Изобретение относится к использованию ацилированных сложных эфиров лимонной кислоты как источников перкислоты в процессе отбеливания или дезинфекции.
Способы отбеливания с использованием перекиси водорода или соединений, образующих перекись водорода и называемых далее пероксидными отбеливателями, широко описаны в литературе. Указанные пероксидные отбеливатели обладают некоторым преимуществом по сравнению с хлорными отбеливателями, которое, в частности, заключается в том, что пероксидные отбеливатели являются более мягкими. Это преимущество является достаточно важным при стирке изделий, поскольку пероксидные отбеливатели являются более надежными в отношении окраски тканей и не приводят к пожелтению белых тканей.
Основной недостаток пероксидных отбеливателей заключается в том, что они являются менее активными при низких температурах, чем хлорные отбеливатели, т. е. при температурах, которые обычно используются в современных условиях стирки или обработки твердых поверхностей. Поэтому были разработаны активаторы пероксидных отбеливателей, которые широко описаны в литературе. Такими активаторами могут быть переходные металлы или предшественники перкислоты. Эти предшественники вступают в реакцию с пероксидом водорода, в результате чего образуются перкислоты. Полученные перкислоты представляют собой "активированные" отбеливающие средства, которые являются эффективными при низких температурах.
Указанные системы, образующие перкислоту, представляют интерес не только как отбеливающие средства, применяемые при стирке, они могут быть также с успехом использованы как дезинфицирующие средства. Особенно это относится к их применению для очистки кухонных поверхностей, ванн и унитазов.
По сравнению с хлорными отбеливателями пероксидные отбеливатели обладают тем преимуществом, что они являются совместными с окружающей средой, и для достижения еще большей совместимости необходимо продолжать исследования по разработке указанных продуктов. В частности, в настоящее время существует потребность в получении предшественников пероксикислот, являющихся совместимыми с окружающей средой.
Кроме того, при разработке продуктов, включающих в себя пероксидный отбеливатель и активатор, необходимо добиться оптимального соотношения между стабильностью при хранении этой композиции и ее способностью, по возможности, к быстрому реагированию в воде в процессе отбеливания. Эти два параметра являются, до некоторой степени, противоречащими друг другу. Особенно остро эта проблема стоит при изготовлении жидких водных композиций, но она также существует и при получении сухих продуктов, особенно в отношении их стабильности при хранении в условиях повышенной влажности, где увлажнение этих продуктов может приводить к частичной потере их активности.
В ЕР 241137 описывается использование твердых предшественников пероксикислот, которые являются не растворимыми в кислотной водной среде, но становятся растворимыми в щелочной среде. Как указывается в этой работе, такие системы являются стабильными при хранении, однако все активаторы, используемые в данной работе, содержат бензольные кольца, а поэтому не соответствуют современным требованиям охраны окружающей среды.
В ЕР 210674 описывается использование P-сульфофенилкарбонатов в качестве активаторов пероксида водорода. Все указанные соединения содержат фенильные группы, которые также неблагоприятным образом влияют на окружающую среду.
В ЕР 396287 описывается регулирование pH в способе отбеливания с использованием пероксида водорода и предшественника перкислоты, где pH раствора для отбеливания сначала повышают, а затем снижают в целях увеличения эффективности отбеливания. В этом документе приводится исчерпывающий список предшественников пероксикислот, описанных в специальной литературе.
Авторами настоящей работы было обнаружено, что ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты, используемые в соответствии с настоящим изобретением, удовлетворяют всем вышеуказанным требованиям. Ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты (цитраты) настоящего изобретения не оказывают какого-либо неблагоприятного воздействия на окружающую среду, поскольку, в конечном итоге, они разлагаются на лимонную кислоту и спирты. По сравнению со стандартными активаторами, даже такими активаторами, которые входят в состав жидкой композиции, содержащей пероксидный отбеливатель, ацилированные цитраты настоящего изобретения являются стабильными при хранении, особенно в слабокислотной среде.
