Die Erfindung betrifft amphiphile Verbindungen mit mehreren hydrophilen und hydrophoben Gruppen auf der Basis von Aminen und/oder Amiden und Di-, Oligo- oder Polycarbonsäuren.

Als amphiphile Substanzen sind eine große Vielfalt an anionischen, katio- nischen, nichtionischen und zwitterionischen Verbindungen bekannt. Die weitaus meisten dieser Substanzen bestehen aus einer hydrophilen Kopfgruppe und wenigstens einem hydrophoben Teil.

Bei den amphiphilen Substanzen gibt es aus ökologischen Gründen, z. B. bezüglich der Verringerung des Verpackungs- und Transportaufwandes, die Notwendigkeit, immer größere Wirkung pro Masse an eingesetzter Substanz zu erzielen. Da eine Optimierung durch Mischung von amphiphilen Substanzen nur begrenzt weiterführt, sind neue amphiphile Substanzen mit einem höheren Wirkungsgrad erforderlich. Es müssen daher insbesondere Stoffe mit nied- rigeren kritischen Micellbildungskonzentrationen und/oder niedrigeren Ober- und Grenzflächenspannungen gefunden werden, um die Einsatzmengen an Wirk¬ substanz deutlich reduzieren zu können. Zudem müssen sie leicht, am besten aus leicht zugänglichen Ausgangssubstanzen, erhältlich sein.

Erste Lösungsansätze in Richtung auf leistungsfähigere amphiphile Substan¬ zen durch Verdoppelung eines Teils der Struktur (hydrophile Kopfgruppe, hy¬ drophobe Gruppe) sind bereits bekannt. So können kationische grenz-flächen- aktive Verbindungen durch die Addition von langkettigen Alkylhalogeniden an permethylierte Alkylendiamine erhalten werden [R. Zana, M. Benrraou, R. Ru- eff, Langmuir, 7 (1991) 1072; R. Zana, Y. Talmon, Nature, 362 (1993) 228; E. Alami, G. Beinert, P. Marie, R. Zana, Langmuir, 9 (1993) 1465].

Anionische grenzflächenaktive Verbindungen mit wenigstens zwei hydrophilen und wenigstens zwei hydrophoben Gruppen sind bisher auf der Basis von Di- glycidyl-ethern hergestellt worden (US 5 160 450, JP 01 304 033, JP 4 124 165). Diglycidylether gelten jedoch als toxikologisch bedenklich und sind recht teuer. Darüber hinaus wird für ihre Herstellung Epichlor¬ hydrin verwendet, was zu großen Mengen an Reststoffen führt, so daß diese Verbindungen unter ökotoxikologischen wie auch ökonomischen Gesichtspunkten nicht mehr zeitgemäß sind.

Es bestand daher die Aufgabe, amphiphile Verbindungen aufzufinden, die wenigstens zwei hydrophile und wenigstens zwei hydrophobe Gruppen aufwei¬ sen, wobei die amphiphilen Verbindungen einen sehr hohen Wirkungsgrad, be¬ zogen auf die Einsatzmenge, haben, und die darüber hinaus aus technisch leicht verfügbaren Rohstoffen ohne großen Anfall von unerwünschten Neben- produkten hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch amphiphile Di- oder Oligoester, deren Grundkörper aus Di-, Oligo- oder Polycarbonsäuren und alkoxylierten Fettaminen bzw. Fettsäureamiden hergestellt werden können, gelöst. Die ent- sprechenden Di- oder Oligoester sind nichtionische Tenside, die jedoch wei¬ ter zu anionischen amphiphilen Verbindungen umgesetzt werden können, hier kommen die Sulfierung, die Carboxymethylierung oder die Umsetzung z. B. zu Isethionaten, Tauraten oder Sulfosuccinaten in Frage.

Gegenstand der Erfindung sind daher amphiphile Verbindungen der allgemeinen Formel I:

p' ^• N- (C ₂ H ₄ 0) ₀ - (CjHβO),—1

(0.

L ⁽ CΛcn.-fCΛOV-Y J

in der R ¹ und R ² unabhängig voneinander für einen unverzweigten oder ver¬ zweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 22, vorzugsweise 6 bis 18, Kohlenstoffatomen oder einen unverzweigten oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 2 bis 23, vorzugs- weise 7 bis 19 Kohlenstoffatomen stehen, A für einen Spacer und Y und Z für Wasserstoff oder funktionelle Gruppen stehen und n und m unabhängig vonein¬ ander jeweils mindestens 1 sind.

Es seien als Substituenten R ¹ und R ² im einzelnen die Reste Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, n-Pentyl , n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl , n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl , n-Pentadecyl, n-Hexadecyl, n-Heptadecyl, n-Octadecyl, n-Nonadecyl, n-Eicosyl, n-Uneicosyl, n-Docosyl und ihre verzweigtkettigen Isomeren sowie die entsprechenden einfach, zweifach oder dreifach ungesättigten Reste und die entsprechenden Acyl- Verbindungen genannt.

A bedeutet eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, acyclische oder cyclische, aliphatische oder aromatische Di-, Oligo- oder Polycarbonsäure.

a, b, c, d, e, f, g und h bedeuten unabhängig voneinander Zahlen von 0 bis 15, wobei die Summe aus a und b, c und d, e und f und g und h jeweils mindestens 1 sein muß und wobei die Alkoxideinheiten statistisch oder blockweise eingebunden sind und die Reihenfolge beliebig ist. Y und Z stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen funktionellen Rest, -CH ₂ C00M, -S0 ₃ M, -C ₂ H ₄ S0 ₃ M, -C(0)C ₂ H ₃ (S0 ₃ M)C00M' , -P(0)(0M) ₂ mit M, M' = Alkali, Ammonium-, AIkanolammonium oder % Erdalkali.

