целях защиты его от преждевременного разложения.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения, композиции по изобретению могут содержать один или более активных ингредиентов, таких как ингибиторы посерения и грязеотталкивающие полимеры. Примеры подходящих грязеотталкивающих полимеров и/или ингибиторов посерения:
Сложные полиэфиры полиэтиленоксидов и этиленгликоля и/или пропиленгликоля в качестве диольного компонента(ов) с ароматическими дикарбоновыми кислотами или комбинациями ароматических и алифатических дикарбоновых кислот в качестве кислотного компонента (ов),
сложные полиэфиры ароматических дикарбоновых кислот или комбинаций ароматических и алифатических дикарбоновых кислот в качестве кислотного компонента(ов) с ди- или многоатомными спиртами, в качестве компонента(ов) алифатического диола, в частности, с полиэтиленоксидом, причем указанные полиэфиры кэпированы с помощью полиэтоксилированных C1-С10-алканолов.
Дополнительными примерами применяемых полимеров, высвобождающих загрязнение, являются амфифильные сополимеры, особенно привитые сополимеры виниловых эфиров и/или акриловых эфиров на полиалкиленоксидах. Дополнительными примерами являются модифицированные целлюлозы, такие как, например, метилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или несколько активных ингредиентов, выбранных из ингибиторов переноса красителя, например гомополимеров и сополимеров винилпирролидона, винилимидазола, винилоксазолидона или 4-винилпиридин-N-оксида, каждый из которых имеет среднюю молекулярную массу Mw от 15000 до 100000 г/моль, и поперечносшитых тонкоизмельченных полимеров на основе вышеуказанных мономеров.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению содержат от 0,05 до 50 мас. %, предпочтительно от 1 до 20 мас. % органического комплексообразующего агента, на основе общего содержания твердых веществ соответствующей композиции по изобретению.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению содержат от 0,1 до 80 мас. %, предпочтительно от 5 до 55 мас. % анионного поверхностно-активного вещества, на основе общего содержания твердых веществ соответствующей композиции по изобретению.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению могут содержать один или более активных ингредиентов, выбранных из пеногасителей. Примеры подходящих пеногасителей представляют собой силиконовые масла, особенно диметилполисилоксаны, которые являются жидкими при комнатной температуре, без или с частицами кремнезема, кроме того, микрокристаллические воски и глицериды жирных кислот.
В одном варианте выполнения настоящего изобретения композиции по изобретению не содержат никакого пеногасителя, что означает, в контексте настоящего изобретения, что указанные композиции по изобретению содержат менее 0,1 мас. % силиконовых масел и менее 0,1 мас. % глицеридов жирных кислот и менее 0,1 мас. % микрокристаллических восков, на основе общего содержания твердых веществ в соответствующей композиции по изобретению. В крайнем случае, композиции по изобретению не содержат никаких измеримых количеств силиконового масла или глицеридов жирных кислот вовсе.
Другим объектом настоящего изобретения являются смеси спиртов, содержащие в интервале от 93 до 97 мас. % спирта общей формулы (IV)
в интервале от 3 до 6,5 мас. % спирта общей формулы (V)
и в интервале от 0,1 до 0,5 мас. % спирта общей формулы (VI),
причем составляющие определяются следующим образом:
R1 представляет собой -(CH2)nCH3,
R2 представляет собой -(СН2)n+2CH3,
R3 представляет собой -(СН2)n+1CH(CH3)2,
R4 представляет собой -(CH2)n-1CH(CH3)2
n представляет собой число в интервале от 1 до 4, предпочтительно равно 1 или 2, и особенно предпочтительно равно 2.
При этом указанные смеси также называются смесями по изобретению. Смеси по изобретению являются хорошо подходящими для получения смесей соединений по изобретению. Смеси по изобретению могут быть получены, например, посредством реакции Гербе соответствующих смесей R1CH2CH2OH и R4CH2CH2OH.
Демонстрационные примеры
Общие положения
Проценты представляют собой мас. % (% мас), если не указано иное.
