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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-109839(P2021-109839A)
(43)【公開日】2021年8月2日
(54)【発明の名称】ジェミニ型化合物
(51)【国際特許分類】
   C07C 291/04 20060101AFI20210705BHJP
   C11D 1/75 20060101ALI20210705BHJP
   B01F 17/16 20060101ALI20210705BHJP
【FI】
   C07C291/04CSP
   C11D1/75
   B01F17/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2020-1463(P2020-1463)
(22)【出願日】2020年1月8日
(71)【出願人】
【識別番号】000190736
【氏名又は名称】株式会社ニイタカ
(71)【出願人】
【識別番号】503420833
【氏名又は名称】学校法人常翔学園
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹本 雄紀
(72)【発明者】
【氏名】辻 尚志
(72)【発明者】
【氏名】益山 新樹
【テーマコード(参考)】
4D077
4H003
4H006
【Fターム(参考)】
4D077AB10
4D077CA12
4D077CA13
4D077DC44Z
4H003AA01
4H003AC14
4H003DB02
4H003FA04
4H006AA01
4H006AB70
4H006AC59
4H006BB14
4H006BE32
(57)【要約】
【課題】 低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能をより充分に発揮できる化合物を提供すること。
【解決手段】 下記一般式(1)で表されることを特徴とするジェミニ型化合物。
[化1]

式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数8〜16のアルキル基を表す。Meは、メチル基を表す。Xは、−(CH−又は−(CO)−を表し、mは、2〜4の整数であり、nは、1〜4の整数である。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表されることを特徴とするジェミニ型化合物。
【化1】
式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数8〜16のアルキル基を表す。Meは、メチル基を表す。Xは、−(CH−又は−(CO)−を表し、mは、2〜4の整数であり、nは、1〜4の整数である。
【請求項2】
請求項1に記載のジェミニ型化合物を含む界面活性剤。
【請求項3】
請求項2に記載の界面活性剤を含む洗浄剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ジェミニ型化合物に関する。
【背景技術】
【0002】
ジェミニ型化合物は、疎水基と親水基を有する構造単位が、スペーサー構造を介して二単位結合した特徴的な構造を有する。
ジェミニ型化合物は、親水基間の電気的反発の影響を抑えて低濃度で集合体を形成できる。このようなジェミニ型化合物は、例えば界面活性が高く、低濃度で有用な界面活性剤を提供する手段として期待され、経済性や環境負荷低減の観点から広く検討されている。
【0003】
従来のジェミニ型化合物は、親水基間の電気的反発の影響を抑えることが目的であるために、カチオン型、アニオン型が主に設計・検討されてきた。例えば、ジェミニ型界面活性剤の総説である非特許文献1には、ジスルホン型、ジカルボン酸型等のアニオン型のジェミニ型界面活性剤、ジアンモニウム型等のカチオン型のジェミニ型界面活性剤等が開示されている。
【0004】
またアニオン型・カチオン型に分類されないジェミニ型アミンオキシド界面活性剤の例も開示されている(特許文献1、非特許文献2〜4)。
更に、アミンオキシド化したアミノ基を含む高分子界面活性剤が開示されている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表2019−524843号公報
【特許文献2】特公昭59−19729号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Journal of Surfactants and Detergents 1998, 1, 547-554
【非特許文献2】Journal of Surfactants and Detergents 2016, 19, 673-680
【非特許文献3】Langmuir 2007, 23, 10525-10532
【非特許文献4】Langmuir 2010, 26, 6177-6183
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述したように、非特許文献1には、アニオン型のジェミニ型界面活性剤、カチオン型のジェミニ型界面活性剤等が開示されているが、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能をより充分に発揮できる化合物が望まれていた。
