DE69420274T2

DE69420274T2 - Herstellung von ammonium-hydroxyalkyl/alkanoylalkyl-sulfonaten

Info

Publication number: DE69420274T2
Application number: DE69420274T
Authority: DE
Inventors: Robert Briody; Amy Doty; Cheruthur Govindan; Louis Nehmsmann; Alan Wang
Original assignee: BASF Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: EP0706511A4; WO1995001331A1; KR100317719B1; DE69420274D1; JPH08511267A; KR960703395A; EP0706511B1; CN1072643C; CN1128021A; EP0706511A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Ammoniumhydroxyalkylsulfonaten, z. B. Ammoniumisethionat, die insbesondere für die Herstellung von Ammoniumalkanoylalkylsulfonattensiden geeignet sind und bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von Ammoniumsalzen von Fettsäureestern von Hydroxyalkylsulfonsäuren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Verwendung von Ammoniumisethionat in Lösung zur Herstellung von oberflächenaktiven Stoffen der allgemeinen Formel RCO(O)R'SO&sub3;M, worin R ein einbindiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 23 Kohlenstoffatomen ist, R' ein zweibindiger Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und M das Ammoniumkation ist. In einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung von Ammoniumisethionat in wäßrigen Lösungen für die Herstellung von Ammoniumsalzen von Alkanoylisethionaten, z. B. Ammoniumcocoylisethionat. Zusätzlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verhinderung von Korrosion des Reaktionskessels wenn die Reaktion in metallischen Reaktionskesseln durchgeführt wird, z. B. Edelstahlautoklaven, was ohne geeignete präventive Schritte zur Korrosion des Kessels zusammen mit metallischen Verunreinigungen z. B. Eisen und Verfärbungen des Produkts führt.
Alkalimetall, d. h. Natrium- oder Kaliumsalze von Alkanoylalkylsulfonaten sind in US-Patent 3,429,136 beschrieben. Von diesen Stoffen wird Natriumcocoylisethionat am weitesten verbreitet kommerziell in Körperpflegeanwendung verwendet, z. B. in synthetischen Seifen wie in US-Patent 4,663,070 beschrieben. Natriumcocoylisethionat (SCI) ist praktisch bei Raumtemperatur in Wasser unlöslich, und daher ist seine Verwendung in klaren flüssigen Formulierungen wie z. B. Shampoos begrenzt.
Im Gegensatz dazu offenbart die ebenfalls anhängige US-Patentanmeldung Nr. 07/721,741, die am 26. Juni 1991 angemeldet wurde, daß das Ammoniumsalz von Cocoylisethionsäure, d. h. Ammoniumcocoylisethionat (ACI) in Wasser bei Raumtemperatur gut löslich ist. Aufgrund seiner hohen Löslichkeit in Wasser wurde festgestellt, daß klare, d. h. nichttrübe Lösungen von bis zu 40 Gew.-% von relativ reinem ACI, d. h. ACI mit einer wenigstens 85%igen anionischen Aktivität, hergestellt werden können. Gegenwärtig existieren keine bekannten kommerziellen Quellen für Ammoniumalkanoylalkylsulfonate, z. B. Ammoniumcocoylisethionat. Während sich US-Patent 4,663,070 generell auf Ammoniumsalze von C&sub1;&sub0; bis C&sub1;&sub6;-Acylisethionaten bezieht, ist ein Verfahren zur Herstellung solcher Stoffe, insbesondere hoher Reinheit und Anionenaktivität, insbesondere bezüglich Ammoniumisethionat, in wäßrigen Lösungen nicht beschrieben worden.
In US-Patentanmeldung Nr. 07/721,741 ist offenbart, daß Ammoniumalkanoylalkylsulfonate, z. B. Ammoniumalkanoylisethionate wie z. B. Ammoniumcocoylisethionat durch Erwärmen eines Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, z. B. Ammoniumisethionat mit einer Fettsäure mit von ungefähr 6 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatomen bei Temperaturen unterhalb der Temperatur, bei der Verkohlen des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukts auftritt, hergestellt werden. Es wird weiterhin darin offenbart, daß das oben beschriebene feste Produkt aus dem Reaktionskessel als eine wäßrige Lösung ohne nennenswerte Zersetzung aufgrund von Hydrolyse durch Mischen einer kleinen Menge eines alkalischen Reagens, vorzugsweise eines hochsiedenden, relativ unflüchtigen, relativ wasserfreien organischen Amins, z. B. einem tertiären Amin wie z. B. Triethanolamin mit dem Produkt, um seine Acidität auf einen nahezu neutralen pH von ungefähr 6 bis ungefähr 8 einzustellen und danach folgend Auflösen des Produkts in Wasser, wobei eine wäßrige Lösung des Ammoniumalkanoylalkylsulfonats gebildet wird, entfernt werden kann. Im wesentlichen klare, d. h. nichttrübe Lösungen eines solchen Produkts können in kosmetischen Anwendungen wie z. B. klaren Shampoo-Formulierungen verwendet werden.
US-Patent 2,820,818 offenbart ein Verfahren für die Herstellung von Salzen von hydroxyaliphatischen Sulfonsäuren, wobei dieses Verfahren den Schritt der Zugabe von Schwefeldioxid zu einer wäßrigen Lösung eines alkalischen Stoffs bis der pH-Wert der Lösung, gemessen bei Raumtemperatur, d. h. bei ungefähr 25ºC sich zwischen 4, 5 und ungefähr 8 befindet, danach Zugeben einer epoxyaliphatischen Verbindung und einer zusätzlichen Menge Schwefeldioxid zu der wäßrigen Lösung unter Reaktionsbedingungen und in einer solchen Art und Weise, um den pH der Lösung zwischen 4,5 und ungefähr 8 beizubehalten bis im wesentlichen ein molekularer Anteil von Schwefeldioxid pro molekularem Anteil an alkalischer Verbindung, die ursprünglich der Lösung zugesetzt worden ist, und Weiterführung der Zugabe der epoxyaliphatischen Verbindung bis das Alkalisalz der schwefeligen Säure im wesentlichen in der Reaktionsmischung konsumiert worden ist, umfaßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat der allgemeinen Formel I
RCO(O)R'SO&sub3;M (I)
worin R ein einbindiger Kohlenwasserstoff einer Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, R' ein zweibindiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und M das Ammoniumkation ist. Die Erfindung umfaßt:
a) Umsetzen einer wäßrigen Lösung von Ammoniumbisulfit mit einem Alkylenoxid, das 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, während die Feststoffkonzentration der Reaktionsmischung auf weniger als 70 Gew.-% und der pH der Reaktionsmischung im Bereich von 4,3 bis 7 gehalten wird bis die Reaktion zu wenigstens 90% vervollständigt ist, ge messen durch die Menge an Restsulfit in der Reaktionsmischung, wodurch ein Produkt gebildet wird, das im wesentlichen aus Ammoniumhydroxyalkylsulfonat der allgemeinen Formel II besteht
HOR'SO&sub3;M (II)
worin R' und M wie oben definiert sind und dieses Produkt Alkylenglykol als Nebenprodukt enthält;
b) Strippen des in a) hergestellten Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, um Alkylenglykol zu entfernen und
c) Umsetzen des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, das nicht mehr als 1 Gew.-% Alkylenglykol, nicht mehr als 2 Gew.-% Alkanolamin und nicht mehr als ungefähr 2 Gew.-% Ammoniumsulfat aufweist, wobei diese Werte auf das Gewicht des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats bezogen sind mit einer Fettsäure, die 6 bis 24 Kohlenstoffatome enthält bei einer Temperatur im Bereich von 150ºC bis 200ºC, um dadurch ein Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat der oben angegebenen allgemeinen Formel herzustellen, wobei eine 25 bis 30 Gew.-%ige wäßrige Lösung davon bei Raumtemperatur nicht trübe ist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine klare, flüssige Reinigungszusammensetzung, die eine wäßrige Lösung des oben genannten Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonats der allgemeinen Formel I enthält.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat, hergestellt aus einer Fettsäure, z. B. Kokossäure und einem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, wobei das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumise thionat durch Umsetzen von Ammoniumbisulfit mit einem Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid unter kontrollierten pH-Bedingungen hergestellt wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ergibt im wesentlichen reines Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat mit niedrigen Mengen an Verunreinigungen wie z. B. Ammoniumsulfat, Alkanolamin, z. B. Ethanolamin und Alkylenglykol, z. B. Ethylenglykol. Als Ergebnis dieses Verfahrens zur Herstellung des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, z. B. Ammoniumisethionats, kann das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat direkt als wäßrige Lösung verwendet werden, um mit einer Fettsäure, z. B. Kokosfettsäure zu reagieren, um Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat zu bilden. Folglich vermeidet das vorliegende Verfahren die Notwendigkeit, das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, durch Kristallisation zu reinigen, um die Verunreinigung darin auf Mengen zu reduzieren, die ausreichend niedrig sind, das resultierende Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat, einen akzeptabel niedrigen Farb- und Klarwert aufweist, damit es in klaren, flüssigen Produkten verwendet werden kann, zu reinigen. Zwei Verfahren zur Kontrolle des pH-Wertes während der Reaktion von Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, werden im nachfolgenden detailliert beschrieben.
Ein Verfahren beinhaltet die Herabsetzung des anfänglichen pH-Wertes der Reaktionsmischung aus Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid. Ein anderes Verfahren beinhaltet die Zugabe eines sauren Neutralisierungmittels zu der Reaktionsmischung als Antwort auf den darin ansteigenden pH-Wert, um den pH innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs im wesentlichen während der gesamten Reaktion zu halten.
