DE19829743A1 - Use of quaternary ammonium salts as biocides - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
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Abstract
Description
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Desinfektionsmittel und antimikrobiellen Wirkstoffe und betrifft die Verwendung neuer quartärer Ammoniumsalze als Biozide sowie ein Verfahren zu ihrer Her stellung.The invention is in the field of disinfectants and antimicrobial agents and relates to the use of new quaternary ammonium salts as biocides and a process for their preparation position.
Biozide, die auch als antimikrobielle Wirkstoffe bezeichnet werden, dienen der Bekämpfung von Mikro organismen und finden daher vor allem als Desinfektionsmittel Verwendung. In der Praxis werden ins besondere kationische Tenside vom Typ der Tetraalkylammoniumsalze eingesetzt, wobei in der Regel zwei der Substituenten lange Alkylreste darstellen, während es sich bei den beiden anderen um Methyl gruppen handelt. Die beabsichtigte Wirksamkeit gegenüber Keimen kann jedoch im Hinblick auf die biologische Abbaubarkeit der Stoffe ein Problem darstellen, da die genannten Kationtenside auch die Mikroorganismen in der Kläranlage abtöten können. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die wäßrigen oder alkoholischen Konzentrate im Laufe der Zeit eindicken und sich dunkel verfärben.Biocides, which are also known as antimicrobial agents, are used to combat microorganisms organisms and are therefore mainly used as disinfectants. In practice, ins special cationic surfactants of the tetraalkylammonium salt type are used, as a rule two of the substituents are long alkyl radicals, while the other two are methyl groups. The intended activity against germs can, however, with regard to the Biodegradability of the substances pose a problem because the cationic surfactants mentioned also Can kill microorganisms in the sewage treatment plant. Another problem is that the thicken aqueous or alcoholic concentrates over time and turn dark.
In diesem Zusammenhang sei auf die Patentschrift US 4,275,055 verwiesen, aus der die Umsetzung von Fettsäureamidopropyl-N,N-dimethylamin mit Benzylchlorid bekannt ist.In this connection, reference is made to US Pat. No. 4,275,055, from which the implementation of fatty acid amidopropyl-N, N-dimethylamine with benzyl chloride is known.
Aus diesem Grunde besteht ein besonderes Interesse an kationischen Tensiden, die zwar über eine mindestens vergleichbare antimikrobielle Aktivität verfügen, jedoch unter den Bedingungen in einer Kläranlage rascher biologisch abgebaut werden. Des weiteren sollten sie in Form ihrer wäßrigen oder wäßrig/alkoholischen Konzentrate eine bessere Farb- und Lagerstabilität aufweisen. For this reason, there is a particular interest in cationic surfactants have at least comparable antimicrobial activity, but under the conditions in one Wastewater treatment plant biodegradable more quickly. Furthermore, they should be in the form of their aqueous or aqueous / alcoholic concentrates have better color and storage stability.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von quartären Ammoniumsalzen der Formel (I),
The invention relates to the use of quaternary ammonium salts of the formula (I),
in der R1 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22 Koh lenstoffatomen, R2, R3 und R4 unabhängig von einander für Wasserstoff, einen gegebenenfalls hy droxysubstituierten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, A für eine lineare oder verzweigte Alkylen gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid steht, als Biozide.in which R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated acyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 2 , R 3 and R 4 independently of one another for hydrogen, an optionally hydroxy-substituted alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, A for a linear or branched alkylene group with 1 to 6 carbon atoms and X represents halide, as biocides.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß Benzylammoniumsalze auf Basis von Fettsäureamidoami nen im Vergleich mit entsprechenden Verbindungen auf Basis von Fettaminen bei vergleichbarer, ten denziell sogar besserer mikrobizider Wirkung eine deutlich günstigere biologische Aubbaubarkeit aufweisen. Wäßrige Konzentrate mit 30 bis 50 Gew.