なお、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能を充分に発揮できる化合物のバリエーションを増やすことは、洗浄剤分野等の各種分野で当該化合物を用いる際の選択肢を増やすことができ、大きな技術的意義がある。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するためにされたものであり、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能をより充分に発揮できる化合物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能をより充分に発揮できる化合物を提供するために種々検討し、アミンオキシドに着目した。従来のアミンオキシドは、洗浄成分や泡のブースターとして有用であるが、臨界ミセル濃度(CMC:critical micelle concentration)が高く、また、特に長鎖を有するものは、水に溶けにくい。本発明者は、アミンオキシドを、スペーサー構造を介して二単位結合したかたちの特定のジェミニ型化合物とすると、低濃度で集合体を形成でき、CMCを充分に下げることができ、洗浄力等の性能をより充分に発揮できる作用効果を発揮し、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
すなわち、本発明のジェミニ型化合物は、下記一般式(1)で表される。
【化1】
式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数8〜16のアルキル基を表す。Meは、メチル基を表す。Xは、−(CH−又は−(CO)−を表し、mは、2〜4の整数であり、nは、1〜4の整数である。
【0011】
本発明のジェミニ型化合物は、上述したように、従来のアミンオキシドと比較して、CMCを充分に下げることができる。アミンオキシドは、両性とも言われるが、ノニオン性のようなものでもあり、少なくともアニオン性やカチオン性のように親水基間の電気的反発が大きいものではないので、アミンオキシドをジェミニ型としてCMCを充分に下げることができたことは、意外な効果である。
【0012】
本発明はまた、本発明のジェミニ型化合物を含む界面活性剤でもある。
【0013】
本発明は更に、本発明の界面活性剤を含む洗浄剤組成物でもある。
【発明の効果】
【0014】
本発明のジェミニ型化合物は、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能に優れる。使用する化合物量を少量に抑えた場合は経済性に優れ、環境負荷を低減できることになる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(本発明のジェミニ型化合物)
本発明のジェミニ型化合物は、下記一般式(1)で表される。
【化2】
式中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数8〜16のアルキル基を表す。Meは、メチル基を表す。Xは、−(CH−又は−(CO)−を表し、mは、2〜4の整数であり、nは、1〜4の整数である。
【0016】
上記一般式(1)において、R及びRは、同一又は異なって、炭素数8〜16のアルキル基を表す。中でも、R及びRは、同一であることが調製し易さの点から好ましい。
【0017】
上記R及びRにおける炭素数8〜16のアルキル基は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、例えば、n−オクチル基、s−オクチル基、t−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルへキシル基、3−エチルへキシル基、n−ノニル基、s−ノニル基、t−ノニル基、イソノニル基、n−デシル基、s−デシル基、t−デシル基、イソデシル基、n−ウンデシル基、s−ウンデシル基、t−ウンデシル基、イソウンデシル基、n−ドデシル基、s−ドデシル基、t−ドデシル基、イソドデシル基、n−トリデシル基、s−トリデシル基、t−トリデシル基、イソトリデシル基、n−テトラデシル基、s−テトラデシル基、t−テトラデシル基、イソテトラデシル基、n−ペンタデシル基、s−ペンタデシル基、t−ペンタデシル基、イソペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、s−ヘキサデシル基、t−ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基等が挙げられる。
上記R及びRにおける炭素数8〜16のアルキル基の炭素数は、CMCをより低いものとして本発明の効果を顕著なものとする観点からは、8〜16であることが好ましく、8〜14であることがより好ましく、8〜12であることが更に好ましい。
【0018】
上記一般式(1)におけるmは、2〜4の整数であるが、2又は3であることが好ましく、2であることがより好ましい。
上記一般式(1)におけるnは、1〜4の整数であるが、1〜3の整数であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。本明細書中、上記一般式(1)におけるnをオキシエチレン基の付加モル数ともいう。
【0019】
以下、本発明のジェミニ型化合物の好ましい製造方法について説明する。
【0020】
<本発明のジェミニ型化合物の製造方法(1)>
まず、出発物質として、下記一般式(2)で表される化合物を、下記一般式(3)で表されるアルキル化剤と反応させて、下記一般式(4)で表される化合物を得る。
【化3】
(一般式(2)中、Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【化4】
(一般式(3)中、Rは、一般式(1)におけるR、Rに対応し、炭素数8〜16のアルキル基を表す。Aは、脱離基を表す。脱離基の例は、ハロゲン原子、アルキルスルホニルオキシ基、及びアリールスルホニルオキシ基が挙げられる。)
【化5】
(一般式(4)中、Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。R、Rは、それぞれ、一般式(1)におけるR、Rと同じものである。)
【0021】
上記反応は、アルカリ剤の存在下、40〜80℃の温度条件下で好適に行うことができ、例えば、有機溶剤の還流下行うことができる。
