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▶ アドバンシックス・レジンズ・アンド・ケミカルズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-15
(54)【発明の名称】油およびガス生産用分岐アミノ酸界面活性剤
(51)【国際特許分類】
C09K 8/584 20060101AFI20230807BHJP
C09K 23/18 20220101ALI20230807BHJP
C07C 213/08 20060101ALI20230807BHJP
C07C 309/30 20060101ALI20230807BHJP
C07C 309/14 20060101ALI20230807BHJP
C07C 291/04 20060101ALI20230807BHJP
【ＦＩ】
C09K8/584
C09K23/18
C07C213/08
C07C309/30
C07C309/14
C07C291/04
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023502609
(86)(22)【出願日】2021-07-12
(85)【翻訳文提出日】2023-03-13
(86)【国際出願番号】 US2021041337
(87)【国際公開番号】W WO2022015673
(87)【国際公開日】2022-01-20
(31)【優先権主張番号】63/051,192
(32)【優先日】2020-07-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＷＥＥＮ
(71)【出願人】
【識別番号】517213094
【氏名又は名称】アドバンシックス・レジンズ・アンド・ケミカルズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＡＤＶＡＮＳＩＸ ＲＥＳＩＮＳ ＆ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100133765
【弁理士】
【氏名又は名称】中田 尚志
(72)【発明者】
【氏名】アシルバサム，エドワード
【テーマコード（参考）】
4D077
4H006
【Ｆターム（参考）】
4D077AA07
4D077AB09
4D077AC01
4D077AC05
4D077AC06
4D077BA12
4D077BA14
4D077BA15
4D077DC32Y
4D077DC38Y
4D077DC45Y
4H006AA03
4H006AB68
4H006BT12
4H006BU50
(57)【要約】
炭化水素回収に好適な配合物およびプロセスに使用するための分岐界面活性剤。これらの配合物は、フラッキング、油および／またはガス回収の増進、ならびにバイオベース油の回収および／または生産に好適な配合物を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭化水素の回収用配合物であって、以下の式：
【化1】
ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、
Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、
Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、
末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、
任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、及び
水性相を含む、配合物。
【請求項2】
スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤からなる群から選択される、１２から２４個の炭素原子の疎水性鎖を有するアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤および両性イオン性界面活性剤からなる群から選択される、少なくとも１種の追加の界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項3】
水性相が、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウムおよび塩化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の無機塩を含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項4】
四級アンモニウム化合物、例えば四級ジアリルジアルキルアンモニウムモノマーを含むカチオン性ポリマー、ならびに／またはアニオン性界面活性剤、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸およびそれらの組合せからなる群から選択されるアニオン性モノマーを含むアニオン性ポリマーからなる群から選択される少なくとも１種のポリマーをさらに含み、前記アニオン性ポリマーの平均分子量が、約５０，０００から約１０，０００，０００の範囲である、請求項１に記載の配合物。
【請求項5】
レシチンまたは変性レシチンをさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項6】
少なくとも１種の水非混和性溶媒をさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項7】
少なくとも１種の水混和性溶媒をさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項8】
空気、窒素、二酸化炭素および天然ガスからなる群から選択される少なくとも１種のガスをさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項9】
塩化水素、アンモニウム塩、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムまたは水酸化アンモニウム、アルコール、架橋剤、崩壊遅延剤、粒子、プロパント、ガス成分、崩壊助剤、脱酸素剤、アルコール、スケール阻害剤、腐食防止剤、流体損失添加剤、殺生物剤／殺菌剤、摩擦低減剤およびラテックスからなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の配合物。
【請求項10】
界面活性剤が、以下の式：
【化2】
以下の式：
【化3】
以下の式：
【化4】
以下の式：
【化5】
以下の式：
【化6】
以下の式：
【化7】
以下の式：
【化8】
【請求項11】
炭化水素を回収する方法であって、少なくとも１種の請求項１に記載の配合物を用意するステップ、
少なくとも１種の配合物を井戸中に注入するステップ、および
配合物を井戸中に注入するステップの後で、井戸から材料を回収するステップを含む、方法。
【請求項12】
炭化水素を回収する方法であって、少なくとも１種の請求項１に記載の配合物を用意するステップ、
配合物を、バイオ油を含む材料と混合するステップ、および
混合物からバイオ油を回収するステップを含む、方法。
【請求項13】
バイオ油を含む材料が、蒸留廃液である、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
炭化水素を回収する方法であって、発泡流体組成物を油またはガス井戸内に導入するステップ、および発泡流体組成物で作業を行うステップを含み、発泡組成物が、
油ベースまたは水ベース流体を含むベース流体、
ガス、
以下の式：
【化9】
ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、
Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、
Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、
末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、
任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤を含む、方法。
【請求項15】
作業が、ガスリフト作業、掘削作業、仕上げ作業、刺激作業、フラクチャリング作業、注入作業、増進油回収作業およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
界面活性剤が、以下の式：
【化10】
以下の式：
【化11】
以下の式：
【化12】
以下の式：
【化13】
以下の式：
【化14】
以下の式：
【化15】
以下の式：
【化16】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年７月１３日に出願された仮特許出願第６３／０５１，１９２号明細書に対する優先権を主張し、これは、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。
本出願は、２０２０年７月１３日に出願された仮特許出願第６３／０５１，１９２号明細書に対する優先権を主張し、これは、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。
【0002】
本開示は、井戸からの油およびガス、ならびにバイオベースプロセスからの油を含む、炭化水素の生産および回収に使用するための分岐界面活性剤に関連する。そのような分岐界面活性剤は、アミノ酸の誘導体を含み得、誘導体は、表面活性性質を有する。
【背景技術】
【0003】
界面活性剤（表面活性性質を有する分子）は、油および天然ガスの商業的生産に幅広く使用される。これらの配合物は、土からの、およびバイオベース供給源からの炭化水素の回収に使用される多彩な液体、エマルションおよび泡を含み得る。油および天然ガスの両方が、水または水溶性基材と接触することが見出され、したがって、界面活性剤は、油および／またはガスの回収を改良するために配合物に含まれ得る。理想的には、そのような生産および回収プロセスの配合物は、製造、配備、および実用的な場合は再使用しやすい。
【0004】
界面活性剤は、非荷電性、両性イオン性、カチオン性またはアニオン性であり得る。原則としていずれの界面活性剤分類（例えば、カチオン性、アニオン性、非イオン性、両性）も好適であるが、配合物は、２種以上の界面活性剤分類からの、２種以上の界面活性剤の組合せを含み得ることが可能である。
【0005】
界面活性剤は、比較的水不溶性の疎水性「尾部」基および比較的水溶性の親水性「頭部」基を有する両親媒性分子であることが多い。これらの化合物は、界面、例えば２種の液体、液体と気体と、または液体と固体との間における界面で吸着し得る。比較的極性および比較的非極性の成分を含む系では、疎水性尾部は、比較的非極性成分と優先的に相互作用するが、親水性頭部は、比較的極性成分と優先的に相互作用する。水と油との間における界面のケースでは、親水性頭部基は、優先的に水中に入り込むが、疎水性尾部は、優先的に油中に入り込む。水－気体のみの界面に添加される場合、親水性頭部基は、優先的に水中に入り込むが、疎水性尾部は、優先的に気体中に入り込む。界面活性剤の存在は、水分子の間における分子間の相互反応の少なくとも一部を中断させ、水分子の間における相互反応の少なくとも一部を、水分子の少なくとも一部と界面活性剤との間における一般的により弱い相互反応で置き換える。これにより、表面張力が低くなり、界面を安定させる役割をすることもできる。
【0006】
十分に高い濃度で、界面活性剤は、疎水性尾部の極性溶媒への曝露を限定する役割をする凝集物を形成し得る。そのような凝集物の１つがミセルである。典型的なミセルでは、分子は、球状として配置され、界面活性剤の疎水性尾部は、球状の内側に優先的に位置し、界面活性剤の親水性頭部は、ミセルの外側に優先的に位置し、ここで頭部は、より極性の溶媒と優先的に相互作用する。所定の化合物が、表面張力およびミセルを形成する濃度に対して有する効果は、界面活性剤の決定的特性としての役割を果たし得る。
【0007】
含油地層からの原油の開発および生産は、３つまでのフェーズ：一次、二次および三次（または増進）回収を含み得る。一次回収中、地層に存在する天然エネルギー（例えば、水、ガス）、および／または重力により油が生産坑井中に押し動かされる。油が含油地層から生成されると、地層内の圧力および／または温度は減退し得る。人工採油技術（例えばポンプ）は、油を表面に持ってくるために使用され得る。貯留層の原始埋蔵量（ＯＯＩＰ）の約１０パーセントしか一次回収中に生成されないことが典型的である。二次回収技術は、油田の生産寿命を延長するために用いられ、一般的に、置換流体（ｄｉｓｐｌａｃｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）、例えば水を注入して（水攻法）、油を置換し（ｄｉｓｐｌａｃｅ）、それを生産坑井中に押し動かすステップを含む。
【0008】
二次回収技術は、典型的には貯留層のＯＯＩＰの２０から４０パーセントの追加回収に至る。しかし、水攻法が無期限に続けられた場合でさえも、典型的にはＯＯＩＰの半分超が未回収のままとなる。水と油との間における混合効率が低い（水と油との間における高い界面張力のため）と、地層における毛管力、地層の温度、地層における水の塩分、地層における油の組成、地層を通して注入された水の押し流しの不足、および他の要因は、非効率に寄与する。一次および二次技術では、したがって貯留層に著しい量の油が残る。
【0009】
生産しやすい油の大半が油田から既に回収されているので、生産者は三次、または増進油回収（ＥＯＲ）を用いており、この技術は、貯留層のＯＯＩＰの３０から６０パーセント以上を回収する可能性を持つ。３つの主なカテゴリーのＥＯＲ：熱回収、ガス注入および化学技術が、商業的に成功している。熱回収は、熱を導入して（例えば、蒸気の注入）、原油の粘度を低くして、貯留層を通して流れる能力を改良する。ガス注入は、貯留層において広がる窒素、二酸化炭素または他のガスを使用して、追加の油を生産坑井に押し出す。油に溶解する他のガスは、粘度を低下させ、流動性を改良する。化学技術は、界面活性剤を注入して（界面活性剤攻法）、油滴が貯留層を通して移動することを防止もしくは阻害する界面張力を低下させる、または地層に存在する油に、地層を通してより容易に移動性を持たせるポリマーを注入する。
【0010】
化学技術は、一次および／または二次回収技術を実装する前、最中または後で使用され得る。化学技術は、他のＥＯＲ技術を補うこともできる。界面活性剤攻法は、界面活性剤ポリマー（ＳＰ）攻法およびアルカリ界面活性剤ポリマー（ＡＳＰ）攻法を含み得る。ＳＰ攻法では、貯留層に、約１ｗｔ．％の界面活性剤および－０．１ｗｔ．％のポリマーを含有する水および／またはブラインが注入される。ＡＳＰ攻法は、ＳＰ攻法に使用される成分に加えてアルカリを含む。ＡＳＰ系は、典型的には約０．５から１ｗｔ．％のアルカリ、－０．１から１ｗｔ．％の界面活性剤、および約０．１から１ｗｔ．％のポリマーを含有する。典型的には、ＳＰまたはＡＳＰ攻法は、置換流体の注入、例えば、水攻法および／またはポリマー「押出流体が続く。ＳＰまたはＡＳＰ間の選択は、回収される油の酸価、貯留層のブラインにおける二価カチオンの濃度、プロジェクトの経済状態、軟水法または脱塩を行う能力、および他の要因に依存する。アルカリは、地層のブラインにおいて二価カチオンを隔離し、それにより、置換中の、地層を通した界面活性剤の吸着を低下させる。アルカリは、原油に自然に存在するナフテン酸と反応させることにより、地層においてアニオン性界面活性剤（ナフテン酸ナトリウム石鹸）もｉｎ ｓｉｔｕで生成する。比較的安価なアルカリの使用は、界面活性剤の保持を減少させ、したがって、必要とされる界面活性剤の量を減少させ、ひいては全体のコストも減少させる。アルカリは、さらなる水湿潤状態への地層の湿潤度の変更も助けて、吸水膨潤速度を改良することができる。
【0011】
別のＥＯＲ技術である「湿潤度変更」では、界面活性剤は貯留層中に導入され、貯留岩上における水の自発的吸水膨潤を発生させることにより、吸着された油を置換するように電解質濃度の変更と組み合わせられることがある。この技術は、油と水性相との間における低い界面張力、またはマイクロエマルション相の形成を必ずしも必要としない。これは、置換流体の良好な押し流し効率も必要とせず、ひいては、炭酸塩貯留層において、フラクチャリングすることができ、典型的にはさほど適合性を有さない有用性を有し得る。ＳＰおよびＡＳＰの攻法に使用される界面活性剤は、湿潤度変更における有用性も提示した。
【0012】
含油地層中に注入後の界面活性剤系は、地層からの原油およびブラインを吸い上げて、ｉｎ ｓｉｔｕで多相マイクロエマルションを形成する。完了したら、マイクロエマルションは、貯留層の粗製物と非混和性になり、原油およびブラインとの低界面張力（ＩＦＴ）を呈する。商用の界面活性剤ＥＯＲプロセスは、地層において連続していない原油液滴に移動性を持たせ、油および水の両方が連続相として流れる油溜りを作り出すために、超低ＩＦＴ（すなわち、１０ｍＮ／ｍ未満）を達成する。ＩＦＴは、塩分、界面活性剤組成、原油組成、地層温度、および他の可変要素に応じて変化する。アニオン性界面活性剤では、マイクロエマルションが、等量の油および水を可溶化し、マイクロエマルションが、油およびブラインにほぼ等しいＩＦＴを呈する、最適な塩分が存在する。超低ＩＦＴは、一般的に、所定のマイクロエマルションに対する最適な塩分と重複する狭い塩分範囲でのみ存在する。
【0013】
Ｐ．Ｚｈａｏら（「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ－Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ ｆｏｒ Ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ Ｏｉｌｓ」。ＳＰＥ／ＤＯＥ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、Ｔｕｌｓａ， Ｏｋｌａ．、２００８年４月、ＳＰＥ １１３４３２）により説明されるように、「増進油回収用途での界面活性剤の選択は、標的貯留層からの原油に対する実験室テストを必要とし、好適な界面活性剤および他の．．．成分．．．例えばポリマー、電解質、共界面活性剤および共溶媒を見出すためにかなりの努力を伴うことがある」。
【0014】
乾式粉砕エタノールプロセスでは、イエローデントコーンが粉砕され、液化され、発酵槽に送られる。酵素および酵母が添加されてデンプンがエタノールに変換され、これが続いて留去される。これにより、全蒸留廃液と呼ばれるスラリーが残る。濃縮油分画を含む全蒸留廃液は、次いで遠心分離を経由して、それぞれ低粘度蒸留廃液およびウェットケーキと呼ばれる液体および固体分画に分離される。低粘度蒸留廃液の一部はリサイクルされて、粉砕されたトウモロコシの液化を助ける一方、残部は高粘度蒸留廃液（またはシロップ）へと蒸発を経由して濃縮され、これは、乾燥され、ウェットケーキと混合されて、可溶性物質添加乾燥蒸留穀物（ｇａｉｎｓ）残渣（ＤＤＧＳ）を形成する。これは、牛用飼料として販売されており、良好なタンパク質供給源である。
【0015】
乾式粉砕が油分画に対して有する濃縮効果のため、高粘度蒸留廃液から抽出されたトウモロコシ油は、エタノール産業で利益になる連産品になった。トウモロコシ油の除去はＤＤＧＳのエネルギー密度を低下させるが、一部の研究からＤＤＧＳにおける油含有量の高さは、乳牛では牛乳の生産に干渉し、ブタでは望ましくない豚バラ肉につながることが示唆される。したがって、油の一部を除去することは、価値のある連産品につながるだけではなく、ＤＤＧＳの質も改良し得る。
【0016】
高粘度蒸留廃液からトウモロコシ油を抽出する現在の方法は、溶媒抽出（多くはヘキサン）およびデカンテーションを含む。ヘキサン抽出は有効であるが、エネルギー集約的であり、大規模な資本投資を必要とする。デカンテーションは、資本投資をほとんど必要とせず、ヘキサン抽出とちょうど同じくらいに有効な可能性を有する。
【0017】
遠心分離を使用したデカンテーションには、溶液中で懸濁した油において浮力を作り出す、油と水性相との間における密度差の利点がある。界面の相互反応および油で作用する表面摩擦を上回るのに十分なほど強い浮力のために、個々の油滴は、十分な力を生成できるようにするのに十分なほど大きくなければならない。産業に使用される現在の分離デバイスは、直径２０マイクロメートルほどの小ささの粒子を分離できる。現在のトウモロコシ油デカンテーションの成功は、上流の加工条件に大きく左右される。高温、高または低ｐＨ、より細かいグラインドおよび長い期間の保持を使用するプロセスは、油収率の増加を呈する傾向がある。これらの過酷な条件は、ヒトまたは動物が消費する油の抽出に好ましい手法ではないことがあり、したがって条件は、最終製品の栄養および官能的性質に悪影響を与え得る。
【発明の概要】
【0018】
本開示は、井戸からの油および天然ガスの抽出に、ならびに炭化水素燃料、例えばバイオ－ディーゼルを生産するバイオベースプロセスに使用される油ベース燃料および水性媒体の混合物からのいくつかの用途に有用な配合物を提供する。これらの生産は、本明細書で開示される１種または複数の界面活性剤分類からの、１種または複数の界面活性剤を含むように配合され得る。界面活性剤は、乳化剤、湿潤剤、分散剤ならびに／または水を含む環境からの炭化水素の回収および／もしくは炭化水素の分離を改良する作用剤として使用され得る。
【0019】
