混合的糖组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了新型糖酷胺或糖胺的混合物，其具有超过单个组分的改善的热特 性。
【背景技术】
[0002] 表面活性剂是清洁产品中最重要的单一清洁成分。环境法规、消费者习惯和消 费者行为已迫使表面活性剂行业进行新开发W生产较低成本的、较高性能的、W及环保 的产品。表面活性剂工业中的开发示例由J.Scheibel描述于化urnalofSurfactants andDetergents的"TheEvolutionofAnionicSurfactantTechnologytoMeetthe RequirementsoftheLaun化yDetergentIndustiT"，第 7 卷，第 4 期，2004 年 10月（下 文为"ScheibelJSD文章"）中。现今，表面活性剂行业面临的挑战包括较冷的洗涂溫度、 较低效的助洗剂、无巧控制的液体产品、W及因为察觉到表面活性剂的环境影响导致的总 体上减少表面活性剂使用的呼吁。
[0003] 糖酷胺表面活性剂是商业化的了，并且被Procter&Gamble用于各种消费产品长 达许多年。参见Janshekar等人的ChemicalEconomicsHandbookMarketingResearch Repo;rt，"Su;rfactants,HouseholdDetergentsandTheirRawMaterials" 2010 年 6 月， 43。它们基于在那时既有的可用原料，诸如挪子和栋桐仁油W及葡萄糖作为糖源用于所 述n-甲基葡糖胺。纯净的糖酷胺的物理特性可见于参考资料；参见Zhu等人的化urnal ofSurfactantsandDetergents,第 2 卷No. 3,1999 年 7 月，第 357 - 362 页，（在下文中 "Zhu等人"）。仅仅基于葡萄糖W及挪油和栋桐仁油的甲基醋的先前商业化的糖酷胺表面 活性剂遭受高的热特性，诸如烙点和克拉夫特点之苦，运限制了表面活性剂对于消费品更 广阔应用的真实可能性。还可参见Lau曲lin等人的Su;rfactantScienceSe;ries(1998)， 74(NovelSurfactants), 1-30 和Lau曲lin等人的Su;rfactantScienceSeries(2003)，第 二版，114(NovelSurfactants)，第 1 章，1-36。
[0004] 现已发现，基于表面活性剂尾部W及糖头部基团两者的新原料允许糖酷胺表面活 性剂混合物改善的物理特性，并且从而具有改善的可配制性。新的纤维素糖混合物可提供 具有改善的热特性的新型和改善的糖胺和糖酷胺表面活性剂。此外，得自脂肪和油的生物 工程和/或共复分解反应两者的独特的甲基醋的新来源也可提供新型和改善的糖酷胺表 面活性剂混合物。
[0005] 此外，消费者期望可持续的产品和成分。当前现有的可持续的表面活性剂在可配 制性、成本和制剂灵活性方面具有缺陷。因此在市场上需要有具有超过现有材料的改善性 能的高性能可持续的表面活性剂。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了糖酷胺或糖胺的新型混合物，其具有超过单个组分的改善的热特 性。所述混合物包含第一化学品和第二化学品，其中所述第一化学品具有式I的化学结构 并且所述第二化学品具有式II的化学结构：
[0007]