一般式(3)で表されるアルキル化剤は、一般式(2)で表される化合物100モル%に対して、160〜300モル%用いることが好ましい。
【0022】
次いで、一般式(4)で表される化合物を酸化し、目的である一般式(1)で表される本発明のジェミニ型化合物を得る。
【化6】
【0023】
上記酸化には、過酸化水素、過酢酸等の酸化剤を使用できる。
上記酸化は、20〜80℃の温度条件下で好適に行うことができ、炭素数3以下の低級アルコール等の有機溶剤を使用できる。
酸化剤は、一般式(4)で表される化合物100モル%に対して、200〜1000モル%用いることが好ましい。
【0024】
上述した本発明のジェミニ型化合物の製造方法(1)の一例は、以下の通りである。なお、これらの各工程は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれでも行うことができる。各工程で得られる化合物は、一般的な方法を用いて適宜精製することができる。
【化7】
【0025】
<本発明のジェミニ型化合物の製造方法(2)>
出発物質として、下記一般式(5)で表される酸ハロゲン化物と、下記一般式(6)で表されるジアミノ化合物を反応させて、下記一般式(7)で表されるアミド化合物を得る。
【化8】
(一般式(5)中、Rは、一般式(1)におけるR、Rからエチレン基(−CH−)を1つ除いた基に対応し、炭素数7〜15のアルキル基を表す。Aは、ハロゲン原子を表す。)
【化9】
(一般式(6)中、Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【化10】
(一般式(7)中、Rは、一般式(5)におけるRと同じものである。Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【0026】
上記反応は、アルカリ剤の存在下、例えば、水相/有機相の2相系で行うことが好ましい。有機相を構成する有機溶媒としては、水とともに2相系を形成できる限り特に限定されないが、例えばジエチルエーテル等を使用できる。なお、上記反応は、0〜50℃の反応温度で行うことが好ましい。反応時間は、例えば、12〜48時間とすることができる。
一般式(5)で表される酸ハロゲン化物は、一般式(6)で表されるジアミノ化合物100モル%に対して、160〜300モル%用いることが好ましい。
【0027】
次いで、一般式(7)で表されるアミド化合物を還元し、下記一般式(8)で表される化合物を得る。
【化11】
(一般式(8)中、Rは、一般式(5)におけるRと同じものである。Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【0028】
上記還元には、水素化アルミニウムリチウム等の還元剤を使用できる。
上記還元は、40〜80℃の温度条件下で好適に行うことができ、例えば、有機溶剤の還流下行うことができる。反応時間は、例えば、8〜40時間とすることができる。
上記還元剤は、一般式(7)で表されるアミド化合物100モル%に対して、200〜800モル%用いることが好ましい。
【0029】
次いで、一般式(8)で表される化合物をエシュバイラー・クラーク反応によりメチル化(還元的N−メチル化)し、下記一般式(9)で表される化合物を得る。
【化12】
(一般式(9)中、Rは、一般式(5)におけるRと同じものである。Meは、メチル基を表す。Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【0030】
上記メチル化では、過剰のホルムアルデヒドと過剰のギ酸を使用できる。
上記メチル化は、100℃以下の温度条件下で行うことができるが、ギ酸と一般式(8)で表される化合物とが激しく反応することから、氷冷下で行ったり、沸騰石を加えて行ったりすることが好ましい。反応時間は、例えば、8〜40時間とすることができる。上記メチル化では、必要に応じて有機溶剤を使用できる。有機溶剤を使用する場合、有機溶剤としては、例えば、イソプロパノール等の、炭素数3以下の低級アルコール等が挙げられる。
ホルムアルデヒドは、一般式(8)で表される化合物100モル%に対して、150〜2000モル%用いることが好ましく、200〜1000モル%用いることがより好ましい。
ギ酸は、一般式(8)で表される化合物100モル%に対して、150〜2000モル%用いることが好ましく、200〜1000モル%用いることがより好ましい。
【0031】
最後に、一般式(9)で表される化合物を酸化し、下記一般式(10)で表される本発明のジェミニ型化合物が得られる。なお、下記一般式(10)で表される本発明のジェミニ型化合物は、上記一般式(1)で表される本発明のジェミニ型化合物と同じものである。
【化13】
(一般式(10)中、Rは、一般式(5)におけるRと同じものである。Meは、メチル基を表す。Xは、一般式(1)におけるXと同じものである。)
【0032】
上記酸化には、過酸化水素等の酸化剤を使用できる。
上記酸化は、10〜60℃の温度条件下で好適に行うことができ、反応時間は、例えば、5〜30時間とすることができる。炭素数3以下の低級アルコール等の有機溶剤を使用できる。
酸化剤は、一般式(9)で表される化合物100モル%に対して、200〜1000モル%用いることが好ましい。
【0033】
上述した本発明のジェミニ型化合物の製造方法(2)の一例は、以下の通りである。なお、これらの各工程は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれでも行うことができる。各工程で得られる化合物は、一般的な方法を用いて適宜精製することができる。
【化14】
【0034】
(本発明の界面活性剤)
本発明はまた、本発明のジェミニ型化合物を含む界面活性剤でもある。
本発明の界面活性剤は、本発明のジェミニ型化合物そのものであってもよく、上述した一般式(1)におけるR、R、及び、Xが異なる、複数の本発明のジェミニ型化合物の混合物であってもよい。
