DE4238209A1

DE4238209A1 - Bis-Sorbitylaminobetaine

Info

Publication number: DE4238209A1
Application number: DE19924238209
Authority: DE
Inventors: Ansgar Dr Behler; Manfred Dr Biermann; Bernd Dr Fabry; Hermann Dr Hensen; Karlheinz Dr Hill; Ingo Wegener; Manfred Dr Weuthen
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-19

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Bis-Sorbitylaminobetaine, ein Verfah ren zu ihrer Herstellung, bei dem man Bis-Sorbitylamine be tainisiert, wäßrige Detergensgemische, die Bis-Sorbitylamino betaine enthalten sowie die Verwendung dieser Stoffe zur Herstellung von oberflächenaktiven Mitteln.

Stand der Technik

Amphotere bzw. zwitterionische Tenside stellen eine wichtige Klasse oberflächenaktiver Stoffe dar, die aufgrund ihres Schaumvermögens und ihrer hohen hautkosmetischen Verträg lichkeit in einer Vielzahl von Reinigungsmitteln Verwendung finden. Übersichtsarbeiten finden sich hierzu beispielsweise in HAPPI, 70 (1986) oder Soap, Cosm. Chem. Spec. 46 (1990). Ein Nachteil der genannten Tenside besteht jedoch darin, daß sie häufig über eine unzureichende Kaltwasserlöslichkeit verfügen und sich daher nur schwer lösen oder dispergieren lassen. Entsprechende Dispersionen bzw. Lösungen sind folglich nicht immer lagerstabil und neigen zur Separierung.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue amphotere bzw. zwitterionische Tenside zu entwickeln, die sich durch eine verbesserte Kaltwasserlöslichkeit auszeichnen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Bis-Sorbitylaminobetaine der Formel (I)

in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Betaine eine hohe Kaltwasserlöslichkeit bzw. -dispergierbar keit aufweisen und sich problemlos zu hochkonzentrierten, niedrigviskosen Lösungen bzw. Dispersionen verarbeiten las sen. Die Bis-Sorbitylaminobetaine zeichnen sich ferner durch ausgezeichnete Detergenseigenschaften sowie eine zufrieden stellende biologische Abbaubarkeit aus.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bis-Sorbitylaminobetainen der Formel (I)

in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht, bei dem man Aminozucker in an sich bekannter Weise betainisiert.

Als Bis-Sorbitylamine, die als Ausgangsstoffe für die Her stellung der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine in Betracht kommen, können Verbindungen der Formel (II) einge setzt werden,

in der Z und R¹ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Bei den Bis-Sorbitylaminen handelt es sich um bekannte Stof fe, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung besteht beispielsweise darin, Glucose einer reduktiven Aminierung mit Ammoniak oder Methylamin zu unter werfen.

Die Betainisierung der Bis-Sorbitylamine kann in an sich be kannter Weise mit Hilfe von Natriumchloracetat oder Acryl säure in einer geschlossenen Rührapparatur oder einem Druck reaktor durchgeführt werden. Typischerweise werden hierzu Aminozucker und Betainisierungsmittel im molaren Verhältnis von 1 : 0,5 bis 1 : 1, vorzugsweise 1 : 0,9 bis 1 : 0,95 eingesetzt und bei einer Temperatur im Bereich von 30 bis 100, vorzugsweise 50 bis 90°C zur Reaktion gebracht.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft wäßrige De tergensgemische, enthaltend Bis-Sorbitylaminobetaine der For mel (I)

in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht sowie weitere anionische, nichtionische, kationische und/oder amphotere bzw. zwitterionische Tenside.

Typische Beispiele für anionische Tenside sind Alkylbenzol sulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersul fonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sul fofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glyce rinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid- (ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Sulfosuccinate, Sulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Ethercarbonsäuren, Ise thionate, Tauride, Sarcosinate, Alkyloligoglucosidsulfate und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Poly glycoletherketten enthalten, können sie eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung auf weisen.

Typische Beispiel für nichtionische Tenside sind Fettalko holpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepo lyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolygly colether, alkoxylierte Triglyceride, Alk(en)yloligoglykoside, Fettsäureglucamide, Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sor bitanester und Polysorbate. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können sie eine konventio nelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenvertei lung aufweisen.