В соответствии с настоящим изобретением некоторые ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты имеют еще и то преимущество, что они обладают моющим действием, а поэтому представляют особый интерес для использования их в средствах, предназначенных для стирки.
Таким образом, ацилированные цитраты настоящего изобретения обладают достаточной эксплуатационной гибкостью, т.е. они могут быть использованы в любом продукте независимо от того, является ли этот продукт гранулированным или жидким, и содержит ли он или не содержит пероксидный отбеливатель.
Настоящее изобретение относится к композиции, предназначенной для отбеливания или дезинфекции и содержащей предшественник перкислоты, причем указанная композиция отличается тем, что содержащийся в ней предшественник перкислоты представляет собой ацилированный сложный эфир лимонной кислоты, имеющий формулу
где R представляет собой С1-9-алкильную или алкенильную группу, замещенную или незамещенную фенильную, алкилфенильную, или алкенилфенильную группу; R', R'' и R''' представляют собой H, C1-18- алкильную или алкенильную группу, замещенную или незамещенную фенильную, алкилфенильную или алкенилфенильную группу; при условии, что R', R'' и R''' не являются H одновременно; либо указанная композиция содержит смесь вышеуказанных активаторов.
Настоящее изобретение относится к гранулированным или жидким композициям, содержащим указанные ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты; к активированным отбеливающим композициям, содержащим указанные ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты и пероксид водород или соединение, образующее пероксид водорода, а также к использованию указанных ацилированных сложных эфиров лимонной кислоты в качестве активаторов пероксида водорода. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения указанные ацилированные цитраты входят в состав кислотной водной композиции для отбеливания, содержащей перекись водорода.
Ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты.
Ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты (ацилированные цитраты) настоящего изобретения, предназначенные для использования в качестве предшественников перкислоты, имеют следующую формулу:
В процессе отбеливания или дезинфекции ацилированные цитраты настоящего изобретения реагируют с пероксидом водорода, в результате чего образуются перкислоты и сложные эфиры лимонной кислоты (цитраты). Тип образующейся перкислоты зависит от конкретной R-группы, которую выбирают из C1-9-алкила или алкенила, замещенного или незамещенного фенила, алкилфенила или алкенилфенила. Предпочтительными замещенными фенилами являются сульфофенилы. Предпочтительно, если R является метилом или гептилом, а наиболее предпочтительно метилом. В этом случае, ацилированные цитраты (сложные эфиры) образуют перуксусную кислоту, эффективность которой хорошо известна любому специалисту.
R', R'' и R''' выбирают из H, C1-18-алкила или алкенила, замещенного или незамещенного фенила, алкилфенила или алкенилфенила. Для достижения нужной эффективности и стабильности предшественников перкислоты настоящего изобретения очень важно, чтобы R', R'' и R''' в данной молекуле не являлись H одновременно. Предпочтительно, если R', R'' и R''' представляют собой H, либо C1-4-алкил или алкенил, а наиболее предпочтительно метил или этил.
Можно также, хотя это и не является предпочтительным, использовать лишь частично этерифицированные ацилированные цитраты, т.е. соединения, в которых R', R'' или R''' или их комбинации являются H, но лишь при условии, что все три R', R'' и R''' не являются H одновременно в данной молекуле. В случае, если лишь один их R', R'' и R''' является H, т.е. ацилированный цитрат является сложным диэфиром, то предпочтительно, если этот сложный диэфир является "центральным", то есть, предпочтительно, если R''' не является H. В случае, если два из R', R'' и R''' являются H, то есть ацилированный цитрат является сложным моноэфиром, то предпочтительно, если этот моноэфир является симметричным, т.е. центральным моноэфиром, т.е. предпочтительно, чтобы R'' не являлся H. В случае использования сложных моноэфиров предпочтительно, чтобы цепь этого сложного эфира была остаточно длинной, а именно до 18 атомов углерода. Таким образом, указанный цитрат действует как осаждающий компонент.
В соответствии с настоящим изобретением могут быть также использованы смеси указанных активаторов.