Все измерения в отношении цветного числа проводились на основе 10% по объему разбавленных пасты или раствора, соответственно. Для разбавления использовали 15%-ный по объему водный раствор изопропанола.
Лабораторное оборудование для производства соединений в соответствии с изобретением состоит из 4 л стеклянного реактора с рубашкой, холодильником с ловушкой Дина-Старка, трехступенчатой мешалкой, приемного резервуара для дистиллята и капельной воронкой. Давление устанавливали с помощью вакуумной системы, состоящей из вакуумного насоса, индикатора давления, контроллера давления и двух охлаждаемых ловушек, охлаждаемых жидким азотом. Чтобы удалить избыток спирта посредством дистилляции, использовали 2 л круглодонную колбу, снабженную мешалкой, дистилляционной ловушкой Кляйзена РТ 100, холодильником, приемным резервуаром для дистиллята, измерителем давления и вакуумным насосом.
I. Синтез соединений согласно изобретению
В качестве спирта для синтеза применялась следующая смесь спиртов по изобретению:
95,47 мас. % (IV.1),
4,13 мас. % (V.1) и
0,18 мас. % (VI.1)
Экспериментальная ошибка: ±0,02%
Ее получали по реакции Гербе из смеси н-пентанола с изо-амиловым спиртом.
Смесь по изобретению таким образом представляла собой смесь изомеров, далее также упоминаемая как "спиртовая смесь (IV.1)-(VI.1)".
1.1 Синтез смеси соединений по изобретению (I.1), (II.1) и (III.1)
4 л стеклянный реактор лабораторного оборудования, описанный выше, заполняли 666,8 г (3,36 моль) моногидрата глюкозы и 1812,6 г спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1). Полученную суспензию сушили при 75°C при давлении 30 мбар в течение 90 минут при перемешивании. Затем давление доводили до давления окружающей среды, и суспензию нагревали до 90°C. Добавляли 5,7 г сульфоянтарной кислоты (70 мас. %), растворенной в 200 г указанной выше спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1), и нагревание продолжали до тех пор, пока температура не достигла 110°C. Давление устанавливали на 30 мбар и при перемешивании образующеюся воду отгоняли в ловушку Дина-Старка, снабженную охлаждаемой ловушкой. Через 5,5 часа, вода прекращала образовываться, и количество образовавшейся воды в охлаждаемых ловушках соответствовало теоретическому.
Реакцию затем останавливали посредством нейтрализации катализатора 2,43 г 50% водного раствора NaOH. Значение рН, измеренное в 10% растворе смеси изопропанол/вода (1:10), было равно по меньшей мере 10,2. Реакционную смесь затем переносили в круглодонную колбу, избыток спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1) отгоняли при 140°C/1 мбар. Во время удаления избытка спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1) температуру ступенчато повышали до 180°C в течение 2,75 часа. После того, как спирт перестал отгоняться, жидкую реакционную смесь перемешивали в воде (при комнатной температуре), с тем, чтобы привести содержание твердых веществ до 60%, и охлаждали до комнатной температуры, тем самым формируя водную пасту. Смесь соединений по изобретению (I.1), (II.1) и (III.1), полученная таким образом, имела среднюю степень полимеризации (среднечисловую) 1,38 и остаточное содержание спирта 0,04 г, и паста, полученная таким образом, имела содержание воды 38,4%. Значение рН было 9,0, цветной номер (Гарднер) был 8,1.
Для того, чтобы улучшить цвет, 927 г вышеуказанной водной пасты переносили в 4 л сосуд и подвергали взаимодействию с 73,5 г 35% водным Н2О2, который добавляли таким образом, чтобы общее содержание пероксида было в интервале от 300 до 1500 м. д., определяемое с помощью тест-полосок для определения пероксида водорода Merckoquant. Значение рН поддерживали в интервале от 10,0 до 10,8. Окончательно значение рН доводили до 11,5 с помощью 50 мас. % водного раствора NaOH. Цветной номер (Гарднер) понизился до 3,0, а содержание воды поднялось до 40,0%. Все измерения, касающиеся рН и содержания пероксида, проводили на 10%-ной по объему разбавленной пасте. Для разбавления использовали 15% по объему водный раствор изопропанола.