Typische Beispiele für kationische Tenside sind quartäre Am moniumverbindungen und quaternierte Difettsäuretrialkanol aminester.

Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Aminobetaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Amino glycinate, Imidazoliniumbetaine und Sulfobetaine.

Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struktur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten bei spielsweise J.Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Pro ducts", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 verwiesen.

Die wäßrigen Detergensgemische können die erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine in Mengen von 1 bis 99, vorzugsweise 2 bis 50 und insbesondere 5 bis 25 Gew. -% - bezogen auf den Feststoffgehalt der Mischungen - enthalten.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine sind leicht in kaltem Wasser löslich bzw. dispergierbar und gut biologisch abbaubar. Sie lassen sich problemlos zu wäßrigen Konzentraten einer niedrigen Viskosität verarbeiten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher ihre Verwendung zur Herstellung von oberflächenaktiven Mitteln, wie sie im folgenden beispielhaft beschrieben werden:

- Pulverförmge Universalwaschmittel, enthaltend 10 bis 30 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine der Formel (I) sowie gegebenen falls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Flüssige Universalwaschmittel, enthaltend 10 bis 70 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine der Formel (I) sowie gegebenen falls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Flüssige Feinwaschmittel, enthaltend 10 bis 50 Gew.-% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sor bitylaminobetaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Handgeschirrspülmittel, enthaltend 10 bis 50 Gew.-% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sor bitylaminobetaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Klarspüler, enthaltend 10 bis 50 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterioni sche Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Flüssige Reinigungs- und Desinfektionsmittel, enthaltend 10 bis 30 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfin dungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine der Formel (I) so wie gegebenenfalls weitere anionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatzstoffe.
- Haarshampoos, enthaltend 10 bis 30 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylamino betaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere an ionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatz stoffe.
- Haarspülungen, enthaltend 10 bis 30 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylamino betaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere an ionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatz stoffe.
- Schaumbäder, enthaltend 10 bis 30 Gew. -% - bezogen auf das Mittel - der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylamino betaine der Formel (I) sowie gegebenenfalls weitere an ionische, nichtionische, kationische, amphotere bzw. zwitterionische Tenside sowie übliche Hilfs- und Zusatz stoffe.

Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel auf Basis der erfindungs gemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine können als Hilfs- und Zu satzstoffe beispielsweise Builder, Salze, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, optische Aufheller, Vergrauungsinhibito ren, Lösungsvermittler und Enzyme enthalten.

Übliche Builder sind Natriumaluminiumsilicate (Zeolithe), Phosphate, Phosphonate, Ethylendiamintetraessigsäure, Ni trilotriacetat, Citronensäure und/oder Polycarboxylate. Als Salze bzw. Stellmittel kommen beispielsweise Natriumsulfat, Natriumcarbonat oder Natriumsilicat (Wasserglas) in Betracht. Als typische Einzelbeispiele für weitere Zusatzstoffe sind Natriumborat, Stärke, Saccharose, Polydextrose, TAED, Stil benverbindungen, Methylcellulose, Toluolsulfonat, Cumolsul fonat, langkettige Seifen, Silicone, Mischether, Lipasen und Proteasen zu nennen.

Haarshampoos, Haarlotionen oder Schaumbäder auf Basis der erfindungsgemäßen Bis-Sorbitylaminobetaine können als Hilfs- und Zusatzstoffe beispielsweise Emulgatoren, Ölkomponenten, Fette und Wachse, Verdickungsmittel, Überfettungsmittel, biogene Wirkstoffe, Filmbildner, Duftstoffe, Farbstoffe, Perlglanzmittel, Konservierungsmittel und pH-Regulatoren enthalten.