-% Feststoffgehalt erweisen sich zudem als beson ders farb- und lagerstabil. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Salze zu günstigeren Herstellungs kosten zur Verfügung gestellt werden können. Vorzugsweise werden quartäre Ammoniumsalze der Formel (I) eingesetzt, in der R1CO für einen linearen, gesättigten Acylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoff atomen, R2 für Wasserstoff, R3 und R4 für Methyl, A für einen Propylenrest und X für Chlorid steht.Surprisingly, it was found that benzylammonium salts based on fatty acid amidoamines have a significantly more favorable biodegradability in comparison with corresponding compounds based on fatty amines with a comparable, generally even better microbicidal action. Aqueous concentrates with a solids content of 30 to 50% by weight also prove to be particularly stable in terms of color and storage. Another advantage is that the salts can be made available at cheaper manufacturing costs. Quaternary ammonium salts of the formula (I) are preferably used in which R 1 CO is a linear, saturated acyl radical having 12 to 18 carbon atoms, R 2 is hydrogen, R 3 and R 4 are methyl, A is a propylene radical and X is chloride stands.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden den quartären Ammoniumsalzen geringe Mengen, d. h. 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 und insbesondere 8 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Salze - Glycerin zugesetzt. Dieser Zusatz verbessert die Löslichkeit der Salze in polaren Formulie rungen und verbessert zugleich deren bioziode Wirksamkeit.In a preferred embodiment of the invention, the quaternary ammonium salts are low Quantities, d. H. 1 to 20, preferably 5 to 15 and in particular 8 to 10 wt .-% - based on the Salts - Glycerin added. This addition improves the solubility of the salts in polar form and at the same time improves their biocidal effectiveness.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die quartären Ammoniumsalze
der Formel (I) zusammen mit anderen kationischen Tensiden vom Typ der Esterquats eingesetzt
werden. Unter der Bezeichnung Esterquats werden im allgemeinen quatemierte Fettsäuretriethanol
aminestersalze verstanden. Es handelt sich dabei um bekannte Stoffe, die man nach den einschlä
gigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten kann. In diesem Zusammenhang sei
auf die Internationale Patentanmeldung WO 91/01295 (Henkel) verwiesen, nach der man Triethanol
amin in Gegenwart von unterphosphoriger Säure mit Fettsäuren partiell verestert, Luft durchleitet und
anschließend mit Dimethylsulfat oder Ethylenoxid quatemiert. Aus der Deutschen Patentschrift DE-C1
4308794 (Henkel) ist überdies ein Verfahren zur Herstellung fester Esterquats bekannt, bei dem man
die Quatemierung von Triethanolaminestem in Gegenwart von geeigneten Dispergatoren, vorzugs
weise Fettalkoholen, durchführt. Übersichten zu diesem Thema sind beispielsweise von R. Puchta et al.
in Tens.Surf.Det., 30, 186 (1993), M. Brock in Tens.Surf.Det. 30, 394 (1993), R. Lagerman et al. in
J. Am.OiLChem. Soc., 71, 97 (1994) sowie LShapiro in Cosm.Toil. 109, 77 (1994) erschienen. Die
quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalze folgen der Formel (II),
In a further preferred embodiment of the invention, the quaternary ammonium salts of the formula (I) can be used together with other cationic surfactants of the esterquat type. The term ester quats is generally understood to mean quaternized fatty acid triethanol amine ester salts. These are known substances that can be obtained using the relevant methods of preparative organic chemistry. In this connection, reference is made to international patent application WO 91/01295 (Henkel), according to which triethanol amine is partially esterified with fatty acids in the presence of hypophosphorous acid, air is passed through and then quaternized with dimethyl sulfate or ethylene oxide. German patent DE-C1 4308794 (Henkel) also discloses a process for the preparation of solid ester quats, in which the quaternization of triethanolamine esters is carried out in the presence of suitable dispersants, preferably fatty alcohols. Overviews on this topic are, for example, by R. Puchta et al. in Tens.Surf.Det., 30, 186 (1993), M. Brock in Tens.Surf.Det. 30: 394 (1993) R. Lagerman et al. in J. Am.OiLChem. Soc., 71, 97 (1994) and LShapiro in Cosm.Toil. 109, 77 (1994) appeared. The quaternized fatty acid triethanolamine ester salts follow the formula (II)
