DE69819003T2

DE69819003T2 - Verfahren zur herstellung von ether-verkappten poly(oxyalkyl)alkoholtensiden

Info

Publication number: DE69819003T2
Application number: DE69819003T
Authority: DE
Inventors: Robert Mark SIVIK
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-08-02
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-08-01
Also published as: EP0998517A1; CA2297831A1; BR9811816A; EP0998517B1; US6365785B1; WO1999006468A1; ES2205531T3; DE69819003D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geringschäumenden nichtionischen Tensiden und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von ether-verkappten poly(oxyalkylierten)Alkoholtensiden, die hervorragende Fleckenund Filmbildungsvorteile bei Anwendungen des Geschirrspülens und der Reinigung harter Oberflächen sowie eine Schaumunterdrückung in Detergenszusammensetzungen zeigen.
Hintergrund der Erfindung
Das Geschirrspülen und das Reinigen harter Oberflächen, insbesondere das maschinelle Geschirrspülen in Haushaltsgeräten, ist ein Fachgebiet, welches vom Waschen von Textilien sehr verschieden ist. Das Waschen von Textilien im Haushalt wird normalerweise in zu diesem Zweck gebauten Vorrichtungen mit einer Taumelbewegung durchgeführt. Diese unterscheiden sich sehr von Haushaltsgeschirrspülmaschinen mit einer Sprüheinwirkung. Die Sprüheinwirkung in den letzteren hat die Tendenz, Schaum hervorzurufen. Der Schaum kann die niedrigen Schwellen von Haushaltsgeschirrspülern leicht überschwemmen und die Sprüheinwirkung verlangsamen, was wiederum die Reinigungswirkung verringert. Folglich ist auf dem getrennten Gebiet des maschinellen Geschirrspülens im Haushalt die Verwendung von gewöhnlichen Schaum erzeugenden Wäschewaschmitteltensiden normalerweise begrenzt. Diese Aspekte sind nur eine kurze Erläuterung der außerordentlichen Formulierungsbeschränkungen auf den Gebieten des Geschirrspülens im Haushalt und der Reinigung harter Oberflächen.
Eine Lösung für dieses Schaumbildungsproblem ist der Einschluß eines Schaumunterdrückers, typischerweise eines Silicon-Schaumunterdrückers, gewesen. Jedoch ist diese Lösung, obwohl sie in einem bestimmten Umfang bei Wäschewaschmittelzusammensetzungen wirksam ist, bei Haushaltsgeschirrspülern unwirksam. Die hohen Scherkräfte in Verbindung mit Haushaltsgeschirrspülern zerstören die Silicon-Schaumunterdrücker, so daß irgendwelche Schaumunterdrücker, welche zu Beginn des Waschens vorhanden sind, vor dem Ende verlorengehen. Die Silicon-Schaumunterdrücker sind nicht stabil genug, um in der Umgebung eines Haushaltsgeschirrspülers zu überleben. Selbst bei Waschanwendungen gibt es trotz einer geringeren Scherung als in einem Haushaltsgeschirrspüler zum Ende des Waschgangs hin dennoch einen Rückgang der Schaumunterdrückung infolge eines Abbaus des Silicon-Schaumunterdrückers. Eine Alternative wäre die Erhöhung der Menge des vorhandenen Silicon-Schaumunterdrückers, jedoch ist dies eine unerwünschte Lösung infolge der Kosten der Silicon-Schaumunterdrücker und der Tatsache, daß sie die Tendenz haben, sich wieder auf hydrophoben Oberflächen, wie Kunststoff, abzulagern. So besteht heute weiterhin die Notwendigkeit für eine durchführbare und wirtschaftliche Alternative zu einem Silicon-Schaumunterdrücker, welche zur Verwendung in Haushaltsgeschirrspülern sowie in Wäschewaschmaschinen geeignet ist.
Infolge der obigen technischen Einschränkungen sowie der Verbraucherbedürfnisse und -anforderungen machen diese Zusammensetzungen ständige Veränderungen und Verbesserungen durch. Außerdem haben Umweltfaktoren wie die Begrenzung von Phosphat, die Erwünschtheit des Vorsehens von immer besseren Reinigungsergebnissen mit weniger Produkt und des Vorsehens von weniger thermischer Energie und von weniger Wasser, um den Waschvorgang zu unterstützen, alle die Erfordernis für verbesserte Zusammensetzungen vorangetrieben.