Übliche ölkomponenten sind Substanzen wie Paraffinöl, Pflan zenöle, Fettsäureester, Squalan und 2-Octyldodecanol, während als Fette und Wachse beispielsweise Walrat, Bienenwachs, Mon tanwachs, Paraffin und Cetylstearylalkohol Verwendung finden. Als Überfettungsrnittel können Substanzen wie beispielsweise polyethoxylierte Lanolinderivate, Lecithinderivate und Fett säurealkanolamide verwendet werden, wobei die letzteren gleichzeitig als Schaumstabilisatoren dienen. Geeignete Ver dickungsmittel sind beispielsweise Polysaccharide, insbeson dere Xanthan-Gum, Guar-Guar, Agar-Agar, Alginate und Tylosen, Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, ferner hö hermolekulare Polyethylenglycolmono- und -diester von Fett säuren, Polyacrylate, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrro lidon sowie Elektrolyte wie Kochsalz und Ammoniumchlorid. Unter biogenen Wirkstoffen sind beispielsweise Pflanzenex trakte, Eiweißhydrolysate und Vitaminkomplexe zu verstehen. Gebräuchliche Filmbildner sind beispielsweise Polyvinylpyr rolidon, Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymerisate, Polymere der Acrylsäurereihe, quaternäre Cellulose- Derivate und ähn liche Verbindungen. Als Konservierungsmittel eignen sich beispielsweise Formaldehydlösung, p-Hydroxybenzoat oder Sorbinsäure. Als Perlglanzmittel kommen beispielsweise Gly coldistearinsäureester wie Ethylenglycoldistearat, aber auch Fettsäuremonoglycolester in Betracht. Als Farbstoffe können die für kosmetische Zwecke geeigneten und zugelassenen Sub stanzen verwendet werden, wie sie beispielsweise in der Pub likation "Kosmetische Färbemittel" der Farbstoffkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft, veröffentlicht im Ver lag Chemie, Weinheim, 1984, zusammengestellt sind. Diese Farbstoffe werden üblicherweise in Konzentrationen von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, eingesetzt.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele Beispiel 1

Betainisierung von Bis-Sorbitylmethylamin mit Natriumchlor acetat. In einem 1-l-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Rückflußkühler wurde eine Mischung von 360 g (1 mol) Bis- Sorbitylmethylamin in 500 ml Wasser vorgelegt und unter Rüh ren auf 70°C erhitzt. Innerhalb von 2 h wurden 110 g (0,95 mol) Natriumchloracetat in 200 ml Wasser zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe wurde die Mischung weitere 2 h bei 90°C gerührt und nichtumgesetztes Natriumchloracetat durch Zusatz von 4 g (0,05 mol) Glycin zerstört. Die Ausbeute an Betain betrug 95% der Theorie.

Beispiel 2

Betainisierung von Bis-Sorbitylmethylamin mit Acrylsäure. In einem 1-l-Dreihalskolben mit Rührer, Tropftrichter und Rück flußkühler wurde eine Mischung von 360 g (1 mol) Bis-Sorbi tylmethylamin in 500 ml Wasser vorgelegt und unter Rühren auf 90°C erhitzt. Innerhalb von 2 h wurden 68 g (0,95 mol) Acryl säure zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe wurde die Mi schung weitere 2 h bei 80°C gerührt. Die Ausbeute an Betain betrug 94% der Theorie.

Claims

1. Bis-Sorbitvlaminobetaine der Formel (I) in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht.

2. Verfahren zur Herstellung von Bis-Sorbitylaminobetainen der Formel (I) in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht, bei dem man Bis-Sorbitylamin in bekannter Weise betainisiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Bis-Sorbitylamine der Formel (II) einsetzt, in der Z und R¹ die oben angegebenen Bedeutungen besit zen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Betainisierungsmittel Natriumchloracetat oder Acrylsäure einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Bis-Sorbitylamin und Betainisierungsmittel im molaren Verhältnis von 1 : 0,5 bis 1 : 1 einsetzt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Betainisierung bei einer Temperatur im Bereich von 30 bis 100°C durchführt.

7. Wäßrige Detergensgemische, enthaltend Bis-Sorbitylamino betaine der Formel (I) in der
Z für einen Sorbitylrest,
R¹ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
n für 1 oder 2
steht sowie weitere anionische, nichtionische, kationi sche und/oder zwitterionische Tenside.

8. Verwendung der Bis-Sorbitylaminobetaine nach Anspruch 1 zur Herstellung von oberflächenaktiven Mitteln.