in der R5CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R6 und R7 unabhängig voneinander für
Wasserstoff oder R5CO, R8 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine (CH2CH2O)qH-
Gruppe, m, n und p in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, q für Zahlen von 1 bis 12 und X für Halo
genid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Typische Beispiele für Esterquats, die im Sinne der Erfin
dung Verwendung finden können, sind Produkte auf Basis von Capronsäure, Caprylsäure, Caprin
säure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure,
Arachinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielswei
se bei der Druckspaltung natürlicher Fette und Öle anfallen. Vorzugsweise werden technische Csno-
Vorlauffettsäuren eingesetzt. Zur Herstellung der quatemierten Ester können die Fettsäuren und das
Triethanolamin im molaren Verhältnis von 1, 1 : 1 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Im Hinblick auf die an
wendungstechnischen Eigenschaften der Esterquats hat sich ein Einsatzverhältnis von 1, 2 : 1 bis 2, 2 : 1,
vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,9 : 1 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten Esterquats
stellen technische Mischungen von Mono-, Di- und Triestem mit einem durchschnittlichen Vereste
rungsgrad von 1,5 bis 1,9 dar und leiten sich von technischen Vorlauffettsäuren ab. Aus anwen
dungstechnischer Sicht haben sich quatemierte Fettsäuretriethanolaminestersalze der Formel (I) als
besonders vorteilhaft erwiesen, in der R5CO für einen Acylrest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, R6 für
R5CO, R7 für Wasserstoff, R8 für eine Methylgruppe, m, n und p für 0 und X für Methylsulfat steht.
Neben den quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalzen kommen als Esterquats ferner auch qua
ternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen der Formel (III) in Betracht,
in which R 5 CO for an acyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 6 and R 7 independently of one another for hydrogen or R 5 CO, R 8 for an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms or a (CH 2 CH 2 O) qH group , m, n and p in total for 0 or numbers from 1 to 12, q for numbers from 1 to 12 and X for halide, alkyl sulfate or alkyl phosphate. Typical examples of ester quats which can be used in the sense of the inven tion are products based on caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, isostearic acid, stearic acid, oleic acid, elaidic acid, arachic acid, behenic acid and erucic acid and their technical mixtures how they occur, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils. Technical Csno forerunner fatty acids are preferably used. The fatty acids and the triethanolamine can be used in a molar ratio of 1.1: 1 to 3: 1 to produce the quaternized esters. With regard to the application properties of the ester quats, an application ratio of 1.2: 1 to 2.2: 1, preferably 1.5: 1 to 1.9: 1 has proven to be particularly advantageous. The preferred esterquats are technical mixtures of mono-, di- and triesters with an average degree of esterification of 1.5 to 1.9 and are derived from technical leading fatty acids. From an application point of view, quaternized fatty acid triethanolamine ester salts of the formula (I) have proven to be particularly advantageous in which R 5 CO for an acyl radical having 6 to 10 carbon atoms, R 6 for R 5 CO, R 7 for hydrogen, R 8 for a methyl group, m, n and p are 0 and X is methyl sulfate. In addition to the quaternized fatty acid triethanolamine ester salts, quaternized ester salts of fatty acids with diethanolalkylamines of the formula (III) are also suitable as esterquats,
in der R5CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R6 für Wasserstoff oder R5CO, R8 und
R9 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder
Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Als weitere Gruppe
geeigneter Esterquats sind schließlich die quatemierten Estersalze von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxy
propyldialkylaminen der Formel (IV) zu nennen,
in which R 5 CO for an acyl radical with 6 to 22 carbon atoms, R 6 for hydrogen or R 5 CO, R 8 and R 9 independently of one another for alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms, m and n in total for 0 or numbers from 1 to 12 and X represents halide, alkyl sulfate or alkyl phosphate. Finally, a further group of suitable ester quats are the quaternized ester salts of fatty acids with 1,2-dihydroxy propyl dialkylamines of the formula (IV)
in der R5CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R6 für Wasserstoff oder R5CO, R8, R10 und R11 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m und n in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und X für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Hinsichtlich der Auswahl der bevorzugten Fettsäuren und des optimalen Veresterungsgrades gelten die für (II) genannten Beispiele auch für die Esterquats der Formeln (III) und (IV). Im Sinne der Erfindung können die quartären Ammoniumsalze und die Esterquats im Gewichtsverhältnis 10 : 90 bis 90 : 10, vorzugs weise 25 : 75 bis 75 : 25 und insbesondere 40 : 60 bis 60 : 40 eingesetzt werden. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Mischungen der beiden Stoffgruppen eine synergistische Wirksamkeit gegen eine Vielzahl von Keimen aufweisen und eine verbesserte Lagerstabilität aufweisen.in which R 5 CO for an acyl radical with 6 to 22 carbon atoms, R 6 for hydrogen or R 5 CO, R 8 , R 10 and R 11 independently of one another for alkyl radicals with 1 to 4 carbon atoms, m and n in total for 0 or numbers from 1 to 12 and X represents halide, alkyl sulfate or alkyl phosphate. With regard to the selection of the preferred fatty acids and the optimal degree of esterification, the examples given for (II) also apply to the esterquats of the formulas (III) and (IV). For the purposes of the invention, the quaternary ammonium salts and the ester quats can be used in a weight ratio of 10:90 to 90:10, preferably 25:75 to 75:25 and in particular 40:60 to 60:40. The invention includes the knowledge that mixtures of the two groups of substances have a synergistic activity against a large number of germs and have an improved storage stability.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die quartären Ammoniumsalze zusammen mit bioziden Aminen und/oder Amiden eingesetzt werden. Geeignete biozide Amine stellen Tetraalkylammoniumverbindungen dar, von denen ein oder zwei Reste für eine lineare Alkylgruppe mit 6 bis 22 und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, zwei oder drei Reste für gegebenenfalls hy droxysubstituierte Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und ein weiterer Rest für eine Benzylgruppe stehen kann. Die quaternären Verbindungen liegen üblicherweise als Halogenide oder Methosulfate vor. Typische Beispieie sind Distearyldimethylammoniumchlorid, Lauryidimethylbenzylammoniumchlorid und Lauryltrimethylammoniumchlorid. Geeignete biozide Amide erhält man beispielsweise durch Kondensation von N-substituierten Propylendiaminen mit 2- Aminoglutarsäureestem. Derartige Produkte sind unter der Marke Glucoprotamin® im Handel. Im Ammoniumsalze und die bioziden Amine bzw. Amide ebenfalls im Gewichtsverhältnis 10 : 90 bis 90 : 10, vorzugsweise 25 : 75 bis 75 : 25 und insbesondere 40 : 60 bis 60 : 40 eingesetzt werden. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß Mischungen auch dieser beiden Stoffgruppen eine synergistische Wirksamkeit gegen eine Vielzahl von Keimen aufweisen und eine verbesserte Lagerstabilität aufweisen.In a further preferred embodiment of the invention, the quaternary ammonium salts can be used together with biocidal amines and / or amides. Provide suitable biocidal amines Tetraalkylammoniumverbindungen, of which one or two residues for a linear alkyl group 6 to 22 and preferably 12 to 18 carbon atoms, two or three radicals for optionally hy Droxy-substituted alkyl groups with 1 to 4 carbon atoms and another radical for one Benzyl group can stand. The quaternary compounds are usually in the form of halides or Methosulfates. Typical examples are distearyldimethylammonium chloride, Lauryidimethylbenzylammonium chloride and lauryltrimethylammonium chloride. Suitable biocides Amides are obtained, for example, by condensing N-substituted propylenediamines with 2- Aminoglutaric acid esters. Such products are commercially available under the Glucoprotamin® brand. in the Ammonium salts and the biocidal amines or amides also in a weight ratio of 10:90 to 90:10, preferably 25:75 to 75:25 and in particular 40:60 to 60:40 are used. The Invention includes the knowledge that mixtures of these two groups of substances also Have synergistic activity against a variety of germs and an improved one Have storage stability.