本開示は、表面活性性質を有するアミノ酸の誘導体の形態の、油およびガスの生産に使用するための界面活性剤を提供する。アミノ酸は、天然に存在するアミノ酸、もしくは合成アミノ酸であり得る、またはこれらは、分子、例えばラクタム、例えばカプロラクタムの開環反応を経由して得られる。アミノ酸は、表面活性性質を有する化合物を形成するように機能化され得る。特徴として、これらの化合物は、低い臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）および／または液体の表面張力を低下させる能力を有し得る。
【0020】
本開示は、フラッキング流体配合物であって、式Ｉ：
【0021】
【化1】
【0022】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、ポリマーまたは粘弾性界面活性剤を含む、配合物を提供する。
【0023】
本開示は、改良油回収用流体であって、式Ｉ：
【0024】
【化2】
【0025】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、直鎖、架橋および／もしくはブロックコポリマー、ならびに／または任意選択の粘弾性界面活性剤、ならびに任意選択の共界面活性剤を含む、流体をさらに提供する。
【0026】
本開示は、生物学的に生産された油を回収するための配合物であって、式Ｉ：
【0027】
【化3】
【0028】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、ならびに水を含む、配合物も提供する。
【0029】
本開示は、フラッキング流体および油または天然ガスの混合物に使用するための配合物であって、式Ｉ：
【0030】
【化4】
【0031】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、ならびに水、任意選択でガスを含む、配合物をさらに提供する。
【0032】
本開示の上で言及されている、また、他の特徴およびそれらを達成する手段は、添付の図面と併せて実施形態の以下の記載を参照することで、より明らかになり、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】図１は、実施例１Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図2A】図２Ａは、実施例２Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図2B】図２Ｂは、実施例２Ｃに記載されるように、時間に対する、表面張力における変化としての動的表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、表面経過時間をミリ秒（ｍｓ）で描写する。
【図3】図３は、実施例３Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図4A】図４Ａは、実施例４Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図4B】図４Ｂは、実施例４Ｃに記載されるように、時間に対する、表面張力における変化としての動的表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、表面経過時間をミリ秒（ｍｓ）で描写する。
【図5A】図５Ａは、実施例５Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図5B】図５Ｂは、実施例５Ｃに記載されるように、時間に対する、表面張力における変化としての動的表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、表面経過時間をミリ秒（ｍｓ）で描写する。
【図6A】図６Ａは、実施例６Ｂに記載されるように、ｐＨ＝７で測定された濃度に対する表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力（γ）をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、濃度（ｃ）をミリモル（ｍＭ）で描写する。
【図6B】図６Ｂは、実施例６Ｃに記載されるように、時間に対する、表面張力における変化としての動的表面張力のプロットを示す図であり、Ｙ軸は、表面張力をメートル当たりのミリニュートン（ｍＮ／ｍ）で描写し、Ｘ軸は、表面経過時間をミリ秒（ｍｓ）で描写する。
【発明を実施するための形態】
【0034】
Ｉ．定義
本明細書で使用される、「これらの終点を使用するいずれかの範囲内」という語句は、文字通り、いずれかの範囲が、そのような語句の前に列挙される値のいずれか２つから、値が列挙の下限部分におけるものか、または値が列挙の上限部分におけるものかに関係なく選択され得ることを意味する。例えば、一対の値は、２つの下限値、２つの上限値、または下限値および上限値から選択され得る。
本明細書で使用される、「これらの終点を使用するいずれかの範囲内」という語句は、文字通り、いずれかの範囲が、そのような語句の前に列挙される値のいずれか２つから、値が列挙の下限部分におけるものか、または値が列挙の上限部分におけるものかに関係なく選択され得ることを意味する。例えば、一対の値は、２つの下限値、２つの上限値、または下限値および上限値から選択され得る。
【0035】
本明細書で使用される、「アルキル」という言葉は、直鎖または分岐鎖であり得るいずれかの飽和炭素鎖を意味する。
【0036】
本明細書で使用される、「表面活性」という語句は、関連化合物が、少なくとも部分的に溶解した媒体の表面張力を低下させることが可能であること、ならびに／または他の相との界面張力が、ひいては、液体／蒸気および／もしくは他の界面において少なくとも部分的に吸着され得ることを意味する。「界面活性剤」という用語は、そのような化合物に適用され得る。
【0037】
厳密ではない専門用語に関して、「約」および「およそ」という用語を互換的に使用して、定められた測定値を含み、定められた測定値に妥当に近いいずれかの測定値も含む測定値について言及することができる。定められた測定値に妥当に近い測定値は、関連性がある業界の当業者により理解され、容易に確かめられる、妥当に少ない量により定められた測定値から逸脱する。そのような逸脱は、測定誤差、または例えば性能を最適化するために行われる微調整に起因し得る。関連性がある業界の当業者が、そのような妥当に小さい差についての値を確かめることが容易ではないと判定される場合、「約」および「およそ」という用語は、定められた値のプラスまたはマイナス１０％を意味すると理解され得る。
【0038】
本開示は、炭化水素の生産および／または回収に使用するための配合物を提供する。そのような配合物は：フラッキング液、改良油回収（ＩＯＲ）注入流体；天然ガスの生産を増加させるための配合物；蒸留廃液のような供給源からバイオ油を回収するための配合物；ならびに野菜、果実およびナッツを含む。
【0039】
ＩＩ．フラッキング液
含炭化水素地下地層から炭化水素を回収するために、坑井を地層中に掘削して、地層内の貯留層から表面への炭化水素用流路を設ける。しかし、ハイドロリックフラクチャリングといわれる刺激技術は、油またはガス井戸からの炭化水素の流路および回収の改良を必要とすることが多い。
含炭化水素地下地層から炭化水素を回収するために、坑井を地層中に掘削して、地層内の貯留層から表面への炭化水素用流路を設ける。しかし、ハイドロリックフラクチャリングといわれる刺激技術は、油またはガス井戸からの炭化水素の流路および回収の改良を必要とすることが多い。
【0040】
ハイドロリックフラクチャリングでは、特定の流体が、地層岩の自然の透過性により分散できる速度を超える速度で、標的の地層中に送り出される。この技術に使用される特定の流体は、フラクチャリング流体といわれる。流体は圧力を、そのような圧力が地層岩の強度を超えるまで上昇させる。これが発生する場合、地層岩は破綻し、いわゆる「フラクチャー」が開始する。送り出しが続くと、フラクチャーは、長さ、幅および高さにおいて成長する。この刺激技術の適用により生成されるフラクチャーは、炭化水素用の坑井への導通路を作り出す。
【0041】
理想的には、フラクチャリング流体は、配置中に坑井内のパイプにおける圧力下落の付与を最小限にすべきであり、閉鎖によるフラクチャーを防止するプロパント材料を運ぶのに十分な粘度を有するべきである。さらに、フラクチャリング流体は、とりわけフラクチャーを作り出すこと、および広げることができるように、流体の地層岩中への移行を避けるために最小限の漏出量を有するべきであり、炭化水素の坑井中への正確な流れを防止するおそれがある残留物質が残らないように分解されるべきである。
【0042】
一部のフラクチャリング流体は：（ａ）水性媒体、ならびに（ｂ）（ｉ）自らに化学的結合したペンダント疎水性基を有する水溶性または水分散性インターポリマー、（ｉｉ）前記有機ポリマー上の疎水性基と会合することが可能な疎水性基（複数可）を有する非イオン性界面活性剤、および（ｉｉｉ）水溶性電解質を含む、増粘量の増稠剤組成物を含む。さらに、流体は、好ましくは安定化量のチオ硫酸塩を含有する。例として、アクリルアミドおよびドデシルアクリレートのインターポリマーは、非イオン性界面活性剤（１０から１４のＨＬＢ）と組み合わせて使用されて、ＫＣｌおよびチオ硫酸ナトリウムの希釈水溶液を増粘させ、水溶液は、高温ハイドロリックフラクチャリング流体として使用するための優れた性質を有していた。例えば、「ハイドロリックフラクチャリング法および組成物」と題した公表ＰＣＴ出願ＷＯ８７／０１７５８号パンフレットを参照されたい。
【0043】
一部のフラクチャリング流体は、（１）ペンダント疎水性基を有する水溶性ポリマー、例えば、アクリルアミドドデシルアクリレートコポリマー、および（２）水分散性界面活性剤、例えば、オレイン酸ナトリウム、またはドデシルポリエチレンオキシグリコールモノエーテルを水性媒体中に分散させることにより得られる、低い剪断粘度を上昇させた水性液体媒体を含む。例えば、「水分散性疎水性増粘剤」と題した米国特許第４，４３２，８８１号明細書を参照されたい。本明細書で挙げられる本発明の界面活性剤の少なくとも一部は、これらの配合物に含まれ得る。
【0044】
多くのフラッキング液は、水、増稠剤、ポリマー性ゲルおよび界面活性剤を含む。代替フラッキング液は、ポリマー性ゲルの代わりに粘弾性界面活性剤を含み得る。
【0045】
１．ポリマー性ゲル
ポリマー性ゲルは、以下の１つまたは複数：直鎖ポリマー、架橋ポリマーおよび／または共ブロックポリマーからなり得る。
ポリマー性ゲルは、以下の１つまたは複数：直鎖ポリマー、架橋ポリマーおよび／または共ブロックポリマーからなり得る。
【0046】
有用な直鎖ポリマーは、グアー、グアーの誘導体、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースの誘導体、およびそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。
【0047】
有用な架橋ポリマーは、ホウ酸イオン、ジルコン酸イオンおよび／またはチタン酸イオンと架橋した（ｃｒｏｓｓｅｄ ｌｉｎｋｅｄ）ポリマーを含むが、それらに限定されない。
【0048】
有用な共ブロックポリマーは、アルキルフェノールのポリエチレンオキシド縮合物、例えば、直鎖または分岐鎖配置で約６から約２０個の炭素原子を含有するアルキル基と、エチレンオキシドを有し、エチレンオキシドがアルキルフェノール１モル当たり約１から約１０モルのエチレンオキシドに等しい量で存在する、アルキルフェノールの縮合生成物を含むが、それらに限定されない。そのような化合物におけるアルキル置換基は、重合プロピレン、ジイソブチレン、オクタンまたはノナンに由来し得る。
【0049】
２．界面活性剤
本開示の殺有害生物配合物は、界面活性剤系ともいわれる１種または複数の界面活性剤を含む。界面活性剤系は、組成物を乳化するため、および／または補助剤として作用させるために含まれる。界面活性剤系は、少なくとも１種の界面活性剤を含み、これは両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得、また、任意選択で少なくとも１種の他の界面活性剤を含み、これは、両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤またはそれらの組合せであり得る。そのような界面活性剤は、本明細書に記載される必須成分と物理的および化学的に適合性であるべきであり、またはそうでなければ製品の安定性、美観または性能を過度に害するべきではない。
本開示の殺有害生物配合物は、界面活性剤系ともいわれる１種または複数の界面活性剤を含む。界面活性剤系は、組成物を乳化するため、および／または補助剤として作用させるために含まれる。界面活性剤系は、少なくとも１種の界面活性剤を含み、これは両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得、また、任意選択で少なくとも１種の他の界面活性剤を含み、これは、両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤またはそれらの組合せであり得る。そのような界面活性剤は、本明細書に記載される必須成分と物理的および化学的に適合性であるべきであり、またはそうでなければ製品の安定性、美観または性能を過度に害するべきではない。
【0050】
本開示のフラッキング液に使用するための好適な界面活性剤は、式Ｉ：
【0051】
【化5】
【0052】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の１種または複数の界面活性剤および／または共界面活性剤を含む。
【0053】
好適な界面活性剤または共界面活性剤は、本明細書に記載される界面活性剤１～７のいずれかの１つまたは複数を含み得る。
【0054】
フラッキング液配合物における界面活性剤系の濃度は、組成物の重量に対して約２０ｗｔ．％以上、約３０ｗｔ．％以上、約４０ｗｔ．％以上、または約５０ｗｔ．％以下、約６０ｗｔ．％以下、約７０ｗｔ．％以下もしくは約８０ｗｔ．％以下の範囲、またはこれらの終点を使用するいずれかの範囲内であり得る。
【0055】
３．増粘剤
フラッキング液配合物は、ペンダント疎水性基を有する水溶性ポリマー、例えば、アクリルアミドドデシルアクリレートコポリマーを含み得る。
フラッキング液配合物は、ペンダント疎水性基を有する水溶性ポリマー、例えば、アクリルアミドドデシルアクリレートコポリマーを含み得る。
【0056】
４．粘弾性界面活性剤
粘弾性界面活性剤は、一般的に、実質的にポリマーを含まない試薬と定義される。様々な粘弾性界面活性剤流体は、例えば、米国特許第４，６１５，８２５号明細書、第４，７２５，３７２号明細書、第４，７３５，７３１号明細書、カナダ特許第１２９８６９７号明細書、米国特許第５，５５１，５１６号明細書、第５，９６４，２９５号明細書、第５，９７９，５５５号明細書および第６，２３２，２７４号明細書で開示されている。周知の、ポリマーを含まない水性フラクチャリング流体の１種は、Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ社グループによりＣｌｅａｒＦＲＡＣの商標で商品化されている粘弾性界面活性剤、ならびに四級アンモニウム塩、Ｎ－エルシル－Ｎ，Ｎ－ビス（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウムクロリドとイソプロパノールおよびブラインの、好ましくはブラインが３重量％の塩化アンモニウムおよび４重量％の塩化カリウムを含む混合物を含む。
粘弾性界面活性剤は、一般的に、実質的にポリマーを含まない試薬と定義される。様々な粘弾性界面活性剤流体は、例えば、米国特許第４，６１５，８２５号明細書、第４，７２５，３７２号明細書、第４，７３５，７３１号明細書、カナダ特許第１２９８６９７号明細書、米国特許第５，５５１，５１６号明細書、第５，９６４，２９５号明細書、第５，９７９，５５５号明細書および第６，２３２，２７４号明細書で開示されている。周知の、ポリマーを含まない水性フラクチャリング流体の１種は、Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ社グループによりＣｌｅａｒＦＲＡＣの商標で商品化されている粘弾性界面活性剤、ならびに四級アンモニウム塩、Ｎ－エルシル－Ｎ，Ｎ－ビス（２－ヒドロキシエチル）－Ｎ－メチルアンモニウムクロリドとイソプロパノールおよびブラインの、好ましくはブラインが３重量％の塩化アンモニウムおよび４重量％の塩化カリウムを含む混合物を含む。
【0057】
５．他の添加剤
任意選択の添加剤は、固体、例えば回収された油中に取り込まれるようになり得る砂の影響を低下させる、または和らげることができる化合物を含む。これらの化合物は、クレイ安定化または砂安定化材料を含む。好適なクレイ安定化または砂安定化材料は、エポキシ樹脂、多官能性カチオン性ポリマーを含む。例えばポリ（Ｎ－アクリルアミドメチルトリエチルアンモニウムクロリド）またはポリ（ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロリド）。
任意選択の添加剤は、固体、例えば回収された油中に取り込まれるようになり得る砂の影響を低下させる、または和らげることができる化合物を含む。これらの化合物は、クレイ安定化または砂安定化材料を含む。好適なクレイ安定化または砂安定化材料は、エポキシ樹脂、多官能性カチオン性ポリマーを含む。例えばポリ（Ｎ－アクリルアミドメチルトリエチルアンモニウムクロリド）またはポリ（ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロリド）。
【0058】
本発明の流体に添加され得るさらに他の任意選択の原料は、腐食防止剤、脱酸素剤および殺菌剤を含むが、それらに限定されない。
【0059】
６．作製方法
方法は、界面活性剤または界面活性剤系、ポリマーおよび／または粘弾性界面活性剤を水と組み合わせるステップを含む。このステップは、上記のいずれかの添加剤を添加するステップも含み得る。前述の成分および化合物は、互いに１つまたは複数のあらゆる順番で、また、いずれかの量で、および１つまたは複数の個別のステップで、例えば全体的または部分的に添加してよい。フラッキング液を使用するいくつかの方法では、井戸に注入する際に、著しい量の水を流体と組み合わせる。
方法は、界面活性剤または界面活性剤系、ポリマーおよび／または粘弾性界面活性剤を水と組み合わせるステップを含む。このステップは、上記のいずれかの添加剤を添加するステップも含み得る。前述の成分および化合物は、互いに１つまたは複数のあらゆる順番で、また、いずれかの量で、および１つまたは複数の個別のステップで、例えば全体的または部分的に添加してよい。フラッキング液を使用するいくつかの方法では、井戸に注入する際に、著しい量の水を流体と組み合わせる。
【0060】
７．使用方法
本開示のフラッキング液配合物は、室温および大気圧で、重要な成分が中に可溶化された液体形態であり得る。
本開示のフラッキング液配合物は、室温および大気圧で、重要な成分が中に可溶化された液体形態であり得る。
【0061】
濃縮されたフラッキング液が作り出される場合、水性媒体と混合されることが意図され、水性媒体との混合は、流体を使用する前および／または最中に発生し得る。濃縮された配合物は、水性媒体（水）のタンクへの添加の前、同時または後で、タンクに添加され得る。濃縮した流体は、井戸への注入の際に著しく希釈され得、そこでは井戸そのものが既に水を含む。いくつかの例では、流体が井戸に注入され、水、またはいくつかの例では追加の水の導入が続き得る。
【0062】
本開示の希釈したフラッキング配合物における水分量は、希釈した組成物の合計重量に対して約７５ｗｔ．％以上から、約９０ｗｔ．％以上、約９９ｗｔ．％以上、または約９９．９ｗｔ．％以上であり得、最終的に、本開示の濃縮した殺有害生物配合物におけるフラッキング原料を、すぐに使用できる組成物として望ましい濃度に希釈するのに必要とされる水量に依存する。
【0063】
水性媒体と混合され、中で希釈された場合、流体の成分は、水性媒体に均等に分布することが意図される。
【0064】
ＩＩＩ．改良油回収（ＩＯＲ）用配合物
原油および／または天然に存在するガスは、ある地下岩体の細孔内に存在する。典型的には、原油および／または天然に存在するガスの初期または一次回収は、油貯留層内の圧力を使用して、原油を上に、坑井を通して押し動かす。一次回収中、所定の位置で少ない割合、大半の油貯留層で典型的にはおよそ１０％から３０％の原油しか抽出されない。
原油および／または天然に存在するガスは、ある地下岩体の細孔内に存在する。典型的には、原油および／または天然に存在するガスの初期または一次回収は、油貯留層内の圧力を使用して、原油を上に、坑井を通して押し動かす。一次回収中、所定の位置で少ない割合、大半の油貯留層で典型的にはおよそ１０％から３０％の原油しか抽出されない。
【0065】
追加量の油は、二次回収として公知の水攻法またはガス注入を使用して生産され得る。二次回収は、比較的安価であり、貯留層における元々の原油の５％から２０％までの追加生産に有効である。二次回収は、圧力を油貯留層に適用して、原油を上に、坑井を通して押し動かす。しかし、一次および二次回収プロセスは、貯留層における元々の油の半分未満を抽出し得る。留まる油の多くは連続しておらず、きわめて強い毛管力により岩の中で保持される。コストのため、多くの井戸は、一次および二次回収プロセスが完了した後に使用されない。
【0066】