[000引其中n为2至4 ;n2为1至3 ;ni大于n2;Ri和Rs独立地选自氨、Ci-Cie烷基、C1-C3径基-或甲氧基-烷基；并且R2和R4独立地选自氨、Ci-Cie烷基、C1-C3径基-或甲氧基-烧 基或式III的结构
[0009]
[0010] 其中：Rs为C7-C23烷基、一締基、二締基、S締基、径基-烷基或径基-締基；
[0011]W及它们的混合物。
[0012] 根据一个实施例，ni等于4。不包括氮原子、Ri或R2的式I中的化学片段具有6个 碳和5个氧原子。该化学片段可源于六个碳的糖，包括但不限于葡萄糖、甘露糖或半乳糖。
[0013] 根据一个实施例，n2等于3。不包括氮原子、R3或R4的式H中的化学片段具有5 个碳和4个氧原子。该化学片段可源于五个碳的糖，包括但不限于木糖或阿拉伯糖。
[0014] 根据另一个实施例，ni等于4并且n2等于3。不包括氮原子、R1或R2的式I中的 化学片段具有6个碳和5个氧原子。该化学片段可源于六个碳的糖，包括但不限于葡萄糖、 甘露糖或半乳糖。不包括氮原子、R3或R4的式n中的化学片段具有5个碳和4个氧原子。 该化学片段可源于五个碳的糖，包括但不限于木糖或阿拉伯糖。
[0015] 根据另一个实施例，ni等于3。不包括氮原子、Ri或R2的式I中的化学片段具有5 个碳和4个氧原子。该化学片段可源于五个碳的糖，包括但不限于木糖或阿拉伯糖。
[0016] 根据另一个实施例，n2等于1。不包括氮原子、R3或R4的式II中的化学片段具有 3个碳和2个氧原子。该化学片段可源于=个碳的糖，包括但不限于甘油醒或甘油。
【附图说明】
[0017] 图1为得自关于C12-NMG:C12-NMX混合物视觉上烙融的表1的数据的图形显示。
[0018] 图2为得自关于C12-NMG:C12-NMGly混合物视觉上烙融的表2的数据的图形显 /J、- 〇
[0019] 图3为得自关于通过DSC的C12-NMG:C12-NMX热转变测定的表3的数据的图形显 /J、- 〇
[0020] 图4为得自关于通过DSC的C12-NMG:C12-NMGly热转变测定的表4的数据的图形 显不。
[0021] 图5为得自关于通过DSC的C12-締-NMG:C12-締-NMX热转变测定的表5的数据 的图形显示。
[0022] 图6为得自关于通过DSC的C15-締-NMG:C15-締-NMX热转变测定的表6的数据 的图形显示。
[0023] 图7为得自关于C12-NMG和C12-NMX的1重量％混合物卡拉夫特点测量的表7的 数据的图形显示。
【具体实施方式】 [0024] 定义
[00巧]如本文所用，"消费品"是指消费者和机构用品，包括但不限于衣物洗涂、盘碟洗涂 和硬质表面清洁产品、其它清洁剂、和均用于非生物表面护理和清洁的清洁体系、W及织物 调理剂产品和专口用于织物护理和保养的其它产品、W及空气护理产品。该定义不包括（a) 旨在用于清洁隐形眼镜，或超滤膜的产品，或（b)用于愈合伤口或用于对皮肤病症进行医 治的产品。此类消费品一般旨在W其出售的形式使用或消费。
