DE69712782T2

DE69712782T2 - Verwendung von additiven als kristallisationsinhibitor für nichtionische glykoside

Info

Publication number: DE69712782T2
Application number: DE69712782T
Authority: DE
Inventors: Ingegaerd Johansson; Karlsson
Original assignee: Akzo Nobel NV
Current assignee: Akzo Nobel NV
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: EP0944640B1; SE9604546L; TW403675B; SE508104C2; TR199900982T2; WO1998025941A1; DE69712782D1; EP0944640A1; ATE217878T1; ES2175513T3; ZA9710669B; SE9604546D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine konzentrierte, oberflächenaktive Glycosid-Zusammensetzung, die ein anionisches Derivat eines Alkylglycosids oder ein nicht-ionisches Alkylenoxidaddukt eines Alkylglycosids als kristallisationshemmendes Additiv enthält.
Es ist wohlbekannt, daß bei konzentrierten Lösungen von Alkylpolyglycosiden die unerwünschte Neigung besteht, daß bei langer Lagerung Kristalle ausfallen. Die Alkylglycoside, wie z. B. α-Alkylglycoside, weisen eine sterische Form auf, die die Bildung von Kristallen mit Kristallwasser erleichtert. Da die Bildung von Kristallen in vielerlei Hinsicht nachteilig ist, ist es wichtig, die Kristallisation soweit wie möglich zu verringern.
Aus WO 94/03569 ist bekannt, daß die Kristallisation von Alkyl- oder Alkylenoligoglycosiden durch Zugabe von Alkylglycosiden auf Basis kurzkettiger Alkohole, Oligoglycosiden, die mit Guerbet-Alkoholen oder Polyolen acetalisiert sind, kurzkettigen primären Alkoholen, Fettalkoholpolyglycolethern, Polyethylenglycol, Glucose oder Fe(III)-Ionen vermindert werden kann. WO 95/04592 schlägt die Zugabe einer oberflächenaktiven amphoteren Verbindung zu einem Alkylpolyglycosid mit einer Alkylkette von mindestens 10 Kohlenstoffatomen zur Verhinderung der Kristallisation vor, während DE 40 33 928 den Einsatz eines teilweise veresterten Glycerids für den gleichen Zweck offenbart.
Selbst wenn die kristallisationshemmenden Additive, die in den vorstehend aufgeführten Patentveröffentlichungen beschrieben werden, die Kristallisation verringern, ist die Wirkung in vielen Fällen unzureichend, insbesondere bei einer langandauernden Lagerung. Daneben können die Additive die Eigenschaften der Glycoside in unzweckmäßiger Weise ändern. Zum Beispiel kann die Schaumbildung der Alkylglycoside beeinflußt werden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird daher angestrebt, daß die kristallisationshemmenden Additive, außer daß sie ein großes kristallisationshemmendes Vermögen aufweisen, auch in relativ geringen Mengen wirksam sein sollten und in diesen Mengen einen geringen Einfluß auf die Eigenschaften der Glycoside aufweisen.
Nach der vorliegenden Erfindung wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß
a) ein anionisches Derivat eines Glyosids der Formel
R(A)s(G)n (I)
worin R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 20 und vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, G ein Saccharidrest ist, A ein Oxyalkylen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder 3-Oxy-2-hydroxypropylen ist, n eine Zahl von 1 bis 10, vorzugsweise eine Zahl von 1 bis 4 ist und s eine Zahl von 0 bis 5 ist, oder
b) ein nicht-ionisches Alkylenoxidaddukt eines Glycosids der Formel I, worin das Alkylenoxid 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält,
eine ausgezeichnete kristallisationshemmende Wirkung bei einem wäßrigen Konzentrat eines Glycosids der Formel I aufweisen. Aufgrund der Tatsache, daß das kristallisationshemmende Additiv auf einem Glycosid der gleichen grundlegenden Struktur basiert, ist festgestellt worden, daß die Eigenschaftsänderungen des Glycosids, die durch das Additiv bewirkt werden, beträchtlich verringert werden können.