Jedoch haben viele Zusammensetzungen, welche bisher zum Reinigen von Geschirr und von harten Oberflächen vorgeschlagen wurden, ästhetische und technische Nachteile gezeigt, wobei nicht die geringsten hiervon unerwünschte Flecken und Filme auf den gereinigten Oberflächen sind. Diese unerwünschten Flecken und Filme können durch die erneute Ablagerung von Verschmutzungen und Reinigungsmitteln wie Tensiden, die eine geringe Löslichkeit in Wasser besitzen, hervorgerufen werden. Außerdem besteht weiterhin ein Bedarf an einer besseren Reinigung, insbesondere an einer Verringerung der Flecken und Filme und in einigen Fällen an der Entfernung von fettartigen Verschmutzungen. Dieser Bedarf wird durch die Verbrauchernachfrage nach einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Flecken- und Filmbildungsvorteile durch die Reinigungszusammensetzungen und bei schwer zu entfernenden fettartigen Verschmutzungen verstärkt.
Demgemäß besteht weiterhin ein Bedarf an geringschäumenden Tensiden, welche bessere Vorteile für die Flecken- und Filmbildungsreduktion übertragen können, während eine Fettschmutzentfernung sowie eine Schaumunterdrückung vorgesehen wird, welche stabil genug ist, um in der Waschumgebung fortzubestehen, in welche sie eingebracht wird.
Hintergrund des Fachgebiets
US-Patent 4,272,394, erteilt am 9. Juni 1981; US-Patent 5,294,365, erteilt am 15. März 1994; US-Patent Nr. 4,248,729, erteilt am 3. Februar 1981; US-Patent Nr. 4,284,532, erteilt am 18. August 1981; US-Patent Nr. 4,627,927, erteilt am 9. Dezember 1986; US-Patent Nr. 4,790,856, erteilt am 13. Dezember 1988; US-Patent Nr. 4,804,492, erteilt am 14. Februar 1989; US-Patent Nr. 4,770,815, erteilt am 13. September 1989; US-Patent Nr. 5,035,814, erteilt am 30. Juli 1991; US-Patent Nr. 5,047,165, erteilt am 10. September 1991; US-Patent Nr. 5,419,853, erteilt am 30. Mai 1995; US-Patent Nr. 5,294,365, erteilt am 15. März 1994; GB-Anmeldung Nr. 2,144,763, veröffentlicht am 13. März 1985; GB-Anmeldung Nr. 2,154,599, veröffentlicht am 9. September 1985; WO-Anmeldung Nr. 9,296,150, veröffentlicht am 16. April 1992; WO 94/22800, veröffentlicht am 13. Oktober 1994; WO 93/04153, veröffentlicht am 4. März 1993; WO 97/22651, veröffentlicht am 26. Juni 1997; EP-Anmeldung Nr. 342,177, veröffentlicht am 15. November 1989; und "Glyceryl Bisether Sulfates. 1: Improved Synthesis", Brian D. Condon, Journal of the American Chemical Society, Bd. 71, Nr. 7(Juli 1994).
WO-A-97/22651 offenbart nichtionische Tenside, geeignet zur Verwendung in Reinigungszusammensetzungen, und Träger, geeignet zur Verwendung in nichtwäßrigen und wasserarmen Reinigungszusammensetzungen, welche aus Glycidylethern hergestellt werden. Sie offenbart auch durch Säuren und Basen katalysierte Verfahren zur Herstellung der nichtionischen Tenside, welche eine große Auswahl an verschiedenen Alkyl- und Arylsowie Polyalkyleneinheiten ermöglichen.
DE-A-2,225,318 offenbart Polyetherderivate, welche zur Verwendung als Entschäumungsmittel bei der Papierherstellung geeignet sind. Die Polyetherderivate umfassen zwei C₁₂-C₂₄-Alkyl-Verkappungsgruppen und eine Polypropylenoxideinheit, umfassend 20 bis 45 Propylenoxideinheiten, und wahlweise eine oder zwei Polyethylenoxideinheiten, umfassend bis zu 15 Polyethylenokideinheiten.
Zusammenfassung der Erfindung
Dieser Bedarf wird durch die vorliegende Erfindung gedeckt, worin ein Verfahren zur Herstellung eines geringschäumenden nichtionischen Tensids bereitgestellt wird. Das geringschäumende nichtionische Tensid, entweder allein oder in Kombination mit anderen Tensiden, sieht eine verbesserte Flecken- und Filmbildungsleistung sowie eine verbesserte Reinigungsleistung bei fettartigen Verschmutzungen und eine Seifenschaumoder Schaumunterdrückung bei bestimmten Anwendungen vor. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, nimmt man an, daß die erfindungsgemäßen Alkoholtenside bessere Flecken- und Filmbildungsvorteile über eine verbesserte Bedeckungswirkung vorsehen. Was die verbesserte Reinigungsleistung bei fettartigen Verschmutzungen anbetrifft, werden derartige Vorteile gezeigt, wenn die erfindungsgemäßen Alkoholtenside in Verbindung mit einem nichtionischen Tensid mit einem hohen Trübungspunkt, wie hierin ausführlich offenbart, verwendet werden. Schließlich können die erfindungsgemäßen Alkoholtenside auch wirksam sein, um den Schaum oder die Schaumbildung im Zusammenhang mit Nahrungsmittelverschmutzungen oder von verschiedenen anderen Reinigungsmitteln zu verringern und die Verwendung von löslichen Tensiden, welche stark schäumend sind, wie Aminoxide, zu ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines ether-verkappten poly(oxyalkylierten) Alkoholtensids vorgesehen. Der Alkohol besitzt die Formel: R¹O[CH₂CH(R³)O]_xCH₂CH(OH)CH₂OR² worin R¹ und R² lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sind; R³ H ist; und x eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 6 bis etwa 15 ist. Das Verfahren umfaßt die Schritte:

(a) Vorsehen eines Glycidylethers der Formel:
worin R² wie oben definiert ist:
(b) Vorsehen eines ethoxylierten Alkohols der Formel:
worin R², R³ und x wie oben definiert sind; und
(c) Umsetzen des Glycidylethers mit dem ethoxylierten Alkohol zur Bildung des Tensids.