[0026] 如本文所用，术语"清洁和/或处理组合物"是消费品的子集，此类产品包括但不 限于：用于在织物和家居护理领域中处理织物、硬质表面和任何其他表面的产品，包括：包 括空气清新剂和香味递送体系在内的空气处理，汽车护理，盘碟洗涂，织物处理（包括柔化 和/或新鲜化），衣物去污，衣物洗涂和漂洗添加剂和/或护理，包括地板和抽水马桶清洁剂 在内的硬质表面清洁和/或处理，W及用于消费者或机构用途的其他清洁颗粒状或粉末状 的通用型或"重垢型"洗涂剂，尤其是清洁剂；液体、凝胶或糊状的通用型洗涂剂，尤其是所 谓的重垢型液体类型；液体精细织物洗涂剂；手洗盘碟洗涂剂或轻垢洗碗剂，尤其是那些 高度起泡型；机洗盘碟洗涂剂，包括用于家庭和机构用途的各种片状、颗粒状、液体和辅助 漂洗类型；汽车或地毯香波，包括抽水马桶清洁剂在内的浴室清洁剂；W及清洁助剂，例如 漂白添加剂和"去污棒"或预处理型，负载基质的产品如添加的烘干机用香水纸。
[0027] 如本文所用，术语"织物和/或硬质表面清洁和/或处理组合物"是清洁和处理组 合物的子集，除非另外指明，其包括颗粒状或粉末状通用型或"重垢型"洗涂剂，尤其是清洁 洗涂剂；液体、凝胶或糊剂状的通用型洗涂剂，尤其是所谓的重垢型液体类型；液体精细织 物洗涂剂；手洗盘碟洗涂剂或轻垢型盘碟洗涂剂，尤其是高起泡类型的那些；机洗盘碟洗 涂剂，包括各种用于家庭和机构用途的片剂、颗粒、液体和辅助漂洗类型；液体清洁和消毒 剂，汽车或地毯香波，包括抽水马桶清洁剂在内的浴室清洁剂；可为液体、固体和/或烘干 机用香水纸形式的织物调理产品（包括软化和/或清新化）；W及清洁助剂，如漂白添加剂 和"去污棒"或预处理型，负载基质的产品如添加的烘干机用香水纸。可应用的所有此类产 品可为标准的、浓缩的或者甚至高度浓缩的形式，甚至到此类产品可在某个方面是非水性 的程度。
[0028] 如本文所用，当用于权利要求中时，冠词诸如"一个"和"一种"被理解为是指一种 或多种受权利要求书保护的或如权利要求书所述的物质。
[0029] 如本文所用，术语"包括"、"包含"和"含有"意指非限制性的。
[0030] 如本文所用，术语"固体"包括颗粒、粉末、条状和片剂产品形式。
[0031] 如本文所用，术语"流体"包括液体、凝胶、糊剂和气体产品形式。
[0032] 如本文所用，术语"部位"包括织物、衣服和/或硬质表面。
[0033] 如本文所用，术语一締基、二締基和=締基是指在由R5表示的单个C7-C23締基链 中双键的数目：一締基具有一个双键，二締基具有两个双键，并且=締基具有=个双键。
[0034] 如本文所用，术语烷基是指可为直链或支链的一价控片段，具有通式片&。+1，其中n 为整数，或具有通式即2。+1 2?的环状，其中n为整数，并且#为控片段中环状基团的数目。在 其中特定长度的烷基链被引用的情况下，n的值在术语烷基之前W下标给定；例如C。烷基。
[0035] 如本文所用，术语径基-烷基具有与烷基相同的定义，除了在控片段中的一个氨 原子被包含一个氧原子和一个氨原子的径基基团取代W外。
[0036] 如本文所用，术语甲氧基-烷基具有与烷基相同的定义，除了在控片段中的一个 氨原子被包含一个氧原子、一个碳原子和=个氨原子的一个甲氧基基团取代W外。
[0037] 除非另外指明，所有组分或组合物含量均是就该组分或组合物的活性物质部分而 言，并且不包括可能存在于运些组分或组合物的市售来源中的杂质，例如残余溶剂或副产 物。
[003引除非另外指明，所有百分比和比率均按重量计。除非另外指明，所有百分比和比率 均基于总组合物计。
[0039] 应该理解，在本说明书中给出的每一上限值包括每一下限值，如同该下限值在本 文中被明确地表示。在本说明书中给出的每一下限值将包括每一个上限值，如该上限值一 样在本文中也被明确地表示。在本说明书中给出的每一数值范围将包括包含于该较大数值 范围内的所有较小的数值范围，如该较小的数值范围一样在本文中也被明确地表示。