抽出される油の量を増加させる追加のプロセスは、増進油回収（ＥＯＲ）、または改良油回収（ＩＯＲ）、または三次回収といわれることがある。ＥＯＲは、油と水との間における界面張力（ＩＦＴ）を低下させることにより、また、地層圧力を回復して原油を抽出することにより、油の置換を改良する役割をする。３種の主なタイプのＥＯＲは、化学または苛性攻法、二酸化炭素（ＣＯ２）注入または炭化水素注入を使用した混和性置換、および蒸気攻法またはｉｎ－ｓｉｔｕ燃焼を使用した熱回収を含む。
【0067】
井戸からの油回収を改良するための別の方法は、混和性ガス攻法である。混和性ガス攻法は、二酸化炭素で行われて、炭化水素の生産井戸への流れを増加させるために、地下地層に存在する原油の粘度を低下させることができる。原油の粘度を低下させる溶媒として作用する二酸化炭素は、有効かつ比較的安価な混和性ガスである。混和性二酸化炭素攻法の手順中、二酸化炭素は、典型的には液体および／または超臨界相中である。混和性ガス攻法の有効性を上昇させるために使用される方法は、発泡界面活性剤をプロセスに添加することである。
【0068】
混和性置換は、混和性ガスを油貯留層中に誘導する。二酸化炭素は、ガスが油粘度を低下させ、液化石油ガスより高価ではないため、最も普通に使用される。
【0069】
熱回収は、熱を油貯留層に誘導して、原油の粘度を低下させ、その結果油を坑井に向けて流す。熱回収中、原油は、供給される熱の影響のため、物理および化学変化を受ける。物理的性質、例えば粘度、比重およびＩＦＴは、変更される。化学変化は、異なる反応、例えば亀裂および脱水素化に関与する。しかし、大量のＣＯ２を生成および輸送する巨大な設備および配管システムを組み立てることはコストがかかり、多くの油田は、そのような設備を組み立てることが実現不可能な場所に位置する。また、ＣＯ２は軽質油田にきわめて好適である。熱回収は、ある油田、特に深さがなく、重質油が湧き出すものにのみ好適な一方、注入には、安い流体、例えば粘性剤（ｖｉｓｃｏｕｓ ｗａｔｅｒ）、および後で水単体が続くことがある。界面活性剤、粘性剤および水の注入は、原油の生産井戸への置換に関与する。
【0070】
さらに別の三次回収プロセスは、化学または苛性攻法に関与する。このタイプのＥＯＲは、界面活性剤、ポリマーおよび／または苛性化合物を含む水攻法を使用する。水攻法は、ＩＦＴを低下させ、原油を岩から押し出す。固定された形態の、毛管に閉じ込められた液滴であるこの原油は、界面活性剤を伴う水攻法である注入により移動性を持たせることができる。界面活性剤は、原油と相互作用して、毛管トラッピング力をきわめて低レベルに低下させるマイクロエマルションを形成する。移動性を持たせると、原油は、ほぼすべての油が貯留層の攻法部分に残らない成長する油溜りを形成する。水攻法後、注入には、安い流体、例えば粘性剤、および後で水単体が続くことがある。界面活性剤、粘性剤および水の注入は、原油の生産井戸への置換に関与する。いくつかの特許および公報は、界面活性剤を使用した増進油回収のための方法について論じている。
【0071】
本発明は、ＩＯＲ、掘削、粘弾性界面活性剤、酸処理、フラクチャリング、発泡および生産を含むが、それらに限定されない用途のための、低吸着性界面活性剤として、アルキルアミドプロピルベタインスルホネート、アルキルジメチルベタインスルホネート、アルキルヒドロキシスルタインスルホネート、アルキルスルホベタインスルホネートおよびアルキルアミンオキシドスルホネートを含むが、それらに限定されない様々な両性界面活性剤の使用に関与する。本発明は、アルキレンアミドプロピルベタイン、アルキレンジメチルベタイン、アルキレンヒドロキシスルタイン、アルキレンスルホベタインおよびアルキレンアミンオキシドを含むが、それらに限定されないある両性界面活性剤の二重結合と反応させて、対応するスルホン化両性界面活性剤を作る、スルホン化剤の使用に関与する。スルホン化両性界面活性剤で、超低界面張力（ＩＦＴ）、粘弾性性質、多量の塩および二価イオンを含有するブラインに対する適合性、ならびに貯留岩への低吸着が得られると見出された。本発明のいくつかの実施形態は、ＩＯＲ、掘削、粘弾性界面活性剤、酸処理、フラクチャリング、発泡および生産を含むが、それらに限定されない用途のための、低吸着性界面活性剤として、アルキルアミドプロピルベタインスルホネート、アルキルジメチルベタインスルホネート、アルキルヒドロキシスルタインスルホネート、アルキルスルホベタインスルホネートおよびアルキルアミンオキシドスルホネートを含むが、それらに限定されない様々な両性界面活性剤の使用に関与する。
【0072】
１．水性注入流体／担体
様々な配合物に使用され得る水性担体は、水、ブライン、河川水、合成ブラインおよび海水を含むが、それらに限定されない。ブラインは、例えば一価および／または二価無機塩の１種または複数の塩を含むことが多い。
様々な配合物に使用され得る水性担体は、水、ブライン、河川水、合成ブラインおよび海水を含むが、それらに限定されない。ブラインは、例えば一価および／または二価無機塩の１種または複数の塩を含むことが多い。
【0073】
本発明の配合物の多くでは、開示される水性ハイドロリックフラクチャリング組成物の約４０ｗｔ．％として担体が含まれる（例えば、担体は、少なくとも約４０ｗｔ．％から約９９．８８ｗｔ．％、例えば４０ｗｔ．％、５０ｗｔ．％、６０ｗｔ．％、７０ｗｔ．％、８０ｗｔ．％、９０ｗｔ．％、９５ｗｔ．％以上の範囲の量で組成物に存在する）。担体は、活性成分および補助原料を溶解し得、ハイドロリックフラクチャリング組成物をハイドロリックフラクチャリング箇所に送達し得るいずれかの好適な材料であり得る。水は、開示される組成物の液体実施形態に都合のよい担体である。ハイドロリックフラクチャリング組成物は、ゲル、ディップ、泡またはスプレーとしても調製され得る。
【0074】
２．アルカリ
アルカリは、いくつかのケースでは、注入された界面活性剤と相乗的に作用する「ｉｎ ｓｉｔｕ」界面活性剤を形成するために、当業界で公知のように使用される。本発明を実践するために使用され得るアルカリの例は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムを含むが、それらに限定されない。典型的には、アルカリは、注入流体の０から約５ｗｔ．％の濃度で使用されるが、必要に応じてさらに添加され得る。
アルカリは、いくつかのケースでは、注入された界面活性剤と相乗的に作用する「ｉｎ ｓｉｔｕ」界面活性剤を形成するために、当業界で公知のように使用される。本発明を実践するために使用され得るアルカリの例は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムを含むが、それらに限定されない。典型的には、アルカリは、注入流体の０から約５ｗｔ．％の濃度で使用されるが、必要に応じてさらに添加され得る。
【0075】
３．粘稠化剤
本発明を実践するために使用され得る粘稠化剤の例は、ポリアクリルアミド、ＡＭＰＳコポリマー、キサンタンガム、他の天然および合成ガム、ならびに当業界で一般的に公知の、また、移動度および押し流し効率の制御が必要な場合、注入流体の粘度を上昇させるために使用されるポリマーを含むが、それらに限定されない。一般的に、粘稠化剤は、必要に応じて使用してよいが、注入流体の０から約１ｗｔ．％濃度で使用される。
本発明を実践するために使用され得る粘稠化剤の例は、ポリアクリルアミド、ＡＭＰＳコポリマー、キサンタンガム、他の天然および合成ガム、ならびに当業界で一般的に公知の、また、移動度および押し流し効率の制御が必要な場合、注入流体の粘度を上昇させるために使用されるポリマーを含むが、それらに限定されない。一般的に、粘稠化剤は、必要に応じて使用してよいが、注入流体の０から約１ｗｔ．％濃度で使用される。
【0076】
４．共溶媒
共溶媒は、当業界で公知の通りに使用して、注入流体の粘度を低下させる、凍結融解または高濃度での適合性を改良することができる。模範的な共溶媒は、Ｃ１～Ｃ８アルコール、Ｃ１～Ｃ８アルコールアルコキシレート、およびグリセリンを含むが、それらに限定されない。共溶媒は、注入流体の０から約５０ｗｔ．％の濃度で使用される。
共溶媒は、当業界で公知の通りに使用して、注入流体の粘度を低下させる、凍結融解または高濃度での適合性を改良することができる。模範的な共溶媒は、Ｃ１～Ｃ８アルコール、Ｃ１～Ｃ８アルコールアルコキシレート、およびグリセリンを含むが、それらに限定されない。共溶媒は、注入流体の０から約５０ｗｔ．％の濃度で使用される。
【0077】
５．界面活性剤および共界面活性剤
使用され得る界面活性剤および共界面活性剤の例は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤を含む群から選択される１種または複数の化合物を含む。これらは、当業者により使用されている。一般的に、共界面活性剤は、合計注入液体配合物の０から約５ｗｔ．％の濃度で使用されるが、必要に応じてさらに添加され得る。
使用され得る界面活性剤および共界面活性剤の例は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤を含む群から選択される１種または複数の化合物を含む。これらは、当業者により使用されている。一般的に、共界面活性剤は、合計注入液体配合物の０から約５ｗｔ．％の濃度で使用されるが、必要に応じてさらに添加され得る。
【0078】
本発明のＩＯＲ流体配合物は、界面活性剤系ともいわれる１種または複数の界面活性剤を含む。界面活性剤系は、分散剤または湿潤剤として使用され得る。界面活性剤系は、農業用途で調製される場合、液体殺真菌剤形態の安定なエマルションを形成する乳化剤成分としても使用され得る。乳化剤成分は、安定な乳剤濃縮物を形成するためにも使用され得る。界面活性剤系は、両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得る少なくとも１種の界面活性剤、および両性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得る任意選択で少なくとも１種の他の界面活性剤、またはそれらの組合せを含む。
【0079】
本開示の殺真菌配合物に使用するために好適な界面活性剤は、式Ｉ：
【0080】
【化6】
【0081】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の１種または複数の界面活性剤および／または共界面活性剤を含む。
【0082】
好適な界面活性剤または共界面活性剤は、本明細書に記載される界面活性剤１～７のいずれかの１つまたは複数を含み得る。
【0083】
殺真菌配合物における１種または複数の界面活性剤の合計量は、約１ｗｔ．％以上、約５ｗｔ．％以上、約１０ｗｔ．％以上、もしくは約１５ｗｔ．％以下、約２０ｗｔ．％以下、約２５ｗｔ．％以下、約３０ｗｔ．％以下、約３５ｗｔ．％以下、またはこれらの終点を使用するいずれかの範囲内であり得る。
【0084】
６．共乳化剤または共界面活性剤
本発明のいくつかの実施形態は、本開示による少なくとも１種の界面活性剤、同様に少なくとも１種の追加の界面活性剤、例えば、スルホスクシナメート界面活性剤と、モノエステルスルホスクシネート界面活性剤およびジエステルスルホスクシネート界面活性剤から選択される少なくとも１種のスルホスクシネート界面活性剤、およびそれらのブレンドの界面活性剤混合物、ならびに、とりわけ、アルカノールアミド、アルキルスルフェート、αオレフィンスルホネート、ベタイン、脂肪酸石鹸、脂肪族アルコールアルコキシレート、エトキシ化ソルビタンエステル、およびスルホベタインである、さらなる界面活性剤とブレンドされ、とりわけ、海水、海水／ディーゼル混合物およびブラインにおける半減時間が延長された泡を呈する増加量の安定な泡を生じる、これらの界面活性剤混合物を含む、泡形成界面活性剤組成物の使用を含む。これらの界面活性剤混合物は、任意選択で溶媒を含み得、これは、好ましくは水、または塩、増泡剤、例えばキサンタンガム、炭化水素油もしくは植物油であり得る油、および増稠剤もしくは防腐剤も含む水溶液である。従来技術の泡形成組成物と比較して、これらの配合物は、生成された泡の量、泡の安定性および泡の存続時間に改良をもたらす。
本発明のいくつかの実施形態は、本開示による少なくとも１種の界面活性剤、同様に少なくとも１種の追加の界面活性剤、例えば、スルホスクシナメート界面活性剤と、モノエステルスルホスクシネート界面活性剤およびジエステルスルホスクシネート界面活性剤から選択される少なくとも１種のスルホスクシネート界面活性剤、およびそれらのブレンドの界面活性剤混合物、ならびに、とりわけ、アルカノールアミド、アルキルスルフェート、αオレフィンスルホネート、ベタイン、脂肪酸石鹸、脂肪族アルコールアルコキシレート、エトキシ化ソルビタンエステル、およびスルホベタインである、さらなる界面活性剤とブレンドされ、とりわけ、海水、海水／ディーゼル混合物およびブラインにおける半減時間が延長された泡を呈する増加量の安定な泡を生じる、これらの界面活性剤混合物を含む、泡形成界面活性剤組成物の使用を含む。これらの界面活性剤混合物は、任意選択で溶媒を含み得、これは、好ましくは水、または塩、増泡剤、例えばキサンタンガム、炭化水素油もしくは植物油であり得る油、および増稠剤もしくは防腐剤も含む水溶液である。従来技術の泡形成組成物と比較して、これらの配合物は、生成された泡の量、泡の安定性および泡の存続時間に改良をもたらす。
【0085】
本明細書に記載される一部の商業的に望ましい泡形成界面活性剤組成物は、海水（通常、平均質量分率（ｆａｃｔｉｏｎ）約３．５％の溶解した塩を含有し、その最大部分は塩化ナトリウムである）およびブライン（すなわち典型的には１２％まで、例えば０．１％から１１％の質量分率の、一価および二価カチオンの溶解した塩を含有する塩水溶液）を含む多様な水性媒体における改良された発泡性能を示す。改良された界面活性剤組成物は、周囲温度（典型的には２３℃．）、およびより低い温度、例えば１℃．から２３℃．までの両方、または上昇温度、例えば２３℃．超、９５℃．までで機能する。これは、泡の合計体積を大きくし、泡安定性および泡の最長存続時間（すなわち、泡の半減時間、元の泡から液体媒体の体積の５０％を分離するのに必要とされる時間）を改良する配合物を作り出すステップを含む。さらに、本明細書に完全に記載される泡形成界面活性剤組成物は、有利には、より低い濃度で改良された性能を示し、それにより、環境および作業員への曝露を減少させる一方、同時に水中油エマルションを形成する傾向をより低く呈し、このことも、生産における油回収を単純化し得るので有利である。
【0086】
ＩＶ．エマルションおよび／または泡
水性泡形成界面活性剤組成物は、水または塩水溶液、例えば海水またはブラインを、任意選択で、炭化水素との混合物、または炭化水素、および本明細書に記載される、有効な泡形成量の１種もしくは複数の泡形成界面活性剤組成物の混合物中に添加することにより、それらから作ることができる。液体媒体として超臨界ガスを使用することも可能であり、そこに、本明細書に記載される、有効な泡形成量の泡形成界面活性剤組成物が添加される。本発明で詳述されている界面活性剤のタイプは、アニオン性界面活性剤、２種以上のアニオン性界面活性剤の混合物、ならびにカチオン性、両性、両性イオン性および非イオン性界面活性剤を有するこれらのいずれかの組合せを含み、ガスは、例えば、１種または複数の空気、二酸化炭素、窒素、メタンまたは他の天然および生成されたガスを含み得る。
水性泡形成界面活性剤組成物は、水または塩水溶液、例えば海水またはブラインを、任意選択で、炭化水素との混合物、または炭化水素、および本明細書に記載される、有効な泡形成量の１種もしくは複数の泡形成界面活性剤組成物の混合物中に添加することにより、それらから作ることができる。液体媒体として超臨界ガスを使用することも可能であり、そこに、本明細書に記載される、有効な泡形成量の泡形成界面活性剤組成物が添加される。本発明で詳述されている界面活性剤のタイプは、アニオン性界面活性剤、２種以上のアニオン性界面活性剤の混合物、ならびにカチオン性、両性、両性イオン性および非イオン性界面活性剤を有するこれらのいずれかの組合せを含み、ガスは、例えば、１種または複数の空気、二酸化炭素、窒素、メタンまたは他の天然および生成されたガスを含み得る。
【0087】
井戸からの油回収を改良するための一方法は、混和性ガス攻法である。混和性ガス攻法は、二酸化炭素で行われて、炭化水素の生産井戸への流れを増加させるために、地下地層に存在する原油の粘度を低下させることができる。原油の粘度を低下させる溶媒として作用する二酸化炭素は、有効かつ比較的安価な混和性ガスである。混和性二酸化炭素攻法の手順中、二酸化炭素は、典型的には、液体および／または超臨界相中である。混和性ガス攻法の有効性を増加させるために使用される方法は、発泡界面活性剤をプロセスに添加することである。
【0088】
一態様では、本発明は、本発明による泡形成界面活性剤組成物を使用したガスの注入中に、貯留層または地下の含油もしくは含ガス地質から石油または天然ガスを回収するための方法を含む。本発明により検討される方法は、油の回収を補助するように、地層における油またはガスを、泡形成界面活性剤組成物および注入されたガスのいずれか１つまたは複数と接触させるステップを含む。本明細書に記載される泡形成界面活性剤組成物を使用する石油または天然ガスの回収のための本明細書で検討される方法は、業界で標準的な一次、二次または三次回収技術のいずれか１つまたは複数の一部として行われ得る。本発明の泡形成界面活性剤組成物は、溶媒または液体ビヒクル中の溶液として使用され得、溶媒は、水、塩水溶液、液化ガス、超臨界ガスおよびこれらの混合物から選択される。典型的には、界面活性剤は、水性媒体中に組み込まれ、泡が作り出される。塩水溶液が溶媒として使用される場合、水性泡形成界面活性剤組成物が得られ、泡形成界面活性剤組成物および水または塩水溶液の組合せは、好ましくは、少なくとも０．２％、および好ましくは１０％までの質量分率の溶解した無機塩を含み、泡はそこから、泡発生器においてガスと密接に混合することにより生成できる。泡は、圧力下で、ガスおよび泡形成界面活性剤組成物の代替スラグの、多くのケースで、水または塩水溶液も含有する地下の含油または含ガス地質への導入を通してｉｎ ｓｉｔｕで生成することも可能である。少なくとも０．２％、好ましくは１０％までの同質量分率の溶解した無機塩が、それにより通常得られる。
【0089】
炭化水素、例えば油および天然ガスの回収において、エマルションにより行われる役割は、例えば、井戸の供給源からガスまたは油の回収を増進させるために使用され得る泡を含む。いくつかの実施形態では、エマルションは、例えば井戸から、またはバイオプロセスの生成物から回収された油またはガスと形成され得る。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される本発明の界面活性剤は、エマルション、例えば泡を作り出すために使用される。さらに他の実施形態では、界面活性剤は、回収された油またはガスを含むエマルションを分割するために使用され得る。
【0090】
泡は、わずか１０－ｍＮ／ｍのＩＦＴを生成する有効量の高塩分発泡流体組成物内に存在する有効量の少なくとも１種のアニオン性界面活性剤を添加することにより形成され得る。アニオン性界面活性剤は、発明の界面活性剤、またはスルホネート界面活性剤および／もしくはスルフェート界面活性剤であり得る。発泡流体組成物は、ガスリフト作業、掘削作業、仕上げ作業、刺激作業、フラクチャリング作業、注入作業、増進油回収作業およびそれらの組合せを含むが、それらに限定されない作業を行うために使用され得る。
【0091】
発泡流体は、地下貯留層から炭化水素の回収中に、多彩な用途で使用される。発泡流体は、ベース流体、発泡剤、および窒素、二酸化炭素、空気、メタンなどを含むが、それらに限定されないガスを含む流体を含む。ベース流体は、発泡させて、必要とされるベース流体の量を減少させる、地層への流体損失の量を減少させる、および／またはフラクチャリング流体中でプロパント懸濁液を増進させることができる。「発泡剤」は、ガスが混合された場合にベース流体の発泡を促すための作用剤と本明細書で定義される。
【0092】
発泡流体は、刺激作業（例えばガス井戸のアンロード）中にも使用されて、いずれかの既存の流体および／または坑井に存在する地層流体を置換することができる。「既存の流体」は、本明細書では、発泡添加剤および／または発泡流体組成物を地下貯留層坑井中へと導入する前に、地下貯留層坑井に存在する流体と定義される。「地層流体」は、本明細書では、油、天然ガス、水などを含むが、それらに限定されない含油地下地層から生成されるいずれかの流体と定義される。地層流体は、既存の流体と考えられるが、既存の流体は必ずしも地層流体でなくてもよい。例えば、坑内の他の流体は、地下貯留層坑井中に注入され得、発泡添加剤が坑井に導入される場合も、坑井に依然存在する。したがって、坑内の流体（例えば掘削流体、仕上げ流体、フラクチャリング流体、注入流体など）は、発泡添加剤およびガスを地下貯留層坑井中に導入する際の「ベース流体」であり得る。
【0093】
発泡流体のベース流体は、掘削流体、仕上げ流体、刺激流体、フラクチャリング流体、注入流体およびそれらの組合せであり得る。そのような流体の使用の非限定的な例は、油またはガス井戸のアンロード、増進油回収作業、重質油回収、掘削作業、フラクチャリング作業、圧力ポンピング、セメンチング、酸処理または他の刺激作業などに関与し得る。
【0094】
発泡掘削流体の非限定的な例は、掘削作業が低密度を有する掘削流体を必要とする場合のものであり得、例えば、発泡掘削流体の密度は、独立して約２．０ｐｐｇ（約０．２４ｇ／ｃｍ３）から約８．０ｐｐｇ（約０．９６ｇ／ｃｍ３）の範囲であり得る。
【0095】
掘削流体は、典型的には、そのベース流体に従って分類される。水ベースの流体では、固体粒子は、水またはブラインからなる連続相中に懸濁される。油は、連続相である水中で乳化され得る。「水ベース流体」は、本明細書では、水性連続相を有する流体を含むように使用され、水性連続相は、すべて水もしくはブライン、水中油エマルション、またはブライン中油エマルションであり得る。ブラインベース流体は、もちろん水ベース流体であり、そこでの水性成分が水ベースである。油ベース流体は、水ベース流体の反対または逆である。