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die quartären Ammoniumsalzen zusammen mit Emul gatoren einzusetzen, insbesondere dann, wenn die Endformulierungen überwiegend unpolare Bestand teile enthalten. Für diesen Einsatzzweck kommen insbesondere nichtionische, amphotere bzw. zwitter ionische Tenside in Frage, da diese mit den kationischen Bioziden keine unlöslichen Salze bilden und zudem in einigen Fällen ebenfalls geringe mikrobizide Eigenschaften haben bzw. diese wenigstens günstig beeinflussen. Typische Beispiele für geeignete nichtionische Tenside sind Fettalkohol polyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, gegebenenfalls partiell oxidierte Alk(en)yloligoglykoside bzw. Glucoronsäurederivate, Fettsäure-N-alkylglucamide, Proteinhydrolysate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Poly glycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylbetaine, Alkylamidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, 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 Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 verwiesen. Vorzugsweise werden Fettalkoholpolyglycolether, insbesondere Anlagerungsprodukte von 1 bis 10 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, Alkyloligoglucoside und Betaine sowie deren Gemische eingesetzt. Die Einsatzmenge der Tenside ist an sich unkritisch und richtet sich einzig nach der gewünschten emulgierenden Wirkung. In der Regel setzt man Mengen von 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 100 und insbesondere 50 bis 75 Gew.-% - bezogen auf die quartären Ammoniumsalze - ein. In some cases it may be advantageous to combine the quaternary ammonium salts with Emul gators, especially when the final formulations are predominantly non-polar parts included. Non-ionic, amphoteric or hermaphrodite in particular come for this purpose ionic surfactants in question, since these do not form insoluble salts with the cationic biocides and also in some cases also have low microbicidal properties, or at least these influence favorably. Typical examples of suitable nonionic surfactants are fatty alcohol polyglycol ether, alkylphenol polyglycol ether, fatty acid polyglycol ester, fatty acid amide polyglycol ether, Fatty amine polyglycol ethers, alkoxylated triglycerides, mixed ethers or mixed formals, if appropriate partially oxidized alk (en) yl oligoglycosides or glucoronic acid derivatives, fatty acid N-alkyl glucamides, Protein hydrolysates (especially vegetable products based on wheat), polyol fatty acid esters, Sugar esters, sorbitan esters, polysorbates and amine oxides. If the nonionic surfactants Poly contain glycol ether chains, these can be a conventional, but preferably a restricted one Have homolog distribution. Typical examples of amphoteric or zwitterionic surfactants are alkyl betaines, alkyl amido betaines, aminopropionates, aminoglycinates, imidazolinium betaines and Sulfobetaines. The surfactants mentioned are exclusively known compounds. With regard to the structure and manufacture of these substances, see relevant reviews for example J. Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, p. 54-124 or J. Falbe (ed.), "Catalysts, surfactants and mineral oil additives", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, pp. 123-217. Fatty alcohol polyglycol ethers, in particular addition products of 1 to 10 moles of ethylene oxide with fatty alcohols with 12 to 18 Carbon atoms, alkyl oligoglucosides and betaines and mixtures thereof are used. The The amount of surfactants used is not critical per se and depends solely on the desired one emulsifying effect. As a rule, amounts of 5 to 200, preferably 10 to 100 and in particular 50 to 75% by weight, based on the quaternary ammonium salts.