In einer weiteren damit verbundenen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Umsetzen von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat und Fettsäure in einem metallhaltigen Reaktionsgefäß, z. B. in einem Edelstahlautoklaven, um Ammoniumalkanoylalkylsulfonat herzustellen und stellt ein Verfahren zur Verhinderung von Korrosion von metallhaltigen Reaktionsgefäßen zur Verfügung, die ebenfalls Kontamination und Verfärbung des Reaktionsprodukts bewirken können. In dieser Ausführungsform umfaßt die vorliegende Erfindung die Zugabe von Hypophosphorsäure (HPPA) oder Salzen von HPPA zu der Reaktionsmischung von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat und Fettsäure, wobei die Gegenwart dieser weitgehend die Korrosion von metallhaltigen Reaktionsgefäßen, wie durch Analyse auf Metall in dem Ammoniumalkanoylalkylsulfonatreaktionsprodukt bestimmt, reduziert.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Oberflächenaktive Stoffe der allgemeinen Formel RCO(O)R'SO&sub3;M, worin M das Ammoniumkation ist, z. B. Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, können durch ein Verfahren hergestellt werden, das die direkte Veresterung einer Fettsäure mit einem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, insbesondere Ammoniumisethionat in wäßriger Lösung umfaßt. In der obigen allgemeinen Formel steht R für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest einer Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, d. h. R ist ein einbindiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, der 5 bis 23 Kohlenstoffatome enthält, und R' steht für einen zweibindigen verzweigten oder geradkettigen Kohlenwasserstoffrest, der 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Vorzugsweise ist R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen (wobei die korrespondierende Fettsäure 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält) aus Gründen der Löslichkeit und Waschwirkung. Besonders bevorzugt ist R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 9 bis 17 Kohlenstoffatomen und R' ist ein zweibindiger Ethylenrest, d. h. (-CH&sub2;-CH&sub2;-).
Der aliphatische Kohlenstoffrest R beinhaltet lineare und verzweigte aliphatische Reste und beinhaltet weiterhin Mischungen von aliphatischen Resten innerhalb der beschriebenen Kohlenstoffkettenlänge, die z. B. in Fettsäuren, die sich von natürlichen Fetten oder Ölen ableiten, gefunden werden. Fettsäuren, die in dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, können synthetisch hergestellt werden, sind aber geeigneterweise als die gemischten Fettsäuren, die sich von natürlich auftretenden Pflanzenfetten und Ölen ableiten wie z. B. Kokosöl, Palmöl, Babussaöl, Rizinusöl, Olivenöl, Erdnußöl, Traubenkernöl, Maisöl, Sesamöl, Baumwollsamenöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Färberdistelöl und Hanföl (hydriert und nicht hydriert) erhältlich. Laurinsäuren, Caprylsäure, Capronsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Palmitolinsäure und Ölsäure können ebenfalls alleine oder in Mischung oder als Ersatz für einen Teil des Fettsäurereaktanten verwendet werden. Fettsäuren, die sich von Kokosölableiten, die eine Mischung von im Prinzip C&sub8; bis C&sub1;&sub8;- Fettsäuren enthält, repräsentieren den bevorzugten Fettsäurereaktanten.
Das Ammoniumsalz der Hydroxyalkylsulfonsäure, die als Reaktant in dem hierin beschriebenen Verfahren verwendet wird, kann durch die allgemeine Formel HOR'SO&sub3;M wiedergegeben werden, worin R' und M, wie hierin weiter oben definiert sind. Insbesondere kann der Ammoniumhydroxyalkylsulfonatreaktant durch die allgemeine Formel
wiedergegeben werden, worin A ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Methyl und Ethyl, vorzugsweise Wasserstoff, d. h. Ammoniumisethionat.
Die ebenfalls anhängige US-Patentanmeldung 07/721,741, eingereicht am 26. Juni 1991 offenbart, daß das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, das in dem oben beschriebenen Veresterungsverfahren verwendet wird, durch Reaktion von Ammoniumbisulfit mit einem Alkylenoxid, das 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, d. h. Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid wie z. B. in US-Patent 2,820,818 beschrieben, hergestellt werden kann und berichtet, daß bei im Handel erhältlichem Ammoniumbisulfit festgestellt worden ist, daß signifikante Mengen an Ammoniumsulfat als Verunreinigung, z. B. 2% Ammoniumsulfat in einer 60%igen Ammoniumbisulfitlösung vorhanden sind. Ammoniumsulfat, das in dem Ammoniumbisulfitreaktanten vorhanden ist, ist dann ebenfalls als Verunreinigung in dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, das aus diesem Ammoniumbisulfat hergestellt wurde, vorhanden. Z. B. wurde festgestellt, daß Ammoniumisethionat, das aus im Handel erhältlichem Ammoniumbisulfit hergestellt wurde, soviel wie 6,5 Gew.-% Ammoniumsulfat enthält.
Die ebenfalls anhängige US-Patentanmeldung 07/721,741 offenbart weiterhin, daß Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, das vorzugsweise weniger als 2 Gew.-% Ammoniumsulfat enthält, durch Umsetzen von reinem Schwefeldioxid mit Ammoniak, gefolgt durch das Umsetzen des resultierenden Ammoniumbisulfits mit einem C&sub2;- bis C&sub4;-Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, erhalten werden kann. Es ist ebenfalls offenbart, daß Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, das weniger als 2, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% Ammoniumsulfat enthält, durch Reinigen des im Handel erhältlichen Ammoniumbisulfits oder durch Reinigung des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, das daraus hergestellt wird, z. B. durch Kristallisieren von Ammoniumisethionat hergestellt werden kann. Solches kristallisiertes Ammoniumisethionat kann typischerweise mit weniger als 1 Gew.-% Ammoniumsulfat erhalten werden.
Wenn die Kondensationsreaktion von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat und Fettsäure in einem metallhaltigen Reaktionsgefäß durchgeführt wird, z. B. in einem Edelstahlautoklaven, findet Korrosion des Metalls des Gefäßes statt. Um eine solche Korrosion zu vermeiden, kann die Reaktion in einem Glasreaktionsgefäß durchgeführt werden, was die kommerzielle Praktikabilität des Verfahrens begrenzt. Metallkorrosion des Reaktionsgefäßes führt ebenfalls zu einer Kontaminierung des Ammoniumalkanoylalkyl sulfonatprodukts mit metallischen Korrosionsprodukten wie z. B. Eisen, das aus der Metalloberfläche des Reaktors stammt. Eisenverunreinigungen erzeugen Verfärbungen des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukts, was es weniger wünschenswert für die Verwendung in klaren, flüssigen Zusammensetzungen macht. Darüber hinaus kann die Eisenverunreinigung ebenfalls mit anderen Bestandteilen in kosmetischen Zusammensetzungen, z. B. Parfüms, wechselwirken.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumhydroxyalkylsulfonatprodukten, z. B. Ammoniumisethionat, aus im Handel erhältlichem Ammoniumbisulfit zur Verfügung, wobei diese Produkte einen ausreichend niedrigen Gehalt an Verunreinigungen für die Verwendung haben und die Anwendung von Kristallisationen, um Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat, herzustellen, die ausreichend klar sind, insbesondere bei Umgebungstemperaturen, um in klaren flüssigen Produkten verwendet werden zu können. Darüber hinaus können die Ammoniumalkanoylalkylsulfonate in einer kommerziell praktikablen Reaktionsdauer hergestellt werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von relativ reinem Ammoniumhydroxylalkylsulfonats, z. B. Ammoniumisethionat, beinhaltet die Regulierung des pH-Wertes der Reaktionsmischung von Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, innerhalb des angegebenen Bereichs von 4,3 bis 7,0 während im wesentlichen der gesamten Reaktion. Der pH-Wert dieser Reaktionsmischung nimmt natürlicherweise mit Fortlauf der Reaktion zu. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden zwei Ausführungsformen zur Regulierung des pH-Wertes offenbart.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der anfängliche pH der Reaktionsmischung aus Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, in einem Bereich von 4, 5 bis 5,2, vorzugsweise 4,6 bis 5,0, am meisten bevorzugt ungefähr 4,7 durch Zugabe eines geeigneten sauren Reagenzes gebracht. Die Herabsetzung des anfänglichen pH innerhalb des oben beschriebenen Bereiches reduziert den Anteil an Ammoniumionen, die vorhanden sind, um mit dem Alkylenoxid zu reagieren, um Alkanolamine zu erzeugen. Der pH der Reaktionsmischung nimmt mit zunehmender Reaktion weiterhin zu, aber er bleibt näher zu neutral im wesentlichen während der gesamten Reaktion. Vorzugsweise wird der pH unterhalb von 7 beibehalten, bis die Reaktion zu wenigstens 90%, vorzugsweise näher zu 95%, vervollständigt ist, wie durch die Menge an verbleibendem Sulfit gemessen.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der pH der Reaktionsmischung aus Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, der typischerweise im Bereich von 5,5 bis 6,0 ist, in einem Bereich von 5,5 bis 7,0 im wesentlichen während der gesamten Reaktion beibehalten, während der pH ansonsten auf Werte oberhalb von 7,0 ansteigen würde durch die Addition, falls benötigt, eines sauren Neutralisierungsmittels in Mengen, die ausreichend sind, um den pH im gewünschten Bereich während des gesamten Reaktionscyclusses beizubehalten. Das Neutralisierungsmittel kann eine Säure, wie z. B. schwefelige Säure sein, ist aber vorzugsweise Schwefeldioxid, SO&sub2;, das schnell durch Blubbern von SO&sub2;-Gas durch die Reaktionsmischung zugesetzt werden kann.