R¹ und R² bedeuten einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, und λ ist eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 6 bis 15.
Der Schritt des Umsetzens des Glycidylethers mit dem ethoxylierten Alkohol kann in Gegenwart eines Katalysators, wie eine Mineralsäure, eine Lewis-Säure oder Mischungen hiervon, durchgeführt werden. Vorzugsweise ist der Katalysator eine Lewis-Säure, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus TiCl₄, Ti(O¹Pr)₄, ZnCl₄, SnCl₄, AlCl₃, BF₃-OEt₂ und Mischungen hiervon, wobei SnCl₄ am meisten bevorzugt wird. Der Schritt des Umsetzens des Glycidylethers mit dem ethoxylierten Alkohol wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 50°C bis 95°C durchgeführt, wobei 60°C bis 80°C noch mehr bevorzugt werden.
Der Schritt des Vorsehens des Glycidylethers kann weiterhin den Schritt des Umsetzens eines linearen, aliphatischen oder aromatischen Alkohols der Formel R²OH und eines Epoxids der Formel:
worin R² wie oben definiert ist und X eine Abgangsgruppe ist, umfassen. Diese Umsetzung kann auch in Gegenwart eines Katalysators, wie oben definiert, durchgeführt werden. Der Katalysator wird typischerweise in Anteilen von 0,1 Mol-% bis 2,0 Mol-% verwendet. Die Umsetzung wird vorzugsweise in Abwesenheit eines Lösungsmittels bei Temperaturen von 40°C bis 90°C durchgeführt.
Wie bereits angemerkt, weisen die Tenside Vorteile auf, einschließlich bessere Vorteile für die Flecken- und Filmbildungsreduktion sowie eine ausgezeichnete Fett- schmutzentfernung, eine gute Geschirrpflege, eine Schaumunterdrückung und eine gute Gesamtreinigung.
Demgemäß ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines geringschäumenden nichtionischen Tensids mit besseren Vorteilen für die Flecken- und Filmbildungsreduktion sowie einer ausgezeichneten Fettschmutzentfernung, einer guten Geschirrpflege, einer Schaumunterdrückung und einer guten Gesamtreinigung. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines ether-verkappten poly(oxyalkylierten) Alkoholtensids. Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen deutlich.
Alle hierin verwendeten Anteile, Prozentsätze und Verhältnisse sind als Gewichtsprozent ausgedrückt, sofern nicht anders angegeben.
Besonders bevorzugte Tenside, wie oben beschrieben, schließen solche ein, die einen Trübungspunkt von weniger als 20°C besitzen. Diese Tenside mit einem niedrigen Trübungspunkt können dann in Verbindung mit einem Tensid mit einem hohen Trübungspunkt, wie nachstehend ausführlich beschrieben, für bessere Fettreinigungsvorteile verwendet werden.
Die in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tenside besitzen die Formel: R¹O[CH₂CH(R₃)O]_xCH₂CH(OH)CH₂OR² worin R¹, R² und R³ wie oben definiert sind, und x eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 6 bis 15 ist. Am meisten bevorzugt werden Tenside, worin R¹ und R² von 9 bis 15 reichen, und x von 6 bis 15 reicht.
Im Wesentlichen umfassen die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Alkoholtenside drei allgemeine Komponenten, und zwar einen linearen oder verzweigten Alkohol, ein Alkylenoxid und eine Alkylether-Endkappe. Die Alkyl-ether-Endkappe und der Alkohol dienen als ein hydrophober, öliöslicher Anteil des Moleküls, während die Alkylenoxidgruppe den hydrophilen, wasserlöslichen Anteil des Moleküls bildet.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist überraschend entdeckt worden, daß wesentliche Verbesserungen der Flecken- und Filmbildungseigenschaften und, wenn in Verbindung mit Tensiden mit einem hohen Trübungspunkt verwendet, der Entfernung von fettartigen Verschmutzungen im Verhältnis zu herkömmlichen Tensiden mit Hilfe der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellten etherverkappten Poly(oxyalkylen)-Alkoholtenside vorgesehen werden.