Wie schon oben erläutert, führt der Zusatz von Glycerin zu einer verbesserten Löslichkeit der Salze und
einer Steigerung der mikrobiziden Wirksamkeit. Es ist daher empfehlenswert, den Zubereitungen ent
weder das Glycerin nachträglich zuzusetzen oder quartäre Ammoniumsalze einzusetzen, die schon
entsprechende Mengen Glycerin herstellungsbedingt enthalten. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung
betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von quartären Ammoniumsalzen, welches sich dadurch
auszeichnet, daß man
As already explained above, the addition of glycerol leads to an improved solubility of the salts and an increase in the microbicidal activity. It is therefore advisable to either add the glycerol subsequently to the preparations or to use quaternary ammonium salts which already contain appropriate amounts of glycerol due to the production process. Another object of the invention therefore relates to a process for the preparation of quaternary ammonium salts, which is characterized in that
-
a) Triglyceride der Formel (V),
in der R12CO, R13CO und R14CO unabhängig voneinander für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Acylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen stehen, mit Diaminen der Formel (VI) kondensiert,
HNR2-(A)-NR3R4 (VI)
in der R2, R3 und R4 wie oben angegeben unabhängig voneinander für gegebenenfalls hydroxy funktionalisierte Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatome und A für einen Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, unda) triglycerides of the formula (V),
in which R 12 CO, R 13 CO and R 14 CO independently of one another represent linear or branched, saturated or unsaturated acyl radicals having 6 to 22 carbon atoms, condensed with diamines of the formula (VI),
HNR 2 - (A) -NR 3 R 4 (VI)
in which R 2 , R 3 and R 4, as stated above, independently of one another represent optionally hydroxy-functionalized alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms and A represents an alkylene radical having 1 to 6 carbon atoms, and - b) die resultierende Mischung aus Fettsäureamidoaminen und Glycerin in an sich bekannter Weise mit einem Benzylhalogenid quaterniert.b) the resulting mixture of fatty acid amidoamines and glycerol in a manner known per se quaternized with a benzyl halide.
Triglyceride, die für diesen Zweck als Ausgangsstoffe in Betracht kommen, leiten sich von den gleichen Fettsäuren ab, die man auch direkt mit den Diaminen kondensieren und dann quaternieren kann. Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadolein säure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Druck spaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelenschen Oxosynthese oder als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. Vorzugsweise werden Triglyceride auf Basis von linearen gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen eingesetzt. Die Triglyceride können synthetisch hergestellt werden, es ist jedoch auch möglich, entsprechend vorgereinigte und gegebenenfalls gehärtete natürliche Fette und Öle, vorzugsweise Kokosöl, Palmöl, Palmkemöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Rindertalg und dergleichen einzusetzen. Als Diaminkomponente ist Dimethylaminopropylamin (DAPA) besonders bevorzugt. Die Kondensation kann dabei in an sich bekannter Weise unter Rückfluß und Auskreisung gebildeten Kondensationswassers durchgeführt werden, wobei man in der Regel die Fettsäure komponente in geringem Überschuß vorlegt. Die anschließende Quatemierung wird vorzugsweise in alkoholischer Lösung mit einem geringen Unterschuß an Benzylhalogenid durchgeführt.Triglycerides that are suitable as starting materials for this purpose are derived from the same Fatty acids, which can also be condensed directly with the diamines and then quaternized. Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid, Isotridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, Elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, arachic acid, gadolein Acid, behenic acid and erucic acid and their technical mixtures, the z. B. in printing splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelenschen Oxosynthesis or as a monomer fraction in the dimerization of unsaturated fatty acids. Triglycerides based on linear saturated fatty acids with 12 to 18 are preferred Carbon atoms used. The triglycerides can be made synthetically, but it is also possible, appropriately pre-cleaned and, if necessary, hardened natural fats and oils, preferably coconut oil, palm oil, palm kernel oil, rapeseed oil, sunflower oil, olive oil, beef tallow and to use the same. Dimethylaminopropylamine (DAPA) is special as the diamine component prefers. The condensation can be carried out in a manner known per se with reflux and separation Formed condensation water can be carried out, usually using the fatty acid submits component in slight excess. The subsequent quaternization is preferably in alcoholic solution with a small deficit of benzyl halide.
Die erfindungsgemäßen quartären Ammoniumsalze kommen als wäßrige oder wäßrig/alkoholische Konzentrate mit Feststoffgehalten im Bereich von 30 bis 70 und vorzugsweise um 50 Gew.-% in den Handel und werden üblicherweise vom Verbraucher auf die Anwendungskonzentration im Bereich von 10 bis 1000 und insbesondere ca. 100 ppm verdünnt. In dieser Menge erweisen sich die Zubereitungen gegenüber Mikroorganismen als außerordentlich wirksam.The quaternary ammonium salts according to the invention come as aqueous or aqueous / alcoholic Concentrates with solids contents in the range from 30 to 70 and preferably around 50% by weight in the Trade and are usually from the consumer to the application concentration in the range of Diluted 10 to 1000 and in particular about 100 ppm. The preparations prove in this amount against microorganisms as extremely effective.