Zum Beispiel wird eine Ammoniumbisulfitlösung mit einer äquimolaren Menge von Ethylenoxid umgesetzt, Proben der Reaktionsmischung werden periodisch entnommen, um den Sulfitgehalt und den pH-Wert zu analysieren. Wenn der pH-Wert der Reaktionsmischung auf einen Wert in der Nähe von 7 ansteigt, wird SO&sub2; kontinuierlich oder intermittierend zugesetzt, um den pH-Wert zwischen 6 und 7 zu halten. Zusätzliches Ethylenoxid wird der Reaktionsmischung in Mengen zugegeben, die stöchiometrich äquivalent zu dem zugesetzten SO&sub2; sind. Die Reaktionsmischung wird wieder auf pH- und Sulfitgehalt analysiert. Zusätzliches Ethylenoxid, äquivalent zur Restmenge an Sulfit wird zugesetzt und diese Sequenz wird wiederholt, bis der verbleibende Sulfitgehalt akzeptabel ist, im allgemeinen niedriger als 0,35 Gew.-%, vorzugsweise niedriger als 0,2 Gew.-% ist. Die Reaktionsmischung wird dann vakuumgestrippt, um jedes verbleibende Ethylenoxid zu entfernen und das resultierende Ammoniumisethionat kann dann mit Kokosfettsäure umgesetzt werden, um Ammoniumcocoylisethionat herzustellen.
Wenn Ammoniumbisulfit mit Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, umgesetzt wird, um das korrespondierende Ammoniumhydroxyalkylsulfonatprodukt herzustellen, z. B. Ammoniumisethionat, werden die korrespondierenden Alkanolamine und Alkylenglykol wie z. B. Ethanolamine und Ethanolglykol durch die Reaktion von Alkylenoxid mit Ammoniak bzw. Wasser ausgebildet und sind als Verunreinigungen in dem Produkt vorhanden. Zum Beispiel Mengen von 1 bis 4 Gew.-% Ethylenglykol und bis zu 12 Gew.-% Ethanolaminen wurden in Ammoniumisethionat gefunden, das durch Umsetzen von Ethylenoxid mit typischem kommerziell erhältlichem Ammoniumbisulfit hergestellt wurde.
In jeder der beiden oben beschriebenen Ausführungsformen ist es bevorzugt, den Feststoffgehalt der Reaktionsmischung aus Ammoniumbisulfit und Alkylenoxid, z. B. Ethylenoxid, bei weniger als 70 Gew.-% zu halten, um geringe Mengen an Alkylenglykol in dem Ammoniumhydroxylalkylsulfonatprodukt beizubehalten. Alkylenglykol, z. B. Ethylenglykol, das typischerweise als Verunreinigung in solchen Ammoniumhydroxyalkylsulfonat in Mengen von 2 bis 4 Gew.-% vorhanden ist, kann durch Vakuumstrippen des Produkts entfernt werden. Vakuumstrippen des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, z. B. Ammoniumisethionat, um Alkylenglykolverunreinigungen zu entfernen, reduziert den Alkylenglykolgehalt auf weniger als 1 Gew.-%, z. B. weniger als 0,5 Gew.-%. Zum Beispiel Temperaturen von ungefähr 140ºC und Drücken von 533 bis 667 Pa (4 bis 5 mm Quecksibersäule) sind angemessen, um den Ethylenglykolgehalt des Ammoniumisethionat auf weniger als 0,5 Gew.-% zu reduzieren. Niedrige Mengen an Alkylenglykol werden beibehalten, um die Reaktion von Alkylenglykol mit Fettsäuren, um Alkylengly kolester, die relativ unlöslich in Wasser sind, zu minimieren und die daher Lösungen des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukts trübe machen.
Es wurde festgestellt, daß die Gegenwart signifikanter Mengen an Ammoniumsulfat, Alkanolamin und/oder Alkylenglykolverunreinigungen in dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat den Verlauf der Reaktion von Fettsäure mit dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat verzögern, was zu einer Zunahme der Reaktionsdauer führt. Produkte niedriger Reinheit und anionischen Aktivitäten, z. B. weniger als 85% anionische Aktivität, werden ebenfalls erzeugt, wenn solche Verunreinigungen vorhanden sind. Solche Produkte haben eine nicht akzeptable Farbe und führen zu trüben wäßrigen Lösungen. Zum Beispiel ist beobachtet worden, daß die Reaktion von Kokosfettsäure mit einer wäßrigen Lösung eines Ammoniumisethionats, das durch die Ethoxylierung von kommerziell erhältlichem Ammoniumbisulfit erhalten wird, 14 bis 16 h bei 180ºC benötigt, um vollständig zu sein. Das Ammoniumcocoylisethionatprodukt, das so erhalten wurde, war sehr dunkel und hatte einen schwachen Sulfitgeruch und ergab dunkle, trübe, wäßrige Lösungen. Weiterhin lag die Anionenaktivität des so erhaltenen Produkts nur im Bereich von 80 bis 82%. Die Addition von konventionellen Katalysatoren, wie z. B. Dodecylbenzolsulfonsäure, Zinkoxid und quarternären Ammoniumverbindungen zu der oben beschriebenen Reaktion hatte keinen signifikanten Effekt auf die Verringerung der Reaktionsdauer, wenn bedeutsame Mengen an Ammoniumsulfat und Alkylenglykolverunreinigungen in dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonatreaktanten vorhanden waren.
Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß die Reaktion zwischen Kokosfettsäure und Ammoniumisethionat, das entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und das daher frei von signifikanten Mengen an Verunreinigungen ist, d. h. weniger als ungefähr 1 Gew.-% Ethylenglykol, 2 Gew.-% Ethanolamin und 2 Gew.-% Ammoniumsulfat aufweist, sehr schnell bei 180ºC verläuft. Die Reaktion beginnt in 1 bis 2 h. Darauf folgend wird die Reaktionsmischung homogen und das Wasser beginnt zu de stillieren. Die Reaktion ist insgesamt nach ungefähr 6 bis 10 h vollständig, um gute Ausbeuten zu ergeben, z. B. 90 bis 100% an Ammoniumcocoylisethionat mit einer hohen Reinheit, z. B. 90 bis 97%. Wäßrige Lösungen, die aus so einem Produkt hergestellt werden, sind im wesentlichen klar, d. h. nicht trübe.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoisethionat, mit einer Anionenaktivität von größer als 85%, d. h. 86 bis 97% durch Erwärmen von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, mit weniger als 2, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-% Ammoniumsulfat, weniger als 2 Gew.-% Alkanolamine, z. B. Ethanolamin und weniger als 1 Gew.-% Alkylenglykol, z. B. Ethylenglykol mit einer Fettsäure, die 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, z. B. Kokosfettsäure, bei Temperaturen von 150ºC bis 200ºC hergestellt.
Bei der Ausführung der Herstellung von Ammoniumalkanoylalkylsulfonaten aus einer wäßrigen Lösung von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, ist es üblich, wenigstens eine stöchiometrische Menge des Fettsäurereaktanten einzusetzen. Üblicherweise wird ein molarer Überschuß von 3 bis 10% molarer Überschuß an Monocarbonfettsäure verwendet. Ein Überschuß an Ammoniumhydroxyalkylsulfonatreaktanten kann ebenfalls verwendet werden. Daher liegt das Molverhältnis an Fettsäuren zu Ammoniumhydroxyalkylsulfonat typischerweise im Bereich von 0,95 : 1 bis 1,1 : 1. Sorgfalt sollte angewendet werden, um einen großen Überschuß an Fettsäure zu vermeiden, da die Gegenwart von Fettsäure und Alkylenglykolestern, z. B. Ethylenglykolestern, in dem Produkt zu trüben wäßrigen Lösungen des Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat führen kann, die eine begrenzte Verwendung in klaren kosmetischen Formulierungen, z. B. Shampoos, haben. Die Menge an Fettsäureverunreingungen, die in dem endgültigen Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukt vorhanden sind, beträgt üblicherweise weniger als 5 Gew.-%, z. B. im Be reich von 3 bis 4 Gew.-%. Vorzugsweise beträgt die Menge an Fettsäureverunreinigungen weniger als 3 Gew.-%. Die Menge an Alkylenglykolester beträgt vorzugsweise weniger als 2 Gew.-% und bevorzugter weniger als 1 Gew.-%, um ein klares, flüssiges Produkt zu ergeben.
Reaktionstemperaturen für die Kondensationsreaktion von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat und Fettsäure sind typischerweise im Bereich von 150ºC bis 200ºC. Für die Kondensation von Ammoniumisethionat und Kokosfettsäuren liegen die Kondensationstemperaturen typischerweise im Bereich von 150ºC bis 190ºC, z. B. ungefähr 180ºC. Bei Temperaturen oberhalb 200ºC kann die Verkohlung des Kondensationsprodukts auftreten und daher sollen solche hohen Temperaturen vermieden werden. Daher werden Temperaturen unterhalb der, die zu einer Verkohlung des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukts führen, verwendet.
Die Kondensationsreaktion wird typischerweise unter einer Inertgasatmosphäre, z. B. einer Stickstoffspülung, initiiert, bis Nebenprodukt Wasser, das aus der Kondensationsreaktion resultiert, entfernt wurde, und die Reaktionsmischung homogen wird. Danach wird ein partielles Vakuum, das bei 66.650 bis 93.310 Pa (500 bis 700 mm Quecksilber) an das Reaktionsgefäß angelegt, um den Druck auf subatmosphärische Bereiche zu reduzieren, und die Reaktion wird bei der o. g. Reaktionstemperatur fortgeführt, bis die Reaktion im wesentlichen vollständig ist. Danach wird ein höheres Vakuum 667 bis 1.333 Pa (5 bis 10 mm Quecksilber) angelegt, um nicht umgesetzte Fettsäure zu entfernen. Danach wird belüftet und das Reaktionsprodukt aus dem Reaktionsgefäß entfernt.