【0096】
「油ベース流体」は、本明細書では、非水性連続相を有する流体を含むように使用され、非水性連続相は、すべての油、非水性流体、油中水エマルション、非水溶液中水エマルション、油中ブラインエマルションまたは非水溶液中ブラインエマルションである。油ベース流体中では、固体粒子は、油または別の非水性流体からなる連続相に懸濁される。水またはブラインは、油中で乳化され得、したがって、油は連続相である。油ベース流体では、油は、ディーゼル、鉱物油、エステル、製油所カット（ｒｅｆｉｎｅｒｙ ｃｕｔｓ）およびブレンドまたはαオレフィンを含み得るが、それらに限定されないいずれかの油または水と非混和性の流体からなり得る。本明細書で定義される油ベース流体は、天然に存在する材料から精製されるよりも寧ろ合成的に生成される合成ベース流体または泥水（ＳＢＭ）も含み得る。合成ベース流体は、エチレンのオレフィンオリゴマー、植物性脂肪酸およびアルコールから作られるエステル、アルコールおよびポリアルコールから作られるエーテルおよびポリエーテル、パラフィン系または芳香族炭化水素アルキルベンゼン、テルペンおよび他の天然生成物、ならびにこうしたブラインのタイプの混合物を含むことが多いが、それらに必ずしも限定されない。
【0097】
掘削作業の一タイプは、セメントが坑井内の場所へと送り出されるセメンチングを伴う。セメンチング作業は、ケーシングストリングが通った後で環形路を封止するため、喪失循環域（ｌｏｓｔ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）を封止するため、既存の井戸にプラグをセットし、そこから指向工具（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｏｏｌｓ）で押し出すため、または放棄してよいように井戸にプラグを詰めるために使用され得る。セメンチング作業を始める前に、坑井に入れられるセメントの体積、ならびに密度および粘度を含む、必要とされるスラリーおよびセットされるセメントの物理的性質が判定される。掘削流体は、坑井にセメントを置くために置換され得る。坑井において一次セメンチング、ならびに補修セメンチング作業を実行する際に、利用されるセメントスラリーは、坑井が貫通する地下地層で発生する過剰な静水圧を防止するために、軽量でなければならないことが多い。結果として、発泡セメントスラリーを含む多彩な軽量セメントスラリーが開発され、使用されている。
【0098】
軽量なことに加えて、発泡セメントスラリーは、圧縮ガスを含有し、スラリーが圧力を維持する能力、ならびに地層流体のスラリーへの、またそこを通る流れを、その転移時間、すなわち、セメントスラリーが完全な流体から凝結した塊へと変化する間の時間の間、防止する能力を改良する。他の界面活性剤は、発泡剤として使用されるもの以外に、泡スラリーがスラリーおよびガス成分へと早期分離することを防止するための泡安定剤として使用され得、また、スラリーにも添加され得る。発泡セメントスラリーは、流体損失が少ない性質を有し得る。
【0099】
仕上げ流体の予想される機能および特性は、多彩に存在する。仕上げ流体は、生産の開始前に最終作業を促進するために井戸に入れることがある。仕上げ流体は、典型的には、塩化物、臭化物、ホルメートを含むブラインであるが、適正な密度および流れ特性を有するいずれかの無害な流体であってよい。ブラインを形成するための好適な塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、塩化カリウム、臭化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カルシウム、臭化亜鉛、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、ギ酸アンモニウム、ギ酸セシウムおよびそれらの混合物を含むが、それらに必ずしも限定されない。仕上げ流体の貯留層地層および流体との化学適合性は、きわめて重要になり得る。化学添加剤、例えばポリマーおよび界面活性剤は、粘度の上昇、およびブラインの密度の上昇を含むが、それらに限定されない様々な理由で、井戸供給流体（ｗｅｌｌ ｓｅｒｖｉｃｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ）に使用されるブラインに導入されることが当業界で公知である。
【0100】
供給流体、例えば補修流体、刺激流体、改修流体などは、損傷のある井戸の修復に必要ないくつかの機能および特性を有する。そのような流体は、既に形成されたエマルションの分割、ならびに掘削、仕上げおよび／または生産作業中に発生した可能性がある地層損傷の除去に使用され得る。「補修作業」および「補修する」という用語は、本明細書では、ゲルの損傷の粘度低下、ならびに／または、地下地層からいずれかのタイプの損傷の部分的もしくは完全な除去を含むと定義される。同様に、「補修流体」という用語は、本明細書では、補修作業に有用になり得るいずれかの流体を含むと定義される。刺激流体は、井戸の生産性を刺激する、回復する、または増進させるために調製された処理流体、例えば、非限定的な一例ではフラクチャリング流体、および／またはマトリックス刺激流体であり得る。
【0101】
ハイドロリックフラクチャリングは、３０地層から炭化水素の回収を改良するためのプロセスにおいて、地下地層をフラクチャリングする、または亀裂を入れるポンプ速度およびハイドロリック圧力を使用する、刺激作業の一タイプである。亀裂（複数可）ができると、地層の透過性と比較して高い透過性のプロパントがフラクチャーへと送り出されて、亀裂の開きを支える。適用されたポンプ速度および圧力が、地層から低下または除去される場合、高い透過性のプロパントが亀裂の開きを保持するため、亀裂またはフラクチャーは、完全に閉じるまたは直すことができない。支えられた亀裂またはフラクチャーにより、高い透過性の経路４０が得られ、これが坑井の地層面積を大きくして、炭化水素の生産を増進させることにつながる。
【0102】
別のタイプの刺激作業は、油またはガス井戸が「アンロードされる」ものである。大半のガス井戸では、水および／または凝縮物がガスと共に生成される。成熟したガス井戸では、地層圧力およびガス流速が徐々に低下すると６５、井戸は液体が「アンロードされた」となる。より多くの凝縮物カットを有する液体がロードされた井戸の処理は問題があるため、作業者は多彩な方法を使用して、限界のガス井戸における液体ロードを防止できる。
【0103】
油またはガス井戸のアンロードは、一次生産技術（すなわち、原油を回収するのに最初の地層エネルギーのみ使用すること）、続いて水攻法の二次技術が、地層に存在する原始埋蔵量のわずかなパーセンテージしか回収しない場合、必須であり得る。平均回収率は、二次回収作業後に、油田でおよそ２５から３５％、およびガス田でおよそ７０％である。ガス井戸生産系および油井戸生産系は、フローラインにおける油および水のロードのため、生産が一般的に限定される。
【0104】
井戸のガスリフトおよび／または脱液化（ｄｅｌｉｑｕｉｆｉｃａｔｉｏｎ）は、液体ロードの問題を有する井戸が、連続した流れの状態へと戻ること、現在の産出井の流れを増進させること、井戸を再開すること、およびそれらの組合せを可能にし得る。典型的には、油および／またはガスは貯留層から生成されるので、貯留層地層の圧力は減少し、生産は減退する。さらに、仕上げの問題のため、井戸の生産は長期間にわたって減退することがあり、井戸は再開することが困難なことがある。これらの井戸を脱液化する、または「アンロードする」ために普通使用される方法は、化学発泡剤の適用を通す。
【0105】
界面活性剤変性ガス（ＳＡＧ）の注入によりｉｎ ｓｉｔｕで生成された泡の使用は、Ｒ． Ｆ． Ｌｉら、「Ｆｏａｍ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」、ＳＰＥ １１３９１０、ＳＰＥ／ＤＯＥ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ２０ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｏｉｌ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ、Ｔｕｌｓａ、Ｏｋｌａ．、ＳＰＥ Ｊｏｕｒｎａｌ、２０１０年３月で、アルカリ性／界面活性剤／ポリマー（ＡＳＰ）増進油回収（ＥＯＲ）プロセスにおいて動作するポリマーの代替物として記載される。
【0106】
ミセルのアルカリ性石鹸状物質などは、貯留層における油と水との間における界面張力を低下させる、および貯留層内に存在する油に移動性を持たせるために使用され得る一方、ポリマー、例えばポリアクリルアミドまたはポリサッカリドは、移動度比、および注入された流体が接触する貯留層の体積に依存するＥＯＲ作業の有効性の測定値である押し流し効率を改良するために用いられ得る。
【0107】
方法の非限定的な代替実施形態では、方法は、発泡流体組成物を、中に既存の流体を有する地下貯留層坑井へと導入することによる、地下含油地層内の油またはガス井戸をアンロードするステップを含み得る。発泡流体組成物は、ベース流体、ガス、少なくとも１種のアニオン性界面活性剤、ならびにカチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１種の第２の界面活性剤を有し得る、または含み得る。少なくとも１種のアニオン性界面活性剤は、スルホネート界面活性剤および／またはスルフェート界面活性剤からなる群から選択され、アニオン性界面活性剤は、Ｃ２０～Ｃ２４炭素鎖および内部オレフィンを含む。発泡流体組成物は、３０，０００ＴＤＳ以上の塩分を有する。界面活性剤は、組成物を発泡させる有効量で存在する。方法は、地下貯留層坑井内の既存の流体を少なくとも部分的に置換するステップをさらに含む。
【0108】
ベース流体、ガス、少なくとも１種のアニオン性界面活性剤、および少なくとも１種の第２の界面活性剤を有する、別の形態の発泡流体組成物がさらに提供される。ベース流体は、油ベース流体、水性ベース流体およびそれらの組合せであり得る、またはそれらを含み得る。アニオン性界面活性剤は、少なくとも２０個の炭素原子の疎水性鎖を有し、アニオン性界面活性剤は、スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤またはそれらの組合せである。アニオン性界面活性剤は、有効量で発泡流体組成物に存在して、約１０－１ｍＮ／ｍから約１０－３ｍＮ／ｍのＩＦＴを得る。少なくとも１種の第２の界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤およびそれらの組合せを含むが、必ずしもそれらに限定されない。発泡流体組成物は、３０，０００総溶解固形分（ＴＤＳ）以上の塩分を有する。
【0109】
発泡流体組成物の別の非限定的な実施形態では、アニオン性スルホネート界面活性剤（複数可）は、Ｃ２０～Ｃ２４炭素鎖およびその中の内部オレフィンを有し得、または含み得、少なくとも１種のアニオン性界面活性剤の量は、合計発泡流体組成物に対して約１ｖｏｌ％から約５０ｖｏｌ％の範囲となる。
【0110】
一形態では、発泡流体組成物で作業を行うステップを含み得る方法が提供される。発泡流体組成物は、ベース流体、ガス、少なくとも２０個の炭素原子の疎水性鎖を有する少なくとも１種のアニオン性界面活性剤を有し得、または含み得、アニオン性界面活性剤は、スルホネートからなる群から選択される。
１．界面活性剤
本開示の除草剤配合物に使用するための好適な界面活性剤は、式Ｉ：
１．界面活性剤
本開示の除草剤配合物に使用するための好適な界面活性剤は、式Ｉ：
【0111】
【化7】
【0112】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の１種または複数の界面活性剤および／または共界面活性剤を含む。
【0113】
詳細には、好適な界面活性剤または共界面活性剤は、本明細書に記載される界面活性剤１～７のいずれかの１つまたは複数を含み得る。
【0114】
２．第２の界面活性剤
少なくとも１種のアニオン性界面活性剤は、１２から２４個の炭素原子の疎水性鎖を有し、アニオン性界面活性剤が、スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択され、少なくとも１種の第２の界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
少なくとも１種のアニオン性界面活性剤は、１２から２４個の炭素原子の疎水性鎖を有し、アニオン性界面活性剤が、スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択され、少なくとも１種の第２の界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【0115】
３．ベース流体
ベース流体は、掘削流体、仕上げ流体、刺激流体、フラクチャリング流体、ガス井戸脱液化流体、コイルドチュービング作業流体、リサイクル掘削流体、供給流体、井戸クリーンアウト流体、井戸インターベンション流体、毛管コイルドチュービング流体およびそれらの組合せからなる群から選択される油ベース流体または水ベース流体であり得る。
ベース流体は、掘削流体、仕上げ流体、刺激流体、フラクチャリング流体、ガス井戸脱液化流体、コイルドチュービング作業流体、リサイクル掘削流体、供給流体、井戸クリーンアウト流体、井戸インターベンション流体、毛管コイルドチュービング流体およびそれらの組合せからなる群から選択される油ベース流体または水ベース流体であり得る。
【0116】
４．ガス
当業界で公知のいずれかの好適なガスは、液体配合物のいずれかの適切な液体部分と混和され得る。そのようなガスは、空気、窒素、二酸化炭素、天然ガスおよびそれらのいずれかの組合せを含むが、それらに限定されない。
当業界で公知のいずれかの好適なガスは、液体配合物のいずれかの適切な液体部分と混和され得る。そのようなガスは、空気、窒素、二酸化炭素、天然ガスおよびそれらのいずれかの組合せを含むが、それらに限定されない。
【0117】
Ｖ．バイオ油を回収するための流体
天然に存在する供給源からの食用油を含むバイオベース油は、ヒトの栄養の必需品であり、比較的最近までは光源、またエネルギー源でさえある。油の天然に存在する供給源は、種子、および果実を含み、そのいくつかは、油の供給源として基本的に栽培される。バイオディーゼル燃料を含む燃料に使用され得るバイオベース油の供給源は、天然に存在するダイズおよびバイオ操作された藻類を含む。回収を増加させ、かつ／または回収された油の品質を向上させるために使用され得る、いずれかの配合物および／またはプロセスは有益である。
天然に存在する供給源からの食用油を含むバイオベース油は、ヒトの栄養の必需品であり、比較的最近までは光源、またエネルギー源でさえある。油の天然に存在する供給源は、種子、および果実を含み、そのいくつかは、油の供給源として基本的に栽培される。バイオディーゼル燃料を含む燃料に使用され得るバイオベース油の供給源は、天然に存在するダイズおよびバイオ操作された藻類を含む。回収を増加させ、かつ／または回収された油の品質を向上させるために使用され得る、いずれかの配合物および／またはプロセスは有益である。
【0118】
バイオベース油の他の供給源は、トウモロコシのような原材料の発酵から、ならびにダイズおよび藻類のような油が豊富な植物の加工からの蒸留廃液を含む。本発明のいくつかの実施形態は、油および水のエマルションから乳化された油の抽出を補助するための配合物を含む。組成物は、アルコキシル化植物油、アルコキシル化植物性脂肪、アルコキシル化動物油、アルコキシル化動物性脂肪、アルキルポリグルコシド、アルコキシル化グリセロール、およびそれらの混合物から選択される非イオン界面活性剤を含み得る。組成物は、ケイ素含有粒子を含み得る。トウモロコシエタノールプロセスから油を回収するためのいくつかの方法も提供される。これらの方法は、組成物をトウモロコシエタノールプロセスのプロセスストリームに添加するステップ、およびプロセスストリームから油を抽出するステップを含み得る。
【0119】
食用油を回収するための配合物は、規制当局、例えば米国農務省および米国食品医薬品局により一般的に安全とされる（ＧＲＡＳ）と特徴付けられる試薬のみを含む。
【0120】
バイオディーゼル燃料を含む燃料に使用され得るバイオベース油の供給源は、天然に存在するダイズ、およびバイオ操作された藻類を含む。
【0121】
（新たなパラグラフまたは前述の一部？）大半の商用トウモロコシ油は、トウモロコシの湿式粉砕プロセス中に、トウモロコシ胚芽のフロントエンド分画により生成される。最近は、トウモロコシ油の新たな供給源は、エタノール産業に使用される乾式粉砕プロセスの副産物として示されている。乾式粉砕は、エネルギーおよび資本投資を湿式粉砕よりも必要としないプロセスである。乾式粉砕プロセスの後処理で捕捉されるトウモロコシ油は、食品の使用に好適ではないが、バイオディーゼル原材料として使用され得る。
【0122】
１．水性成分
水性成分は、例えば、真水、海水を含み得、最も普通には、水性相は、１種または複数の無機塩を含む水を含む。
水性成分は、例えば、真水、海水を含み得、最も普通には、水性相は、１種または複数の無機塩を含む水を含む。
【0123】
２．超臨界ガス
いくつかの発明の泡は、超臨界ガス、例えば二酸化炭素を含む。超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）は、ガスが、臨界温度および臨界圧力で、またはそれを超えて保持されているガスの流体状態である。この状態のガスは、途中ガスおよび液体の性質であるいくつかの性質を呈する。超臨界二酸化炭素は、約３１．１℃、またはそれを超える温度、および約７．３９ＭＰａを超える圧力で存在する。
いくつかの発明の泡は、超臨界ガス、例えば二酸化炭素を含む。超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）は、ガスが、臨界温度および臨界圧力で、またはそれを超えて保持されているガスの流体状態である。この状態のガスは、途中ガスおよび液体の性質であるいくつかの性質を呈する。超臨界二酸化炭素は、約３１．１℃、またはそれを超える温度、および約７．３９ＭＰａを超える圧力で存在する。
【0124】
３．界面活性剤
本開示の除草剤配合物に使用するための好適な界面活性剤は、式Ｉ：
本開示の除草剤配合物に使用するための好適な界面活性剤は、式Ｉ：
【0125】
【化8】
【0126】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の１種または複数の界面活性剤および／または共界面活性剤を含む。
【0127】
詳細には、好適な界面活性剤または共界面活性剤は、本明細書に記載される界面活性剤１～７のいずれかの１つまたは複数を含み得る。
【0128】
前述の界面活性剤は、例えば、式：
Ｒ－ＮＸ－ＣＯ－ＣＨＹ１－ＣＨＹ２ －ＣＯ－Ｏ－Ｍ４＋
（式中、Ｙ１はＨであり、Ｙ２は（ＳＯ３Ｍ３＋であり、またはＹ－１は（ＳＯ３Ｍ３＋）であり、Ｙ２はＨである）のスルホスクシナメートタイプの表面を含む、他の界面活性剤と組み合わせることができる。Ｍ３＋およびＭ４＋はカチオンであり、同一であってよく、または異なっていてよく、アルカリ金属、および土類アルカリ金属からなる元素周期表の１および２族から、好ましくはＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋から、また、アンモニウムＮＨ４＋からも選択され、Ｒは、８から２４個の炭素原子、および任意選択で、１つもしくは複数の炭素－炭素二重結合を有する直鎖もしくは分岐もしくは環状脂肪族ラジカルである、またはそのようなラジカルの２種以上の混合物である。Ｘは、水素原子であり得、またはアルキルカルボキシレート基－（ＣＲＲ）－ＣＯＯＭ２＋であり得、Ｒ’およびＲはいずれもＨであり得、またはＲはＨであり、また、Ｒは－ＣＨ ＣＯＯＭ３＋であり得、Ｍ３＋およびＭ＋はカチオンであり、同一であり得、または異なり得、また、アルカリ金属、および土類アルカリ金属からなる元素周期表の１および２族から、好ましくはＬｉ、Ｎａ＋、Ｋ＋から、またアンモニウムＮＨからも選択される。Ｍ３＋、Ｍ＋、Ｍ２＋およびＭ４＋に特に好ましいアルカリ金属イオンは、互いに独立して、ナトリウムカチオンＮａ＋、およびカリウムカチオンＫ＋である。
Ｒ－ＮＸ－ＣＯ－ＣＨＹ１－ＣＨＹ２ －ＣＯ－Ｏ－Ｍ４＋
（式中、Ｙ１はＨであり、Ｙ２は（ＳＯ３Ｍ３＋であり、またはＹ－１は（ＳＯ３Ｍ３＋）であり、Ｙ２はＨである）のスルホスクシナメートタイプの表面を含む、他の界面活性剤と組み合わせることができる。Ｍ３＋およびＭ４＋はカチオンであり、同一であってよく、または異なっていてよく、アルカリ金属、および土類アルカリ金属からなる元素周期表の１および２族から、好ましくはＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋から、また、アンモニウムＮＨ４＋からも選択され、Ｒは、８から２４個の炭素原子、および任意選択で、１つもしくは複数の炭素－炭素二重結合を有する直鎖もしくは分岐もしくは環状脂肪族ラジカルである、またはそのようなラジカルの２種以上の混合物である。Ｘは、水素原子であり得、またはアルキルカルボキシレート基－（ＣＲＲ）－ＣＯＯＭ２＋であり得、Ｒ’およびＲはいずれもＨであり得、またはＲはＨであり、また、Ｒは－ＣＨ ＣＯＯＭ３＋であり得、Ｍ３＋およびＭ＋はカチオンであり、同一であり得、または異なり得、また、アルカリ金属、および土類アルカリ金属からなる元素周期表の１および２族から、好ましくはＬｉ、Ｎａ＋、Ｋ＋から、またアンモニウムＮＨからも選択される。Ｍ３＋、Ｍ＋、Ｍ２＋およびＭ４＋に特に好ましいアルカリ金属イオンは、互いに独立して、ナトリウムカチオンＮａ＋、およびカリウムカチオンＫ＋である。