Die Gruppe G ist geeigneterweise ein Monosaccharidrest, wie z. B. eine Pentose oder Hexose. Spezielle Beispiele sind Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose, Xylose, Ribose und Lyxose. Aus wirtschaftlichen Gründen ist Glucose bevorzugt. Die Gruppe R kann eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe sein. Beispiele für geeignete aliphatische Gruppen R werden durch Umsetzung mit Kokosalkoholen, n-Hexylalkohol, n-Octanol, n-Decylalkohol, n-Dodecylalkohol, n-Tetradecylalkohol, n-Hexadecylalkohol, n-Octadecylalkohol, Undecylalkohol, Tridecylalkohol, Oxo- und Guerbet-Alkoholen wie 2-Ethylhexanol, 2-Propylheptanol, 2-Butyloctanol und Methylsubstituierten Alkoholen mit 2 bis 5 Gruppen der Formel -CH(CH&sub3;)- in der Kohlenstoffkette erhalten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gruppe R im Additiv und die hydrophobe Gruppe im oberflächenaktiven Glycosid gleich.
Bei den anionischen Derivaten handelt es sich vorzugsweise um Carboxylate, aber auch Sulfonate, Phosphate, Phosphonate und Sulfate können verwendet werden. Die Anzahl an anionischen Gruppen beträgt gewöhnlich 1 oder 2.
Das nicht-ionische kristallisationshemmende Alkylenoxidaddukt ist geeigneterweise ein Addukt, das durch Zugabe von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Alkylenoxy- Einheiten pro Mol Alkylglycosid erhalten wird. Durch Auswahl unterschiedlicher Alkylenoxide oder von Kombinationen davon kann die Schaumbildung ohne weiteres an ein Glycosid der Formel I angepaßt werden. Zum Beispiel ergeben Addukte mit Propylen- oder Butylenoxid oder einer Kombination von Ethylenoxid und einem höheren Alkylenoxid in Endstellung eine geringere Schaumbildung als ein Addukt nur mit Ethylenoxid. Die Additive können in Mengen von etwa 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des oberflächenaktiven Alkylglycosids, das gewöhnlich 10 bis 80% des Konzentrats ausmacht, zugegeben werden.
Bevorzugte anionische Derivate weisen die allgemeine Formel
auf, worin R, A, G, s und n wie oben sind, r die Zahl 0 oder 1 ist, wobei die Summe aller r mindestens 1, bevorzugt 1 bis 2, ist, Y eine Gruppe (OR&sub1;)p(X)m ist, worin R, eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, m eine Zahl von 1 bis 2 ist, X eine Carboxyl enthaltende Gruppe ist, p 0 oder 1 ist und m 1 ist, ml die Gesamtladung des Anions darstellt und M ein vorzugsweise einwertiges Kation, wie z. B. ein Natriumion, ist und z die Ladung des Kations darstellt. Verbindungen der Formel II können auf die in WO 88/01640 und DE 40 15 655 genannte Weise hergestellt werden.
Bevorzugte nicht-ionische Ethylenoxid-Addukte weisen die Formel
auf, worin R, A, G, s, n und r wie oben sind und Q die Gruppe (B)vH ist, worin B eine Alkylenoxygruppe ist und v eine Zahl von 1 bis 12, vorzugsweise 2 bis 6, ist.
Verbindungen der Formel III können in geeigneter Weise nach dem Stand der Technik durch Alkoxylieren einer Verbindung der Formel I hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Konzentrat enthaltend
a) 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 70 Gew.-%, eines Alkylglycosids der Formel I,
b) 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Alkylglycosid, des kristallisationshemmenden Additivs nach der Erfindung und
c) 4 bis 90 Gew.-% Wasser.
Wenn das kristallisationshemmende Additiv ein anionisches Derivat ist, enthält das Konzentrat geeigneterweise 0,1 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Alkylglycosid, während der Gehalt geeigneterweise 2 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Alkylglycosid, beträgt, wenn das kristallisationshemmende Additiv ein nicht-ionisches Alkylenoxidaddukt ist. Das Konzentrat kann auch Solubilisierungsmittel, z. B. Propylenglycol, zur Verbesserung der Löslichkeit, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, enthalten.
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.