1.2 Синтез смеси соединений по изобретению (I.2), (II.2) и (III.2)
4 л стеклянный реактор, описанный выше, заполняли 464,0 г (3,09 моль) ксилозы и 1713,8 г спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1). Полученную суспензию нагревали до 50°C. Добавляли 1,0 г сульфоянтарной кислоты (70 мас. %), растворенной в 150 г указанной выше спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1), и нагревание продолжали до тех пор пока температура не достигла 95°C. Давление устанавливали на 30 мбар, и при перемешивании отгоняли образующуюся воду в ловушку Дина-Старка, снабженную охлаждающими ловушками. Через 600 минут прекратилось образование воды, и количество образовавшейся воды в охлаждаемых ловушках соответствовало теоретическому.
Реакцию затем останавливали посредством нейтрализации катализатора 1,2 г 50%-ного водного раствора NaOH. Значение рН, измеренное в 10% растворе в смеси изопропанол/вода (1:10), составляло по меньшей мере 11,0. Реакционную смесь затем переносили в круглодонную колбу, и отгоняли при 140°C/1 мбар избыток спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1). В способе удаления избытка смеси спирта (IV.1)-(VI.1) температуру ступенчато повышали до 175°C в течение 2 часов. Когда спирт больше не отгонялся, жидкую реакционную смесь перемешивали с водой (при комнатной температуре), с тем, чтобы содержание твердых веществ довести до 60%, и охлаждали до комнатной температуры, тем самым формируя водную пасту. Смесь соединений по изобретению (I.2), (II.2) и (III.2) имела среднюю степень полимеризации (среднечисловую) 1,2 и остаточное содержание спирта 0,2 г, и паста, полученная таким образом, имела содержание воды 39,9%. Значение рН было 6,4, цветовой номер (Гарднер) составлял >10.
Для того, чтобы улучшить цвет, 1040 г вышеуказанной пасты переносили в 4 л сосуд и подвергали взаимодействию с 36,0 г 35%-ного водного Н2О2, который добавляли в течение 3 ч в реактор. Значение рН поддерживали в интервале от 10,1 до 11,2. Окончательно значение рН доводили до 11,5 с помощью 50%-ного по массе водного раствора NaOH. Цветовой номер (Гарднер) уменьшился до 2,5, а содержание воды увеличилось до 41,9%. Все измерения, касающиеся значения рН и содержания пероксида, проводили на 10%-ной по объему разбавленной пасте.
Для разбавления использовали 15%-ный по объему водный раствор изопропанола.
1.3 Синтез сравнительного соединения (I.1)
Чистый спирт (IV.1) получали из спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1) посредством фракционной перегонки при 50 мбар с насадочной колонкой. Спиртовые смеси (IV.1)-(VI.1) могут быть охарактеризованы с помощью газовой хроматографии, например, в следующих условиях: колонка 30 м Optima-1, диаметром 0,32 мм, FD (толщина пленки неподвижной фазы) 0,5 мкм, протокол нагревания: термостат при 50°C в течение 2 минуты, затем нагревание со скоростью 20°C/мин до тех пор, пока не будет достигнута температура 130°C, которую поддерживали в течение 5 мин, затем нагревание со скоростью 7,5°C/мин до достижения температуры 200°C, затем увеличивали скорость нагревания до 20 мин пока не будет достигнуто 250°C, поддержание на уровне 250°C до достижения общего времени 40 мин.
Синтез в соответствии с протоколом 1.1 повторяли, но спиртовую смесь (IV.1)-(VI.1) заменяли на 1,301 г спирта (IV.1). Получали сравнительное соединение С-(I.1).
1.4 Синтез сравнительного соединения (I.2)
Синтез в соответствии с протоколом I.2 повторяли, но спиртовую смесь (IV.1)-(VI.1) заменяли на 1250 г спирта (IV.1). Получали сравнительное соединение С-(I1.2).
