説明

アミノメチルホスホン酸型界面活性剤

【課題】無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤等に添加することにより優れた性能を達成し得る界面活性剤を提供する。
【解決手段】 下記一般式(1)で示されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤。
【化1】


但し、上記一般式(1)中、
1は炭素原子数2〜20のアルキル基を示し、
2は炭素原子数1〜12のアルキレン基を示し、及び
Xは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又はアンモニウムイオンを示す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤等に添加することにより、これらの剤に優れた性能を付与し得るアミノメチルホスホン酸型界面活性剤及び該界面活性剤を含む無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から使用されている脂肪酸を利用した石鹸等の界面活性剤は価格は安いものの、クラフト点が高く、そのため、低温では使用できないものであった。
近年、二鎖二親水基型界面活性剤について、従来の一鎖一親水基型界面活性剤に比べ、低い臨界ミセル濃度や界面張力低下能等において優れた界面物性を示すことが報告され、次世代の界面活性剤として研究されている(例えば、非特許文献1及び特許文献1ないし3参照。)。
このような優れた界面活性は、界面活性剤の使用量の低下を可能とすることから、環境負荷の低減の観点において利点を有するものであり、そのため、その開発において非常に期待されている。
特許文献1ないし3には、親水基として種々の酸基(カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸等)を有するジェミニ型の界面活性剤が開示されているが、これらの化合物は、疎水基中に、アミド、エステル、カルボニル又はポリエーテル構造を有するものであるため、加水分解を受ける可能性があり、そのため、使用する条件が限られることや長期安定性を確保するのが困難であることなどの問題が懸念されるものであった。
また、特許文献1ないし3には、ジェミニ型界面活性剤として、ホスホン酸基を有する界面活性剤を挙げているものの、具体的な化合物は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第5,643,864号明細書
【特許文献2】米国特許第5,656,586号明細書
【特許文献3】米国特許第5,783,554号明細書
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】R.Zana,Journal of Colloid and Interface Science 248,203−220頁(2002年)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記の問題を有さない、即ち、優れた加水分解安定性を有し、且つ、無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤等に添加することにより、これらの剤に優れた性能を付与し得るジェミニ型の界面活性剤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の構造を有する、ホスホン酸基を有するジェミニ型の界面活性剤が、優れた加水分解安定性を有すると伴に、無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤等に添加した際に、これらの剤に優れた性能を付与し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
即ち本発明は、
(1)下記一般式(1)で示されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤。
【化1】

但し、上記一般式(1)中、
1は炭素原子数2〜20のアルキル基を示し、
2は炭素原子数1〜12のアルキレン基を示し、及び
Xは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又はアンモニウムイオンを示す、
(2) 前記(1)に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む無機顔料の分散剤、
(3) 前記(1)に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む精密機械の洗浄剤、
(4) 前記(1)に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む防錆剤、
(5) 前記(1)に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む抗菌剤、
に関するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、優れた加水分解安定性を有し、且つ、無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤及び抗菌剤等に添加することにより、これらの剤に優れた性能を付与し得るジェミニ型の界面活性剤が提供される。
本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、一鎖型の界面活性剤と比べて、臨界ミセル濃度(cmc)が非常に低く、例えば、アミノメチルホスホン酸型界面活性剤のナトリウム塩は、一般的なリン酸エステル型界面活性剤と比べて、1/1000程度となる。
このように、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、非常に高い界面活性を有するものであるため、例えば、乳化剤として使用する場合、従来の一鎖一親水基含有陰イオン界面活性剤に比べて遥かに少ない量しか必要としない。
また、アミノメチルホスホン酸基は加水分解安定性が高いため、例えば、洗浄用途に使用した場合、アルカリ条件下での使用においても分解するおそれがなく、長期利用が可能であるばかりでなく、洗浄液からの回収・再生による再利用も可能である。
そのため、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、産業利用の可能性、資源の節約、環境への低負荷という点から見ても非常に有用である。
加えて、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、皮膚刺激性も少ないため、化粧用途や医薬用途への使用も可能である。
【0009】
また、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、無機顔料の分散性に優れるため、比較的少量の剤に分散させることが可能であり、また、顔料を加えた際の粘度の上昇が少なく、また、無機顔料の凝集が起こりにくいため操作性に優れ、加えて、顔料の光沢を優位に向上させることが可能であるため、無機顔料の分散剤への使用においても有利である。
また、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、界面活性の低下能に優れ、また、脱脂洗浄性に優れるため、精密機械の洗浄剤への使用においても有利である。
また、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、金属表面へのぬれや吸着作用に優れるため、防錆剤への使用においても有利である。
また、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、優れた抗菌活性を有するため、抗菌剤への使用においても有利である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤の1H−NMRスペクトルを示す。
【図2】図2は、実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤の31P−NMRスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、下記一般式(1)で示される。
【化2】