Es ist überraschend entdeckt worden, daß die ether-verkappten Poly(oxyalkylen)-Alkoholtenside zusätzlich zur Übertragung von besseren Reinigungsvorteilen auch eine gute Schaumkontrolle vorsehen. Diese Schaumkontrolle ist in Gegenwart von stark schäumenden Tensiden, wie Aminoxide, oder in Gegenwart von stark schäumenden Verschmutzungen, wie proteinartige oder Eiverschmutzungen, deutlich erkennbar.
Die ether-verkappten Poly(oxyalkylen)-Alkoholtenside können durch Umsetzen eines aliphatischen Alkohols mit einem Epoxid zur Bildung eines Ethers, welcher dann mit einer Base umgesetzt wird, um ein zweites Epoxid zu bilden, hergestellt werden. Das zweite Epoxid wird anschließend mit einem alkoxylierten Alkohol umgesetzt, um die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen zu bilden.
Das Verfahren umfaßt den ersten Schritt des Vorsehens eines Glycidylethers der Formel:
worin R² wie oben definiert ist. Verschiedene Glycidylether sind von einer Reihe von Bezugsquellen, einschließlich der Aldrich Chemical Company, erhältlich. Alternativ kann der Glycidylether durch die Umsetzung eines linearen oder verzweigten, aliphatischen oder aromatischen Alkohols der Formel R²OH, worin R² wie oben definiert ist, und eines Epoxids der Formel:
worin X eine geeignete Abgangsgruppe ist, gebildet werden. Obwohl eine Reihe von Abgangsgruppen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist X vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogeniden, einschließlich Chlorid, Bromid und Iodid, Tosylat, Mesylat und Brosylat, wobei Chlorid und Bromid noch mehr bevorzugt werden und Chlorid am meisten bevorzugt wird (z. B. Epichlorhydrin).
Der lineare oder verzweigte Alkohol und das Epoxid werden vorzugsweise in Verhältnissen im Bereich von etwa 0,5 Äquivalenten Alkohol zu 2,5 Äquivalenten Epoxid umgesetzt, wobei 0,95 Äquivalente Alkohol zu 1,05 Äquivalenten Epoxid unter sauren Bedingungen für Katalysezwecke typischer sind. Säuren, welche als Katalysatoren verwendet werden können, schließen Mineralsäuren, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, H₂SO₄ und HP₃O₃, sowie Lewis-Säuren, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, TiCl₄, Ti(O¹Pr)₄, ZnCl₄, SnCl₄, AlCl₃ und BF₃-OEt₂, ein. Bevorzugte Katalysatoren schließen die Lewis-Säuren ein, wobei SnCl₄ und BF₃-OEt₂ am meisten bevorzugt werden. Die Katalysatoren werden vorzugsweise in Mengen von etwa 0,1 Mol-% bis 2,0 Mol-% verwendet, wobei 0,2 Mol-% bis 1,0 Mol-% typischer sind.
Obwohl die Umsetzung in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels, wie Benzol, Toluol, Dichlormethan, Tetrahydrofuran, Diethylether, Methyl-tert-butylether oder dergleichen, durchgeführt werden kann, wird die Umsetzung vorzugsweise unverdünnt oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt. Schließlich wird die Umsetzung bei Temperaturen durchgeführt, welche vorzugsweise von 40°C bis 90°C, mehr bevorzugt 50°C bis 80°C, reichen.
Nach Beendigung der Umsetzung wird die Mischung mit einem basischen Material behandelt, um den Glycidylether zu bilden. Das basische Material ist vorzugsweise eine starke Base, wie ein Hydroxid. Bevorzugte Hydroaide schließen Alkalimetallhydroxide ein, wobei Natrium die übliche Wahl ist. Jedoch ist dem Fachmann bekannt, daß andere basische Materialien auch verwendet werden können. Das basische Material wird vorzugsweise in Anteilen von 0,5 Äquivalenten bis 2,5 Äquivalenten zugesetzt, wobei 0,95 Äquivalente bis 2,0 Äquivalente stärker bevorzugt werden.
Das Glycidyletherprodukt kann dann nach einer wahlweisen Filtration, Trocknung und Destillation gemäß den auf dein Fachgebiet gut bekannten Verfahren gewonnen werden. Jedoch ist die Isolierung/Reinigung des Produkts nicht erforderlich, insbesondere, wenn symmetrisch ethoxylierte Alkohole gebildet werden sollen.