In einem 500-ml-Dreihalskolben mit Rührer, Rückflußkühler und Tropftrichter wurde eine Mischung aus 255 g (0,78 mol) eines Amidierungsproduktes aus gehärteter Kokosfettsäure und Dimethylaminopropylamin (DAPA) vorgelegt und auf 55°C erwärmt. Anschließend wurden innerhalb von 30 min 94,5 g (0,75 mol) Benzylchlorid zugetropft und die Mischung weitere 4 h bei 65°C gerührt. Das quartäre Benzylammoniumsalz wurde als gelblich gefärbte wäßrige Lösung mit einem Feststoff gehalt von 50 Gew.-% erhalten.One was placed in a 500 ml three-necked flask with stirrer, reflux condenser and dropping funnel Mixture of 255 g (0.78 mol) of an amidation product from hardened coconut fatty acid and Dimethylaminopropylamine (DAPA) submitted and heated to 55 ° C. Then were inside 94.5 g (0.75 mol) of benzyl chloride were added dropwise in the course of 30 min and the mixture was stirred at 65 ° C. for a further 4 h. The quaternary benzylammonium salt was a yellowish colored aqueous solution with a solid content of 50 wt .-% obtained.
Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 255 g des Amids, 94,5 Benzylchlorid und 5 g Glycerin wiederholt. Das quartäre Benzylammoniumsalz wurde als gelblich gefärbte wäßrige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-% erhalten.Example 1 was made using 255 g of the amide, 94.5 benzyl chloride and 5 g glycerin repeated. The quaternary benzylammonium salt was as a yellowish colored aqueous solution with a Solids content of 50 wt .-% obtained.
Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 255 g eines glycerinhaltigen Amids, welches man zuvor durch Umamidierung von gehärtetem Kokosöl mit DAPA erhalten hatte, und 94,5 g Benzylchlorid wiederholt. Das quartäre Benzylammoniumsalz wurde wiederum als gelblich gefärbte wäßrige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-% erhalten.Example 1 was made using 255 g of a glycerol-containing amide, which had been previously obtained by transamidation of hardened coconut oil with DAPA, and 94.5 g of benzyl chloride repeated. The quaternary benzylammonium salt was again a yellowish-colored aqueous solution obtained with a solids content of 50 wt .-%.
Testlösungen gemäß Tabelle 1 mit einem Aktivsubstanzgehalt von 42 Gew.-% wurden mit Wasser auf eine Anwendungs konzentration von 100 ppm verdünnt. Die antimikrobielle Wirksamkeit wurde in einem quantitativen Suspensionstest in Anlehnung an die Richtlinien für die Prüfung und Bewertung chemischer Desin fektionsverfahren der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (DGHM) gegen den Bak terienstamm Pseudomonas aeruginosa geprüft. Dazu wurden jeweils 10 ml der in Hartwasser (17°d) zugesetzten Wirkstoffkombination mit 0,1 ml einer Keimsuspension (ca. 108 bis 109 Keime pro ml) bei 20°C vermischt. Nach einer Einwirkungszeit von 5, 15, 30 und 60 min wurden jeweils 1 ml dieser Mischungen in jeweils 10 ml einer wäßrigen Enthemmungslösung, enthaltend 3,0 Gew.-% Tween® 80, 30,0 Gew.-% Saponin, 0,1 Gew.-% Histidin und 0,1 Gew.-% Cystein gegeben. Von diesen Proben und weiteren 1 : 10 Verdünnungsstufen wurden jeweils 0,1 ml auf Casein-Soja-Agarplatten aufgebracht. Nach Bebrüten dieser Subkulturen (48 h bei 30°C) wurde die Anzahl der vermehrungsfähigen Keime ermittelt. Zum Vergleich wurden wäßrige Lösungen der Einzelkomponenten und wirkstoffreies Wasser unter den gleichen Bedingungen getestet. Der Logarithmus der Differenz zwischen Wirkstoffansatz und Negativkontrolle wird in der Tabelle 1 als Reduktionsfaktor angegeben (Prozentangaben als Gew.-%). Die Beispiele 4 bis 10 sind erfindungsgemäß, Beispiel V1 dient zum Vergleich. Test solutions according to Table 1 with an active substance content of 42% by weight were applied to water with an application concentration of 100 ppm diluted. The antimicrobial effectiveness was assessed in a quantitative Suspension test based on the guidelines for the testing and evaluation of chemical desin The German Society for Hygiene and Microbiology (DGHM) fection procedure against the Bak series strain Pseudomonas aeruginosa tested. For this purpose, 10 ml of each in hard water (17 ° d) added active ingredient combination with 0.1 ml of a germ suspension (approx. 