また本発明の界面活性剤は、本発明のジェミニ型化合物又はその混合物を含む限り、本発明のジェミニ型化合物以外の界面活性剤(その他の界面活性剤)や、その他の成分、水、溶剤等を適宜含んでいてもよい。
【0035】
なお、本発明の界面活性剤が、上述した一般式(1)におけるXが−(CO)−を表し、オキシエチレン基の付加モル数nの数が異なる、複数の本発明のジェミニ型化合物の混合物である場合、本発明のジェミニ型化合物それぞれに含まれるオキシエチレン基の付加モル数nは整数値であるが、オキシエチレン基の付加モル数を測定した場合の測定値は、ジェミニ型化合物の分子のそれぞれに含まれるオキシエチレン基の付加モル数の平均値(平均付加モル数)として測定される。
本発明の界面活性剤に含まれるジェミニ型化合物のオキシエチレン基の平均付加モル数を測定して、測定値が1〜4の間に入っていることを確認できれば、本発明の界面活性剤に、オキシエチレン基の付加モル数nが1〜4の範囲内のジェミニ型化合物が含まれていると判断できる。
【0036】
本発明は更に、本発明の界面活性剤を含む洗浄剤組成物でもある。
【0037】
本発明の洗浄剤組成物は、本発明の界面活性剤(本発明のジェミニ型化合物)を含む。
洗浄剤組成物中における本発明のジェミニ型化合物の濃度は、特に限定されるものではないが、10〜100000ppmであることが好ましく、15〜10000ppmであることがより好ましく、20〜5000ppmであることが更に好ましく、30〜2000ppmであることが特に好ましい。
洗浄剤組成物中における本発明のジェミニ型化合物の濃度はまた、例えば0.001〜200mMであることが好ましく、0.01〜20mMであることがより好ましく、0.05〜10mMであることが更に好ましく、0.1〜4mMであることが特に好ましい。
本発明のジェミニ型化合物は、濃度が低くても、洗浄剤組成物中で充分な洗浄力を発揮できる。
本発明のジェミニ型化合物が複数種類用いられている場合、ジェミニ型化合物の濃度は各ジェミニ型化合物の濃度の合計値として定められる。
【0038】
本発明の洗浄剤組成物には、本発明のジェミニ型化合物の他、例えば、塩素剤を配合することができる。
上記塩素剤としては、例えば、塩素化イソシアヌール酸塩(塩素化イソシアヌール酸ナトリウム、塩素化イソシアヌール酸カリウム等)、トリクロロイソシアヌール酸、次亜塩素酸塩(次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム等)等が挙げられ、これらの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の洗浄剤組成物に塩素剤を配合する場合、塩素剤の濃度は、特に限定されるものではないが、洗浄剤組成物100質量%中、純分で0.1〜30質量%であることが望ましく、4.0〜20質量%であることがより望ましい。
塩素剤が複数種類用いられている場合、塩素剤の濃度は各塩素剤の濃度の合計値として定められる。
【0039】
本発明の洗浄剤組成物をアルカリ性の洗浄剤組成物とする場合は、アルカリ剤を含有することができる。
上記アルカリ剤としては、例えばアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩を用いることができ、中でもアルカリ金属塩が好ましい。その種類は特に限定されるものではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、オルソケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、これらの水和物等が好適なものとして挙げられ、これらの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、オルソケイ酸ナトリウム、オルソケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム及びこれらの水和物からなる群から選択された少なくとも1種が望ましい。これらのアルカリ剤を使用するとpHを12以上に高くしやすくなるためである。
本発明の洗浄剤組成物がアルカリ剤を含有する場合、洗浄剤組成物中におけるアルカリ剤の濃度は、特に限定されるものではないが、2〜90質量%であることが望ましく、5〜80質量%であることがより望ましく、12〜80質量%であることがさらに望ましい。
アルカリ剤が複数種類用いられている場合、アルカリ剤の濃度は各アルカリ剤の濃度の合計値として定められる。
【0040】
本発明の洗浄剤組成物は、例えば、pHが12以上であってもよい。
pHが12以上の洗浄剤組成物は、アルカリ性洗浄剤として油汚れ等の除去に特に効果的である。本発明の洗浄剤組成物に含まれる本発明のジェミニ型化合物は、このような高いpHの下においても安定であるため、油汚れ等に対する洗浄効果が非常に高いアルカリ性の洗浄剤組成物とすることができる。また、本発明の洗浄剤組成物が塩素剤を含む場合、ジェミニ型化合物と塩素剤が高いpHの下で共に安定に存在するため、ジェミニ型化合物による油汚れ等に対する洗浄効果と塩素剤による漂白、殺菌効果をともに発揮させることができる。
pHの測定は、市販のpHメーター等を用いて行えばよいが、例えば、株式会社堀場製作所製、D−21型を用いて測定することができる。
【0041】
本発明の洗浄剤組成物は、必要に応じて高分子分散剤、キレート剤、溶媒/工程剤、可溶化剤等の、洗浄剤組成物に配合される他の成分を含有してもよい。また、ジェミニ型化合物以外の界面活性剤成分(その他の界面活性剤成分)を含有していてもよい。
【0042】