II. Испытание на пригодность
В испытаниях на пригодность смесь соединений по изобретению (I.1), (II.1) и (III.1) будет называться также сокращенно (М.1), и смесь соединений по изобретению (I.2), (II.2) и (III.2) будет называться также сокращенно (М.2).
II. 1 Пенообразующая способность
Пенообразующую способность определяли в соответствии с EN 12728/DIN 53902 при 40°C с водой 10° dH (немецкий общий градус жесткости). В качестве моющих средств для стирки ("LCF") использовали водные растворы, состоящие из 2 г/л соответствующего поверхностно-активного вещества (±0,02 г) в дистиллированной воде. Температуру поддерживали постоянной в интервале ±2°C.
Результаты суммированы в таблице 1.
Видно, что полигликозид на основе спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1) превосходит по отношению к смачивающей способности полигликозид на основе 2-н-пропилгептанола, и что поликсилозид на основе спиртовой смеси (IV.1)-(VI.1) превосходит соответствующий поликсилозид на основе 2-н-пропилгептанола. Поликсилозиды, однако, имеют более высокую цену, чем полигликозиды и, следовательно, не приемлемы во всех применениях.
II.2 Определение стабильности пены
Эксперименты по определению стабильности пены проводились в Sita Foam Tester R-2000. В качестве тестируемых растворов применяли 1 г/л водные растворы соответствующего полигликозида в дистиллированной воде. Соответствующий тестируемый раствор в количестве 300 мл закачивали в стеклянный сосуд и нагревали до соответствующей температуры. Затем смесь перемешивали в течение 1 минуты при 1500 оборотов в минуту. Затем определяли объем пены. Перемешивание и измерение повторяли 9 раз. Мешалку затем удаляли, и определяли распад пены. Измерения через 10 минут после удаления мешалки приведены в таблицах 2 или 2а или 2b или 2с, соответственно. Результаты суммированы в таблице 3. Для таблицы 2а эксперименты повторяли, но использовали воду с 16° жесткости (16° dH (немецкий общий градус жесткости)) вместо дистиллированной воды. Для таблицы 2b эксперименты повторяли, но использовали 1%-ный по массе водный раствор NaOH вместо дистиллированной воды. Для таблицы 2с эксперименты повторяли, но использовали 1%-ный по массе водный раствор метансульфоновой кислоты вместо дистиллированной воды.
II.3 Эмульгирующее действие
Общий метод:
В 400-мл химическом стакане смешивали 50 г 2%-ного по массе водного раствора (в дистиллированной воде) соответствующего поверхностно-активного вещества с 50 г оливкового масла при 23°C. Смесь перемешивали при 1200 (±3) оборотов в мин в течение ровно 2 минут с помощью механической мешалки, причем мешалку располагали на границе раздела фаз масло-вода. Эмульсию, полученную таким образом, переносили для наблюдения в цилиндр. Стабильность эмульсии определяли визуально посредством измерения объема водной фазы через от одного (1) до четырех (4) часов. Чем меньше водной фаза "без масла", тем более стабильная эмульсия. Результаты приведены в таблице 3.
С (М.2) по сравнению с C-(L.2) наблюдается аналогичная тенденция.
Реферат
Изобретение относится к композиции для очистки твердых поверхностей или волокон, содержащей (А) в интервале от 90 до 98 мас.% соединения общей формулы (I)(В) в интервале от 1,9 до 9,5 мас. % соединения общей формулы (II)(С) в интервале от 0,1 до 0,5 мас.% соединения общей формулы (III)причем составляющие определяются следующим образом:Rпредставляет собой -(СН)CH,Rпредставляет собой -(СН)СН,Rпредставляет собой -(СН)CH(CH),Rпредставляет собой -(СН)CH(CH),Gвыбирается из моносахаридов, содержащих от 4 до 6 атомов углерода,x находится в интервале от 1,1 до 10,n представляет собой число 1 или 2. Технический результат – обеспечение отличных свойств смачиваемости и пенообразующих свойств. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Водная поверхностно-активная композиция и ее использование для получения жидких детергентов