Zur Bildung des Tensids wird ein ethoxylierter Alkohol der Formel:
worin R¹ und k wie oben definiert sind, in einer Menge von 0,80 bis 2,0 Äquivalenten mit einem Katalysator, wie oben beschrieben, kombiniert und auf eine Temperatur im Bereich von 50°C bis 95°C und mehr bevorzugt von 60°C bis 80°C erhitzt. Der Glycidylether wird dann zu der Mischung zugegeben und für 0,5 Stunden bis 30 Stunden, mehr bevorzugt 1 Stunde bis 24 Stunden, umgesetzt.
Das ether-verkappte poly(oayalkylierte)Alkoholtensidprodukt wird dann durch Mittel, welche auf dem Fachgebiet üblich sind, wie eine Filtration, gewonnen. Gegebenenfalls kann das Tensid vor der Verwendung durch Strippen, Destillation oder verschiedene andere Mittel weiter behandelt werden. Die durch das hierin offenbarte Verfahren hergestellten Tenside können damit verbundene Verunreinigungen enthalten, welche die Leistungsfähigkeit nicht ungünstig beeinflussen werden.
Ein repräsentativer Syntheseweg wird mit Hilfe des folgenden Diagramms und der Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Herstellung von C_12/13-Alkylglycidylether
Neodol^® 23 [ein C_12/13-Alkohol](100,00 g, 0,515 Mol, Shell Chemical Co.) und Zinn-(IV)-chlorid (0,58 g, 2,23 mmol, erhältlich von Aldrich) werden in einem 500 ml-Dreihalsrundkolben, ausgestattet mit einem Kondensator, Argoneinlaß, Zugabetrichter, Magnetrührer und internen Temperaturfühler, kombiniert. Die Mischung wird auf 60°C erhitzt. Epichlorhydrin (47,70 g, 0,515 Mol, erhältlich von Aldrich) wird so zugetropft, daß die Temperatur zwischen 60–65°C gehalten wird. Nach Rühren für eine weitere Stunde bei 60°C wird die Mischung auf Raumtemperatur gekühlt. Die Mischung wird mit einer 50%– igen Lösung von Natriumhydroxid (61,80 g. 0,773 Mol, 50%) unter mechanischem Rühren behandelt. Nachdem die Zugabe beendet ist, wird die Mischung für 1,5 h auf 90°C erhitzt, gekühlt und mit Hilfe von Ethanol filtriert. Das Filtrat wird abgetrennt, und die organische Phase wird mit Wasser (100 ml) gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und konzentriert. Die Destillation des Produktgemisches bei 100–120°C (0,1 mm Hg) ergibt den Glycidylether in Form eines Öls.
Beispiel 2
Herstellung von C_9/11-Alkylglycidylether
Neodol^® 91 [ein C_9/11-Alkohol] (100,00 g, 0,632 Mol, Shell Chemical Co.) und Zinn-(IV)-chlorid (0,82 g, 3,20 mmol, erhältlich von Aldrich) werden in einem 500 ml-Dreihalsrundkolben, ausgestattet mit einem Kondensator, Argoneinlaß, Zugabetrichter, mechanischen Rührer und internen Temperaturfühler, kombiniert. Die Mischung wird auf 65°C erhitzt. Epichlorhydrin (58,46 g, 0,632 Mol, erhältlich von Aldrich) wird so zugetropft, daß die Temperatur zwischen 60–65°C gehalten wird. Nach Rühren für eine weitere Stunde bei 60°C wird die Mischung auf Raumtemperatur gekühlt und mit einer 50%-igen Lösung von Natriumhydroxid (61,80 g, 0,773 Mol, 50%) behandelt. Nachdem die Zugabe beendet ist, wird die Mischung für 3,0 h auf 90°C erhitzt, gekühlt und mit Wasser behandelt, um alle weißen Feststoffe zu lösen. Die organische Phase wird über MgSO₄ getrocknet, filtriert und konzentriert. Die Destillation des Produktgemisches bei 100°C (0,1 mm Hg) ergibt den Glycidylether in Form eines Öls.
Beispiel 3
Herstellung von C_12/14-Alkylglycidylether
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei Neodol^® 23 durch einen C_12/14-Fettalkohol ersetzt wird.
Beispiel 4
Herstellung von C_14/15-Alkylglycidylether
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei Neodol^® 23 durch Neodol^® 45 (ein C_14/15-Alkohol) ersetzt wird.
Beispiel 5
Herstellung von C_14/15Alkylglycidylether
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei Neodol^® 23 durch Tergitol^® 15-S-15(C_11-15H_23-31O[CH₂CH₂]₁₅H) ersetzt wird.