Die oben beschriebene Reaktion verläuft bei Abwesenheit von Katalysatoren schnell, wenn signifikante Mengen (wie oben beschrieben) von Alkanolamin-, Ammoniumsulfat- und Alkylenglykolverunreinigungen nicht vorhanden sind. Eine solche Reaktion beginnt typischerweise innerhalb von 1 bis 2 h nach Erreichen der Reaktionstemperatur und ist innerhalb von 6 bis 10 h vollständig. Fakultativ können katalytische Mengen von konventionellen Katalysatorstoffen verwendet werden, um die Kondensationsreaktion zu beschleunigen. Solche Katalysatoren beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Dodecylbenzolsulfonsäure (DDBSA), p-Toluolsulfonsäure (PTSA), Zinkoxid und quarternäre Ammoniumverbindungen wie z. B. Stearyltrimethylammoniumchlorid. Mischungen solcher Katalysatoren können ebenfalls verwendet werden. Katalytische Mengen solcher Stoffe liegen typischerweise im Bereich von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Reaktanten. Die Reaktion kann weiterhin geringe Mengen von vorher gebildetem Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionat enthalten, die das hierin als ein "Rückstand" bezeichnet wird, der bis zu 20%, vorzugsweise 5 bis 12 Gew.-%, der Gesamtfeststoffe, d. h. der Summe an Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, Fettsäure und Rückstand ausmachen.
Das Ammoniumalkanoylalkylsulfonat, z. B. Ammoniumcocoylisethionatprodukt, das entsprechend des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann in Ausbeuten von wenigstens ungefähr 90% und in einer Reinheit von wenigstens ungefähr 85% erhalten werden. Die Reinheit des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatproduktes liegt vorzugsweise im Bereich von 88 bis 97%, z. B. 90 bis 92%. Die Hauptverunreinigung in dem Endprodukt ist typischerweise nicht umgesetzte Fettsäure, die vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% ausmacht, und die im Bereich von 3 bis 4 Gew.-% liegen kann, und die vorzugsweise weniger als 3 Gew.-% ausmacht. Die anionische Aktivität des Produkts beträgt wenigstens 85% und vorzugsweise von 88 bis 97%, bezogen auf das feste Ammoniumalkanoylalkylsulfonat. Ammoniumcocoylisethionat mit einer Anionenaktivität von weniger als 85 %, bezogen auf festes ACI, bildet trübe wäßrige Lösungen, die nicht für die Herstellung von klaren kommerziellen Formulierungen, die in kosmetischen Produkten verwendet werden, wie z. B. klaren Shampoos, geeignet ist. Die anionische Aktivität von Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukten des vorliegenden Verfahrens kann nach ASTM Testmethode D1681-83 gemessen werden.
Ammoniumalkanoylalkylsulfonate wie z. B. Ammoniumcocoylisethionat (ACI), sind Feststoffe bei Raumtemperatur. ACI ist eine selbst bei hohen Temperaturen steife Paste. Solche Produkte sind daher inhärent schwierig aus dem Reaktionsgefäß zu entfernen in dem sie hergestellt wurden. Während es einfach wäre, solche Materialien aus dem Reaktionsgefäß als eine Lösung in Wasser zu entfernen, sind Materialien wie ACI in wäßrigen Lösungen unter aciden Bedingungen instabil. Wäßrige Lösungen von Ammoniumcocoylisethionat haben im allgemeinen einen pH-Wert von 3,0 bis 3,5. Aufgrund seines aciden pH's hydrolysiert ACI schnell, wenn es im Wasser in dem Reaktionsgefäß bei erhöhten Temperaturen gelöst wird, was zu einem Produktverlust führt.
Es wird in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 07/721,741 offenbart, daß feste Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukte einfach aus dem Reaktionsgefäß durch Auflösen in Wasser ohne signifikante Hydrolyse entfernt werden können, wenn die natürliche Acidität des Produktes in einem pH-Bereich von 6 bis 8 eingestellt wird, vorzugsweise 6,5 bis 7,5, z. B. 6,7 bis 7,2. Zur Einstellung der Acidität des Produktes ist es bevorzugt, daß das Produkt zuerst von der Reaktionstemperatur auf ungefähr 120ºC oder weniger, z. B. auf 50ºC bis 120ºC abgekühlt wird. Die Acidität des Ammoniumalkanoylalkylsulfonatproduktes kann mit jedem geeigneten alkalischen Reagens eingestellt werden wie z. B. organischen Aminen, z. B. Triethanolamin und Ammoniumhydroxid, vorzugsweise mit einem im wesentlichen bevorzugten wasserfreien alkalischen Reagens. Vorzugsweise ist das alkalische Reagens relativ hochsiedend, d. h. vergleichsweise nichtflüchtig bei der Temperatur, bei der die Produktacidität eingestellt wird. Weiterhin ist es bevorzugt, daß das alkalische Reagens eines ist, das für die Verwendung in kosmetischen Anwendungen akzeptabel ist. Nach Einstellung der Acidität wird eine ausreichende Menge Wasser mit dem neutralen Ammoniumalkanoylalkylsulfonatprodukt gemischt, um es aufzulösen und eine wäßrige Lösung daraus zu bilden und das Produkt aus dem Reaktor zu entfernen.
Die Zugabe eines alkalischen Mittels und vorzugsweise anschließende Zugabe von ausreichendem Wasser, um das Produkt aufzulösen, wird unter starkem Rühren durchgeführt, um lokalisierte Konditionen hoher Alkalinität (oder hoher Acidität) in dem Reaktionsprodukt zu vermeiden, um zu der Bildung einer wäßrigen Lösung, die schnell aus dem Reaktor entfernt werden kann, beizutragen. Da das abgekühlte Produkt in der Form eines Feststoffs oder einen steifen Paste vorliegt, sind mehrere Stunden des Rührens notwendig, um das gesamte feste Produkt aufzulösen. Die resultierende wäßrige Lösung hat üblicherweise eine Produktkonzentration von ungefähr 40 Gew.-% oder weniger. Konzentrationen von 25 bis 35 Gew.-% sind bevorzugt, um das Gelieren des Produkts zu vermeiden. Da das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat, das entsprechend mit dem Verfahren des kontrollierten pH-Wertes der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, einen geringen Gehalt an Alkanolaminen, Alkylenglykol und Ammoniumsulfat enthält, bildet das daraus hergestellte Ammoniumalkanoylalkylsulfonat klare, d. h. nichttrübe Lösungen bei Raumtemperatur bei diesen Konzentrationen.
Wenn ein metallisches Reaktionsgefäß verwendet wird, um die Ammoniumhydroxyalkylsulfonatfettsäurekondensationsreaktion durchzuführen, wird die Korrosion des Reaktionsgefäßes und die daraus folgende Verfärbung des Kondensationsproduktes durch Einbringung einer korrosionsinhibierenden Menge von Hypophosphorsäure (HPPA) oder wasserlöslichen Salzen davon in die Reaktionsmischung inhibiert. Die Menge an HPPA, die verwendet wird, hängt von einer Zahl von Faktoren wie z. B. dem Material des Reaktionsgefäßes, pH und Konzentration von Reaktanten in der Reaktionsmischung, den Verunreinigungen in den Reaktanten, der Temperatur, der Dauer der Reaktion, der Identität und Menge des Katalysators und dergleichen ab. Typischerweise sind 0,01 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 bis 0,5 Gew.-% Hypophosphorsäure, bezogen auf das Gewicht der Reaktanten, ausreichend zur Inhibierung der Korrosion. Die Gegenwart von HPPA in der Reaktionsmischung aus Ammoniumhydroxyakylsulfonat und Fettsäure, um Am moniumalkanoylalkylsulfonat zu bilden scheint die Veresterungsreaktion und den Gehalt an Verunreinigungen, außer den Metallverunreinigungen aus der Korrosion des metallischen Reaktionsgefäßes, z. B. einem Edelstahlautoklaven, nicht zu beeinflussen.
Während Hypophosphorsäure in den folgenden relevanten Beispielen verwendet wird, können verschiedene Salze der Hypophosphorsäure ebenfalls verwendet werden. Zum Beispiel Alkalimetallsalze wie z. B. Natrium- und Kaliumhypophosphit können verwendet werden. Ammoniumhypophosphit kann ebenfalls geeignet sein. Amminsalze der Hypophosphorsäure können ebenfalls eingesetzt werden wie auch Alkanolaminsalze der Hypophosphorsäure solange keine nachteiligen Reaktionen auftreten. Hypophosphorsäure ist bevorzugt und wird im allgemeinen als wäßrige Lösung, typischerweise bei einer Konzentration von ungefähr 50 Gew.-% zugesetzt. Die Konzentrationen an HPPA in den Beispielen werden als Gew.-% wasserfreies HPPA, bezogen auf das Feststoffgewicht der Reaktanten berechnet, d. h. Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, Fettsäure und falls vorhanden Ammoniumalkanoylalkylsulfonatrückstand.
In den Beispielen wird Hypophosphorsäure in einem einzigen Schritt zugesetzt. Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung in einem größeren Maßstab kann es bevorzugt sein, die korrosionsinhibierende Verbindung, vorzugsweise HPPA, in Inkrementen bei mehreren Stufen des Verfahrens zuzusetzen, um sicherzustellen, daß aktives HPPA in der späteren Phase der Reaktion vorhanden ist. Zum Beispiel kann die ausgewählte Menge an HPPA in verschiedene Portionen aufgeteilt werden, die nicht notwendigerweise gleich sind, und dem Reaktionsgefäß bei unterschiedlichen Stufen des Verfahrens zugesetzt werden.
Eine Stufe, bei der HPPA zugesetzt werden kann, ist, bevor das Wasser aus dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionatlösung verdampft wird. Eine andere Stufe für die Zugabe von HPPA ist, nachdem das Wasser aus dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionatlösung verdampft wurde, aber bevor die Reaktionsmischung weiter erwärmt wird, um die Veresterungsreaktion zwischen dem Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, z. B. Ammoniumisethionat und der Fettsäure, z. B. Kokossäure, zu bewirken. Ein Teil des HPPA kann auch nachdem die Veresterungsreaktion von Ammoniumhydroxyalkylsulfonat und Fettsäure, um Ammoniumalkanoylalkylsulfat zu ergeben, im wesentlichen vervollständigt ist, aber bevor der Überschuß an Fettsäure, z. B. Kokossäure gestrippt wird, zugesetzt werden. Mehr oder weniger Anteile an HPPA können verwendet werden und können zu anderen Stufen zugesetzt werden, solange die Korrosion des Reaktionsgefäßes effektiv inhibiert wird.