Die erfindungsgemäßen amphiphilen Verbindungen zeichnen sich meist durch extrem niedrige kritische Micellbildungskonzentrationen (CMC) und sehr niedrige Oberflächen- und Grenzflächenspannungen (z. B. gegen Paraffin)

aus, was auf ihre besondere Struktur - wenigstens zwei hydrophile Gruppen und wenigstens zwei hydrophobe Gruppen - zurückgeführt werden muß. Darüber hinaus weisen die meisten von ihnen ein recht hohes hydrophiles Suspen- diervermögen auf, das etwa auf halbem Wege zwischen dem konventioneller Tenside und dem des Pentanatriumtripolyphosphats liegt. Einige dieser Verbindungen sind extrem schnelle Netzmittel.

Die amphiphilen Verbindungen gemäß dieser Erfindung eignen sich insbeson¬ dere als Emulgatoren, Demulgatoren, Detergenzien, Dispergatoren und Hydro- tropica sowie Antistatika in Industrie und Haushalt, beispielsweise auf den Gebieten Metallbearbeitung, Erzgewinnung, Kunststoffherstellung und -Ver¬ arbeitung, Textilhilfsmittel, Oberf1ächenveredelung, Waschen und Reinigen von harten Oberflächen, insbesondere als manuelles Spülmittel, Waschen und Reinigen von Haut und Haar, Kosmetik, Medizin und Nahrungsmittelverarbei- tung und -Zubereitung.

Hierbei können sie mit allen gängigen anionischen, nichtionischen, katio- nischen und ampholytischen grenzflächenaktiven Substanzen kombiniert wer¬ den. Als Beispiele für nichtionische grenzflächenaktive Substanzen, die für eine Kombination eingesetzt werden können, seien Fettsäureglyceride, Fett¬ säurepolyglyceride, Fettsäureester, Ethoxylate höherer Alkohole, Polyoxy- ethylenfettsäureglyceride, Polyoxyethylenpropylenglykolfettsäureester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, Polyoxyethylen-Rhizinusöl- oder ge¬ härtete Rhizinusöl-Derivate, Polyoxyethylenlanolinderivate, Polyoxyethylen- fettsäureamide, Polyoxyethylenalkylamine, Alkanolamine, Alkyl-aminoxide, Derivate von Eiweißhydrolysaten, Hydroxymischether, Alkylpolyglycoside und Alkylglucamide genannt.

Als Beispiele für anionische grenzflächenaktive Substanzen, die für Kom- binationen eingesetzt werden können, seien Seifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Alkylsulfonate, α-Olefinsulfonate, α-Sulfofettsäurederivate,

Sulfonate höherer Fettsäureester, Alkoholsulfate, Alkoholethersulfate, Hy¬ droxymischethersulfate, Salze von Phosphatestern, Tauride, Isethionate, lineare Alkylbenzolsulfonate, Alkylarylsulfonate, Sulfate der Polyoxyethy- lenfettsäureamide und Salze von Acylaminosäuren genannt.

Als Beispiele für kationische gängige grenzflächenaktive Substanzen, die für Kombinationen eingesetzt werden können, seien Alkyltrimethylammonium- salze, Dialkyldimethylammoniumsalze, Alkyldimethylbenzylammoniumsalze, Al- kylpyridiniumsalze, Alkylisochinoliniumsalze, Benzethoniumchloride und kat- ionische Acylaminosäurederivate genannt.

Als Beispiele für ampholytische grenzflächenaktive Substanzen, die für Kombinationen eingesetzt werden können, seien Aminosäuren, Betaine, Sulfo- betaine, Imidazolinderivate, Sojaöllipide und Lecithin genannt.

Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen amphiphilen Verbindungen auch für sich miteinander kombiniert werden.

Den erfindungsgemäßen amphiphilen Verbindungen können ebenfalls gängige Additive zugesetzt werden. Solche Additive werden speziell für eine For¬ mulierung ausgewählt und umfassen beispielsweise anorganische Salze, wie Natriumchlorid und -sulfat, sowie Builder, Hydrotropica, UV-Absorber, Weichmacher, Chelatbildner, Viskositätsmodifizierer und Riechstoffe.

Die obengenannten Verbindungen lassen sich aus Di-, Oligo- oder Polycar¬ bonsäuren und mindestens zwei Äquivalenten alkoxylierter Fettamine und/ oder alkoxylierter Fettsäureamide herstellen. Die anionischen Amphiphile lassen sich dadurch herstellen, daß man die obengenannten Produkte mit S0 ₃ /Inertgas, Oleum, Chlorsulfonsäure, Amidosulfonsäure, Chloressigsäure- salzen, Isethionaten oder Maleinsäureanhydrid umsetzt und mit wäßrigen Al¬ kali- oder Erdalkalihydroxiden oder wäßrigem Ammoniak oder Alkanolaminen

neutralisiert. Bei Bedarf werden die Produkte in wäßriger Lösung mit Was¬ serstoffperoxid (0,1 bis 2,0 %, bezogen auf Feststoff) gebleicht.