Beispiel 6
Herstellung eines C_12/14-Alkyl-C_9/11Alkyl-ethoxylierten ether-verkappten Alkoholtensids
Neodol^® 91-8(C_9/11H_19-23O[CH₂CH₂]₉H) (16,60 g, 0,0325 Mol, Shell Chemical Co.) wird in einen 250 ml-Dreihalsrundkolben, ausgestattet mit einem Kondensator, Argoneinlaß, Zugabetrichter, Magnetrührer und internen Temperaturfühler, eingebracht. Die Inhalte des Kolbens werden unter vermindertem Druck nach dem Herstellen einer Argonatmosphäre bei 75°C für 15 Minuten getrocknet. Zinn-(IV)-chlorid (0.25 ml, 2,1 mmol, Aldrich) wird zu dem Kolben mit Hilfe einer Spritze zugegeben. Die Mischung wird auf 60°C erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein C_12/14-Alkylglycidylether (10,00 g, 0,039 Mol) über 15 min zugetropft, während eine Temperatur von 75–80°C aufrechterhalten wird. Nach Rühren für 18 h bei 60°C wird die Mischung für eine weitere Stunde bei 75°C gerührt, bis der Glycidylether verbraucht ist, wie mittels TLC bestimmt wird. Die Mischung wird auf Raumtemperatur gekühlt und mit 1 ml Wasser verdünnt. Die Lösung wird über eine 170 g-Säule von Silicagel (Aldrich 227196, Durchmesser 7 × 12) unter Elution mit 5% Methanol, Dichlormethan (40 ml) geleitet. Das Filtrat wird mittels Rotationsverdampfen konzentriert und dann in einem Kugelrohr-Ofen entfärbt (70°C, 0,1 mm Hg für 30 Minuten), wobei das Produkt in Form eines Öls erhalten wird.
Beispiel 7
Herstellung eines C_12/14-Alkyl-C_11/15-Alkyl-ethoxylierten ether-verkappten Alkoholtensids
Tergitol^® 15-5-15 (2820,0 g, 3,275 Mol, Union Carbide) wird in einem 12 1-Dreihalsrundkolben, ausgestattet mit einem Kondensator, Argoneinlaß, Zugabetrichter, mechanischen Rührer und internen Temperaturfühler, zum Schmelzen gebracht. Die Inhal- te des Kolbens wird bei 75°C für 30 Minuten unter verminderterm Druck getrocknet. Eine Argonatmosphäre wird hergestellt. Zinn-(IV)-chlorid (25 ml, 0,214 mmol, Aldrich) wird zu dem Kolben mit Hilfe einer Spritze zugegeben. Die Mischung wird auf 85°C erhitzt. Ein C_12/14-Alkylglycidylether (1679,48 g, 6,549 Mol) wird über 1 Stunde zugetropft, während die Reaktionstemperatur aufrechterhalten wird. Nach Rühren für weitere 15 Minuten bei 75°C wird die Reaktion durch die Zugabe von Wasser (75 ml) gestoppt. Die Reaktion wird mit 500 ml 5% Methanol, Dichlormethan verdünnt. Die Mischung wird auf Raumtemperatur gekühlt und dann in einem Kugelrohr-Ofen entfärbt (70°C, 0,1 mm Hg für 30 Minuten), wobei das Tensid in Form eines Öls erhalten wird.
Aus den oben erwähnten Tensiden kann eine Reinigungszusammensetzung und insbesondere eine Reinigungszusammensetzung für Geschirr oder für harte Oberflächen entwickelt werden. Die Zusammensetzungen können wahlweise ein oder mehrere andere Detergenszusatzmaterialien oder andere Materialien zur Unterstützung oder Verstärkung der Reinigungsleistung, zur Behandlung des zu reinigenden Substrats oder zur Modifikation der ästhetischen Eigenschaften der Detergenszusammensetzung (z. B. Parfüme, Färbemittel, Farbstoffe etc.) einschließen. Die Folgenden sind veranschaulichende Beispiele solcher Zusatzmaterialien.
Detergensbestandteile oder -zusätze, welche wahlweise in den vorliegenden Zusammensetzungen eingeschlossen sind, können ein oder mehrere Materialien zur Unterstützung oder Verstärkung der Reinigungsleistung, zur Behandlung des zu reinigenden Substrats oder zur Verbesserung der ästhetischen Eigenschaften der Zusammensetzungen einschließen. Zusätze, welche in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in ihren herkömmlichen, auf dem Fachgebiet etablierten Anwendungskonzentrationen auch eingeschlossen sein können (im allgemeinen umfassen die Zusatzmaterialien insgesamt 30 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 95 Gew.-%, der Zusammensetzungen), schließen andere Wirkstoffbestandteile wie Phosphat- und Nichtphosphat-Builder, Chelatoren, Enzyme, Dispergiermittelpolymere (z. B. von BASF Corp. oder Rohm & Haas), Farbschutzstoffe, Silberpflege-, Antianlauf- und/oder Antikorrosionsmittel, Silicate, Farbstoffe, Füllstoffe, Germizide, Alkalinitätsquellen, Hydrotrope, Antioxidantien, Enzymstabilisierungsmittel, Parfüme, Solubilisierungsmittel, Träger, Verarbeitungshilfsmittel, Pigmente und pH-Kontrollmittel ein.