Beispiel 1

Ein 1-l-Edelstahlautoklav wurde mit 300 g Ammoniumbisulfitlösung (57,1% Analysen NH&sub4;HSO&sub3;) mit einem pH-Wert von 4,94 und 211 g deionisiertes Wasser befüllt. Der Autoklav wurde mit Stickstoff druckgespült, um Luft zu entfernen. Der Autoklav wurde auf 35ºC bis 40ºC erwärmt und 76 g Ethylenoxid wurde in Portionen wie benötigt zugesetzt, um die Temperatur bei ungefähr 35ºC bei eingeschaltetem Kühlwasser und den Druck unterhalb von 35 psig (241 kPa) zu halten. Nachdem die Zugabe von Ethylenoxid vollständig war, wurde die Temperatur bei ungefähr 35ºC mehrere Stunden lang gehalten. Proben der Ammoniumisethionatreaktionsmischung wurden während dieser Periode entnommen und auf pH- und Sulfit-, SO&sub3;&supmin;-Gehalt analysiert.
Die erste Probe oben deutete darauf hin, daß die Reaktion zu ungefähr 91,5% vollständig war, der pH auf über 7 anstieg, wie aus dem Gew.-%- Gehalt an verbliebenem Sulfit berechnet werden kann. Nach erfolgter Analyse der letzten Probe wurde 45 Minuten lang Vakuum an die Reaktionsmischung angelegt, um den Überschuß an Ethylenoxid zu entfernen. Die gestrippte Reaktionsmischung wurde analysiert und es wurde festgestellt, daß sie 0,13 Gew. 4 Sulfit SO&sub3;&supmin;, 0,29 Gew.-% Ethylenglykol und 47,7% Feststoffe enthielt. Analyse durch ¹³C NMR zeigte die Gegenwart von 0,9 Gew.-% Ethanolamin.
In einen gerührten Reaktionskolben wurden 304 g des obigen wäßrigen Ammoniumisethionats (ungefähr 1 Mol), 233 g Kokosfettsäure (1,1 mol) und 88 g von vorgehend hergestellten Ammoniumcocoylisethionat (31,0 Gew.-% Feststoffe in wäßriger Lösung) gegeben. Die Fettsäure, die in all diesen Beispielen verwendet ist, ist C-108-Fettsäure von Procter & Gamble Co. Die Reaktionsmischung wurde auf 110ºC erhitzt und das Wasser wurde bei Vakuumstrippen 45 Minuten lang bei einem ungefähren Druck von 13.330 Pa (100 mg Quecksilber) entfernt.
Der Reaktionskolben wurde geöffnet, 1 g p-Toluonsulfonsäuremonohydratkatalysator wurde zugesetzt, der Kolben wurde wieder verschlossen und auf 150ºC bis 160ºC unter Stickstoffspülung erwärmt. Nach 3,5 h wurde die Reaktionsmischung eine Phase, die Temperatur wurde für eine weitere Stunde beibehalten. Der Überschuß an Fettsäure wurde durch Vakuumstrippen bei ungefähr 1.333 Pa (10 mm Quecksilber) Druck 4 h lang bei der selben Temperatur entfernt.
Das Vakuum wurde durch Belüften mit Stickstoff aufgehoben und die Reaktionsmischung auf 110ºC abgekühlt. Eine wäßrige Lösung aus 1,5 g konzentriertem Ammoniumhydroxid in 800 g Wasser wurde zugesetzt und die Mischung wurde bei 50ºC bis 60ºC gerührt, bis sich alles vollständig gelöst hatte. Die endgültige Lösung hatte einen pH von 6,1, 30,9% Feststoffe und eine anionische Aktivität von 27,7% (89,6% anionischer Aktivität, bezogen auf eine 100% Feststoffbasis). Wenn die Lösung abge kühlt wurde, um trüb zu werben und danach wieder erwärmt wurde, war sie bei 15ºC klar (Klarpunkt).