【0129】
指し示されている分離補助組成物に任意選択で含まれるさらに他の界面活性剤は、例えば、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤であり得る。界面活性剤（１種または複数であり得る）は、非イオン性界面活性剤、例えば、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化ソルビタンエステル、ＰＥＧ、ポロキサマー、アセチレングリコールもしくはスルホネート、またはそれらの組合せであり得る。非イオン性界面活性剤は、例えば、非イオン性ポリエチレングリコール、例えばカルボン酸のエトキシレート、モノ－、ジ－もしくはトリグリセリドのエトキシレート、ソルビタンのモノ－、ジ－もしくはトリエステルのエトキシレート、または脂肪族アルコールのエトキシレートであり得る。エトキシ化ソルビタンエステルは、ＴＷＥＥＮまたはポリソルベートシリーズ界面活性剤として商業的に得られる。他の好適な非イオン性界面活性剤は、１２～２２個の炭素原子を有する脂肪酸に基づくモノ－、ジ－もしくはトリグリセリド、または１２～２２個の炭素原子を有する脂肪酸に基づくソルビタンのモノ－、ジ－もしくはトリエステルである。本発明の分離補助剤に使用され得る非イオン性界面活性剤の商用の供給源は、例えば、Ｌａｍｂｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＬｕｍｉｓｏｒｂ Ｐｏｌｙｓｏｒｂａｔｅｓ（Ｇｕｒｎｅｅ、Ｉｌｌ．ＵＳＡ）を含む。非イオン性界面活性剤は、少なくとも１種のポロキサマーであり得る。ポロキサマーは、疎水性ポリアルキレンオキシドブロックの中心ブロックを含み、この両側に親水性ポリアルキレンオキシドブロックが隣接する、非イオン性トリブロックコポリマーであり得る。ポロキサマーは、食品グレードの市販品である。ポロキサマーの商用供給源は、例えば、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ、Ｎ．Ｊ．、Ｕ．Ｓ．Ａ．）からのＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）コポリマーである。
【0130】
界面活性剤、例えば非イオン性界面活性剤の水溶解度は、親水性－親油性バランス（ＨＬＢ）値または数に関連し得る。非イオン性界面活性剤は、少なくとも約６、または少なくとも約９、または少なくとも約１２、または約６から２０、または約７から約１９、または約８から約１８、または約９から約１７、または約１０から約１６、または他の値のＨＬＢ値を有し得る。非イオン性界面活性剤の水溶解度は、親水性－親油性バランス（ＨＬＢ）値または数に関連し得る。ＨＬＢ値は、従来の手段で計算され得る。例えば、非イオン性界面活性剤のＨＬＢ値は、非イオン性界面活性剤の親水性部分の分子量パーセントを５で割ることにより計算され得る。例えば、８０モルの９６親水性部分（合計）を含有する非イオン性界面活性剤は、１６と計算されたＨＬＢ値を有し得る（すなわち、８０／５－１６）。２０を超えるＨＬＢ値は、相対または比較値である。
【0131】
いくつかの発明の配合物は、１種または複数の界面活性剤を、約０ｗｔ．％以上、約２ｗｔ．％以上、約４ｗｔ．％以上、約６ｗｔ．％以上、約８ｗｔ．％以上、または約１０ｗｔ．％以下、約１２ｗｔ．％以下、約１４ｗｔ．％以下、約１６ｗｔ．％以下、またはこれらの終点を使用するいずれかの範囲内の量で含み得る。
【0132】
４．油
本発明を実践するために使用され得る油は、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化ダイズ油、エトキシ化パーム核油、エトキシ化アーモンド油、エトキシ化トウモロコシ油、エトキシ化キャノーラ油、エトキシ化菜種油、およびエトキシ化ヤシ油からなる群から選択されるアルコキシル化植物油を含む。
本発明を実践するために使用され得る油は、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化ダイズ油、エトキシ化パーム核油、エトキシ化アーモンド油、エトキシ化トウモロコシ油、エトキシ化キャノーラ油、エトキシ化菜種油、およびエトキシ化ヤシ油からなる群から選択されるアルコキシル化植物油を含む。
【0133】
指し示されている分離助剤に含まれる油は、例えば、鉱物油、トリグリセリド植物油、炭化水素油またはそれらの任意の組合せであり得る。鉱物油は、例えば、白色鉱物油またはミネラルシール油（ｍｉｎｅｒａｌ ｓｅａｌ ｏｉｌ）であり得る。鉱物油の例は、原油の蒸留で得られる常圧残渣油、減圧軽油、および常圧残渣油の真空蒸留により得られる減圧残渣油、それらの水素化処理油、熱分解油および／またはそれらの混合物であり得る。これらの鉱物油のうち、常圧残渣油、真空残渣油およびそれらの水素化産物または熱分解産物は、本発明において残渣油といわれる。トリグリセリド植物油は、例えば、トリグリセリドトウモロコシ油であり得る。炭化水素油は、例えば、白色鉱物油またはそれらの任意の組合せであり得る。本発明の分離助剤に使用され得る油の商用供給源は、例えば、Ｃｌａｒｉｏｎ Ｗｈｉｔｅ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｏｉｌ ７０、ＣＩＴＧＯ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ （Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＵＳＡ）を含む。
【0134】
５．レシチン
分離助剤に使用されるレシチンは、天然起源、変性起源または合成であり得る。本発明に使用され得るレシチンは、いかなる植物、動物または微生物の供給源に由来するレシチンであってもよい。好適なレシチン出発材料は、市販されており、利用できるダイズレシチンおよび卵黄レシチン製品を含む。レシチンは、天然供給源、例えば卵黄、および植物、例えばダイズ、メイズ、菜種などから得られ、これは植物油の精製の副産物である。ダイズ油は、商用レシチンの最大の供給源である。商用レシチンの組成は、供給源、調製の方法、および精製の程度に依存するが、最も純粋な形態では主にホスファチドからなる。商用レシチンは、例えば、精錬ステップ中に得られる油加工の連産品である。例えば、ダイズレシチンは、複合混合物であり、リン脂質およびトリグリセリドを含み、植物糖脂質、植物ステロール、トコフェロールおよび脂肪酸のような他の成分を少ない量で伴う。植物レシチンに存在する主なリン脂質は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミンおよびホスファチジルイノシトールである。卵の卵黄レシチンは、主なリン脂質としてホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンを含有する。レシチンは、容易に利用できる供給源、例えばダイズから化学的（ヘキサンを使用して）に、または機械的に抽出され得る。レシチンは、水中で低い溶解度を有する。水溶液中で、そのリン脂質は、水和および温度に応じてリポソーム、二分子膜シート、ミセルまたはラメラ構造を形成し得る。これは、通常両親媒性として分類されるあるタイプの材料を生じる。本明細書で使用される「変性レシチン」は、レシチンのアセチル化、ヒドロキシル化、水素化、加水分解産物、塩素化、臭素化、ヨウ素化、ハロゲン化、リン酸化反応およびスルホン化、ならびに当業者に公知の他のいずれかの変性を指すが、それらに限定されない。アセチル化されたレシチンは、例えば米国特許第３，３０１，８８１号明細書で示され、参照によりその全体を本明細書に組み込む、例えば植物レシチンからのリン脂質のアセチル化のための無水酢酸のような、カルボン酸無水物を使用して生成され得る。酵素プロセスは、植物レシチン、例えばダイズレシチン、菜種レシチンからのアセチル化リン脂質、および卵の卵黄レシチンのような動物レシチン、または上のレシチンから単離される純粋ホスファチジルエタノールアミンの調製に使用され得る。商用のレシチンは、例えば米国特許第６，４０３，３４４号明細書で示され、参照によりその全体を本明細書に組み込む、例えば触媒としての、１．３－位特異性を有するムコール・ミエヘイ（Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）からのリパーゼの存在下で、酢酸ビニルをアシル化剤として使用することによりアセチル化され得る。アセチル化レシチンでは、例えば、アセチル化は、主にホスファチジルエタノールアミンのアミノ基に発生する。変性レシチンでのアセチル化の規模は、使用される場合、部分的または完全であり得る。変性レシチンでのアセチル化の規模は、例えば、約５％から１００％、または約１０％から約９９％、または約１５％から約９５％、または約２０％から約９０％、または約２５％から約７５％、または他の値であり得る。レシチンは、多彩な化学反応を受けやすくするいくつかの化学官能基をさらに含有する。これらの基は、炭素－炭素二重結合、エステル、ホスホン酸エステル、アミンおよびヒドロキシル基を含む。変性は、エステル交換レシチンも生じ得る。さらに、レシチンは、変性した酵素であり得る。本明細書で使用される「ホスファチド」（リン脂質）は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、Ｎ－アシルホスファチジルエタノールアミンおよび他の関連した少ない成分の混合物を指すが、それらに限定されない。本発明の分離補助剤に使用され得るレシチンまたは変性レシチンの商用供給源は、例えば、Ｓｏｌａｅ ＬＬＣ（Ｍｅｍｐｈｉｓ、Ｔｅｎｎ． ＵＳＡ）からのＳｏｌｅｃ ＨＲ２Ｂを含む。
分離助剤に使用されるレシチンは、天然起源、変性起源または合成であり得る。本発明に使用され得るレシチンは、いかなる植物、動物または微生物の供給源に由来するレシチンであってもよい。好適なレシチン出発材料は、市販されており、利用できるダイズレシチンおよび卵黄レシチン製品を含む。レシチンは、天然供給源、例えば卵黄、および植物、例えばダイズ、メイズ、菜種などから得られ、これは植物油の精製の副産物である。ダイズ油は、商用レシチンの最大の供給源である。商用レシチンの組成は、供給源、調製の方法、および精製の程度に依存するが、最も純粋な形態では主にホスファチドからなる。商用レシチンは、例えば、精錬ステップ中に得られる油加工の連産品である。例えば、ダイズレシチンは、複合混合物であり、リン脂質およびトリグリセリドを含み、植物糖脂質、植物ステロール、トコフェロールおよび脂肪酸のような他の成分を少ない量で伴う。植物レシチンに存在する主なリン脂質は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミンおよびホスファチジルイノシトールである。卵の卵黄レシチンは、主なリン脂質としてホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミンを含有する。レシチンは、容易に利用できる供給源、例えばダイズから化学的（ヘキサンを使用して）に、または機械的に抽出され得る。レシチンは、水中で低い溶解度を有する。水溶液中で、そのリン脂質は、水和および温度に応じてリポソーム、二分子膜シート、ミセルまたはラメラ構造を形成し得る。これは、通常両親媒性として分類されるあるタイプの材料を生じる。本明細書で使用される「変性レシチン」は、レシチンのアセチル化、ヒドロキシル化、水素化、加水分解産物、塩素化、臭素化、ヨウ素化、ハロゲン化、リン酸化反応およびスルホン化、ならびに当業者に公知の他のいずれかの変性を指すが、それらに限定されない。アセチル化されたレシチンは、例えば米国特許第３，３０１，８８１号明細書で示され、参照によりその全体を本明細書に組み込む、例えば植物レシチンからのリン脂質のアセチル化のための無水酢酸のような、カルボン酸無水物を使用して生成され得る。酵素プロセスは、植物レシチン、例えばダイズレシチン、菜種レシチンからのアセチル化リン脂質、および卵の卵黄レシチンのような動物レシチン、または上のレシチンから単離される純粋ホスファチジルエタノールアミンの調製に使用され得る。商用のレシチンは、例えば米国特許第６，４０３，３４４号明細書で示され、参照によりその全体を本明細書に組み込む、例えば触媒としての、１．３－位特異性を有するムコール・ミエヘイ（Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）からのリパーゼの存在下で、酢酸ビニルをアシル化剤として使用することによりアセチル化され得る。アセチル化レシチンでは、例えば、アセチル化は、主にホスファチジルエタノールアミンのアミノ基に発生する。変性レシチンでのアセチル化の規模は、使用される場合、部分的または完全であり得る。変性レシチンでのアセチル化の規模は、例えば、約５％から１００％、または約１０％から約９９％、または約１５％から約９５％、または約２０％から約９０％、または約２５％から約７５％、または他の値であり得る。レシチンは、多彩な化学反応を受けやすくするいくつかの化学官能基をさらに含有する。これらの基は、炭素－炭素二重結合、エステル、ホスホン酸エステル、アミンおよびヒドロキシル基を含む。変性は、エステル交換レシチンも生じ得る。さらに、レシチンは、変性した酵素であり得る。本明細書で使用される「ホスファチド」（リン脂質）は、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、Ｎ－アシルホスファチジルエタノールアミンおよび他の関連した少ない成分の混合物を指すが、それらに限定されない。本発明の分離補助剤に使用され得るレシチンまたは変性レシチンの商用供給源は、例えば、Ｓｏｌａｅ ＬＬＣ（Ｍｅｍｐｈｉｓ、Ｔｅｎｎ． ＵＳＡ）からのＳｏｌｅｃ ＨＲ２Ｂを含む。
【0135】
６．シリカ
例えば、分離補助剤は、シリカ、例えばヒュームドシリカを含有し得る。ヒュームドシリカは、疎水性または親水性であり得る。ヒュームドシリカは、食品グレードであり、この理由でより望ましいことがある。縮合ヒュームドシリカは、例えば、約１ｗｔ％から１０ｗｔ％の量で分離補助剤に含有され得る。
例えば、分離補助剤は、シリカ、例えばヒュームドシリカを含有し得る。ヒュームドシリカは、疎水性または親水性であり得る。ヒュームドシリカは、食品グレードであり、この理由でより望ましいことがある。縮合ヒュームドシリカは、例えば、約１ｗｔ％から１０ｗｔ％の量で分離補助剤に含有され得る。
【0136】
７．水不溶性溶媒および油
好適な水不溶性非混和性有機溶媒は、天然の非石油供給源、例えば、植物および動物に由来する、またはそれらから作られるものを含み、また、植物油、種子油、動物油など、そのようなＮ，Ｎ－ジメチルカプリルアミド（Ｎ，Ｎ－ジメチルオクタンアミド）、Ｎ，Ｎ－ジメチルカプラミド（Ｎ，Ｎ－ｄｉｍｅｔｈｙｌｃａｐｒａｍｉｄｅ）（Ｎ，Ｎ－ジメチルデカンアミド）およびそれらの混合物を含み、これらは、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ、Ｎ．Ｊ．）からのＡｇｎｉｑｕｅ（登録商標）ＡＭＤ ８１０およびＡｇｎｉｑｕｅ（登録商標）ＡＭＤ １０、Ｃｌａｒｉａｎｔ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、Ｎ．Ｃ．）からのＧｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４１６６、Ｇｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４２３１およびＧｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４２９６、Ｓｔｅｐａｎ（Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ、Ｉｌｌ．）からのＨａｌｌｃｏｍｉｄ Ｍ－８－１０およびＨａｌｌｃｏｍｉｄ Ｍ－１０、ならびにＡｋｚｏＮｏｂｅｌ（Ｃｈｉｃａｇｏ、Ｉｌｌ．）からのＡｍｉｄ ＤＭ１０およびＤＭ８１０として市販されている。自然由来有機溶媒のさらなる例は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＬＬＣ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、Ｔｅｘ．）からのＪＥＦＦＳＯＬ（登録商標）ＡＧ－１７３０溶媒として市販されているカプリル／カプリン酸脂肪酸（Ｃ８／Ｃ１０）のモルホリンアミドを含む。
好適な水不溶性非混和性有機溶媒は、天然の非石油供給源、例えば、植物および動物に由来する、またはそれらから作られるものを含み、また、植物油、種子油、動物油など、そのようなＮ，Ｎ－ジメチルカプリルアミド（Ｎ，Ｎ－ジメチルオクタンアミド）、Ｎ，Ｎ－ジメチルカプラミド（Ｎ，Ｎ－ｄｉｍｅｔｈｙｌｃａｐｒａｍｉｄｅ）（Ｎ，Ｎ－ジメチルデカンアミド）およびそれらの混合物を含み、これらは、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ、Ｎ．Ｊ．）からのＡｇｎｉｑｕｅ（登録商標）ＡＭＤ ８１０およびＡｇｎｉｑｕｅ（登録商標）ＡＭＤ １０、Ｃｌａｒｉａｎｔ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、Ｎ．Ｃ．）からのＧｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４１６６、Ｇｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４２３１およびＧｅｎｅｇｅｎ（登録商標）４２９６、Ｓｔｅｐａｎ（Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ、Ｉｌｌ．）からのＨａｌｌｃｏｍｉｄ Ｍ－８－１０およびＨａｌｌｃｏｍｉｄ Ｍ－１０、ならびにＡｋｚｏＮｏｂｅｌ（Ｃｈｉｃａｇｏ、Ｉｌｌ．）からのＡｍｉｄ ＤＭ１０およびＤＭ８１０として市販されている。自然由来有機溶媒のさらなる例は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＬＬＣ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、Ｔｅｘ．）からのＪＥＦＦＳＯＬ（登録商標）ＡＧ－１７３０溶媒として市販されているカプリル／カプリン酸脂肪酸（Ｃ８／Ｃ１０）のモルホリンアミドを含む。
【0137】
他の好適な水不溶性溶媒は、芳香族炭化水素、混合ナフタレンおよびアルキルナフタレン分画、芳香族溶媒、特にアルキル置換ベンゼン、例えばキシレンまたはプロピルベンゼン分画など；植物、種子または動物油に由来する脂肪酸のＣ１～Ｃ６エステル、例えば、カプロン酸メチル、カプリル酸メチル、カプリン酸メチル、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、リノール酸メチル、リノレン酸メチルなど；ケトン、例えばイソホロンおよびトリメチルシクロヘキサノン（ジヒドロイソホロン）；酢酸エステル、例えば、酢酸メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルまたはヘプチルなど；ならびにＨｕｎｔｓｍａｎ（Ｔｈｅ Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、Ｔｅｘ．）からのＪＥＦＦＳＯＬ（登録商標）炭酸アルキレン、同じくＨｕｎｔｓｍａｎからの炭酸ジブチルとして利用できる環状炭酸アルキル、例えば炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレン、および本明細書に記載される水非混和性有機溶媒のいずれかの混合物を含み得る。
【0138】
水不溶性溶媒は、約０ｗｔ．％以上、約１０ｗｔ．％以上、約２０ｗｔ．％以上、もしくは約３０ｗｔ．％以下、約４０ｗｔ．％以下、約５０ｗｔ．％以下、またはこれらの終点を使用するいずれかの範囲内の量で除草配合物に存在し得る。
【0139】
８．水
水は、本開示の配合物に存在して、記載されている組成物における原料に対して、水性溶媒および担体の両方としての役割を果たすことができる。本開示のいくつかの配合物は、水を約２００ｇ／Ｌ以上、約３００ｇ／Ｌ以上、約４００ｇ／Ｌ以上、もしくは、約５００ｇ／Ｌ以下、約６００ｇ／Ｌ以下、約７００ｇ／Ｌ以下、約８００ｇ／Ｌ以下、または、これらの終点を使用するいずれかの範囲内の量で含み得る。
水は、本開示の配合物に存在して、記載されている組成物における原料に対して、水性溶媒および担体の両方としての役割を果たすことができる。本開示のいくつかの配合物は、水を約２００ｇ／Ｌ以上、約３００ｇ／Ｌ以上、約４００ｇ／Ｌ以上、もしくは、約５００ｇ／Ｌ以下、約６００ｇ／Ｌ以下、約７００ｇ／Ｌ以下、約８００ｇ／Ｌ以下、または、これらの終点を使用するいずれかの範囲内の量で含み得る。
【0140】
９．他の添加剤
除草配合物は、１種または複数の追加の適合性原料を含み得る。これらの追加の原料は、例えば、１種または複数の殺有害生物剤または他の原料を含み得、これらは、組成物に溶解または分散され得、殺ダニ剤、殺藻薬、摂食抑制物質、殺鳥剤、殺菌剤、鳥忌避剤、不妊剤から選択され得る。また、機能的な実用性を備えるいずれかの他の追加の原料、例えば、消泡剤、抗微生物剤、緩衝液、腐食防止剤、分散剤、色素、香料、凝固点降下剤、中和剤、付臭剤、浸透助剤、金属イオン封鎖剤、安定剤、固着剤、粘度改変添加剤、水溶性溶媒などが、これらの組成物に含まれ得る。
