专利名称：季二烷醇胺酯的制作方法
技术领域：
本发明提供了酯季铵化合物型(ester quat type)的新颖季铵化合物及其制备方法和其在制剂中的用途。
背景技术：
在过去，在分子中分别具有I或2个长烷基链的单烷基和二烷基季铵化合物形式的季铵化合物(“quat”)被广泛地用于多种应用领域中。这些领域包括纺织品的织物柔软剂、抗静电制剂、清洁组合物、护肤组合物、护发素和缓蚀剂、纸的印刷油墨去除剂和许多其他产品。在护肤组合物领域中，在工业中大规模使用的单烷基季铵化合物包括例如西曲氯铵(INCI)(例如可作为 VARiSOFl'1'3 00 从 Evonik GoldschmidtGmbH 商购得到)和山箭 基三甲基氯化铵(behentrimonium chloride) (INCI)(例如可作为BT 85 球从Evonik Goldschmidt GmbH商购得到),而且,所用的二烧基季铵化合物包括二鲸腊基二甲基氯化铵(INCI)(例如可作为 VARISOI"厂1 432 PPG 从 Evonik Goldschmidt GmbH 商购得到)。但是，除了它们作为护发素的良好性质以外，这些烷基铵阳离子也具有一些缺点。这些缺点包括不充分的生物可降解性和不利的生态毒理学性质。特别地，在护肤和护发组合物领域中，除了常规烷基季铵化合物以外，多年来也已经确定了哪些被称为酯季铵化合物，例如可作为VARISOFTeEQ 65球(EvonikGoldschmidt GmbH)商购得到的二硬脂酰氧乙基二甲基氯化铵(INCI),或可作为DehyquartF 75 (Cognis)商购得到的二硬脂酰氧乙基羟乙基甲基铵甲基硫酸盐(INCI)。一般术语“酯季铵化合物”通常理解为表示用脂肪酸酯化的二或三烷醇胺，其为盐的形式。这些季铵化的脂肪酸烷醇胺酯盐是已知物质，其可通过制备有机化学的适当方法得到。通常，酯季铵化合物的制备是基于多级过程，其中首先使用烷醇胺与羧酸或对应的衍生物的反应制备酯化的叔烷醇胺，然后接着用合适的试剂将其季铵化。在该情况下，参考EP0483195，根据该文献，在次磷酸的存在下，用脂肪酸部分地酯化三乙醇胺，通入空气，然后用硫酸二甲酯或环氧乙烷实现季铵化。其中例举的化合物充当纺织品的柔软剂。DE4308794描述了通过在合适的分散剂(优选脂肪醇)的存在下进行三乙醇胺酯的季铵化制备固体的酯季铵化合物。关于该主题的综述可以参见例如，R. Puchta等人，Tens. Surf.Det. , 30, 186 (1993), Μ. Brock, Tens. Surf. Det. , 30, 394 (1993), R. Lagerman 等人，J.Am. Chem. Soc.，71，97 (1994)，或 I. Shapiro, Cosm. Toil.，109，77 (1994)。与烷基季铵化合物相比，酯季铵化合物具有更有利的生态毒理学特性谱，且由于酯键的存在，还具有比烷基季铵化合物提高的生物可降解性。制剂及其成分的环境相容性正在变得日益重要，首先是由于相应的立法，但是特别是由于消费者意识的变化。消费者非常重视对环境没有不良作用的产品上。因此，诸如生态毒性或生物可降解性等性质越来越成为公众注意的中心。良好的生物可降解性由物质通过生物过程的转化来确保，所述生物过程通常在废水处理中进行。形成的碎片甚至具有比原料更低的环境损害风险，且非常易于在废水和固体废物的常规处理过程中进行处理。在生物可降解性不充分的情况下，水生群落的功能可以随着时间受到损害。目前在市场上可得到众多的柔软剂或护发素的生物可降解性已经提高了，但是与常规产品相比，其效力有所下降。例如，目前可得到的酯季铵化合物的应用性质同样是在高水平，但是在延长的冲洗时间的情况下，不如山嵛基三甲基氯化铵(INCI)的应用性质。在现有技术的酯季铵化合物的情况下，由于冲洗过程，期望的护理性质更快速地下降。由于迄今为止的常规产品缺少有效的性能或良好的环境相容性，所以仍然非常需要这样的化合物所述化合物通过将作