上記高分子分散剤としては、ポリアクリル酸、ポリアコニット酸、ポリイタコン酸、ポリシトラコン酸、ポリフマル酸、ポリマレイン酸、ポリメタコン酸、ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸、ポリビニルホスホン酸、スルホン化ポリマレイン酸、オレフィン−マレイン酸共重合体、無水マレイン酸ジイソブチレン共重合体、無水マレイン酸スチレン共重合体、無水マレイン酸メチルビニルエーテル共重合体、無水マレイン酸エチレン共重合体、無水マレイン酸エチレンクロスリンク共重合体、無水マレイン酸酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸アクリロニトリル共重合体、無水マレイン酸アクリル酸エステル共重合体、無水マレイン酸ブタジエン共重合体、無水マレイン酸イソプレン共重合体、無水マレイン酸と一酸化炭素から誘導されるポリ−β−ケトカルボン酸、イタコン酸、エチレン共重合体、イタコン酸アコニット酸共重合体、イタコン酸マレイン酸共重合体、イタコン酸アクリル酸共重合体、マロン酸メチレン共重合体、イタコン酸フマール酸共重合体、エチレングリコールエチレンテレフタレート共重合体、ビニルピロリドン酢酸ビニル共重合体、これらの金属塩等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。中でも、コスト面、経済性の点から、ポリアクリル酸ナトリウム(平均分子量Mw=3,000〜30,000)、ポリマレイン酸−アクリル酸ナトリウム、オレフィン−マレイン酸ナトリウム共重合体等が好適に用いられる。
【0043】
本発明の洗浄剤組成物が高分子分散剤洗浄剤を含む場合、洗浄剤組成物の固形分中における高分子分散剤の濃度は、特に限定されるものではないが、0.1〜30質量%であることが好ましく、0.2〜15質量%であることがより好ましく、0.5〜10質量%であることが更に好ましい。
【0044】
上記キレート剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸(HEDTA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、エチレンジアミンコハク酸(EDDS)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HIDA)、グルタミン酸二酢酸(GLDA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、アスパラギン酸二酢酸(ASDA)、トリポリリン酸、ポリアクリル酸及びこれらの塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、ポリアスパラギン酸系化合物、イミノジコハク酸系化合物、並びに、イミノジ酢酸系化合物が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。
【0045】
本発明の洗浄剤組成物が高分子分散剤洗浄剤を含む場合、洗浄剤組成物の固形分中におけるキレート剤の濃度は、特に限定されるものではないが、0.1〜80質量%であることが望ましく、1〜70質量%であることがより望ましく、15〜50質量%であることがさらに望ましい。
【0046】
上記溶媒としては、水や一般的に用いられる有機溶媒が挙げられ、水が好ましい。
本発明の洗浄剤組成物が溶媒を含む場合、溶媒の含有量は、本発明の洗浄剤組成物中、30〜95質量%であることが好ましく、40〜92質量%であることがより好ましく、50〜90質量%であることが更に好ましい。なお、添加剤中に含まれる溶媒も、溶媒の含有量に含める。
上記溶媒を複数種類含むときの溶媒の含有量は、その合計量として定める。
【0047】
上記工程剤は、剤形が固体の場合の増量剤であり、pHが中性であるものが望ましく、硫酸ナトリウム、粉末シリカ等が挙げられる。
本発明の洗浄剤組成物が工程剤を含む場合、工程剤の含有量は、本発明の洗浄剤組成物の固形分中、20〜95質量%であることが好ましく、25〜90質量%であることがより好ましく、30〜85質量%であることが更に好ましい。
上記工程剤を複数種類含むときの工程剤の含有量は、その合計量として定める。
【0048】
上記可溶化剤としては、キシレンスルホン酸、クメンスルホン酸、カプリル酸、オクチル酸及びこれらの塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩等が挙げられる。
本発明の洗浄剤組成物が可溶化剤を含む場合、可溶化剤の含有量は、本発明の洗浄剤組成物の固形分中、1〜30質量%であることが好ましく、2〜20質量%であることがより好ましく、3〜15質量%であることが更に好ましい。
上記可溶化剤を複数種類含むときの可溶化剤の含有量は、その合計量として定める。
【0049】
上記その他の界面活性剤は、その種類は特に限定されないが、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、本発明のジェミニ型化合物以外の非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩(AES)、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホメチルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)、アルキルコハク酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムメトサルフェート、ジオクチルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ベンゼトニウムクロライド等の第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、ポリオキシエチレンメチルエーテル脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、アルキルアミンオキシド(本発明のジェミニ型化合物を除く)等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アルキルアミノベタイン、アルキルアミドベタイン、アルキルアミノスルホベタイン等が挙げられる。