除草配合物は、１種または複数の追加の適合性原料を含み得る。これらの追加の原料は、例えば、１種または複数の殺有害生物剤または他の原料を含み得、これらは、組成物に溶解または分散され得、殺ダニ剤、殺藻薬、摂食抑制物質、殺鳥剤、殺菌剤、鳥忌避剤、不妊剤から選択され得る。また、機能的な実用性を備えるいずれかの他の追加の原料、例えば、消泡剤、抗微生物剤、緩衝液、腐食防止剤、分散剤、色素、香料、凝固点降下剤、中和剤、付臭剤、浸透助剤、金属イオン封鎖剤、安定剤、固着剤、粘度改変添加剤、水溶性溶媒などが、これらの組成物に含まれ得る。
【0141】
配合物が、追加の活性成分と組み合わせて使用される場合、例えば、本明細書に記載される組成物は、プレミックス濃縮物として他の活性成分（複数可）と配合され得、水中で他の活性成分とタンク混合され得る。
【0142】
１０．作製方法
本開示の配合物は：１）有機溶媒および界面活性剤中の溶液を調製するステップ；２）ステップ１）で調製された溶液を、十分に混合しながら水中の水溶性塩の濃縮溶液に添加して、透明溶液を形成するステップ；ならびに３）任意選択で、いずれかの追加の適合性の活性または不活性成分を添加するステップにより調製され得る。
本開示の配合物は：１）有機溶媒および界面活性剤中の溶液を調製するステップ；２）ステップ１）で調製された溶液を、十分に混合しながら水中の水溶性塩の濃縮溶液に添加して、透明溶液を形成するステップ；ならびに３）任意選択で、いずれかの追加の適合性の活性または不活性成分を添加するステップにより調製され得る。
【0143】
あるいは、本開示の配合物は：１）油を用意し、任意選択で、これを有機溶媒および界面活性剤と混合するステップ、２）ステップ１）で調製された組成物を、十分混合しながら水溶性塩の濃縮溶液に添加して、透明溶液を形成するステップ；ならびに３）任意選択で、いずれかの追加の適合性の活性または不活性成分を添加するステップにより調製され得る。
【0144】
配合物に添加され得る好適な水適合性原料は、水溶性または水不溶性分散界面活性剤、例えば本開示の界面活性剤、水不溶性活性成分、および任意選択で、他の不活性成分、例えばｐＨ緩衝液、湿潤剤、不凍剤、消泡剤および殺生物剤を含むが、それらに限定されない。
【0145】
１１．使用する方法
溶液は、油の天然に存在する供給源、例えばダイズマッシュもしくは藻類バイオマスに、または、油の合成供給源、例えばトウモロコシエタノール生成プロセスからの蒸留廃液に添加され得る。バイオ油の供給源と混合されると、溶液は、例えば、沈降、加熱、冷却、凍結などを含む当業界で公知のいずれかの手段により、油供給源から分離され得る。
溶液は、油の天然に存在する供給源、例えばダイズマッシュもしくは藻類バイオマスに、または、油の合成供給源、例えばトウモロコシエタノール生成プロセスからの蒸留廃液に添加され得る。バイオ油の供給源と混合されると、溶液は、例えば、沈降、加熱、冷却、凍結などを含む当業界で公知のいずれかの手段により、油供給源から分離され得る。
【0146】
ＶＩ．界面活性剤
本開示は、アミノ酸の誘導体の形態の農産物に使用するための界面活性剤を提供する。アミノ酸は、天然に存在し得る、もしくは合成であり得る、またはこれらは、ラクタム、例えばカプロラクタムの開環反応から得られる。本開示の化合物は、表面活性性質を有することが示されており、例えば界面活性剤および湿潤剤として使用され得る。詳細には、本開示は、式Ｉ：
本開示は、アミノ酸の誘導体の形態の農産物に使用するための界面活性剤を提供する。アミノ酸は、天然に存在し得る、もしくは合成であり得る、またはこれらは、ラクタム、例えばカプロラクタムの開環反応から得られる。本開示の化合物は、表面活性性質を有することが示されており、例えば界面活性剤および湿潤剤として使用され得る。詳細には、本開示は、式Ｉ：
【0147】
【化9】
【0148】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の化合物を提供する。
【0149】
本開示により得られるある特定の化合物（界面活性剤１）は、以下の式：
【0150】
【化10】
【0151】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドである。
【0152】
本開示により得られる第２の特定の化合物（界面活性剤２）は、以下の式：
【0153】
【化11】
【0154】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである。
【0155】
本開示により得られる第３の特定の化合物（界面活性剤３）は、以下の式：
【0156】
【化12】
【0157】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである。
【0158】
本開示により得られる第４の特定の化合物（界面活性剤４）は、以下の式：
【0159】
【化13】
【0160】
を有する４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートである。
【0161】
本開示により得られる第５の特定の化合物（界面活性剤５）は、以下の式：
【0162】
【化14】
【0163】
を有する２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドである。
【0164】
本開示により得られる第６の特定の化合物（界面活性剤６）は、以下の式：
【0165】
【化15】
【0166】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである。
【0167】
本開示により得られる第７の特定の化合物（界面活性剤７）は、以下の式：
【0168】
【化16】
【0169】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである。
【0170】
これらの界面活性剤は、様々な方法により合成され得る。そのような一方法は、ラクタムを開いて、Ｎ－末端およびＣ－末端を有するアミノ酸を得るステップを含む。Ｎ－末端は、１種または複数のアルキル化剤および／または酸と反応させて、四級アンモニウム塩を得ることができる。あるいは、Ｎ－末端は、酸化剤と反応させて、アミンＮ－オキシドを得ることができる。Ｃ－末端は、酸の存在下でアルコールと反応させて、エステルを得ることができる。
【0171】
アミノ酸は、天然に存在し得る、もしくは合成され得る、またはラクタム、例えばカプロラクタムの開環反応に由来し得る。開環反応は、酸またはアルカリ触媒反応であり得、酸触媒反応の例は、スキーム１で以下に示される。
【0172】
【化17】
【0173】
アミノ酸は、Ｎ－およびＣ－末端の間にわずか１個または１２個もの炭素を有し得る。アルキル鎖は、分岐または直鎖であり得る。アルキル鎖は、窒素、酸素または硫黄で中断され得る。アルキル鎖は、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボキシル、およびカルボキシレートからなる群から選択される１個または複数の置換基でさらに置換され得る。Ｎ－末端窒素は、１個または複数のアルキル基でアシル化またはアルキル化され得る。例えば、アミノ酸は、６－（ジメチルアミノ）ヘキサン酸または６－アミノヘキサン酸であり得る。
【0174】
界面活性剤１は、スキーム２で以下に示されるように合成され得る。示されるように、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートのＮ－末端は、炭酸ナトリウムの存在下で、ヨウ化メチルでアルキル化する。
【0175】
【化18】
【0176】
界面活性剤２は、スキーム３で以下に示されるように合成され得る。示されるように、６－（ジメチルアミノ）ヘキサン酸のＣ－末端を、トルエン中のｐ－トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）の存在下で２－ブチルオクタノールで処理して、対応するエステル、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートが４－メチルベンゼンスルホン酸塩として得る。
【0177】
【化19】
【0178】
界面活性剤３は、スキーム４で以下に示されるように合成され得る。示されるように、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートを、１当量の塩酸で処理して、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートを塩化物塩として得る。
【0179】
【化20】
【0180】
界面活性剤４は、スキーム５で以下に示されるように合成され得る。示されるように、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートのＮ－末端を、酢酸エチルの還流中に１，４－ブタンスルトンで処理して、望ましいスルホネートを得る。
【0181】
【化21】
【0182】
界面活性剤５は、スキーム６で以下に示されるように合成され得る。示されるように、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートのＮ－末端のＮ－末端を、水中の過酸化水素で処理して、望ましいＮ－オキシドを得る。
【0183】
【化22】
【0184】
界面活性剤６は、スキーム７で以下に示されるように合成され得る。示されるように、２－ブチルオクチル６－アミノヘキサノエートのＮ－末端を、１当量の塩酸で処理して、対応する塩化物塩を得る。
【0185】
【化23】
【0186】
界面活性剤７は、スキーム８で以下に示されるように合成され得る。示されるように、６－アミノヘキサン酸を、ベンゼン中の２－ブチルオクタノールおよびｐ－トルエンスルホン酸（ＰＴＳＡ）で処理して、対応する４－メチルベンゼンスルホン酸塩を得る。
【0187】
【化24】
【0188】
本開示の化合物は、表面活性性質を実証する。これらの性質は、様々な方法により測定および説明され得る。界面活性剤が説明され得る一方法は、分子の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）によるものである。ＣＭＣは、ミセルが生じる界面活性剤の濃度であり、上述したすべての追加の界面活性剤がミセル内に組み込まれる濃度と定義され得る。
【0189】
界面活性剤濃度が増加するにつれて、表面張力は低下する。表面が界面活性剤分子で完全に覆われると、ミセルが形成し始める。この時点が、ＣＭＣ、ならびに最小表面張力を表す。界面活性剤をさらに添加すると、表面張力にさらに影響を与えない。ＣＭＣは、したがって界面活性剤濃度に応じて表面張力における変化を観察することにより測定され得る。この値を測定するためのそのような一方法は、Ｗｉｌｈｅｌｍｙプレート方法である。Ｗｉｌｈｅｌｍｙプレートは、通常、ワイヤーにより天秤に取り付けられた、空気－液体界面に垂直に置かれた薄いイリジウム－白金プレートである。天秤は、湿らせることによりプレート上にかかる力を測定するために使用される。この値は、次いで式１：
式１：γ＝Ｆ／ｌ ｃｏｓθ
（式中、ｌは、濡れ長さに等しく（２ｗ＋２ｄ、ｗおよびｄは、それぞれプレートの厚さおよび幅である）、液体とプレートとの間の接触角ｃｏｓθは、既存の文献値がなければ０と仮定される）に従って表面張力（γ）を計算するために使用される。
式１：γ＝Ｆ／ｌ ｃｏｓθ
（式中、ｌは、濡れ長さに等しく（２ｗ＋２ｄ、ｗおよびｄは、それぞれプレートの厚さおよび幅である）、液体とプレートとの間の接触角ｃｏｓθは、既存の文献値がなければ０と仮定される）に従って表面張力（γ）を計算するために使用される。
【0190】
界面活性剤の性能を評価するために使用される別のパラメーターは、動的表面張力である。動的表面張力は、特定の表面または界面寿命に対する表面張力の値である。界面活性剤が添加される液体のケースでは、これは平衡値とは異なることがある。表面が生成された直後に、表面張力は、純粋な液体のものに等しい。上記のように、界面活性剤は、表面張力を低下させるので、表面張力は平衡値に達するまで下落する。平衡に達するまでに必要とされる時間は、界面活性剤の拡散速度および吸着速度に依存する。
【0191】
動的表面張力が測定される一方法は、バブルプレッシャー張力計に依存する。このデバイスは、毛管によって液体中に形成される気泡の最大内圧を測定する。測定された値は、泡形成のスタートから最大圧力の発生までの時間である、ある表面経過時間での表面張力に相当する。表面経過時間に対する表面張力の依存は、泡が生成される速度の変動により測定され得る。
【0192】
表面活性化合物は、接触角により測定される、固体基材に対する湿潤能力によっても評価され得る。液滴が、第３の媒体、例えば空気下で固体表面と接触する場合、液体、気体および固体の間に三相線が生じる。三相線で作用し、液滴において正接の表面張力である単位ベクトルと、表面との間の角度が、接触角と記載される。接触角（濡れ角度としても公知）は、液体による固体の湿潤度の測定である。完全な濡れのケースでは、液体は、固体に完全に広げられ、接触角は０°である。湿潤性は、典型的には所定の化合物に対して１～１０×ＣＭＣの濃度で測定されるが、濃度に依存する性質ではないので、湿潤性の測定は、より高いまたはより低い濃度で測定され得る。
【0193】
一方法では、光学的接触角ゴニオメーターは、接触角を測定するために使用され得る。このデバイスは、デジタルカメラおよびソフトウェアを使用して、表面における静止液滴の輪郭形状を分析することにより接触角を抽出する。
【0194】
本開示の表面活性化合物に対する潜在的な用途は、シャンプー、ヘアコンディショナー、洗剤、スポットフリーリンス溶液、床およびカーペットクリーナー、落書き除去用クリーナー、作物保護用湿潤剤、作物保護用補助剤、ならびにエーロゾル噴霧コーティング用の湿潤剤として使用するための配合物を含む。
【0195】
化合物間の少しの差は、かなり異なる界面活性剤性質を引き起こし得、その結果異なる化合物が、異なる用途で異なる基材と使用され得ることが当業者により理解される。
【0196】
以下の非限定的な実施形態は、異なる界面活性剤の異なる性質を実証するために用意されている。以下の表１では、界面活性剤の略称は、その対応する化学構造と相関する。
【0197】
【表1-1】
【0198】
【表1-2】
【0199】
７種の化合物のそれぞれは、他の用途の中でも湿潤剤または発泡剤、分散剤、乳化剤および洗剤に有用な表面活性剤として有効である。
【0200】
界面活性剤１、界面活性剤２、界面活性剤３、界面活性剤６、および界面活性剤７はカチオン性である。これらの界面活性剤は、上記の用途、およびいくつかのさらに特別な用途の両方、例えばパーソナルヘアケア製品における、例えば表面処理に有用であり、撥水表面を生成するためにも使用され得る。
【0201】
界面活性剤４は、両性イオン性である。これらの界面活性剤は、上記の用途のすべてで共界面活性剤として有用である。
【0202】
界面活性剤５は、非イオン性であり、シャンプー、洗剤、硬質表面クリーナー、および多彩な他の表面クリーニング配合物に使用できる。
【0203】
実施例
核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法は、Ｂｒｕｋｅｒ ５００ＭＨｚ分光計で行った。臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は、Ｐｔ－Ｉｒプレートを備えた張力計（ＤＣＡＴ １１、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨ）で、２３℃でＷｉｌｈｅｌｍｙプレート方法により判定された。動的表面張力は、バブルプレッシャー張力計（Ｋｒｕｓｓ ＢＰ１００、Ｋｒｕｓｓ ＧｍｂＨ）で、２３℃で判定された。接触角は、デジタルカメラを備えた光学的接触角ゴニオメーター（ＯＣＡ １５ Ｐｒｏ、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ ＧｍｂＨ）で判定された。
核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法は、Ｂｒｕｋｅｒ ５００ＭＨｚ分光計で行った。臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）は、Ｐｔ－Ｉｒプレートを備えた張力計（ＤＣＡＴ １１、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＧｍｂＨ）で、２３℃でＷｉｌｈｅｌｍｙプレート方法により判定された。動的表面張力は、バブルプレッシャー張力計（Ｋｒｕｓｓ ＢＰ１００、Ｋｒｕｓｓ ＧｍｂＨ）で、２３℃で判定された。接触角は、デジタルカメラを備えた光学的接触角ゴニオメーター（ＯＣＡ １５ Ｐｒｏ、ＤａｔａＰｈｙｓｉｃｓ ＧｍｂＨ）で判定された。
【0204】
実施例１ａ：
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエート（２．０４ｍｍｏｌ、７００ｍｇ）をアセトニトリル（１０ｍＬ）に溶解した。炭酸ナトリウム（２．４４ｍｍｏｌ、２５９ｍｇ）を添加し、混合物を室温で１０分撹拌した。ヨウ化メチル（６．１２ｍｍｏｌ、０．３８ｍＬ）を添加し、混合物を４０℃に２４時間加熱してから、室温に冷却した。混合物を濾過し、溶媒を真空下で除去して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドを黄色固体として９０％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.29 - 3.22 (m, 2H), 3.04 (s, 9H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.73 - 1.53 (m, 5H), 1.33-1.25 (m, 18H), 0.88-0.85 (m, 6H)。
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエート（２．０４ｍｍｏｌ、７００ｍｇ）をアセトニトリル（１０ｍＬ）に溶解した。炭酸ナトリウム（２．４４ｍｍｏｌ、２５９ｍｇ）を添加し、混合物を室温で１０分撹拌した。ヨウ化メチル（６．１２ｍｍｏｌ、０．３８ｍＬ）を添加し、混合物を４０℃に２４時間加熱してから、室温に冷却した。混合物を濾過し、溶媒を真空下で除去して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドを黄色固体として９０％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.29 - 3.22 (m, 2H), 3.04 (s, 9H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.73 - 1.53 (m, 5H), 1.33-1.25 (m, 18H), 0.88-0.85 (m, 6H)。
【0205】
実施例１ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例１ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。図１で示される結果のプロットから、ＣＭＣ値は、１０ｍｇ／ｍＬもの濃度で明らかに判定できず、表面張力は、約２７ｍＮ／ｍの値に漸近的に接近した。図１は、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約２７ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例１ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。図１で示される結果のプロットから、ＣＭＣ値は、１０ｍｇ／ｍＬもの濃度で明らかに判定できず、表面張力は、約２７ｍＮ／ｍの値に漸近的に接近した。図１は、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約２７ｍＮ／ｍ以下である。
【0206】
実施例２ａ：
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの合成
６－（ジメチルアミノ）ヘキサン酸を、ベンゼン中の２－ブチルオクタン－１－オールおよびｐ－トルエンスルホン酸で、１２０℃で１２時間処理した。６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートを白色ワックス状固体として単離し、アセトンから４９％収率で再結晶した。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 7.48 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 1H), 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.02 - 3.00 (m, 2H), 2.76 (d, J = 5.0 Hz, 6H), 2.37 - 2.25 (m, 6H), 1.59 - 1.53 (m, 5H), 1.25 - 1.29 (m, 18H), 0.87 (td, J = 6.8, 2.7 Hz, 6H)。
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの合成