Наиболее предпочтительными соединениями настоящего изобретения являются ацетилтриэтилцитрат и октаноилтриметилцитрат, а предпочтительно ацетилтриэтилцитрат.
Некоторые из соединений, используемых в настоящем изобретении, являются коммерчески доступными, например ацетилтриэтилцитрат, который является особенно предпочтительным. Другие соединения могут быть синтезированы стандартными способами, хорошо известными специалистам. Часть соединений указанной выше формулы является известной (при R=H, CH3-C7H15, R1,RII, RIII= CH3-C18H37-DE, патент, 3520750, кл. C 07 C 69/704, 1986; US, патенты, 4892967, 4931583, кл.C 07 C 69/704, 1990).
В качестве примера описан синтез октаноилтриметилцитрата.
Гранулированные композиции, содержащие ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты.
В соответствии с настоящим изобретением ацилированные цитраты могут быть использованы в гранулированных композициях. Поскольку некоторые из соединений настоящего изобретения являются жидкими, например ацетилтриэтилцитрат, то может оказаться необходимым абсорбировать эти жидкие соединения на твердых субстратах, например, таких, как пористые силикаты, тальк, крахмал, или структурированные полимерные абсорбенты, либо инкапсулировать эти жидкие соединения в микроорганизмах, например, такие, как дрожжи, описанные в ЕР 242135, либо вводить эти соединения в твердые комплексы, например, образованные с циклодекстринами, для того, чтобы их можно было использовать в гранулированной композиции. Указанные способы введения жидких соединений в гранулированные продукты широко описаны в литературе.
Указанные гранулированные продукты могут быть изготовлены без включения в их состав какого-либо соединения, образующего пероксид водорода, то есть в виде активирующих композиций, используемых в комбинации с второй композицией, содержащей пероксид водорода или соединение, образующее пероксид водорода, h альтернативно, указанные гранулированные продукты, содержащие ацилированные цитраты настоящего изобретения, могут также включать в себя соединение, образующее пероксид водорода. Такие образующие пероксид водорода соединения широко описаны в литературе и представляют собой различные соли и формы пербората, перкартоната и т.п.
Гранулированные композиции настоящего изобретения могут быть также изготовлены в виде стандартных композиций или так называемых "концентрированных" или "компактных" композиций, имеющих повышенную объемную плотность, по крайней мере, 600 г/л. Поэтому гранулированные композиции настоящего изобретения могут содержать от 2 до 60% (по массе полной композиции) соединения, образующего пероксид водорода (если они вообще содержат это соединение), а предпочтительно от 10 до 40%. Количество указанного соединения может варьироваться в зависимости от конкретных целей использования данной композиции. Композиции настоящего изобретения, предназначенные для использования лишь в качестве детергента, будут содержать меньшие количества соединений, образующих пероксид водорода, тогда как композиции, предназначенные для использования в качестве отбеливающих добавок, могут содержать более высокие количества указанных соединений.
Аналогичным образом, гранулированные композиции настоящего изобретения могут содержать от 0,5 до 60% мас. (по массе полной композиции) ацилированного цитрата настоящего изобретения или его смесей, а предпочтительно от 5 до 30%. И в этом случае оптимальное количество ацилированного сложного эфира лимонной кислоты (цитрата) зависит от конкретных целей использования изготавливаемой композиции. Примеры таких композиций приводятся ниже.
