Gebiet der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und/oder Alkenylglykosidethern durch Umsetzung von Alkyl- und/oder Alkenylglykosiden mit halogenierten Kohlen¬ wasserstoffen in Gegenwart alkalischer Verbindungen.

Stand der Technik

Alkylglykosidether, insbesondere Alkylglucosidether, stellen nichtionische Tenside dar, die sich durch eine besonders vorteilhafte biologische Abbaubarkeit auszeichnen. In der Deutschen Offenlegungsschrift DE 38 35 199 AI wird ein Ver¬ fahren zu ihrer Herstellung beschrieben, bei dem man wäßrige Lösungen von Alkylglucosiden in Gegenwart von Natriumhydroxid mit C].-C4-Alkylhalogeniden oder Arylmethylhalogeniden um¬ setzt. Für eine technische Durchführung dieses Verfahrens ist jedoch von Nachteil, daß in wäßriger Lösung gearbeitet werden muß und ohne zusätzliche Aufarbeitungsschritte folglich auch nur solche Produkte erhältlich sind, die sich durch einen hohen Wassergehalt auszeichnen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein verbes¬ sertes Verfahren zur Herstellung von Alkylglykosidethern zu entwickeln, das frei von den geschilderten Nachteilen ist.

Beschreibuno; der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und/oder Alkenylglykosidethern, das sich dadurch auszeichnet, daß man unter wasserfreien Bedingungen Alkyl- und/oder Alkenylglykoside der Formel (I),

Rlθ-[G] _p (I)

in der R ¹ für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen, [G] für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht, in Gegenwart von alkalischen Verbindungen mit Halogenkohlen¬ wasserstoffen umsetzt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Umsetzung der Alkyl- und/oder Alkenylglykoside mit den Halogenkohlenwas¬ serstoffen auch in Abwesenheit von Wasser gelingt. Entgegen der Lehre des Stands der Technik haben sich darüberhinaus auch Alkylglykoside auf der Basis langkettiger Halogenkoh¬ lenwasserstoffe als zufriedenstellend biologisch abbaubar erwiesen, so daß aus ökologischen Gründen auch einer Verwen¬ dung dieser Stoffe nichts im Wege steht.

Alkyl- und/oder Alkenylglykoside stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organi¬ schen Chemie zugänglich sind. Zu ihrer Herstellung kann man von Mono- oder Polyzuckern, wie beispielsweise Glucose oder Stärke ausgehen, die in Gegenwart saurer Katalysatoren ent¬ weder direkt oder über die Zwischenstufe niederer Alkyl- und/ oder Alkenylglykoside mit Fettalkoholen acetalisiert werden. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum zu diesem Thema sei hier auf die Europäischen Patentanmeldungen EP 0 301 298 AI und EP 0 362 671 AI verwiesen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Alkyl- und/oder Alke- nylglykosidether kommen als Ausgangsstoffe Alkyl- und/oder

Alkenylglykoside der Formel (I) in Betracht, bei denen sich die Glycose-Einheit [G] von Aldosen bzw. Ketosen ableitet. Vorzugsweise werden Wegen der besseren Reaktionsfähigkeit die reduzierend wirkenden Saccharide, die Aldosen, verwendet.

Unter den Aldosen kommt wegen ihrer leichten Zugänglichkeit und technischen Verfügbarkeit insbesondere die Glucose in Betracht. Die als Ausgangsstoffe besonders bevorzugt einge¬ setzten Alkyl- und/oder Alkenylglykoside sind daher die Alkyl- und/oder Alkenylglucoside.

Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oli- gomerisierungsgrad, d. h. die Verteilung von Mono- und Oli- goglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkylglykosid eine analy¬ tisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine ge¬ brochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder

Alkenylglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 verwendet. Besonders bevorzugt sind solche Alkyl- und/oder Alkenylglykoside, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,4 lieg .

Der Alkylrest R- ¹ kann sich von primären Alkoholen mit 6 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Ty¬ pische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprin- alkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palm- oleylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Ara- chylalkohol, Gadolylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol sowie deren technische Mischungen auf Basis von natürlichen Fetten und ölen, beispielsweise Palmöl, Palmkernöl, Kokosöl oder Rindertalg.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Alkyl- und/oder Alkenylglykosidether kommen als Halogenkohlenwasserstoffe des weiteren die folgenden Stoffklassen in Betracht:

a) Alk(en)ylnalogenide mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest. Typische Beispiele sind Methylchlorid, Ethyl- chlorid, Butylchlorid, Butylbromid, Butyliodid, Hexyl- chlorid, n-Octylchlorid, 2-Ethylhexylchlorid, Decyl- chlorid, DodecylChlorid, Stearylchlorid und Oleylchlo- rid. Bevorzugt sind Butylhalogenide sowie Alkylhaloge- nide mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen.

b) Benzylhalogenide, insbesondere Benzylchlorid.

Wegen ihrer guten Verfügbarkeit werden als Halogenkohlenwas¬ serstoffe vorzugsweise Chlorkohlenwasserstoffe einsetzt.