６－（ジメチルアミノ）ヘキサン酸を、ベンゼン中の２－ブチルオクタン－１－オールおよびｐ－トルエンスルホン酸で、１２０℃で１２時間処理した。６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートを白色ワックス状固体として単離し、アセトンから４９％収率で再結晶した。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 7.48 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 1H), 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.02 - 3.00 (m, 2H), 2.76 (d, J = 5.0 Hz, 6H), 2.37 - 2.25 (m, 6H), 1.59 - 1.53 (m, 5H), 1.25 - 1.29 (m, 18H), 0.87 (td, J = 6.8, 2.7 Hz, 6H)。
【0207】
実施例２ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．９７ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図２Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．９７ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図２Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下である。
【0208】
実施例２ｃ：
動的表面張力の判定
実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの動的表面張力は、新たに作り出した空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図２Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、約４６ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落する表面張力を示す、時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔で、表面張力は、ゆっくり３０ｍＮ／ｍから約２７ｍＮ／ｍに下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
動的表面張力の判定
実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの動的表面張力は、新たに作り出した空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図２Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、約４６ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落する表面張力を示す、時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔で、表面張力は、ゆっくり３０ｍＮ／ｍから約２７ｍＮ／ｍに下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
【0209】
実施例２ｄ：
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例えばポリエチレン－ＨＤは、２４．３°の接触角で表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）において、測定した接触角は、１１９ｏの水の接触角より、４８．２°ではるかに小さかった（表２）。
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例２ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例えばポリエチレン－ＨＤは、２４．３°の接触角で表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）において、測定した接触角は、１１９ｏの水の接触角より、４８．２°ではるかに小さかった（表２）。
【0210】
【表2】
【0211】
実施例３ａ：
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートを、１当量の塩酸で処理して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドを得た。
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートを、１当量の塩酸で処理して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドを得た。
【0212】
実施例３ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例３ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約２７．４７ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力は、約２９ｍＮ／ｍ、すなわち２９ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図３は、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣ値は、２７．４ｍｍｏｌもの濃度で明らかに判定できず、表面張力は約２９ｍＮ／ｍの値に漸近的に接近した。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例３ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約２７．４７ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力は、約２９ｍＮ／ｍ、すなわち２９ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図３は、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣ値は、２７．４ｍｍｏｌもの濃度で明らかに判定できず、表面張力は約２９ｍＮ／ｍの値に漸近的に接近した。
【0213】
実施例４ａ：
４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエート（２．０４ｍｍｏｌ、７００ｍｇ）を酢酸エチル（３０ｍＬ）に溶解した。１，４－ブタンスルトン（３．０６ｍｍｏｌ、０．３１ｍＬ）を添加した。混合物を１２時間加熱還流し、溶媒の蒸発を続けた。得られた白色ワックス状固体を、アセトンで洗って、４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートを８９％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.30-3.28 (m, 4H), 2.97 (s, 3H), 2.49 - 2.43 (m, 2H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.96- 1.76 (m, 9H), 1.27-1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエート（２．０４ｍｍｏｌ、７００ｍｇ）を酢酸エチル（３０ｍＬ）に溶解した。１，４－ブタンスルトン（３．０６ｍｍｏｌ、０．３１ｍＬ）を添加した。混合物を１２時間加熱還流し、溶媒の蒸発を続けた。得られた白色ワックス状固体を、アセトンで洗って、４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートを８９％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.30-3.28 (m, 4H), 2.97 (s, 3H), 2.49 - 2.43 (m, 2H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.96- 1.76 (m, 9H), 1.27-1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
【0214】
実施例４ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．５４ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約３２ｍＮ／ｍ、すなわち３２ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図４Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３２ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．５４ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約３２ｍＮ／ｍ、すなわち３２ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図４Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３２ｍＮ／ｍ以下である。
【0215】
実施例４ｃ：
動的表面張力の判定
実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図４Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が、約６６ｍＮ／ｍから約３６ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す、時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔では、表面張力は、３６ｍＮ／ｍから約３２ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
動的表面張力の判定
実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図４Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が、約６６ｍＮ／ｍから約３６ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す、時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔では、表面張力は、３６ｍＮ／ｍから約３２ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
【0216】
実施例４ｄ：
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、４４．４°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より６２．２°ではるかに小さかった（表３）。
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例４ａからの４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、４４．４°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より６２．２°ではるかに小さかった（表３）。
【0217】
【表3】
【0218】
実施例５ａ：
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートは、水中の過酸化水素で、７０℃で２４時間処理して、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドを油状物として９０％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.30-3.28 (m, 4H), 2.97 (s, 3H), 2.49 - 2.43 (m, 2H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.96- 1.76 (m, 9H), 1.27-1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートは、水中の過酸化水素で、７０℃で２４時間処理して、２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドを油状物として９０％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3.30-3.28 (m, 4H), 2.97 (s, 3H), 2.49 - 2.43 (m, 2H), 2.34 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 1.96- 1.76 (m, 9H), 1.27-1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
【0219】
実施例５ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．２９ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２８ｍＮ／ｍ、すなわち２８ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図５Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約２８ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．２９ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２８ｍＮ／ｍ、すなわち２８ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図５Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約２８ｍＮ／ｍ以下である。
【0220】
実施例５ｃ：
動的表面張力の判定
実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図５Ｂは、１０から１，０００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約６０ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示する。１，０００から８，０００ｍｓの時間間隔で、表面張力は、３０ｍＮ／ｍから約２８ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
動的表面張力の判定
実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図５Ｂは、１０から１，０００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約６０ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示する。１，０００から８，０００ｍｓの時間間隔で、表面張力は、３０ｍＮ／ｍから約２８ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
【0221】
実施例５ｄ：
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、３１．６°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４１．５°ではるかに小さかった（表４）。
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例５ａからの２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、３１．６°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４１．５°ではるかに小さかった（表４）。
【0222】
【表4】
【0223】
実施例６ａ：
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートは、１当量の塩酸で処理して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドを得た。
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの合成
２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートは、１当量の塩酸で処理して、６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドを得た。
【0224】
実施例６ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中における濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．１５ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図６Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中における濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約０．１５ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図６Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下である。
【0225】
実施例６ｃ：
動的表面張力の判定
実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図６Ｂは、１０から８，０００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約６９ｍＮ／ｍから約２９ｍＮ／ｍにゆっくり下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示し、１，０００ｍｓの表面経過時間で約４９ｍＮ／ｍのわずかなプラトーを示し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に接近する。
動的表面張力の判定
実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図６Ｂは、１０から８，０００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約６９ｍＮ／ｍから約２９ｍＮ／ｍにゆっくり下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示し、１，０００ｍｓの表面経過時間で約４９ｍＮ／ｍのわずかなプラトーを示し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に接近する。
【0226】
実施例６ｄ：
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、２５．８°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４８．７°ではるかに小さかった（表５）。
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例６ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、２５．８°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４８．７°ではるかに小さかった（表５）。
【0227】
【表5】
【0228】
実施例７ａ：
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの合成
６－アミノヘキサン酸（３８．１１ｍｍｏｌ、５ｇ）を、Ｄｅａｎ Ｓｔａｒｋトラップを備えた１００ｍＬ丸底フラスコ中のベンゼン（５０ｍＬ）に溶解した。ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（３８．１１ｍｍｏｌ、７．２５ｇ）および２－ブチルオクタノール（３８．１１ｍｍｏｌ、７．１ｇ、８．５ｍＬ）を添加し、混合物を、さらなる水がＤｅａｎ Ｓｔａｒｋトラップで分離されなくなるまで、１週間加熱還流した。溶媒を真空下で除去し、製品を－２０℃でアセトンから結晶化して、未反応の残留アルコールを除去した。得られた白色ワックス状固体を濾過して、２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートを８２％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 7.49 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 2H), 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 2.79 - 2.73 (m, 2H), 2.31 - 2.28 (m, 5H), 1.55-1.50 (m, 5H), 1.31 - 1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの合成