Указанные гранулированные продукты могут содержат наполнители, например, такие, как сульфат натрия или калия, хлорид натрия или калия, или карбонат натрия или калия. В зависимости от целей использования данный продукт может содержать дополнительные ингредиенты. Например, если данный продукт используется в качестве моющего средства для стирки, то желательно, чтобы он содержал такие ингредиенты, как поверхностно-активные вещества (ПАВ), буферные агенты, пятноудаляющие средства, грязесуспендирующие средства, и ферменты, причем все указанные средства широко описаны в литературе. Указанные продукты могут также содержать моющие компоненты (хотя ацилированные нитраты настоящего изобретения обладают моющей способностью), флуоресцентные отбеливающие добавки и другие ингредиенты, хорошо известные специалистам. Жидкие композиции, содержащие ацилированные сложные эфиры лимонной кислоты.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ацилированные цитраты настоящего изобретения используются в жидких водных композициях. Как и в случае гранулированных композиций, жидкие композиции также могут быть изготовлены без включения в их состав пероксида водорода, то есть в виде активирующих композиций, либо они могут быть изготовлены с включением в их состав пероксида водорода, то есть в виде активированных отбеливающих композиций. В обоих случаях использование ацилированных сложных эфиров лимонной кислоты настоящего изобретения является особенно важным, поскольку указанные эфиры обнаруживают очень высокую гидролитическую стабильность. Для достижения оптимальной стабильности жидкие композиции должны быть забуферены в слабокислотном диапазоне, т.е. pH этих композиций должен составлять от 1 до 6, а предпочтительно от 3 до 5. Соответствующее забуферивание композиций может быть осуществлено с использованием органических или неорганических кислот, обладающих устойчивостью к окислению, например, таких, как адипиновая кислота, винная кислота, глутаровая кислота, фосфорная кислота, янтарная кислота и лимонная кислота. Наиболее предпочтительной является лимонная кислота. Указанные жидкие композиции обладают прекрасной стабильностью при хранении, то есть имеют место очень небольшие потери активатора, а также очень небольшие потери активного кислорода. В процессе стирки pH моющей среды возрастает, в основном, благодаря разбавлению, и данная система эффективно вступает в реакцию с образованием перкислоты. Композиция настоящего изобретения может быть также использована в моющем растворе, содержащем детергентную композицию, которая, сама по себе, способствует повышению щелочности. Таким образом могут быть получены эффективные отбеливатели для стирки. Если данная композиция используется не в условиях стирки, то образуется меньшее количество перкислоты, в результате чего эта композиция, помимо отбеливающего действия, обладает еще и дезинфицирующим действием. Таким образом, жидкие водные композиции настоящего изобретения могут быть использованы как отбеливающее средство при стирке, а также как средство для дезинфекции твердых поверхностей.
Жидкие композиции настоящего изобретения содержат от 0,5 до 50% мас. (по массе полной композиции) ацилированного сложного эфира лимонной кислоты настоящего изобретения или его смесей, а предпочтительно от 2 до 20%.
Активированные жидкие водные отбеливающие композиции настоящего изобретения содержат от 0,5 до 30% мас. (по массе полной композиции) пероксида водорода, а предпочтительно от 2 до 20%. Оптимальные уровни ацилированного сложного эфира лимонной кислоты и пероксида водорода, а также отношение ацилированного сложного эфира лимонной кислоты и пероксида водорода могут корректироваться в зависимости от желаемого качества отбеливания.
Так как некоторые из ацилированных цитратов настоящего изобретения плохо растворяются в воде, то для улучшения их растворимости в данную композицию может быть включена система растворитлей. Такие системы растворителей обычно содержат спирты.
Кроме того, жидкие водные композиции настоящего изобретения могут содержать стабилизаторы пероксида водорода, такие как станнаты, пирофосфаты, хелатообразующие соединения, такие как ЭДТК и NTA, акцепторы радикалов, такие как ВНТ и т.п.
Как и в случае сухих композиций, списанных выше, жидкие водные композиции настоящего изобретения могут также содержать стандартные ингредиенты, выбор которых зависит от цели использования данной композиции. Такими стандартными ингредиентами могут служить поверхностно-активные вещества: ферменты моющие компоненты, пятновыводящие средства, красители, вещества, уменьшающие прозрачность, ароматические вещества и другие добавки. Особенно предпочтительно использовать поверхностно-активные вещества (ПАВ), поскольку они способствуют солюбилизации некоторых ацилированных цитратов настоящего изобретения, например ацетилтриэтилцитрата, который очень плохо растворяется в воде.
Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение, однако эти примеры не должны рассматриваться как некое ограничение объема изобретения.
Пример 1. Синтез октаноилтриметилцитрата.