[0040] 糖醜胺巧糖胺
[0041] 适用于制备糖酷胺或糖胺混合物的糖可来自多种来源。葡萄糖可衍生自淀粉，二 糖薦糖或纤维素。木糖可衍生自木聚糖或衍生自木质纤维素材料的半纤维素部分。由运些 单个来源制备的糖酷胺或糖胺然后可被结合到一起W提供糖酷胺或糖胺的混合物。
[0042] 另选地，糖可来自单个来源，诸如木质纤维素材料。包含纤维素和半纤维素两者的 木质纤维素材料可提供葡萄糖和木糖两者用于反应成混合的糖胺和混合的糖酷胺。合适的 木质纤维素材料包括木材W及得自硬木和软木的木材残余物；农作物、能源作物、农业残余 物和草诸如小麦、稻草、柳枝稷、高梁、薦渣和干草；或垃圾，诸如工业或市政固体垃圾。
[0043] 另选地，糖可来自各种来源的组合，包括主要包含葡萄糖的来源，诸如淀粉W及混 合的含糖的来源，诸如木质纤维素材料，例如小麦。
[0044] 除衍生自糖的片段W外的其它基团连接到氮原子上。在式I和式II中，Ri和R3独 立地选自氨、Q-Cie烷基、C1-C3径基-或甲氧基-烷基，而R2和R4独立地选自氨、Ci-Cie烧 基、C1-C3径基-或甲氧基-烷基或式III的结构。在混合的糖胺的情况下，R2和R4不具有 式III的结构。在混合的糖酷胺的情况下，R2和R4具有式HI的结构。
[004引在糖胺的一个实施例中，Ri为甲基，而R2为氨。
[0046] 在糖胺的另一个实施例中，R3为甲基，而R4为氨。
[0047] 在糖胺的另一个实施例中，Ri和R3为甲基。
[004引在糖胺的另一个实施例中，R2和R4为氨。
[0049]在糖胺的另一个实施例中，Ri为甲基，R2为氨，R3为甲基，并且R4为氨。
[0050] 在糖胺的另一个实施例中，R郝R3为Ci-Cie烷基。
[0051] 在糖胺的另一个实施例中，R2和R4为C1-Ci6烷基。
[005引在糖胺的另一个实施例中，Ri为甲基，R2为C1-Ci6烷基，R3为甲基，并且R4为C1-Ci6 烷基。
[0053] 在糖胺的另一个实施例中，Ri为Ci-Cie烷基，R2为氨，Rs为Ci-Cie烷基，并且R4为 氨。
[0054] 在糖酷胺的另一个实施例中，Rs为C广〔23烷基，C广C23-締基，C广C23二締基，C广C23 立締基，C7-C23径基烷基，C7-C23径基締基，W及它们的混合物。
[0055] 在糖酷胺的另一个实施例中，咕为C11烷基，C13烷基，W及它们的混合物。
[0056] 在糖酷胺的一个实施例中，Ri为甲基，而R2为式III的结构。
[0057] 在糖酷胺的另一个实施例中，R3为甲基，而R4为式III的结构。
[005引在糖酷胺的另一个实施例中，Ri为甲基，R2具有式III的结构，R3为甲基，并且R4具有式III的结构，其中式III独立地选自R2和R4。
[0059] 在糖酷胺的另一个实施例中，Rs为C7-C23烷基、一締基、二締基、=締基、径基烷基 或径基締基、W及它们的混合物。
[0060] 在糖酷胺的另一个实施例中，Rs为C11烷基、C13烷基、W及它们的混合物。
[0061] 在一个实施例中，在所述混合物中，第一化学品（基于式I)与第二化学品（基于 式II)的比率为 99. 5:0. 5 至 0. 5:99. 5。
[0062] 在另一个实施例中，在所述混合物中，第一化学品（基于式I)与第二化学品（基 于式II)的比率为95:5至5:95。
[0063] 在另一个实施例中，在所述混合物中，第一化学品（基于式I)与第二化学品（基 于式II)的比率为50:50至0.5:99. 5。