Beispiel 2

Kommerziell erhältliche Ammoniumbisulfitlösung (60,9% Ammonium NH&sub4;HSO&sub3;) wurde von dem Hersteller P. B. & S. Chemical Company, Inc. erhalten. Schwefeldioxid wurde in die Lösung bei 10ºC Durchblubbern lassen bis der pH auf 4,8 abgesunken war.
Ein Edelstahlautoklav wurde mit 800 g der obigen Lösung und 232 g deionisiertem Wasser befüllt. Der Gasraum des Reaktors wurde mit Stickstoff gespült, um Luft zu entfernen und der Autoklav wurde auf 30ºC bis 40ºC erwärmt. 220 g Ethylenoxid (EO) wurden dann zugesetzt, wobei die Temperatur bei ungefähr 35ºC bis 40ºC gehalten wurde. Nach Vollendung der Zugabe von EO wurde die Reaktion 1 h lang fortgeführt und es wurden aus der Ammoniumisethionatreaktionsmischung Proben entnommen und es wurde festgestellt, daß diese 3,9 Gew.-% verbleibendes Sulfitanion enthalten und einen pH von 5,7 haben. Zusätzliche 5 g Ethylenoxid wurden zugesetzt und die Reaktion wurde 1 h lang fortgesetzt. Analyse einer Probe der Reaktionsmischung ergab einen pH-Wert von 6,0 und einen Restsulfitanionengehalt von 2,3 Gew.-%, was darauf hindeutet, daß die Reaktion zu 94,3% vervollständigt war. Zusätzliche 10 g Ethylenoxid wurden zugesetzt, gefolgt von einer zusätzlichen einstündigen Reaktionsperiode. Analyse der resultierenden Reaktionsmischung zeigte, daß der Sulfitanionengehalt auf 0,47 Gew.-% abgefallen war und der pH auf 7,7 angestiegen war. Kein zusätzliches Ethylenoxid wurde zugesetzt. Die Reaktion wurde 1 h lang weitergeführt und eine weitere Analyse zeigte, daß der Sulfitgehalt auf 0,3 Gew. 4 gefallen war. Die Reaktionsmischung hatte einen pH von 7,76.
Nach einer letzten Stunde Reaktionszeit wurde die Reaktionsmischung vakuumgestrippt, um das ganze verbleibende Ethylenoxid zu entfernen und eine endgültige Analyse der Reaktionsmischung zeigte einen Restgehalt an Sulfitanion von 0,24 Gew.-% und einen pH von 8,4, einen Feststoffgehalt von 60,5 Gew.-% und einen Ethylenglykolgehalt von 0,68 Gew.-%. Mittels ¹³C NMR-Analyse wurden 0,4 mol % Ethanolamin aufgefunden.
In ein gerührtes Reaktionsgefäß wurden 247 g des oben hergestellten wäßrigen Ammoniumisethionats, 223 g Kokosfettsäure und 80 g von vorhergehend hergestellter Ammoniumcocoylisethionatlösung (30,9% Feststoffe) gegeben. Die Reaktionsmischung wurde auf 110ºC erwärmt und das meiste des Wassers wurde ausgetrieben. Der Reaktionskolben wurde geöffnet, 1 g p-Toluolsulfonsäuremonohydratkatalysator wurde zugesetzt, der Kolben wurde wieder verschlossen und auf 150ºC bis 160ºC unter Stickstoffspülung erwärmt. Nach 7,5 h bei der oben angegebenen Temperatur wurde der Überschuß an Fettsäure unter Vakuum 4 zusätzliche Stunden lang bei 1.333 Pa (10 mm Quecksilber) oder weniger ausgetrieben.
Das Vakuum wurde durch Belüftung mit Stickstoff aufgehoben und die Reaktionsmischung wurde auf 110ºC abgekühlt. Eine wäßrige Lösung von 1,2 g konzentriertem Ammoniumhydroxid in 800 g Wasser wurde zugesetzt und die Mischung wurde gerührt, bis sie sich vollständig auflöste. Die endgültige Lösung hatte eine anionische Aktivität von 27,7% bei einer Feststoffkonzentration von 31,0% (89,4% anionische Aktivität auf einer 100% Feststoffbasis). Wenn die Lösung abgekühlt wurde, um trübe zu werden und danach aufgewärmt wurde, wurde die Lösung bei 19ºC klar (Klarpunkt).

Vergleichsbeispiel A

Um den Effekt eines unkontrolliert hohen pH's bei der Herstellung von Ammoniumisethionat auf das daraus hergestellte Ammoniumcocoylisethionat zu zeigen, wurde im Handel erhältliche Ammoniumbisulfitlösung (57,9% NH&sub4;HSO&sub3;) von dem Hersteller P. B. & S. Chemical Company, Inc. erworben und der pH der Lösung 5,5 als empfangen, wurde nicht entsprechend dem Verfahren dieser Erfindung reguliert. Ein 3,8-l-Edelstahlautoklav (1 Gallone) wurde mit 1.680 g Ammoniumbisulfitlösung und 1.228 g deionisiertem Wasser befüllt. Der Autoklav wurde zweimal mit Stickstoff gespült, um Luft zu entfernen. Die Ammoniumbisulfitlösung wurde auf 30ºC erwärmt und 430 g Ethylenoxid (EO) wurden in Mengen zugesetzt, die notwendig sind, um die Temperatur bei 30ºC bis 35ºC und den Druck unterhalb von 40 psig (276 kPa) zu halten. Nachdem das gesamte EO zugesetzt wurde, wurde die Reaktion 1 h lang fortgeführt. Die Reaktionsmischung wurde analysiert und es wurde festgestellt, daß sie einen hohen Gehalt an Restsulfitanion enthält. 3 Zugaben von Ethylenoxid (30, 30 und 60 g) wurden der Reaktionsmischung zugesetzt. Schließlich wurde die Reaktionsmischung im Vakuum gestrippt, um nicht umgesetztes Ethylenoxid zu entfernen. Das Ammoniumisethionatreaktionsprodukt enthielt 0,91 Gew.-% Sulfitanionen und 0,36 Gew.-% Ethylenglykol. ¹³C NMR-Analyse zeigte die Anwesenheit von 14,7 mol % Ethanolamin, 4,8 mol % Diethanolamin und 0,9 mol % Triethanolamin.
Die obige Ammoniumisethionatlösung enthielt 47,8% Feststoffe. Ein gerührter Reaktionskolben wurde mit 192 g dieser Ammoniumisethionatlösung (0,6 mol) befüllt. Die Lösung wurde unter Stickstoff auf 36ºC erwärmt, dann bei 1.067 Pa (8 mm Quecksilbersäule) 45 Minuten lang im Vakuum gestrippt. Dieser Lösung wurden 138 g (10% molarer Überschuß) Kokosfettsäure und 0,12 g 50%iger Hypophosphorsäure (HPPA) zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde graduell auf 110ºC erwärmt und bei dieser Temperatur bis die Destillation von Wasser abnahm gehalten. Die Reaktionsmischung wurde dann bei ungefähr 667 Pa (5 mm Quecksilbersäule) 2 h vakuumgestrippt. Zusätzliche 0,2 g HPPA wurden zugesetzt und die Temperatur wurde langsam auf 175ºC angehoben. Die Reaktionsmischung wurde 6,4 h bei 175ºC gehalten und dann auf ungefähr 150ºC bis 160ºC abgekühlt. Zusätz liche 0,19 g HPPA wurden zugesetzt und die Reaktionsmischung wurde bei ungefähr 800 Pa (6 mm Quecksilbersäule) 4 h lang vakuumgestrippt. Nach Abkühlen auf ungefähr 30ºC unter Stickstoff wurde das sehr harte Festprodukt mit einem Spatel aufgebrochen und in 410 g Wasser, das 1,2 g Triethanolamin (TEA) enthielt, aufgelöst, während die Temperatur der Lösung bei ungefähr 50ºC bis 60ºC gehalten wurde und der pH durch Zugabe von TEA wie benötigt auf 7 ± 0,5 gehalten wurde. Zusätzliche 3,34 g TEA waren notwendig.
Die endgültige Lösung von Ammoniumcocoylisethionat hatte einen pH-Wert von 7,2, enthielt 31,4% Feststoffe und hatte eine anionische Aktivität von 19,0% (60,5% anionische Aktivität, bezogen auf 100% Feststoffbasis). Die Lösung war dick und trübe bei Umgebungstemperatur und wurde nicht klar durch Erwärmen, bis die Temperatur 38ºC erreichte (Klarpunkt), was ein unakzeptabel hoher Klarpunkt für die Verwendung in klaren flüssigen Zusammensetzungen ist.