Триметилцитрат (11,81 г, 0,05 М) растворяют при 50oC в смеси сухого пиридина (4,5 г, 0,55 М) и толуола (50 мл). Октаноил смешивают с дополнительным количеством (10 мл) толуола и по капле добавляют в полученную смесь, размешивая при этом, после чего образовавшуюся в результате суспензию выдерживают при 65oC в течение ночи. После фильтрации растворы промывают кислотой (5% CHl) и водой, осушают сульфатом натрия и выпаривают досуха, в результате чего получают требуемый (ЯМР- спектроскопия) сложный эфир (12,05 г, выход 67%) в виде бледно-желтого маслообразного продукта.
Были получены следующие данные ядерного магнитного резонанса (ЯМР):
1H-ЯМР (из ТМС):(а) 0,88, т; (b) 1,31, м, (с) 2,35, т; (d) 3,17, c,(a) 3,61, c; (f) 3,65,c
Тонкослойная хроматография (ТСХ) (пластины Metck C60, растворитель - хлороформ, визуализация - с использованием дихлорфлуоресценции) выявила сложный эфир в виде одного пятна R1=0,43.
В результате проведения пергидролиза этого материала (0,2%) в течение 30 минут и при температуре 40oC в стандартном и рассчитанном на тяжелый режим работы растворе детергента (1%, Ariel UltraR), содержащем тетрагидрат пербората натрия (0,3%) и этилендиаминтетраметилфосфонат (40 млн. д) (измеряли путем титрования тиосульфатом), получали пероктановую кислоту с теоретическим выходом 559.
Пример 2. Гранулированная моющая композиция.
Ацетилтриэтилцитрат (АТС) инкапсулировали в дрожжевые клетки при загрузке 53% мас способом, описанным в ЕР 242135 (ограниченным AD2). Полученные таким образом свободнотекучие твердые капсулы вводили в следующую гранулированную моющую композицию, мас.%:
Линейный алкилбензолсульфонат - 7,9
Сернокислый эфир алифатического спирта - 2,1
Добанол (DOBANOL)45/У7 - 2,8
Сополимер акриловой/малеиновой кислоты - 3,5
Цеолит - 21,6
Цитрат/Лимонная кислота - 10,5
Силикат натрия - 1,0
Хелатообразующий агент - 0,7
Ингибитор мыльной пены - 1,7
Моногидрат пербората натрия - 11,3
Капсулы с ацетилтриэтилцитратом - 19,8(=10,5 АТС)
Протеаза - 1,2
Ароматизатор - 0,3
Другие добавки - 15,6
После пергидролиза указанной моющей композиции (как было определено путем титрования тиосульфатом) за менее чем 15 минут получали перуксусную кислоту с теоретическим выходом.
Пример 3. Щелочная гранулированная композиция, ускоряющая отбеливание.
Инкапсулированный ацетилтриэтилцитрат (АТС) (как описано выше) вводили в следующую гранулированную композицию для ускорения отбеливания, мас.%:
Линейный алкилбензолсульфонат - 18,6
Цитрат - 24,9
Хелатообразующий агент - 1,7
Карбонат - 7,8
АТС-капсулы - 47
После добавления к 1%-ному раствору обычного гранулированного детергента, содержащего моногидрат пербората, за менее чем 15 минут получали перуксусную кислоту с теоретическим выходом (как было определено путем титрования тиосульфатом).
Пример 4. Кислотная гранулированная композиция для ускорения отбеливания.
Инкапсулированный ацетилтриэтилцитрат (как описано выше) вводили в следующую гранулированную композицию для ускорения отбеливания, мас%:
Линейный алкилбензолсульфонат (А) - 18,6
Лимонная кислота - 24,9
Хелатообразующий агент - 1,7
Карбонат - 7,8
АТС-капсулы - 47
После добавления к 1%-ному раствору обычного гранулированного детергента, содержащего моногидрат пербората, за менее чем 15 минут получали теоретический выход перуксусной кислоты (как было определено путем тирования тиосульфатом).