Abhängig davon, ob ein größerer oder geringerer Kompaktheitsgrad erforderlich ist, können auch Füllstoffmaterialien in den vorliegenden Zusammensetzungen vorhanden sein. Diese schließen Sucrose, Sucroseester, Natriumsulfat, Kaliumsulfat etc. in Mengen von bis zu 70%, vorzugsweise 0 bis 40%, der Zusammensetzung ein. Der bevorzugte Füllstoff ist Natriumsulfat, insbesondere in guten Qualitäten mit sehr geringen Anteilen an Verunreinigungsspuren.
Das hierin verwendete Natriumsulfat besitzt vorzugsweise eine ausreichende Reinheit, um sicherzustellen, daß es mit dem Bleichmittel nicht reaktiv ist. Es kann auch mit geringen Anteilen an Sequestrationsmitteln, wie Phosphonate oder EDDS in der Magnesiumsalzform, behandelt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Präferenzen im Hinblick auf eine ausreichende Reinheit, um einen Abbau des Bleichmittels zu vermeiden, auch für Bestandteile der pH-Einstellungskomponente, insbesondere einschließlich irgendwelcher hierin verwendeter Silicate, gelten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können wahlweise einen Alkyl-phosphatester-Schaumunterdrücker, einen Silicon-Schaumunterdrücker oder Kombinationen hiervon enthalten. Die Anteile betragen im allgemeinen 0 bis 10%, vorzugsweise 0,001 bis 5%. Jedoch umfassen hierin bevorzugte Zusammensetzungen im allgemeinen keine Schaumunterdrücker; d. h., sie sind völlig frei davon oder umfassen Schaumunterdrücker nur in geringen Anteilen, z. B. weniger als 0,1% eines wirksamen schaumunterdrückenden Mittels.
Hydrotrope Materialien wie Natriumbenzolsulfonat, Natriumtoluolsulfonat, Natriumcumolsulfonat etc. können vorhanden sein, z. B. für eine bessere Dispergierung des Tensids.
Bleichstabile Parfüme (stabil hinsichtlich des Geruchs) und bleichstabile Farbstoffe, wie die in US-Patent 4,714,62, Roselle et al., erteilt am 22. Dezember 1987, offenbarten, können auch zu den vorliegenden Zusammensetzungen in geeigneten Mengen zugesetzt werden.
Da die Zusammensetzungen wasserempfindliche Bestandteile oder Bestandteile, welche miteinander reagieren können, wenn sie in einer wäßrigen Umgebung in Kontakt gebracht werden, ist es wünschenswert, den freien Wassergehalt minimal zu halten, z. B. 7% oder weniger, vorzugsweise 5% oder weniger, der Zusammensetzungen, und eine Verpackung vorzusehen, welche für Wasser und Kohlendioxid im wesentlichen undurchlässig ist. Beschichtungsmaßnahmen können verwendet werden, um die Bestandteile voreinander und vor Luft und Feuchtigkeit zu schützen. Kunststoffflaschen, einschließlich wiederbefüllbare oder wiederverwendbare Typen, sowie herkömmliche Sperrschichtkartons oder -schachteln sind andere nützliche Mittel zur Sicherstellung einer maximalen Lagerstabilität. Wie angemerkt, falls die Bestandteile nicht in hohem Grade kompatibel sind, kann es weiterhin wünschenswert sein, mindestens einen solchen Bestandteil mit einem geringschäumenden nichtionischen Tensid zum Schutz zu beschichten. Es gibt zahlreiche wachsartige Materialien, welche ohne weiteres verwendet werden können, um geeignet beschichtete Teilchen von irgendwelchen sonst unverträglichen Komponenten zu bilden. Jedoch bevorzugt der Formulierende solche Materialien, welche keine deutliche Tendenz haben, sich auf Geschirr, einschließlich solchem aus Kunststoff, abzulagern oder darauf Filme zu bilden.