Vergleichsbeispiel B

Dieses Vergleichsbeispiel zeigt den Effekt von hohen Sulfatgehalten in dem Ammoniumbisulfit und dem Ammoniumisethionat, das daraus hergestellt wird, auf das Ammoniumcocoylisethionat, das aus einem solchen Ammoniumisethionat hergestellt wird. Eine 70%ige wäßrige Lösung eines typischen im Handel erhältlichen Ammoniumbisulfits (566,0 g) wurden mit 225 ml Wasser verdünnt und in einen 1-l-Autoklaven gefüllt. Der Autoklav wurde unter einem positiven Stickstoffdruck von 10 psig (69 kPa) und die Lösung auf 60ºC erwärmt. Ethylenoxid (EO) wurde der Lösung im Autoklaven mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2 g/min zugesetzt. Die Zugabe von Ethylenoxid wurde abgebrochen, nachdem 180 g dem Autoklaven zugesetzt wurden. Der Druck innerhalb des Autoklaven während das meiste des EO zugesetzt wurde, betrug 30 bis 35 psig (207 bis 241 kPa). Die resultierende Reaktionsmischung wurde 1,5 h lang bei 60ºC gerührt und dann auf 40ºC abgekühlt. Der Druck innerhalb des Autoklaven wurde entspannt und der Gehalt gewogen. Der Gewichtsgewinn betrug 175 g und der pH der Lösung war 8,4. Die Lösung hatte einen Feststoffgehalt von 60% und einen Sulfatgehalt von 4,7%, was 6,5 Gew.-% Ammoniumsulfat entspricht.
Eine wäßrige Lösung von Ammoniumisethionat (206 g), wie oben hergestellt, die ungefähr 6,5 Gew.-% Ammoniumsulfat enthielt, wurde in einen Reaktionskessel, der mit einem mechanischen Rührer, Temperaturregulierung und Stickstoffeinlaß ausgestattet war, eingefüllt. Die Lösung wurde unter Stickstoff auf 140ºC erhitzt, um Wasser zu entfernen. Wenn die Destillation des Wassers abbrach, wurde der Reaktor graduell auf einen subatmosphärischen Druck von 1.333 Pa (10 mm Quecksilbersäule) evakuiert, um leichtflüchtige Bestandteile zu entfernen. Das Vakuum wurde aufgehoben und 209 g Kokosfettsäure und 5 Tropfen Dodecylbenzolsulfonsäurekatalysator (DDBSA) wurden dem Rückstand im Reaktionsgefäß zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde auf 180ºC erhitzt und 3,25 h lang unter Stickstoff gerührt. Keine Reaktion fand während dieses Zeitraums statt. Die Wärmezufuhr zu dem Reaktionskessel wurde abgeschaltet und die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur über Nacht stehengelassen (ungefähr 16 h).
Die Reaktionsmischung wurde dann wieder auf 180ºC erwärmt und unter Stickstoff 2 h lang gerührt. Keine Reaktion wurde beobachtet. P-Toluolsulfonsäurekatalysator (PTSA) (0,2 g) wurden dann der Reaktionsmischung zugesetzt und die Mischung 2 h lang bei 180ºC gerührt. Keine Reaktion wurde beobachtet, was durch die Abwesenheit eines Wasserdestillats zu sehen war. Stearyltrimethylammoniumchlorid (0,1 g) wurden dann der Reaktionsmischung zugesetzt, die Mischung wurde 1 h lang auf 180ºC erwärmt. Eine signifikante Reaktion war nach wie vor nicht zu beobachten. Das Reaktionsgefäß wurde graduell auf einen Druck von 1.333 Pa (10 mm Quecksilbersäule) evakuiert und bei 180ºC gehalten. Die Reaktionsmischung wurde homogen und dick nach 4 h unter Vakuum bei 180ºC. Das Vakuum auf dem Reaktor wurde dann aufgehoben und das Produkt entfernt. Die gesamte Reaktionsdauer bei 180ºC betrug 14 h. Die anionische Aktivität des festen Produktes wurde mit 82,3% festgestellt. Das Produkt war von dunkler Farbe und wenn eine 30%ige wäßrige Lösung des Produkts hergestellt wurde, bildete sich eine trübe Lösung.

Vergleichsbeispiel C

Dieses Vergleichsbeispiel zeigt den Effekt des Ethylenglykols im Ammoniumisethionat auf das Ammoniumcocoylisethionat (AIS), das daraus hergestellt wird. Ein 500-ml-Dreihalskolben wurde mit 120 g einer wäßrigen Ammoniumisethionatlösung (60% Feststoff) befüllt, die 0,8% Ammoniumsulfat und ungefähr 3,7 Gew.-% Ethylenglykol enthält und 109,5 g C-108 Kokosfettsäure befüllt. Die Mischung wurde unter Rühren und Stickstoffspülung in einem Zeitraum von 1,75 h auf 170ºC erwärmt. Das meiste des Wassers, das in der Reaktionsmischung vorhanden war, wurde während dieser Zeit abdestilliert. Die Reaktionsmischung wurde 7 h lang auf 170ºC gehalten, bevor Wasser aus der Kondensationsreaktion abzudestillieren begann. Die Reaktionsmischung wurde zusätzliche 3 h bei 170ºC gehalten. Während dieses Zeitraums wurden 50 ml Wasser und 12 ml Fettsäure als Destillat gesammelt. Die Wärmezufuhr zu dem Reaktor wurde abgeschaltet und die Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Die destillierte Fettsäure wurde wieder in den Reaktor gegeben und die Mischung wurde wieder unter Rühren auf 170ºC erwärmt und 2 h lang bei einer solchen Temperatur gehalten. Die Reaktionsmischung wurde dann langsam auf einen Druck von 533 bis 667 Pa (4 bis 5 mm Quecksilber) evakuiert und 2 h lang bei 170% bei einem solchen Druck gehalten. Die Mischung wurde dann abgekühlt und das Reaktionsprodukt entfernt. Die anionische Aktivität des Produkts wurde mit 80,2% festgestellt. Eine 30%ige Lösung des Produkts wurde hergestellt. Die Lösung erschien trübe.

Beispiel 3

Dieses Beispiel demonstriert welcher Gehalt an Ethylenglykol und Ethanolaminverunreinigungen (die dem kristallinen Ammoniumisethionat (AIS) zugesetzt werden, das insignifikante Mengen dieser Verunreinigungen enthält), zu einem ACI-Produkt mit einem unakzeptabel hohen Klarpunkt der Lösung führt.
Ein Reaktionskolben wurde mit 71,6 g (0,5 mol) kristallinem Ammoniumisethionat, 114,8 g (0,55 mol, 10% stöchiometrischer Überschuß) Kokosfettsäure, 0,5 g p-Toluolsulfonsäuremonohydrat und den zu untersuchenden Verunreinigungen befüllt.
Der Stickstoffdurchfluß wurde unter Rühren begonnen, und die Reaktionsmischung wurde auf 150ºC bis 160ºC erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten. Nach einer Zeitdauer (im Bereich von 1 h 10 min bis 9 h 25 min in Abhängigkeit der Verunreinigungen und den zugesetzten Mengen) vereinigten sich die beiden Phasen der Reaktionsmischung, d. h. die Reaktionsmischung wurde eine homogene einzige Phase.
Die Reaktionsmischung wurde zusätzlich 2 bis 4 h bei 150ºC bis 160ºC gehalten, wobei die Viskosität zunahm und die Reaktionsmischung eine teigartige Konsistenz entwickelte. Ein Überschuß nicht umgesetzter Fettsäure wurde durch Vakuumstrippen der Reaktionsmischung 2,5 bis 4 h lang bei 4 bis 8 mm Quecksilberdruck und 150ºC bis 160% entfernt. Nach Abkühlen wurde die Reaktionsmischung in kleine Teilchen aufgebrochen und Proben wurden auf anionische Aktivität analysiert und in Wasser aufgelöst.
Die verfestigte Reaktionsmischung wurde mit deionisiertem Wasser bei 50ºC bis 60ºC gerührt. Der pH wurde mit einer pH-Elektrode überwacht und der pH wurde bei ungefähr pH 7 (± 0,5) durch tropfenweise Zugabe von Triethanolamin wie notwendig gehalten. Nachdem die Feststoffe vollständig aufgelöst waren, wurde eine endgültige Einstellung der Konzentration vorgenommen, falls notwendig durch Zugabe von Wasser.
Der Klarpunkt wurde durch Abkühlen der Probe, bis sie trübe wurde, und dann langsames Aufwärmen der Probe bestimmt. Der Klarpunkt wurde als die Temperatur bestimmt, bei der die Probe klar wurde oder im wesentlichen klar (mit gerade einer sehr geringen Eintrübung, die nicht bei weiterem Erwärmen verschwand). Die Daten in Tabelle I zeigen, daß, wenn der Gehalt an Glykol in dem Ammoniumisethionat den Wert von 0,9% erreicht und der Gehalt von Alkanolamin 2%, daß dann der Klarpunkt des Ammoniumcocoylisethionats (ACI), das daraus hergestellt wurde, Umgebungstemperatur erreicht. Daher sollte das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, das verwendet wird, im wesentlichen rein sein, d. h. Mengen dieser Verunreinigung unterhalb dieser Mengen aufweisen, um ein Ammoniumalkanoylalkylsulfonat bereitzustellen, das, wenn verwendet, bei Umgebungstemperatur klar ist. Tabelle I