[0064] 在糖酷胺的另一个实施例中，在所述混合物中，第一化学品（基于式I)与第二化 学品（基于式II)的比率为50:50至0.5:99.5,ni等于4,n2等于3,Ri和Rs为甲基基团， 并且R2和R4具有式in的结构，并且R5为C。烷基和C。烷基的混合物，其中C。烷基与C。 烷基的重量比介于99:1和60:40之间。不包括氮原子、Ri或R2的式I中的化学片段具有 6个碳和5个氧原子。该化学片段可源于六个碳的糖，包括但不限于葡萄糖、甘露糖或半乳 糖。不包括氮原子、R3或R4的式n中的化学片段具有5个碳和4个氧原子。该化学片段 可源于五个碳的糖或多元醇，包括但不限于木糖或阿拉伯糖W及它们的混合物。制备糖酷 胺组合物W提供式III的结构所需的脂肪酸醋的合适的来源可来自下列来源中的任一种： =甘油醋、脂肪酸、脂肪酸醋、生物工程的脂肪酸或醋，或合成的醋。合适的脂肪酸或脂肪酸 的醋可来自下列油：植物油，诸如挪子油、栋桐仁油、亚麻芥油、專距花油、大豆油、栋桐油和 低芥酸菜巧油。其它合适的油为桐油、白芒花巧油、完姜油、亚麻芥油、红花油、麻疯果油、海 甘蓝油、高芥酸油菜巧油、海藻油、高油酷大豆油（册SBO)、高油酷向日葵油、藍麻油、动物脂 和废弃的脂肪和油作为非限制性实例。
[0065] 用于制备本发明酷胺的偶数和奇数链长两者、饱和的和不饱和的脂肪酸或醋的另 一个来源可来自具有上述各种油的短链締控的共复分解反应。W引用方式并入本文的美国 专利申请公布2006/0079704公开了乙締与不饱和脂肪和油（例如油酸向日葵油、油酸油菜 巧油、W及它们的一元醇醋）在钉复分解催化剂的存在下的复分解。
[0066] a-締控可包括1-丙締、1-下締、1-戊締、1-己締、1-庚締、1-辛締、W及高级締 控。W引用方式并入本文的PCT专利申请W0 2008/046106公开了使用亚烷基钉催化剂， 使末端締控与脂肪和油（例如大豆油、向日葵油、卡诺拉油、红花油、棉巧油、藍麻油、油菜 巧油、花生油、玉米油、橄揽油、栋桐油、芝麻油、葡萄巧油）复分解W形成直链复分解产物。 PCT专利申请W0 2009/020667公开了通过在引入复分解催化剂之前化学处理天然给料W 减少催化剂毒物的量来改善催化剂效率的方法，将所述文献W引用的方式并入本文。类似 的内部締控可被用于上文W产生更广泛的多种偶数和奇数链长的醋。得自上文复分解最终 不饱和醋可部分氨化或完全氨化W提供一不饱和的醋或饱和的醋用于制备糖酷胺。
[0067] 此外，醋还可为支链的，如公开于W0 2011/088089A1和W0 2012/009525A2中的。
[0068] 在上文的方式中，可获得各种混合链长，偶数和奇数，支链的或非支链的，饱和 或不饱和的，或任何上述的混合物W用于制备糖酷胺。偶数和奇数链长的脂肪酸或醋的 其它来源公开于W0 2012/135760、US2011/0146142、EP2480680、US2010/0071259A1 和 US2012/0070868中。上文复分解化学还可提供独特的链组合，可为歪斜的、双峰的、尖的 W允许配制人员调整他们希望在各种洗涂剂应用中由使用糖酷胺组合物所获得的性能类 型。其中此类组合可潜在地添加附加性能的向量的文献的示例，公开于W引用方式并入本 文的Scheibel等人的productionofuniquealkylbenzenesulfonatesurfactants，US 2012/0214724A1中。表面活性剂工业中的其它进展的示例描述于W引用方式并入本文的 ScheibelJSDArticle。然而，对于糖酷胺组合的可能性不限于如公开于上文所引用的参 考文献中的Cie-Ci3的组合。糖酷胺官能团允许相当更广泛范围的链长选择和独特的链组 合。上文所述的独特的疏水尾部组合也可允许对于非混合的糖头部基团，诸如单独的式I 或式II的独特的性能。