界面活性剤が塩の場合、塩としては特に限定されないが、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩等が好適なものとして挙げられる。
これらの各種界面活性剤は2種以上組み合わせて使用してもよい。
【0050】
本発明の洗浄剤組成物が上記その他の界面活性剤を含む場合、上記その他の界面活性剤の含有量は好ましくは0.1〜10質量%であり、より好ましくは0.2〜3質量%である。
上記その他の界面活性剤を複数種類含むときの界面活性剤の含有量は、その合計量として定める。
【0051】
本発明の洗浄剤組成物の剤形は、液体、固体(錠剤、粉末等)のいずれでもよく、液体に限定されるものではない。
本発明の洗浄剤組成物が固体であり、洗浄剤組成物のpHを直接測定できない場合、洗浄剤組成物のpHは、洗浄剤組成物10gを水90gと混合した状態(洗浄剤組成物の濃度が10質量%)で測定したpHと定める。
【0052】
本発明の洗浄剤組成物は、衣料用;台所、店舗、食品工場等における食器・壁・床用;住居用;手洗い用等の身体用;乗物用等、様々な用途の洗剤として使用することができる。なお、本発明の洗浄剤組成物を食器用洗剤として用いる場合、食器用洗剤としては手洗い用食器洗剤や自動食器洗浄機用洗剤等が挙げられる。
【実施例】
【0053】
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、特に断らない限り「部」は「重量部」を「%」は「質量%」をそれぞれ意味する。
【0054】
以下の実施例において、物性値は下記測定機器を用いて測定した。
NMR:日本電子株式会社、JNM−ECS400
IR:日本分光株式会社、FT/IR−4000
融点(mp):ヤナコテクニカルサイエンス株式会社、微量融点測定装置MP−J3システム
【0055】
<アミンオキシドの合成>
(実施例1〜11)
実施例1
150mLの蒸留水に炭酸水素ナトリウム11.64g(0.139mol)を溶解させ氷冷した。そこにジエチルエーテル150mLに溶解させた塩化オクタノイル24.0mL(0.140mol)を加えた。その後、エチレンジアミン3.70g(0.062mol)を少しずつ加えた。室温で23時間撹拌し、析出した固体をろ別し、エタノールから再結晶を行うことでN,N’−(ethane−1,2−diyl)dioctanamide10.65gを単離した。収率57%であった。
【0056】
アルゴン置換を行った100mL2つ口フラスコにN,N’−(ethane−1,2−diyl)dioctanamide2.16g(0.007mol)、THF60mLを加え氷冷した。その後、水素化アルミニウムリチウム1.05g(0.060mol)を少しずつ加え、オイルバスに取替え19時間還流撹拌した。氷冷しながら反応混合物にロッシェル塩水溶液を加えた。そこに酢酸エチルを加えて抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後濃縮した。溶媒を留去しN,N−dioctylethane−1,2−diamine1.93gを単離した。収率98%であった。
【0057】
50mLナスフラスコにギ酸1.70g(0.020mol)を加え氷冷した。そこにN,N−dioctylethane−1,2−diamine1.70g(0.0060mol)、37%ホルムアルデヒド1.66g(0.033mol)、沸騰石を加え、100℃に加熱した。19時間加熱した後、冷却して4N HCl溶液10mLを加え、さらにエタノールを適量加えて水/エタノールを減圧留去した。残留物に50mL2N水酸化ナトリウム水溶液を加えてアミン塩を中和し、ジクロロメタンで抽出した。溶媒を留去して得た残留物をカラムクロマトグラフィー(溶離液:メタノール)で精製しN,N−dimethyl−N,N−dioctylethane−1,2−diamine1.84gを単離した。収率98%であった。
【0058】
100mLナスフラスコにN,N−dimethyl−N,N−dioctylethane−1,2−diamine0.75g(0.0024mol)、30%過酸化水素1.30g(0.014mol)、エタノール20mLを加え40℃で15時間加熱撹拌した。反応混合物を氷冷し、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、そのまま濃縮した。残渣にクロロホルムを加え不溶分をろ別し、カラムクロマトグラフィー(溶離液:メタノール)により精製しN,N−dimethyl−N,N−dioctylethane−1,2−diamine dioxide0.298gを単離した。さらに得られた生成物をアセトン−メタノールから再結晶精製した。再結晶後の全収率は33%であった。
【0059】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.87(6H,t,J=7.2Hz),1.26−1.32(20H,m),1,80−1.91(4H,m),2.53(4H,s),3.09,3.13(6H,s×2),3.19−3.25(4H, m),3.72−3.92(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):22.54,23.77,23.88,26.66,29.02,31.64,56.63,62.17,62.30,71.42,72.33.IR(cm−1)(KBr):3417.86(N−H),2858−2956(C−H),1469.76(N−H),939.33(N−O).mp:116−117℃.Anal.Calcd for C2046:C,69.31;H,8.08;N,13.38.Found:C,69.09;H,8.11;N,13.33.