Vergleichsbeispiel D

Ein Edelstahl-Parr-Reaktor wurde mit 321 g Ammoniumisethionat (44% wäßrige Lösung), 223 g Kokosfettsäure und einem Rückstand von 92 g Ammoniumcocoylisethionat (23,9% wäßrige Lösung) befüllt. Die Reaktanten wurden auf 105ºC in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt und vakuumgestrippt, bevor 1 g para-Toluolsulfonsäurekatalysator (PTSA) zugesetzt wurde. Die Reaktionsmischung wurde 4 h lang auf 150ºC bis 160ºC erhitzt, abgekühlt und im Reaktor über Nacht stehengelassen. Am nächsten Morgen wurde die Reaktionsmischung wieder auf 150ºC bis 160ºC erwärmt und bei 1.333 Pa (10 mm Quecksilber) vakuumgestrippt, um einen Überschuß an Fettsäure zu entfernen. Proben wurden periodisch entnommen und auf Eisengehalt analysiert. Die anfängliche Probe, die vor der Erwärmung entnommen wurde, hatte 1,4 ppm Eisen. Die zweite Probe, die nach Erwärmen auf 105ºC, aber vor Zugabe des Katalysators entnommen wurde, enthielt 16 ppm Eisen. Die dritte Probe, die nach 4 h Erwärmung bei 150ºC bis 160ºC entnommen wurde, hatte 50 bis 80 ppm Eisen. Die letzte Probe, die nachdem sich die Reaktionstemperatur in dem Reaktor über Nacht befunden hatte und ein Überschuß an Fettsäure vakuumgestrippt wurde, enthielt mehr als 400 ppm Eisen. Falls auf eine Konzentration von 30% Feststoffe in der Lösung verdünnt, würde die Konzentration an Eisen mehr als 120 ppm betragen.

Beispiel 4

Eine Reaktionsmischung wurde hergestellt und wie im vorgehenden Vergleichsbeispiel D umgesetzt mit der Ausnahme, daß 0,16% Hypophosphorsäure (bezogen auf die wasserfreien Gewichte von Hypophosphorsäure und Reaktanten einschließlich ACI-Rückstand) zugesetzt wurden. Die Hypophosphorsäure (HPPA) wurde als eine 50%ige wäßrige Lösung zugesetzt. Das HPPA wurde zugesetzt, bevor das Wasser aus der Ammoniumisethionatlösung verdampft wurde. Die erste Probe, die nach dem Rühren der Reaktionsmischung für 35 min entnommen wurde, hatte 1,9 ppm Eisen. Nach Vakuumstrippen des Wassers enthielt die Reaktionsmischung 3,0 ppm Eisen vor der Zugabe des Katalysators. Nach 4-stündigem Erwärmen mit dem zugesetzten Katalysator enthielt die Reaktionsmischung 10 ppm Eisen. Die letzte Probe nach 4 h Vakuumstrippen enthielt 34 ppm Eisen. Wenn auf einen Feststoffgehalt von 30% verdünnt, enthält die endgültige Reaktionsmischung 10 ppm Eisen.

Beispiel 5

Eine zweite Reaktionsmischung, die wie in Beispiel 4 hergestellt wurde, mit der Ausnahme, daß 0,13 Gew.-% HPPA zugesetzt wurden, enthielt 1 ppm Eisen vor Zugabe des Katalysators, 13 ppm Eisen vor dem Vereinen der Phasen, 27 ppm Eisen nach Vereinen der Phasen und 20 ppm Eisen in der endgültigen unverdünnten Probe, woraus sich ein Eisengehalt von 6 ppm bei einer Zusammensetzung mit 30% Feststoffanteil errechnet.
Die vorstehenden Beispiele wurden angegeben, um die vorliegende Erfindung zu illustrieren. Verschiedenste Modifikationen der Erfindung sind im Schutzbereich, der durch die folgenden Ansprüche definiert ist, enthalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat der allgemeinen Formel I:

RCO(O)R'SO&sub3;M (I),

worin R ein einbindiger Kohlenwasserstoffrest einer Fettsäue mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, R' ein zweibindiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und M das Ammoniumkation ist, umfassend:

(a) Umsetzen einer wäßrigen Lösung von Ammoniumbisulfit mit einem Alkylenoxid, das 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, während die Feststoffkonzentration der Reaktionsmischung auf weniger als 70 Gew.-% und der pH der Reaktionsmischung im Bereich von 4, 3 bis 7 gehalten wird, bis die Reaktion zu wenigstens 90% vervollständigt ist, gemessen durch die Menge an Restsulfit in der Reaktionsmischung, wodurch ein Produkt gebildet wird, das im wesentlichen aus Ammoniumhydroxyalkylsulfonat der allgemeinen Formel II besteht:

HOR'SO&sub3;M (II),

worin R' und M wie oben definiert sind, und dieses Produkt Alkylenglykol als Nebenprodukt enthält,

(b) Strippen des in (a) hergestellten Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, um Alkylenglykol zu entfernen, und

(c) Umsetzen des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats, das nicht mehr als 1 Gew.-% Alkylenglykol, nicht mehr als 2 Gew.-% Alkanolamin und nicht mehr als ungefähr 2 Gew.-% Ammoniumsulfat aufweist, wobei diese Werte auf das Gewicht des Ammoniumhydroxyalkylsulfonats bezogen sind, mit einer Fettsäure, die 6 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 200ºC, um dadurch ein Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat der oben angegebenen allgemeinen Formel herzustellen, wobei eine 25- bis 35-gewichtsprozentige wäßrige Lösung davon bei Raumtemperatur nicht trübe ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweibindige Kohlenwasserstoffrest R' der zweibindige Rest Ethylen ist und das Alkylenoxid Ethylenoxid ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fettsäure 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der anfängliche pH der Ammoniumbisulfitlösung vor der Reaktion mit dem Alkylenoxid im Bereich von 4,5 bis 5,2 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der pH im Bereich von 4,6 bis 5,0 liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der pH der Reaktionsmischung in Stufe (a) während im wesentlichen der gesamten Reaktion durch die Zugabe eines sauren Neutralisationsmittels innerhalb eines Bereichs von 5,5 bis 7,0 gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das saure Neutralisationsmittel schweflige Säure oder SO&sub2; ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ammoniumhydroxyalkylsulfonat, das in Stufe (c) verwendet wird, nicht mehr als 0,85 Gew.-% Alkylenglykol enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat eine anionische Aktivität von wenigstens 85% aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der pH der Reaktionsmischung während der Reaktion der Stufe (a) unterhalb ungefähr 7 durch (i) Einstellen des anfänglichen pH's der Ammoniumbisulfitreaktionsmischung in einem Bereich von 4,5 bis 5,2 oder (ii) Zugabe eines sauren Neutralisationsmittels zu der Reaktionsmischung, wie es benötigt wird, um den pH innerhalb eines Bereichs von 5,5 bis 7 zu halten, gehalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Fettsäure Kokosölfettsäure ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat eine anionische Aktivität von mehr als 85% aufweist und wobei eine 25- bis 35-gewichtsprozentige wäßrige Lösung dieses Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonats bei Raumtemperatur nicht trübe ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Ammoniumhydroxyalkylsulfat, das in Stufe (c) verwendet wird, weniger als 0,5 Gew.-% Ethylenglykol enthält.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Ammoniumhydroxyalkylsulfat, das in Stufe (c) verwendet wird, weniger als 1 Gew.-% Ammoniumsulfat enthält.

15. Klare flüssige oberflächenaktive Zusammensetzung, enthaltend eine wäßrige Lösung des Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonats nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Klare flüssige oberflächenaktive Zusammensetzung nach Anspruch 15, wobei das Ammoniumalkanoyloxyalkylsulfonat Ammoniumcocoylisethionat ist.