[0069] 混合物也可包含除示于式I和II中的那些W外的附加的化学品。在一个实施例 中，所述混合物还包含第=化学品，所述第=化学品具有式IV的化学结构：
[0070]
[0071] 其中Re选自氨、Ci-Ci6烷基、C1-C3径基-或甲氧基烷基；Ry独立地选自C7-C23烷基、 一締基、二締基或=締基W及它们的混合物；并且n3为2至4。
[0072] 根据一个实施例，n3等于4。不包括氮原子、Re或R7的式IV中的化学片段具有6 个碳和5个氧原子。该化学片段可衍生自六个碳的糖，包括但不限于葡萄糖、甘露糖或半乳 糖W及它们的混合物，前提条件是它与衍生自存在于式I中的糖的片段不相同。为避免疑 义，此类混合物的一个实施例包含：包含衍生自葡萄糖的片段的式I的化学品，包含衍生自 木糖的片段的式II的化学品，W及包含衍生自甘露糖或半乳糖或甘露糖和半乳糖的混合 物片段的式IV的化学品。
[0073] 根据一个实施例，n3等于3。不包括氮原子、幾基、Re或R7的式IV中的化学片段 具有5个碳和4个氧原子。该化学片段可衍生自五个碳的糖，包括但不限于木糖或阿拉伯 糖W及它们的混合物，前提条件是它与衍生自存在于式I或式II中的糖的片段不同。为避 免疑义，此类混合物的一个实施例包含：包含衍生自葡萄糖的片段的式I的化学品，包含衍 生自木糖的片段的式II的化学品，W及包含衍生自阿拉伯糖的片段的式IV的化学品。
[0074] 根据另一个实施例，ni等于4,n2等于1，并且n3为2至4。不包括氮原子、R1或 R2的式I的化学片段具有6个碳和5个氧原子。该化学片段可源于六个碳的糖，包括但不 限于葡萄糖、甘露糖或半乳糖。不包括氮原子、R3或R4的式n的化学片段具有3个碳和2 个氧原子。该化学片段可源于=个碳的糖，包括但不限于甘油醒或甘油。不包括氮原子、幾 基、Re或R7的式IV中的化学片段具有6个碳和5个氧原子，5个碳和4个氧原子或4个碳 和3个氧原子。式IV中的化学片段可衍生自六个碳的糖，包括但不限于葡萄糖、甘露糖或 半乳糖W及它们的混合物，前提条件是它与衍生自存在于式I中的糖的片段不相同。式IV 中的化学片段可衍生自五个碳的糖，包括但不限于木糖和阿拉伯糖W及它们的混合物。式 IV中的化学片段可衍生自四个碳的糖。为避免疑义，此类混合物的一个实施例包含：包含 衍生自葡萄糖片段的式I的化学品，包含衍生自甘油的片段的式II的化学品，W及包含衍 生自木糖、阿拉伯糖、甘露糖或半乳糖W及它们的混合物的片段的式IV的化学品。
[00巧]制备糖的工艺W及制备糖胺和糖酷胺结构的工艺同时具有同样制备附加的化学 品的可能性。附加的化学品可能或者可能没有从糖、糖胺或糖酷胺中分离，并且因此可为混 合物中附加的化学品。可能存在于混合物中的附加的化学品包括糖醇，诸如但不限于甘油、 山梨醇、木糖醇，脱水的糖醇，诸如但不限于脱水山梨醇、脱水山梨糖醇和异山梨醇；巧喃种 类，诸如但不限于巧喃甲醒、慷醇、径甲基巧喃甲醒和二径甲基巧喃；四氨巧喃种类，诸如但 不限于四氨慷醇和2, 5-双（径甲基）四氨巧喃；W酸性或中和形式的有机酸，诸如但不限 于