【0060】
実施例2
塩化オクタノイルの代わりに塩化デカノイルを用いた以外は、実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−dimethyl−N,N−didecylethane−1,2−diamine dioxideを得た。
【0061】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.88(6H,t,J=6.8Hz),1.17−1.39(28H,m),1.75−1.98(4H,m),3.10(6H,s),3.20−3.35(4H,m),3.71−3.95(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.10,22.65,23.82,26.70,29.22,29.27,29.37,29.42,31.83,56.13,62.10.IR(cm−1)(KBr):2848−2954(C−H),1463.97(C−H),937.40(N−O).mp:130−131℃.
【0062】
実施例3
塩化オクタノイルの代わりに塩化ドデカノイルを用いた以外は、実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−dimethyl−N,N−didodecylethane−1,2−diamine dioxideを得た。
【0063】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.87(6H,t,J=6.8Hz),1.25−1.45(36H,m),1,74−1.92(4H,m),2.15(2H,m),3.10and3.14(6H,s×2),3.26(m,4H),3.74−3.91(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.10,22.67,23.80,23.91,26.61,29.27,29.37,29.46,29.67,31.88,56.02,56.60,62.14,64.27,71.43,72.35.IR(cm−1)(KBr):2850,2924(C−H),1467.83(C−H),943.10(N−O).mp:111−112℃.
【0064】
実施例4
エチレンジアミンの代わりに1,3−プロパンジアミンを用いた以外は実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−dioctyl−N,N−dimethylpropane−1,3−diamine dioxideを得た。
【0065】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.86(6H,t,J=7.6Hz),1.16−1,37(20H,m),1,67−1.94(4H,m),2.52−2.64(2H,m),3.05(s,6H),3.11−3.44(8H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.02,17.71,22.54,23.75,26.74,29.03,29.25,31.65,55.76,66.91,70.94.IR(cm−1)(KBr):2856−2958(C−H),1469.76(C−H),954.12(N−O).mp:127−128℃.
【0066】
実施例5
エチレンジアミンの代わりに1,3−プロパンジアミン、塩化オクタノイルの代わりに塩化デカノイルを用いた以外は、実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−didecyl−N,N−dimethylpropane−1,3−diamine dioxideを得た。
【0067】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.86(6H,t,J=6.8Hz),1.15−1.35(28H,m),1,68−1.91(4H,m),2.50−2.63(2H,m),3.07(6H,s),3.15−3.32(4H,m),3.76−3.91(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.06,22.61,23.67,26.70,29.18,29.27,29.36,29.39,31.80,55.58,66.71,70.32,70.78.IR(cm−1)(KBr):2854−2958(C−H),1469.76(C−H),948.98(N−O).mp:113−114℃.
【0068】
実施例6
エチレンジアミンの代わりに1,3−プロパンジアミン、塩化オクタノイルの代わりに塩化ドデカノイルを用いた以外は実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−didodecyl−N,N−dimethylpropane−1,3−diamine dioxideを得た。
【0069】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.86(6H,t,J=6.8Hz),1.20−1.35(36H,m),1,68−1.94(4H,m),2.52−2.63(2H,m),3.06(6H,s),3.13−3.43(8H,m). 13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.11,22.66,23.77,26.72,29.30,29.38,29.46,29.56,31.87,66.66,70.37.IR(cm−1)(KBr):2854−2956(C−H),1467.83(C−H),939.33(N−O).mp:113−115℃.
【0070】
実施例7
エチレンジアミンの代わりに1,4−ジアミノブタンを用いた以外は、実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−dioctyl−N,N−dimethylbutane−1,3−diamine dioxideを得た。
【0071】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.87(6H,t,J=7.2Hz),1.18−1.36(20H,m),1.64−2.10(8H,m),3.05(6H,s),3.12−3.24(8H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.04,20.48,22.56,23.81,26.73,29.05,29.24,31.66,55.77,67.81,70.00.mp:129−131℃.IR(cm−1)(KBr):2854−2958(C−H),1469.76(C−H),941.33(N−O).
【0072】
実施例8
エチレンジアミンの代わりに1,4−ジアミノブタン,塩化オクタノイルの代わりに塩化デカノイルを用いた以外は実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N−didecyl−N,N−dimethylbutane−1,3−diamine dioxideを得た。
【0073】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.87(6H,t,J=6.8Hz),1.15−1.36(28H,m),1.61−2.05(8H,m),3.14(6H,s),3.18−3.44(8H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.10,20.21,22.65,23.61,26.67,29.28,29.36,29.49,31.85,54.67,54.88,67.25,69.00,69.11.IR(cm−1)(KBr):2854−2916(C−H),1469.76(C−H),952.84(N−O).mp:124−126℃.