但し、上記一般式(1)中、
1は炭素原子数2〜20のアルキル基を示し、
2は炭素原子数1〜12のアルキレン基を示し、及び
Xは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又はアンモニウムイオンを示す。
【0012】
上記一般式(1)において、R1で示される炭素原子数2〜20のアルキル基としては、直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられ、具体的な例としては、例えばエチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられるが、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、2−エチルヘキシル基が好ましい。
【0013】
上記一般式(1)において、R2で示される炭素原子数1〜12のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基、n−ウンデシレン基、n−ドデシレン基等が挙げられるが、好ましくは、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基、n−ウンデシレン基、n−ドデシレン基が挙げられる。より好ましくは、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基が挙げられる。
【0014】
上記一般式(1)におけるXは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又はアンモニウムイオンを示す。
上記アルカリ金属イオンとしては、例えばリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウ
ムイオン等が挙げられる。
上記アルカリ土類金属イオンとしては、例えばカルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等が挙げられる。
上記アンモニウムイオンとしては、例えば、脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、アルカノールアミン由来のアンモニウムイオン等が挙げられる。
上記脂肪族アミンとしては、アンモニア、ヒドロキシアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等が挙げられる。
上記環状脂肪族アミンとしては、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
上記芳香族アミンとしては、ピリジン、ピロール等が挙げられる。
上記アルカノールアミンとしては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
【0015】
次に本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤の合成方法を説明する。
本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤のうち、Xが水素原子である式(1−a)で表される化合物は、例えば、以下のスキーム1ないし3で示される製造方法により製造することができる。なお、これらの合成法は、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を得るための一例であり、本発明は何らこれら製造方法に限定されるものではない。
【0016】
スキーム1
【化3】

(式中、R1及びR2は、前記と同様の意味を示す。)
即ち、式(2)で表されるN,N´−ジアルキルアルキレンジアミンに、ホルムアルデヒド及び亜リン酸を反応させることにより、Xが水素原子である式(1−a)で表されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を製造することができる。
【0017】
スキーム2
【化4】

(式中、R1及びR2は、前記と同様の意味を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基又はフェニル基を示し、Xは、ハロゲン原子(塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子等)、脂肪族スルホニルオキシ基(メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等)又は芳香族スルホニルオキシ基(ベンゼンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基等)等の脱離基を示す。)
即ち、アルキレンジアミンに、ホルムアルデヒド及び亜リン酸トリエステルを反応させることにより、式(3)で表される化合物とし、式(3)で表される化合物のアミノ基をアルキル化して式(1−b)で表される化合物とした後に、ホスホン酸エステルを加水分解してホスホン酸とすることにより、Xが水素原子である式(1−a)で表されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を製造することができる。
【0018】
スキーム3
【化5】