Пример 5. Гранулированная отбеливающая добавка.
Инкапсулированный ацетилтриэтилцитрат (как описано выше) вводили в следующую гранулированную композицию-добавку для отбеливания, мас.%.
Перкарбонат - 30
АТС-капсулы - 40
Линейный алкилбензолсульфонат - 10,5
Цитрат - 14,1
Карбонат - 4,4
Хелатообразующий компонент - 1,0
После добавления к 1%-ному гранулированному детергенту, не содержащему отбеливатель, за менее чем 15 минут получали теоретический выход перуксусной кислоты (как было определено путем титрования тиосульфатом).
Примеры 6-10. Жидкие композиции (см. табл. 1).
Композиция 6, 7 и 8 были проконтролированы на стабильность, измерения активного кислорода и активности активатора проводили для свежих композиций и для выдержанных композиций, находящихся на хранении в течение 2 недель при 50oC. Результаты выражали в процентах потерь. Активный кислород измеряли путем перманганометрического титрования, где конечную точку титрования обнаруживали по платиновому электроду. Относительную величину активного кислорода (акт. 0) определяли согласно следующему уравнению:% потери акт. 0= 100•(акт. 0(свеж. )- акт. 0 (выдерж.))/акт. 0 (свеж.). Активность активатора измеряли путем титрования (с использованием NaOH, конечную точку титрования устанавливали потенциометрически с использованием комбинированного стеклянного электрода) полной кислотности свежего и выдержанного продуктов. Было сделано допущение, что возрастание кислотности обусловлено лишь гидролизом активатора. В таком случае, число молей продуцированной кислоты равно числу молей гидролизованного активатора. Относительно потери активатора определяли согласно уравнению: % потери активатора=100 (моль кислоты (выдерж.) - моль кислоты (свеж.)/моль АТС. Данные по стабильности приведены в табл. 2
Приведенные выше результаты показали, что указанные композиции являются стабильными как в отношении активного кислорода, так и в отношении активатора, даже при стрессовых условиях хранения.
Эксплуатационные данные
Вышеуказанную композицию 1, в целях определения ее отбеливающей способности при стирке, сравнивали с аналогичной композицией, но не содержащей АТС, посредством лаундерометрического теста с использованием препарата DASHR в порошке при полном его заполнении как при 40oC, так и при 60oC. В результате получили данные (выраженные в psu, см. табл. 3)
Полученные результаты показали, что композиция дает очень хорошую эффективность при удалении пятен, таких, как пятна от чая, особенно при температурах порядка 40oC, т.е. при температурах, когда стандартные препараты для отбеливания действуют обычно менее эффективно.
Изобретение относится к ацилированным сложным эфирам лимонной кислоты, используемым в качестве предшественника перкислоты при отбеливании или дезинфекции. Настоящее изобретение также относится к использованию указанных ацилированных сложных эфиров лимонной кислоты и к гранулированным или жидким композициям, содержащим эти эфиры. Описываются активирующие композиции, а также активированные отбеливающие композиции. 2 с. и 17 з.п.ф-лы, 3 табл.
где R - С1 - С9-алкил или алкенил, замещенный или незамещенный фенил;
R', R'', R''' - С1 - С1 8-алкил или алкенил, замещенный или незамещенный фенил или водород при условии, что R', R'', R''' не являются все одновременно водородом,
или смесь указанных эфиров.
Ацилированный сложный эфир лимонной кислоты - 0,5 - 60,0
Целевые добавки - Остальное
3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что она содержит ацилированный сложный эфир лимонной кислоты по п.1, в котором R - метил или гептил.
DE, патент, 3520750, кл | |||
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов | 1921 |
|
SU7A1 |
US, патент, 4892967, кл | |||
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов | 1921 |
|
SU7A1 |
US, патент, 4931583, кл | |||
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов | 1921 |
|
SU7A1 |
US, патент, 4772290, кл | |||
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков | 1922 |
|
SU6A1 |
Авторы
Даты
1998-04-10—Публикация
1992-12-04—Подача