６－アミノヘキサン酸（３８．１１ｍｍｏｌ、５ｇ）を、Ｄｅａｎ Ｓｔａｒｋトラップを備えた１００ｍＬ丸底フラスコ中のベンゼン（５０ｍＬ）に溶解した。ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（３８．１１ｍｍｏｌ、７．２５ｇ）および２－ブチルオクタノール（３８．１１ｍｍｏｌ、７．１ｇ、８．５ｍＬ）を添加し、混合物を、さらなる水がＤｅａｎ Ｓｔａｒｋトラップで分離されなくなるまで、１週間加熱還流した。溶媒を真空下で除去し、製品を－２０℃でアセトンから結晶化して、未反応の残留アルコールを除去した。得られた白色ワックス状固体を濾過して、２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートを８２％収率で得た。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ 7.49 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 8.4, 0.6 Hz, 2H), 3.93 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 2.79 - 2.73 (m, 2H), 2.31 - 2.28 (m, 5H), 1.55-1.50 (m, 5H), 1.31 - 1.25 (m, 18H), 0.88 - 0.85 (m, 6H)。
【0229】
実施例７ｂ：
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約２．１２ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図７Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下であり、表面張力は、約１．０ｍｍｏｌ以上の濃度で約２８．５ｍＮ／ｍ以下である。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の判定
実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）がテストされた。水中での濃度での表面張力における変化から、ＣＭＣは、約２．１２ｍｍｏｌと判定された。この界面活性剤により達し得る最小表面張力のプラトー値は、約２７ｍＮ／ｍ、すなわち２７ｍＮ／ｍ±３ｍＮ／ｍである。図７Ａは、濃度に対する表面張力を示すこれらの結果のプロットである。結果のプロットから、ＣＭＣでの表面張力は、約３０ｍＮ／ｍ以下であり、表面張力は、約１．０ｍｍｏｌ以上の濃度で約２８．５ｍＮ／ｍ以下である。
【0230】
実施例７ｃ：
動的表面張力の判定
実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図７Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約４６ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔では、表面張力は、３０ｍＮ／ｍから約２７ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
動的表面張力の判定
実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの動的表面張力は、新たに作り出された空気－水界面の表面張力の経時的な変化を測定するバブルプレッシャー張力計で判定された。図７Ｂは、１０から１００ｍｓの間の時間間隔で、表面張力が約４６ｍＮ／ｍから約３０ｍＮ／ｍに急速に下落することを示す時間に対する表面張力のプロットを提示する。１００から８，０００ｍｓの時間間隔では、表面張力は、３０ｍＮ／ｍから約２７ｍＮ／ｍにゆっくり下落し、ＣＭＣでの表面張力の飽和値に漸近的に接近する。
【0231】
実施例７ｄ：
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、１４．６°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４９．４°ではるかに小さかった（表６）。
湿潤性の判定
表面張力および表面動力学に加えて、実施例７ａからの６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートの湿潤性は、様々な表面でテストされた。例えば、疎水性基材、例としてポリエチレン－ＨＤは、１４．６°の接触角を有する表面湿潤を呈する。疎油性および疎水性基材、例えばテフロン（登録商標）では、測定された接触角は、１１９°の水の接触角より４９．４°ではるかに小さかった（表６）。
【0232】
【表6】
【0233】
実施例８：
フラッキング液
本発明の組成物の１種は、水、水溶性ブロックコポリマーと、非イオン界面活性剤ならびに一および／または二価および／または三価イオンを含有する無機塩の混合物を含む。本発明の好ましい組成物は、水、水溶性ブロックコポリマーの混合物を含有する。組成物中の上記名前が挙げられた成分の相当量は、変動し得る。典型的には、組成物は、湿潤ベースで、０．０５から２０ｗｔ．％の水溶性ブロックコポリマー、０．０１から１０ｗｔ．％の非イオン性界面活性剤、ならびに一および／または二価および／または三価イオンを含有する０．１から２０ｗｔ．％の無機塩を有する。水溶性一および／または二価電解質は、典型的には水性組成物の重量に対して（湿潤ベース）、約１重量パーセントから約１５重量パーセント、または約１から１０重量パーセントの量で使用される。
フラッキング液
本発明の組成物の１種は、水、水溶性ブロックコポリマーと、非イオン界面活性剤ならびに一および／または二価および／または三価イオンを含有する無機塩の混合物を含む。本発明の好ましい組成物は、水、水溶性ブロックコポリマーの混合物を含有する。組成物中の上記名前が挙げられた成分の相当量は、変動し得る。典型的には、組成物は、湿潤ベースで、０．０５から２０ｗｔ．％の水溶性ブロックコポリマー、０．０１から１０ｗｔ．％の非イオン性界面活性剤、ならびに一および／または二価および／または三価イオンを含有する０．１から２０ｗｔ．％の無機塩を有する。水溶性一および／または二価電解質は、典型的には水性組成物の重量に対して（湿潤ベース）、約１重量パーセントから約１５重量パーセント、または約１から１０重量パーセントの量で使用される。
【0234】
本発明のいくつかの組成物は、水、水溶性ブロックコポリマーの混合物を含む。本発明の好ましい組成物は、水、水溶性ブロックコポリマーポリマー、無機塩および非イオン性界面活性剤の混合物を含み、本質的にアニオン性界面活性剤を含まない。
【0235】
組成物中の上記名前が挙げられた成分の相当量は、変動し得る。典型的には、組成物は、湿潤ベースで０．０５から２０ｗｔ％の水溶性ブロックコポリマー、０．０１から１０ｗｔ（ｗｉｔ）％の非イオン性界面活性剤、ならびに一および／または二価および／または三価イオンを含有する０．１から２０ｗｔ％の無機塩を有する。水溶性一および／または二価電解質は、典型的には、水性組成物の重量に対して（湿潤ベース）、水性組成物の約１重量パーセントから約１５重量パーセント、または約１から１０重量パーセントの量で使用される。
【0236】
組成物中の上記名前が挙げられた成分の相当量は、変動し得る。しかし、本発明のいくつかの実施形態の全組成物の水溶性ブロックコポリマーおよび非イオン性界面活性剤では、典型的な範囲は湿潤ベースで表７に列挙される。
【0237】
【表7】
【0238】
水溶性無機塩は、一および／もしくは二価ならびに／または三価イオンを含有する。無機塩濃縮物は、水性媒体の重量に対して、典型的には約０．０１重量パーセントから約２０重量パーセント、または約１重量パーセントから約１５重量パーセントの量で、例えば約１から１０重量パーセントの量で使用される。
【0239】
実施例９
フラッキング液
本発明の配合物の非限定的な例は、表８で列挙される組成物を含む。
フラッキング液
本発明の配合物の非限定的な例は、表８で列挙される組成物を含む。
【0240】
【表8】
【0241】
実施例１０
トウモロコシ油の解乳化
トウモロコシ油の解乳化に使用するための本発明の配合物の非限定的な例は、表９で列挙されている組成物を含む。
トウモロコシ油の解乳化
トウモロコシ油の解乳化に使用するための本発明の配合物の非限定的な例は、表９で列挙されている組成物を含む。
【0242】
【表9】
【0243】
実施例１１：
改良油回収用流体
井戸からの油またはガスの回収の改良に好適な注入流体の模範的な組成は、以下の通りである：１０（ａ）０．０１から５ｗｔ．％の本発明の１種または複数の界面活性剤、（ｂ）水性注入流体、（ｃ）０～５ｗｔ．％の１種または複数のアルカリ、１５（ｄ）０～１％の１種または複数の粘稠化剤、（ｅ）０～５０ｗｔ．％の１種または複数の共溶媒；（ｆ）０～５０ｗｔ．％の１種または複数の共界面活性剤、および（ｇ）０～５ｗｔ％の１種または複数の共界面活性剤。水性担体は、水、生成されたブライン、河川水、合成ブライン、海水を含むが、それらに制約されない。
改良油回収用流体
井戸からの油またはガスの回収の改良に好適な注入流体の模範的な組成は、以下の通りである：１０（ａ）０．０１から５ｗｔ．％の本発明の１種または複数の界面活性剤、（ｂ）水性注入流体、（ｃ）０～５ｗｔ．％の１種または複数のアルカリ、１５（ｄ）０～１％の１種または複数の粘稠化剤、（ｅ）０～５０ｗｔ．％の１種または複数の共溶媒；（ｆ）０～５０ｗｔ．％の１種または複数の共界面活性剤、および（ｇ）０～５ｗｔ％の１種または複数の共界面活性剤。水性担体は、水、生成されたブライン、河川水、合成ブライン、海水を含むが、それらに制約されない。
【0244】
実施例１２
トウモロコシ油を蒸留廃液から回収するための配合物
いくつかの模範的なトウモロコシ油抽出配合物は、表１０で要約される。各配合物は、トウモロコシ油の解乳化に使用され得る。
トウモロコシ油を蒸留廃液から回収するための配合物
いくつかの模範的なトウモロコシ油抽出配合物は、表１０で要約される。各配合物は、トウモロコシ油の解乳化に使用され得る。
【0245】
ポリグリセロールエステルは、Ｌａｍｂｅｎｔ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからＬｕｍｕｌｓｅ ＰＯＥ（２６）Ｇｌｙｃの製品名で得られる。これは、重合グリセロールを含み、重合グリコール１モル当たり平均２６モルのエトキシ化を有する。使用されるアルキルポリグルコシドは、ＢＡＳＦ Ｇｌｕｃｏｐｏｎ（登録商標）２２５ ＤＫ、アルキルポリグルコシドであり、Ｃ８～Ｃ１０アルキル基およびアルキルポリグルコシド１モル当たり平均１．７のグルコース単位を含む。
【0246】
使用されるＰｅｇ ４００は、４００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールである。使用されるＰｅｇ ４００ ＭＯは、４００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールモノオレエートである。使用されるＰｅｇ ４００ ＤＯは、４００ダルトンの平均分子量を有するポリエチレングリコールジオレエートである。
【0247】
使用されるＰＥＧ ４００ Ｍｏｎｏ Ｓｏｙａｔｅは、ポリエチレングリコール（４００ダルトンの平均分子量を有する）およびダイズ油に由来する脂肪酸のエステルである。ダイズ油は、典型的には脂肪酸を以下：ミリスチン酸０．１％；パルミチン酸１１．０％；パルミトレイン酸０．１％、ステアリン酸４．０％、オレイン酸２３．４％、リノール酸５３．２％、リノレン酸７．８％、アラキジン酸０．３％、およびベヘン酸０．１％のように含むトリグリセリドである。
【0248】
疎水性シリカは、ＰＰ－３５－ＦＧＫとして利用できる。
【0249】
親水性シリカは、Ｓｉｐｅｒｎａｔ ３５として利用できる。
【0250】
【表10】
【0251】
態様
態様１は、炭化水素の回収用配合物であって、
以下の式：
態様１は、炭化水素の回収用配合物であって、
以下の式：
【0252】
【化25】
【0253】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤、ならびに水性相を含む、配合物である。
【0254】
態様２は、スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤からなる群から選択される１２から２４個の炭素原子の疎水性鎖を有するアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤および両性イオン性界面活性剤からなる群から選択される、少なくとも１種の追加の界面活性剤をさらに含む、態様１による配合物である。
【0255】
態様３は、水性相が、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、硫酸マグネシウムおよび塩化マグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の無機塩を含む、態様１または態様２による配合物である。
【0256】
態様４は、少なくとも１種のポリマーをさらに含む、態様１～３のいずれかによる配合物である。
【0257】
態様５は、少なくとも１種のポリマーが、四級アンモニウム化合物、例えば四級ジアリルジアルキルアンモニウムモノマーを含むカチオン性ポリマー、ならびに／またはアニオン性界面活性剤、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸およびそれらの組合せからなる群から選択されるアニオン性モノマーを含むアニオン性ポリマーからなる群から選択され、前記アニオン性ポリマーの平均分子量が、約５０，０００から約１０，０００，０００の範囲である、態様４による配合物である。
【0258】
態様６は、レシチンまたは変性レシチンをさらに含む、態様１～３のいずれかによる配合物である。
【0259】
態様７は、少なくとも１種の水非混和性溶媒をさらに含む、態様１～６のいずれかによる配合物である。
【0260】
態様８は、少なくとも１種の水混和性溶媒をさらに含む、態様１～７のいずれかによる配合物である。
【0261】
態様９は、空気、窒素、二酸化炭素および天然ガスからなる群から選択される少なくとも１種のガスをさらに含む、態様１～８による配合物である。
【0262】
態様１０は、塩化水素、アンモニウム塩、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムまたは水酸化アンモニウム、アルコール、架橋剤、崩壊遅延剤、粒子、プロパント、ガス成分、崩壊助剤、脱酸素剤、アルコール、スケール阻害剤、腐食防止剤、流体損失添加剤、殺生物剤／殺菌剤、摩擦低減剤およびラテックスからなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、態様１～９による配合物である。
【0263】
態様１１は、界面活性剤が、以下の式：
【0264】
【化26】
【0265】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0266】
態様１２は、界面活性剤が以下の式：
【0267】
【化27】
【0268】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0269】
態様１３は、界面活性剤が以下の式：
【0270】
【化28】
【0271】
を有する６－（ドデシルオキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0272】
態様１４は、界面活性剤が以下の式：
【0273】
【化29】
【0274】
を有する４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0275】
態様１５は、界面活性剤が以下の式：
【0276】
【化30】
【0277】
を有する２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0278】
態様１６は、界面活性剤が以下の式：
【0279】
【化31】
【0280】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0281】
態様１７は、界面活性剤が以下の式：
【0282】
【化32】
【0283】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである、態様１～１０のいずれかによる配合物である。
【0284】
態様１８は、炭化水素を回収する方法であって、態様１～１７のいずれかの少なくとも１つの配合物を用意するステップ、少なくとも１種の配合物を井戸中に注入するステップ、および配合物を井戸中に注入するステップの後で、井戸から材料を回収するステップを含む、方法である。
【0285】
態様１９は、炭化水素を回収する方法であって、態様１～１７のいずれかの少なくとも１つの配合物を用意するステップ、配合物を、バイオ油を含む材料と混合するステップ、および混合物からバイオ油を回収するステップを含む、方法である。
【0286】
態様２０は、バイオ油を含む材料が、蒸留廃液である、態様１９による方法である。
【0287】
態様２１は、炭化水素を回収する方法であって、発泡流体組成物を油またはガス井戸内に導入するステップ、および発泡流体組成物で作業を行うステップを含み、発泡組成物が、油ベースまたは水ベース流体を含むベース流体、ガス、および以下の式：
【0288】
【化33】
【0289】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから独立して選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、ｎは、２から５の整数であり（２および５を含む）、Ｒ３は、Ｃ５～Ｃ１２アルキルであり、Ｒ４は、Ｃ３～Ｃ１０アルキルであり、末端窒素はＲ５でさらに置換されてもよく、Ｒ５は、水素、酸素原子およびＣ１～Ｃ６アルキルから選択され、Ｃ１～Ｃ６アルキルは、カルボキシレート、ヒドロキシル、スルホニルまたはスルホネートで置換されてもよく、任意選択の対イオンが化合物に会合していてもよく、存在する場合、対イオンは、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンおよび４－メチルベンゼンスルホン酸イオンからなる群から選択され得る）の少なくとも１種の界面活性剤を含む、方法である。
【0290】
態様２２は、作業が、ガスリフト作業、掘削作業、仕上げ作業、刺激作業、フラクチャリング作業、注入作業、増進油回収作業およびそれらの組合せからなる群から選択される、態様２１の方法である。
【0291】
態様２３は、界面活性剤が、以下の式：
【0292】
【化34】
【0293】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムヨージドである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0294】
態様２４は、界面活性剤が、以下の式：
【0295】
【化35】
【0296】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0297】
態様２５は、界面活性剤が、以下の式：
【0298】
【化36】
【0299】
を有する６－（ドデシルオキシ）－Ｎ，Ｎ－ジメチル－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0300】
態様２６は、界面活性剤が、以下の式：
【0301】
【化37】
【0302】
を有する４－（（６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキシル）ジメチルアンモニオ）ブタン－１－スルホネートである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0303】
態様２７は、界面活性剤が、以下の式：
【0304】
【化38】
【0305】
を有する２－ブチルオクチル６－（ジメチルアミノ）ヘキサノエートＮ－オキシドである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0306】
態様２８は、界面活性剤が、以下の式：
【0307】
【化39】
【0308】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウムクロリドである、態様２１または態様２２の配合物である。
【0309】
態様２９は、界面活性剤が、以下の式：
【0310】
【化40】
【0311】
を有する６－（（２－ブチルオクチル）オキシ）－６－オキソヘキサン－１－アミニウム４－メチルベンゼンスルホネートである、態様２１または態様２２の配合物である。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【国際調査報告】