【0074】
実施例9
エチレンジアミンの代わりに2,2’−オキシビス(エチルアミン)を、塩化オクタノイルの代わりに塩化ドデカノイルを用いた以外は実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N’−(oxybis(ethane−2,1−diyl))bis(N−methyldodecan−1−amine oxide)を得た。
【0075】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.882(6H,t,J=7.2Hz),1.14−1.39(36H,m),1.72−1.90(4H,m),3.11(6H,s),3.17−3.29(4H,m),3.33−3.43(4H,m),3.90−4.20(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.08,22.64,23.63,23.70,26.75,29.30,29.35,29.42,29.49,29.57,31.86,56.45,56.48,65.08,67.69,71.07,71.20.IR(cm−1)(KBr):2854−2924(C−H),1469.76(C−H),1118.71(C−O−C),906.54(N−O).mp:98−100℃.
【0076】
実施例10
エチレンジアミンの代わりに1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン,塩化オクタノイルの代わりに塩化デカノイルを用いた以外は実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N’−((ethane−1,2−diylbis(oxy))bis(ethane−2,1−diyl))bis(N−methyldecan−1−amine oxide)を得た。
【0077】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.86(6H,t,J=7.2Hz),1.14−1.39(28H,m),1.72−1.85(4H,m),3.09(6H,s),3.15−3.27(4H,m),3.31−3.41(4H,m),3.61(6H,s),3.85−4.18(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.06,22.62,23.67,26.73,29.21,29.30,29.40,29.43,31.81,56.45,64.98,67.98,70.19,71.20.IR(cm−1)(KBr):2854−2924(C−H),1469.76(C−H),1126.43(C−O−C),910.40(N−O).mp:69−72℃.
【0078】
実施例11
エチレンジアミンの代わりに1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンを、塩化オクタノイルの代わりに塩化ドデカノイルを用いた以外は、実施例1に記載の操作と同様の操作により、N,N’−((ethane−1,2−diylbis(oxy))bis(ethane−2,1−diyl))bis(N−methyldodecan−1−amine oxide)を得た。
【0079】
物性値は以下のとおりである。
H−NMR(400MHz,CDCl)(δ,ppm):0.867(6H,t,J=6.8Hz),1.15−1.38(36H,m),1.82(4H,m),3.09(6H,s),3.15−3,42(8H,m),3.62(4H,s),3.90−4.16(4H,m).13C−NMR(100MHz,CDCl)(δ,ppm):14.11,22.67,23.74,26.79,29.32,29.35,29.43,29.51,29.59,31.88,56.75,65.11,68.25,70.24.IR(cm−1)(KBr):2854−2924(C−H),1469.76(C−H),1126.43(C−O−C),914.26(N−O).mp:79−81℃.
【0080】
以上のように、実施例1〜11において、本発明のジェミニ型化合物の合成を確認した。
【0081】
(比較例1)
N,N−dimethyldodecan−1−amine oxideは試薬(富士フイルム和光純薬株式会社)を用いた。
【0082】
<界面活性剤水溶液の調製>
実施例2、3、6、9〜11、比較例1で得られたアミンオキシドを用いて100ppmに希釈した界面活性剤水溶液(測定溶液)を得た。なお、下記Rがデシル基・ドデシル基のジェミニ型化合物は、純水への溶解性が低いため、その「水溶液」は、1%EtOH溶液を純水で希釈して調製した。
【0083】
後述するように各測定溶液の特性を評価した。結果を下記表1〜3に示す。
【0084】
<特性>
(CMC測定)
種々の濃度の界面活性剤水溶液を調製し、25℃における表面張力をウィルヘルミー型表面張力計にて白金プレート法により求め、表面張力/ 濃度・関係図を作成し、その屈曲点より臨界ミセル濃度(CMC)を求めた。
【0085】
(表面張力低下能〔γCMC〕測定)
上記臨界ミセル濃度における表面張力より臨界ミセル濃度における表面張力低下能(γCMC)を求めた。
【0086】
(洗浄力評価)
ポリプロピレン板(3cm×10cm)にトリオレインを、マイクロピペットを用いて1μL×48点滴下した。トリオレインの付いたポリプロピレン板を100ppmに希釈した界面活性剤水溶液に浸漬し、3分間浸漬後のトリオレインの除去率を重量変化から求めた。
評価基準
○:トリオレインが80%以上除去されている。
△:トリオレインが50%を超え、80%未満除去されている。
×:トリオレインが50%以上付着している。
なお、○、△は、良好であると言える。
【0087】
【表1】
【0088】
【表2】
【0089】
【表3】
【0090】
実施例のジェミニ型化合物は、比較例の従来型のアミンオキシドと比較してCMCが低く、低濃度で集合体を形成し、洗浄力等の性能に優れることがわかった。洗浄剤組成物において、使用する化合物量を少量に抑えた場合は経済性に優れ、環境負荷を低減できる。