BEISPIEL

Wäßrige Konzentrate, die mit 1 bis 6 bezeichnet und erfindungsgemäß formuliert wurden und die als Vergleichszusammensetzungen mit A bis D bezeichnet wurden, wurden durch Mischen der in Tabelle 1 aufgeführten Komponenten in Wasser hergestellt. TABELLE 1
Man ließ die Formulierungen nach 1 bis 6 und A bis D dann 2 bis 6 Monate bei 20ºC und 6ºC stehen und Kristallisationsbildungen wurden festgehalten. Die Formulierungen wurden auch bezüglich der Schaumbildung (Ross-Miles, nach 0 min und 5 min bei einer Konzentration von 0,05 Gew.-% bei 20ºC) und Oberflächenspannung bei einer Konzentration von 0,1 Gew.-% bei 20ºC untersucht. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten. TABELLE 2
Wie aus den Ergebnissen ersichtlich, wiesen die Formulierungen B bis D entweder einen beträchtlich erhöhten Grad an Schaumbildung (B und C) oder eine geringere Verminderung der Oberflächenspannung (D) auf. Die Formulierungen 1 bis 6 nach der Erfindung wiesen etwa den gleichen Schaumbildungsgrad und die gleiche Oberflächenspannung wie die Formulierung A auf, bei der keine kristallisationshemmende Verbindung zugegeben war.

Claims

1. Verwendung eines anionischen Derivats eines Glycosids der Formel

R(A)s(G)n (I)

worin R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 20, vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, G ein Saccharidrest ist, A ein Oxyalkylen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder 3-Oxy-2-hydroxypropylen ist, n eine Zahl von 1 bis 10, vorzugsweise eine Zahl von 1 bis 4 ist und s eine Zahl von 0 bis 5 ist, oder eines nicht-ionischen Alkylenoxidaddukts eines Glycosids der Formel I, worin das Alkylenoxid 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, zur Hemmung oder Vermeidung der Kristallisation in einem wäßrigen Konzentrat eines Glycosids der Formel I.

2. Verwendung wie in Anspruch 1 beansprucht, worin das anionische Derivat ein Carboxylat, Sulfonat, Phosphat, Phosphonat oder Sulfat ist und das nichtionische Alkylenoxidaddukt durch Zugabe von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Alkylenoxy-Einheiten pro Mol Alkylglycosid erhalten wird.

3. Verwendung wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 2 beansprucht, worin das anionische Derivat und/oder das nicht-ionische Alkylenoxidaddukt in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, verwendet wird.

4. Verwendung wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, worin das anionische Derivat die allgemeine Formel

hat, worin R, A, G, s und n wie vorstehend sind, r die Zahl 0 oder 1 ist, wobei die Summe aller r mindestens 1, vorzugsweise 1 bis 2, ist, Y eine Gruppe (OR&sub1;)p(X)m ist, worin R&sub1; eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, m eine Zahl von 1 bis 2 ist, X eine Carboxyl enthaltende Gruppe ist, p 0 oder 1 ist und m 1 ist, ml die Gesamtladung des Anions ist und M ein vorzugsweise einwertiges Kation ist und z die Ladung des Kations darstellt.

5. Verwendung wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylenoxidaddukt die Formel

aufweist, worin R, A, G, s, n und r wie oben sind und Q die Gruppe (B)vH ist, worin B eine Alkylenoxygruppe ist und v eine Zahl von 1 bis 12, vorzugsweise 2 bis 6, ist.

6. Verwendung wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, worin R in dem Glycosid und dem anionischen Derivat oder dem nicht-ionischen Alkylenoxidaddukt gleich ist.

7. Konzentrat eines Alkylglycosids, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält

a) 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 45 bis 70 Gew.-%, eines Alkylglycosids der Formel I nach Anspruch 1,

b) 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Alkylglycosid, eines kristallisationshemmenden Additivs wie in Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 6 beansprucht, und

c) 4 bis 90 Gew.-% Wasser.

8. Konzentrat wie in Anspruch 7 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das kristallisationshemmende Additiv aus dem anionischen Derivat besteht, das einen Gehalt von 0,1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Alkylglycosid, aufweist.

9. Konzentrat wie in Anspruch 7 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das kristallisationshemmende Derivat aus dem nicht-ionischen Alkylenoxidaddukt besteht, das einen Gehalt von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Alkylgylcosid, aufweist.

10. Verfahren zur Vermeidung oder Hemmung der Kristallisationsbildung in einem wäßrigen Konzentrat eines Alkylglycosids, dadurch gekennzeichnet, daß ein anionisches Derivat eines Glycosids der Formel

R(A)s(G)n (I)

worin R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 20, vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, G ein Saccharidrest ist, A ein Oxyalkylen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder 3-Oxy-2-hydroxypropylen ist, n eine Zahl von 1 bis 10, vorzugsweise eine Zahl von 1 bis 4 ist und s eine Zahl von 0 bis 5 ist, oder ein nicht-ionisches Alkylenoxidaddukt, worin das Alkylenoxid 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, eines Glycosids der Formel I zum Konzentrat in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Alkylglycosids, zugegeben wird.