DE4218891A1

DE4218891A1 - 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiolphosphate

Info

Publication number: DE4218891A1
Application number: DE4218891A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr Hees
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-16

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propan diolphosphate, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung in oberflächenaktiven Mitteln.

Stand der Technik

2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiole mit 5 bis 21 Kohlen stoffatomen im Alkylrest stellen Polyole dar, die über die Tollens-Kondensation von Aldehyden leicht zugänglich sind. Entsprechende Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispiels weise aus den japanischen Patentanmeldungen JP 59/137431 und JP 61/148134 bekannt. Bei den 1,3-Propandiol-Derivaten han delt es sich um Feststoffe mit Schmelzpunkten oberhalb von 60°C, die beispielsweise zur Herstellung von Schutzanstri chen, Polyethern, Polyurethanen, Alkydharzen, Weichmachern und Elastomeren dienen. Die Polyole sind wasserunlöslich und können beispielsweise in Formulierungen für Einsatzzwecke der genannten Art, für die die Anforderung "frei von organischen Lösungsmitteln" besteht, nicht oder nur sehr schwer eingear beitet werden.

Aus der Deutschen Patentanmeldung DE-A-40 31 268 (Henkel) sind Sulfatierungsprodukte der genannten substituierten 1,3-Propandiole bekannt. Diese Stoffe weisen zwar eine zu friedenstellende Wasserlöslichkeit auf, sind jedoch in saurem Milieu nicht beständig, was ihren Einsatz beispielsweise in Reinigungsmitteln einschränkt.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue Derivate von 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiolen zur Verfügung zu stellen, die frei von den geschilderten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3- propandiolphosphate, die man dadurch erhält, indem man 2- Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiole der Formel (I),

in der R¹ für einen Alkylrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen steht, mit Phosphorpentoxid umsetzt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Phosphate leicht wasserlöslich sowie alkali- und säurestabil sind und darüber hinaus ausgezeichnete oberflächenaktive Ei genschaften aufweisen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol phosphaten, bei dem man 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propan diole der Formel (I),

2-Alkyl-2-hydroxy-ethyl-1,3-propandiole stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Methoden der präpara tiven organischen Chemie erhalten werden können. Ein Verfah ren zu ihrer Herstellung besteht darin, Fettaldehyde in Ge genwart von Alkalibasen mit Formaldehyd zu kondensieren.

Typische Beispiele für substituierte 1,3-Propandiole, die im Sinne der Erfindung als Ausgangsstoffe in Betracht kommen, sind Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Capronaldehyd, Caprylaldehyd, Caprinaldehyd, Laurylaldehyd, Myristylaldehyd, Cetylaldehyd, Isostearylaldehyd, Stearylaldehyd und Behenyl aldehyd sowie deren technische Mischungen. Vorzugsweise wer den 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiole der Formel (I) eingesetzt, in der R¹ für Zahlen von 5 bis 17 und insbeson dere 5 bis 11 steht.

Die 1,3-Propandiole und das Phosphorpentoxid können im mo laren Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 3 eingesetzt werden. Im Hinblick auf einen geringen Anteil an freier Phosphorsäure im Endprodukt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein molares Verhältnis von 1 : 1,1 bis 1 : 2,8 einzustellen.

Die Umsetzung kann bei Temperaturen von 50 bis 98, vorzugs weise 70 bis 90°C durchgeführt werden. Hierzu ist es ausrei chend, das Phosphorpentoxid im 1,3-Propandiol zu lösen oder zu dispergieren und die Reaktionsmischung über einen Zeitraum von 1 bis 10, vorzugsweise 3 bis 5 h zu rühren. In einer be vorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Phosphatie rung in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie bei spielsweise Toluol, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon oder Propylencarbonat, durchführt, welches anschließend abdestil liert werden kann.

Die erfindungsgemäßen 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propan diolphosphate stellen komplexe Gemische dar. Überwiegend handelt es sich um Mono-, Di- und Triphosphorsäureester, de ren Verhältnis entscheidend durch das molare Einsatzverhält nis der Reaktionspartner bedingt wird. Des weiteren können in der Mischung neben freier Phosphorsäure Produkte enthalten sein, bei denen mehr als eine Hydroxylgruppe des 2- Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiols verestert vorliegt. Nicht auszuschließen sind ferner geringe Mengen polymerer Phosphorsäureester, die über 1,3-Propandiole vernetzt werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propan diolphosphate sind leicht wasserlöslich, im pH-Bereich zwi schen 2 und 12 hydrolysestabil und zeichnen sich durch eine deutliche Erniedrigung der Oberflächenspannung des Wassers aus. Sie fördern die Benetzung fester Grenzflächen mit Wasser und eignen sich zur Emulgierung von Ölen und Fetten in wäß rigen Systemen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Ver wendung von 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiolphosphaten zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie Produkten zur Haar- und Körperpflege, in denen sie in Mengen von 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30 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

In einem 500-ml-Dreihalskolben mit Rührer, Destillationsauf satz und Innenthermometer wurden 48 g (0,18 mol) 2-Undecyl-2- hydroxymethyl-1,3-propandiol in 150 ml Toluol gelöst und auf 80°C erhitzt. Innerhalb von 90 min wurde die Reaktionsmi schung mit 15 g (0,05 mol) Phosphorpentoxid (P₄O₁₀) versetzt und weitere 4 h gerührt. Anschließend wurde das Lösungsmittel im Wasserstrahlvakuum entfernt und das Phosphat als viskose, hellgelbe Masse (Phosphorgehalt : 4,2 Gew.-%) erhalten.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 58 g (0,18 mol) 2-Penta decyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol und 15 g Phosphorpent oxid wiederholt. Das Phosphat wurde als zähe, hellgelbe Masse (Phosphorgehalt : 4,0 Gew.-%) erhalten.

Claims

1. 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiolphosphate, dadurch erhältlich, daß man 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propan diole der Formel (I), in der R¹ für einen Alkylrest mit 5 bis 21 Kohlenstoff atomen steht, mit Phosphorpentoxid umsetzt.

2. Verfahren zur Herstellung von 2-Alkyl-2-hydroxymethyl- 1,3-propandiolphosphaten, bei dem man 2-Alkyl-2-hy droxymethyl-1,3-propandiole der Formel (I), in der R¹ für einen Alkylrest mit 5 bis 21 Kohlenstoff atomen steht, mit Phosphorpentoxid umsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Propandiole und das Phosphorpentoxid im molaren Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 3 einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen von 50 bis 98°C durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels durchführt.

6. Verwendung der 2-Alkyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol phosphate nach Anspruch 1 zur Herstellung von Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln sowie Produkten zur Haar- und Körperpflege.