Zur Herstellung der erfiiidungsgemäßen Alkyl- und/oder Alke- nylglykosidether können die Alkyl- und/oder Alkenylglykoside und die Halogenkohlenwasserstoffe im molaren Verhältnis von 1 : 0,9 bis 1 : 10 eingesetzt werden. Im Hinblick auf einen niedrigen Rest-Alkylglykosidgehalt hat sich ein Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 5 als optimal erwiesen. Der Veretherungs- grad der dabei resultierenden Produkte kann bei durch¬ schnittlich 1 bis 3 Ethergruppen pro Alkyl- und/oder Alkenyl- glykosideinheit liegen.

Die Umsetzung erfolgt in Gegenwart alkalischer Verbindungen, beispielsweise Alkalimetallhydroxiden wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, die der Reaktionsmischung vorzugsweise, in fester Form zudosiert werden. Die Einsatzmenge der alka¬ lischen Verbindungen kann dabei 90 bis 150, vorzugsweise 100 bis 120 Gew.-% - bezogen auf den Halogenkohlenwasserstoff - betragen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Alkyl- und/oder Alke- nylglykosidether empfiehlt es sich, die Reaktionsmischung auf Temperaturen von 40 bis 120°C zu erhitzen. Im Hinblick auf kurze Reaktionszeiten einerseits und möglichst geringe Ge¬ halte an unerwünschten olefinischen Nebenprodukten anderer¬ seits, hat sich ein Temperaturbereich von 60 bis 100°C als optimal erwiesen. Die Reaktionszeit ist eng. mit der Reakti¬ onstemperatur verbunden und beträgt in der Regel 1 bis 24, vorzugsweise 5 bis 12 h. Im Anschluß an die Umsetzung emp¬ fiehlt es sich, die AlkaliVerbindung zu neutralisieren und

zusammen mit nicht umgesetzten Anteilen an Halogenkohlenwas¬ serstoffen aus der Reaktionsmischung zu entfernen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Produkt mit Wasser versetzt, wobei sich spontan zwei Phasen bilden : in der wäßrigen Phase befinden sich die Salze und der größte Anteil der Halogenkohlenwasserstoffe, während die organische Phase im wesentlichen die Alkyl- und/oder Alkenylglykosidether enthält. Mit Hilfe beispielsweise eines Absitztankes oder einer Mixer-Settler-Batterie können die Phasen getrennt und die Alkyl- und/oder Alkenylglykosidether in praktisch wasserfreier Form erhalten werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Alkylglykosidether sind gut biologisch abbaubar, verfügen über oberflächenaktive Eigenschaften und fördern beispiels¬ weise die Benetzbarkeit hydrophober Oberflächen. Sie eignen sich daher zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungs¬ mitteln sowie von Produkten zur Haar- und Körperpflege, in denen sie in Mengen von 0,1 bis 25, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

Beispiel 1;

Ci2 14~ ^κ °k° ^sa l^l9l ^ucos i ^< *-benz lether. ^In einem 1-1-Dreihals- kolben mit Rührer und Innenthermometer wurden

434 g (1 Mol) Ci2/14- ^Kokosalk y ¹ g ¹ - ^ucos i ^ci r

Durchschnittlicher Oligomerisierungsgrad: 1,4

Hydroxylzahl : 635,5 und

126 g (1 Mol) Benzylchlorid

vorgelegt und über einen Zeitraum von 1 h bei einer Tempera¬ tur von 90°C gerührt. Anschließend wurde 44 g (1 Mol) Natri¬ umhydroxid zugegeben und die Reaktionsmischung 8 h bei 80°C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde der rohe Benzylether mit Wasser verdünnt und mit 50 gew.-%iger Schwefelsäure neutra¬ lisiert. Die organische Phase wurde mit Hilfe eines Scheide¬ trichters abgetrennt und anschließend im Wasserstrahlvakuum bei 200°C von letzten Wasserspuren befreit. Schließlich wurde das Produkt in Gegenwart eines Filterhilfsmittels (Celite( ^R )) filtriert. Der wasserfreie Alkylglucosid-benzylether wurde als klare, gelb gefärbte Flüssigkeit erhalten. Das Produkt zeigte die folgenden Kennzahlen:

Hydroxylzahl 437

Rest-Alkylglucosidgehalt 30 Gew.-% Mittlerer. Veretherungsgrad 1

Beispiel 2 :

Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 434 Kokosalkylglucosid und 378 g (3 Mol) Benzylchlorid wiederholt. Das Produkt zeigte folgende Kenndaten:

Hydroxylzahl : 203

Rest-Alkylglucosidgehalt : 2 Gew.-%

Beispiel 3:

Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 434 Kokosalkylglucosid und 630 g (5 Mol) Benzylchlorid wiederholt. Das Produkt zeigte folgende Kenndaten:

Hydroxylzahl : 87

Rest-Alkylglucosidgehalt : 0 Gew.-%