为护理产品的优良性质和高环境相容性组合到一起而覆盖两个方面。在护发领域中，护发素起重要作用。它们的任务是，保护头发和修复现有的损伤。头发的大量损伤源自下述事实头发日常暴露于多种环境应激因素，包括温度、湿度、日光或空气污染。另外，化学头发处理(诸如漂白、着色、染色、拉直或永久性卷发剂的使用)会导致对头发结构的不良作用。例如，在永久性卷发剂的情况下，头发的皮质和角质层会受到侵袭。胱氨酸的二硫键会通过还原步骤被破坏，并在随后的氧化步骤中部分地氧化成磺基丙氨酸。在轻度漂白的情况下，漂白不仅会破坏黑色素，而且还氧化大约15-25%的胱氨酸二硫键。在过度漂白的情况下，甚至可能高达45%氧化(K. F. de Polo, A Short Textbookof Cosmetology, 2000, Verlag fiir chemischelndustrie, H. Ziolkowsky GmbH)。并且，即使是头发的日常清洗、梳理和吹干，也会留下痕迹。不希望的后果表现为，例如，粗糙的头发表面、降低的机械稳定性和静电荷升高。后果是断发、发端分叉的形成、难以梳理和丧失天然光泽。护发素具有保护头发免于这些不良作用的功能，但是如果可能的话，应当对环境没有不良作用。为此目的，护发素必须能够被吸收在头发上。由于头发表面上的阴离子部位(基于蛋白结构)，阳离子化合物形成护发剂中的优选产品类别，因为它们能确保对头发的必要亲和力。在存在头发损伤的情况下，阴离子基团的数量由于氧化的蛋白结构(例如上述的磺基丙氨酸)的存在而实际上增加。特别地，在这些受损的区域中，阳离子护发素可以表现出它们完全的效力。本发明的目的是弥补现有技术的至少一个缺点或至少减小该缺点，更具体地，是提供这样的活性成分其甚至在长冲洗时间的情况下也会保留在靶表面上，且仍然表现出它们的效力。
发明内容
已经令人惊奇地发现，根据下文描述的权利要求I的通式(I)的化合物、其制备方法和所述的组合物和制剂能够实现所述目的。
因此，本发明提供了特定的季二烷醇胺酯。本发明另外提供了它们的制备方法和它们在制剂中的用途。本发明的一个优点是，本发明化合物甚至在小量使用的情况下也已经表现出良好效力。另一个优点是，从生态学观点看，本发明化合物不是非常麻烦的。另一个优点是，在较长的冲洗时间的情况下，本发明化合物在角蛋白纤维上表现出比迄今为止已知的季酯化合物提高的护理作用。因而，通式(I)的季二烷醇胺酯为在开头所述的问题的解决做出了贡献
权利要求
1.通式(I)的季二烷醇胺酯
2.如权利要求I所述的季二烷醇胺酯，其特征在于，来自组(a)的酰基选自 C5HnC0-、C7H15CO-> C9H19CO-, C11H23CO-和 C13H27CO-,来自组(b)的酰基选自 C15H29C0-、C17H33C0-、C17H31C0-、C17H29C0-、C19H37C0-、C19H31CO-和 C19H29CO-,来自组(c)的酰基选自 C19H39C0-、C21H43CO-和 C23H47CO-,且来自组⑷的酰基选自另外存在于决定所述来自组(a)、(b)和(c)的酰基的羧酸的工业混合物中的羧酸的酰基。
3.如权利要求I或权利要求2所述的季二烷醇胺酯，其特征在于，来自组(a)的酰基选自C11H23CO-,来自组(b)的酰基选自重量比为 3-7:68-76:5-13:1-3:0-2 的 C15H29C0_、C17H33CO, C17H31CO-, C17H29CO-和 C19H37CO-,来自组(c)的酰基选自重量比为 4-8:85-99:0-3 的 C19H39CO-、C21H43CO-、C23H47CO-。
4.如权利要求1-3中的至少一项所述的季二烷醇胺酯，其特征在于，所述来自组(a)-(d)的酰基取决于由下述物质组成的混合物的酰基工业月桂酸，工业油酸，和工业山嵛酸。