Die folgenden nichtbegrenzenden Beispiele veranschaulichen weiterhin die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Beispiel 8
Eine Detergenszusammensetzung zum maschinellen Geschirrspülen wird wie folgt hergestellt:
Die ADD's der obigen Geschirrspülmittelzusammensetzungsbeispiele können verwendet werden, um mit Lippenstift befleckte(n) Kunststoff und Keramik, mit Tee befleckte Tassen, mit Stärke und Spaghettisoße verschmutztes Geschirr, mit Milch verschmutzte Gläser, mit Stärke, Käse, Ei oder Babynahrung verschmutzte Teller und mit Tomaten befleckte Kunststoffspachtel zu waschen, indem das verschmutzte Geschirr in eine Haushaltsgeschirrspülmaschine eingebracht und unter Verwendung von entweder einer kalten Füllung, Maximum 60°C, oder einheitlichen Waschgängen von 45–50°C bei einer Produktkonzentration der beispielhaften Zusammensetzungen von 1.000 bis 10.000 ppm mit ausgezeichneten Ergebnissen gewaschen wird.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen weitere Phosphat-zusammengesetzte ADD-Zusammensetzungen, enthaltend ein Bleichmittel/Enzym-Teilchen, aber sollen keine Begrenzung hiervon sein. Alle angegebenen Prozentsätze sind auf das Gewicht der fertigen Zusammensetzungen bezogen, ausgenommen die Perborat(monohydrat)-Komponente, welche als AvO aufgeführt ist.
Beispiele 9–10
In den Zusammensetzungen der Beispiele 9 bzw. 10 werden der Katalysator und die Enzyme in die Zusammensetzungen als 200–2.400 μm-Kompositteilchen eingebracht, welche durch Sprühbeschichten, Wirbelbettgranulierung, Marumarisierung, Sprühkristallisation oder Flockungs/Mahlverfahren hergestellt werden. Gegebenenfalls können die Protease- und Amylaseenzyme aus Stabilitätsgründen getrennt zu ihren jeweiligen Katalysator/Enzym-Kompositteilchen geformt werden, und diese separaten Kompositteilchen werden zu den Zusammensetzungen zugegeben.
Beispiele 11 und 12
Granuläre Geschirrspülmittel sind wie folgt:
Beispiel 13
Flüssige Leichtgeschirrspülmittelformeln werden wie folgt hergestellt:
Beispiel 14
Eine Detergenstablette zum maschinellen Geschirrspülen wird aus der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Die ADD's der obigen Geschirrspülmittelzusammensetzungsbeispiele können verwendet werden, um mit Lippenstift befleckte(n) Kunststoff und Keramik, mit Tee befleckte Tassen, mit Stärke und Spaghettisoße verschmutztes Geschirr, mit Milch verschmutzte Gläser, mit Stärke, Käse, Ei oder Babynahrung verschmutzte Teller und mit Tomaten befleckte Kunststoffspachtel zu waschen, indem das verschmutzte Geschirr in eine Haushaltsgeschirrspülmaschine eingebracht und unter Verwendung von entweder einer kalten Füllung, Maximum 60°C, oder einheitlichen Waschgängen von 45–50°C bei einer Produktkonzentration der beispielhaften Zusammensetzungen von 1.000 bis 10.000 ppm mit ausgezeichneten Ergebnissen gewaschen wird.
Beispiel 15
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zum Reinigen von harten Oberflächen wird nachstehend veranschaulicht:
Beispiel 16
Erfindungsgemäße flüssige, gelartige Detergenszusammensetzungen zum maschinellen Geschirrspülen werden wie folgt hergestellt:

Claims

Verfahren zur Herstellung eines ether-verkappten poly(oxyalkylierten)Alkohols der Formel: R¹O[CH₂CH(R³)O)_xCH₂CH(OH)CH₂OR² worin R¹ und R² lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen sind; R³ H ist; x eine ganze Zahl mit einem Durchnittswert von 6 bis 15 ist, umfassend die Schritte: (a) Vorsehen eines Glycidylethers der Formel:
worin R² wie oben definiert ist; (b) Vorsehen eines ethoxylierten Alkohols der Formel:
worin R¹, R³ und x wie oben definiert sind; (c) Umsetzen des Glycidylethers mit dem ethoxylierten Alkohol zur Bildung des Tensids.
Verfahren in Anspruch 1, wobei der Schritt des Vorsehens des Glycidylethers weiterhin den Schritt des Umsetzens eines linearen oder verzweigten, aliphatischen oder aromatischen Alkohols der Formel R²OH und eines Epoxids der Formel:
umfasst, worin R² wie oben definiert ist und X eine Abgangsgruppe ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Umsetzens eines linearen Alkohols mit einem Epoxid in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Umsetzens von Glycidylether mit ethoxyliertem Alkohol in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Katalysator aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Mineralsäuren, Lewis-Säuren und Mischungen hiervon.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Katalysator eine Lewis-Säure ist, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus TiCl₄, Ti(O¹Pr)₄, ZnCl₄, SnCl₄, AlCl₃, BF3-OEt₂ und Mischungen hiervon.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Katalysator SnCl₄ ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schritt des Umsetzens des Glycidylethers mit ethoxyliertem Alkohol bei einer Temperatur von 50°C bis 95°C durchgeführt wird.