108 to 109 germs per ml) 20 ° C mixed. After an exposure time of 5, 15, 30 and 60 min, 1 ml each of these Mixtures in 10 ml each of an aqueous disinhibiting solution containing 3.0% by weight of Tween® 80, 30.0% by weight of saponin, 0.1% by weight of histidine and 0.1% by weight of cysteine. Of these samples and a further 1:10 dilution steps, 0.1 ml each were applied to casein soy agar plates. After incubation of these subcultures (48 h at 30 ° C) the number of germs capable of reproduction was increased determined. For comparison, aqueous solutions of the individual components and water free of active substances were used tested under the same conditions. The logarithm of the difference between drug formulation and Negative control is given in Table 1 as a reduction factor (percentages as% by weight). Examples 4 to 10 are according to the invention, Example V1 is used for comparison.
Die Lagerstabilität der konzentrierten Zubereitungen gemäß Tabelle 1 wurde über ei
nen Zeitraum von 30 Tagen beurteilt, während dem die Lösungen bei 40°C in farblosen Flaschen bei
Tageslicht gelagert wurden. Die Stabilität wurde subjektiv bestimmt; dabei bedeuten in Tabelle 1:
The storage stability of the concentrated preparations according to Table 1 was assessed over a period of 30 days, during which the solutions were stored at 40 ° C. in colorless bottles in daylight. Stability was determined subjectively; Table 1 means:
keine Verfärbung bzw. Viskosität bleibt konstant,
leichte Verfärbung bzw. leichter Anstieg der Viskosität,
starke Verfärbung.no discoloration or viscosity remains constant,
slight discoloration or slight increase in viscosity,
severe discoloration.
Claims (10)
in der R1 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R2, R3 und R4 unabhängig von einander für Wasserstoff, einen gegebenenfalls hydroxysubstituierten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, A für eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und X für Halogenid steht, als Biozide.1. Use of quaternary ammonium salts of the formula (I),
in which R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated acyl radical having 6 to 22 carbon atoms, R 2 , R 3 and R 4 independently of one another are hydrogen, an optionally hydroxyl-substituted alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, A is a linear or branched Alkylene group with 1 to 6 carbon atoms and X stands for halide, as biocides.
- a) Triglyceride der Formel (V),
in der R12CO, R13CO und R14CO unabhängig voneinander für lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Acylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen stehen, mit Diaminen der Formel (VI) kondensiert,
HNR2-(A)-NR3R4 (VI)
in der R2, R3 und R4 unabhängig voneinander für gegebenenfalls hydroxyfunktionalisierte Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatome und A für einen Alkylenrest mit 1 bis 6 Kohlen stoffatomen steht, und - b) die resultierende Mischung aus Fettsäureamidoaminen und Glycerin in an sich bekannter Weise mit einem Benzylhalogenid quaterniert.
- a) triglycerides of the formula (V),
in which R 12 CO, R 13 CO and R 14 CO independently of one another represent linear or branched, saturated or unsaturated acyl radicals having 6 to 22 carbon atoms, condensed with diamines of the formula (VI),
HNR 2 - (A) -NR 3 R 4 (VI)
in which R 2 , R 3 and R 4 independently of one another represent optionally hydroxy-functionalized alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms and A represents an alkylene radical having 1 to 6 carbon atoms, and - b) the resulting mixture of fatty acid amidoamines and glycerol quaternized in a manner known per se with a benzyl halide.
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