5.如权利要求1-4中的至少一项所述的季二烷醇胺酯，其特征在于，来自组(a)和组(b)的酰基的总和与来自组(c)的酰基的摩尔比的数值平均值是1:0. 67-4。
6.用于制备季二烷醇胺酯的方法，所述方法包括下述工艺步骤A)使烷基二烷醇胺与羧酸混合物反应，在所述烷基二烷醇胺中，两个烷醇基团选自-CH20H、-C2H40H、-C3H6OH和-C4H8OH,且所述烷基选自具有1_6个碳原子的烷基，所述羧酸混合物由下述羧酸组成(e)含有6-14个碳原子的羧酸，(f)含有15-20个碳原子和至少一个碳-碳双键的羧酸，和(g)含有20-24个碳原子的羧酸，和任选存在的(h)含有3-28个碳原子且未包括在组(e)、(f)和(g)中的羧酸，B)使来自工艺步骤A)的产物与季铵化剂反应，所述季铵化剂选自包括二烷基硫酸酯、 卤代烷和苄基卤的组，和/或C)用酸中和反应混合物，条件是，以来自组(e)、(f)、(g)和(h)的所有羧酸计，使用0-10mol%的来自组(h)的羧酸。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对于每摩尔的在工艺步骤(A)中使用的烷基二烷醇胺，使用O.30-1. 50mol的来自组(e)的羧酸，O.10-1. 30mol的来自组(f)的羧酸，和O.40-1. 60mol的来自组(g)的羧酸。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，对于每摩尔的烷基二烷醇胺，以I.80-2. 5mol的总量使用来自组(e)、(f)、(g)和任选存在的组(h)的羧酸。
9.如权利要求6-8中的至少一项所述的方法，其特征在于，在工艺步骤B)中，使用至少一种选自短链醇、脂肪醇、多元醇和碳酸酯的溶剂。
10.组合物，其包含如权利要求1-5中的至少一项所述的季二烷醇胺酯，和/或可通过如权利要求6-9中的至少一项所述的方法得到的季二烷醇胺酯，至少一种溶剂，和任选存在的至少一种羧酸，所述羧酸选自组(e)、(f)、(g)和(h)中的至少一组，以所述组合物的总重量计，所述至少一种溶剂优选地占O. 5重量％-50重量％。
11.如权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述溶剂是异丙醇或碳酸异丙烯酯。
12.如权利要求1-5中的至少一项所述的季二烷醇胺酯和/或可通过如权利要求6-9 中的至少一项所述的方法得到的季二烷醇胺酯和/或至少一种如权利要求10或11所述的组合物用于制备制剂、特别是化妆品制剂或药物制剂以及用于家庭和工业场合中的护理和清洁制剂的用途。
13.制剂、特别是化妆品制剂或药物制剂以及用于家庭和工业场合中的护理和清洁制剂，其包含如权利要求1-5中的至少一项所述的季二烷醇胺酯和/或可通过如权利要求6-9中的至少一项所述的方法得到的季二烷醇胺酯和/或至少一种如权利要求10或11所述的组合物，特别地，以整个制剂计，其量为O. 1-5重量％、优选O. 5-4重量％、更优选1-3重量％， 所述制剂特别地是优选地具有3. 5-5的pH的含水制剂。
14.如权利要求1-5中的至少一项所述的季二烷醇胺酯和/或可通过如权利要求6-9 中的至少一项所述的方法得到的季二烷醇胺酯和/或至少一种如权利要求10或11所述的组合物和/或至少一种如权利要求13所述的制剂作为护理组合物的用途，特别是作为护肤和护发组合物的用途，和/或用于护发的用途，和/或作为织物柔软剂的用途。
全文摘要
本发明涉及酯季铵化合物型的新颖季铵化合物及其制备方法和其在制剂中的用途。
文档编号C07C219/08GK102933543SQ201180027062
公开日2013年2月13日 申请日期2011年5月2日 优先权日2010年6月2日
发明者S·赫尔韦特, B·格里宁, H-J·克勒, I·乌尔里希-布雷姆 申请人:赢创高施米特有限公司