(式中、R1、R2、R及びXは、前記と同様の意味を示す。)
即ち、モノアルキルアミンに、ホルムアルデヒド及び亜リン酸トリエステルを反応させることにより、式(4)で表される化合物とし、2分子の式(4)で表される化合物のアミノ基をアルキレンで連結させて式(1−b)で表される化合物とした後に、ホスホン酸エステルを加水分解してホスホン酸とすることにより、Xが水素原子である式(1−a)で表されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を製造することができる。
【0019】
また、式(1)で表されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤のうち、Xがアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、又はアンモニウムイオン(例えば、脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、アルカノールアミン等に由来するアンモニウムイオン)である化合物は、例えば、Xが水素原子である式(1−a)で表されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を、水やエチルアルコールなどの溶媒中で、対応するアルカリ金属やアルカリ土類金属などの水酸化物やアミン(例えば、脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、アルカノールアミン等のアミン)などと中和反応させることにより製造することができる。
【0020】
本発明はまた、上記で製造されたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む無機顔料の分散剤にも関する。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、無機顔料の分散性に優れるため、比較的少量の剤に分散させることが可能であり、また、顔料を加えた際の粘度の上昇が少なく、また、無機顔料の凝集が起こりにくいため操作性に優れる。
加えて、顔料の光沢を優位に向上させることが可能である。
分散させる無機顔料としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、鉛白、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、ホワイトカーボン、アルミナホワイト、カオリンクレー、タルク、ベントナイト、黒色酸化鉄、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、モリブデートオレンジ、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、ビクトリアグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、コバルトシリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、コバルト亜鉛シリカブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等が挙げられる。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤の使用量は、無機顔料の質量に基づいて、0.01〜50質量%であることが好ましい。
【0021】
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む無機顔料の分散剤には、必要に応じて、各種溶剤、バインダー等を添加することもできる。
使用可能な溶剤は、特に限定されるものではないが、例えば、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の酢酸エステル系有機溶剤、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系有機溶剤、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系有機溶剤、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール等のアルコール系有機溶剤、エチレングリコールまたはジエチレングリコールのモノまたはジアルキルエーテル等のエーテル系有機溶剤、水等を用いることができる。
使用可能なバインダーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、石油樹脂、カゼイン、セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、環化ゴム、塩化ゴム、酸化ゴム、塩酸ゴム、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、乾性油、合成乾性油、スチレン変性マレイン酸、ポリアミド樹脂、塩素化ポリプロピレン、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が挙げられる。
【0022】
本発明はまた、上記で製造されたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む精密機械の洗浄剤にも関する。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、界面活性の低下能に優れ、また、脱脂洗浄性に優れるため、精密機械の洗浄剤に添加した際、優れた性能を示し得るものである。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む精密機械の洗浄剤は、通常、水溶媒又は水と溶剤の混合溶媒にアミノメチルホスホン酸型界面活性剤と、必要に応じて、他の界面活性剤、金属イオン封鎖剤、酸化防止剤等を添加することにより構成される。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤の使用量は、洗浄剤の質量に基づき、通常0.01〜10質量%の範囲であり、好ましくは、0.01〜5質量%の範囲である。
【0023】
上記溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、テトラフルフリルアルコール、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
他の界面活性剤としては、既知の陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、陰イオン性界面活性剤としては、具体的には、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、脂肪酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩などの硫酸エステル塩;アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩などのスルホン酸塩;アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩等が挙げられ、陽イオン性界面活性剤としては、具体的には、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩などの四級アンモニウム等が挙げられ、ノニオン性界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アルキルジメチルアミンオキシドなどが挙げられ、両性界面活性剤としては、具体的にはアミノ酸型両性界面活性剤;アルキルカルボキシベタイン、アルキルスルホベタインなどのベタイン型両性界面活性剤;イミダゾリン型両性界面活性剤などが挙げられるが、これらの界面活性剤は一種を単独で、又は、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0024】
金属イオン封鎖剤としては、例えばエチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミントリ酢酸、エチレンジアミンテトラプロピオン酸、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸、エチレングリコールジエ−テルジ
アミンテトラ酢酸、シクロヘキサン−1,2−ジアミンテトラ酢酸などのアミノカルボン酸系;グリコール酸、ジグリコール酸、乳酸、酒石酸、カルボキシメチル酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸などのヒドロキシカルボン酸系;酢酸、モノクロロ酢酸、シユウ酸、コハク酸、カルボキシメチルコハク酸、カルボキシメチルオキシコハク酸などのカルボン酸系;ピロリン酸、トリポリリン酸、ヘキサメタリン酸などのリン酸系;ゼオライト等を挙げることができる。
酸化防止剤としては、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチル−α−ジメチルアミノ−p−クレゾールなどのモノフェノール系化合物;4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)などのビスフェノール系化合物;4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−チオビス(6−tert−ブチル−o−クレゾール)、2,2’−チオビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)などのチオビスフェノール系化合物;トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェノール)ブタン、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンなどのトリス又はテトラキスフェノール系化合物;トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(モノ及びジ−ノニルフェニル)ホスファイトなどのホスファイト系化合物;ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどの硫黄系化合物;等が挙げられる。
【0025】
本発明はまた、上記で製造されたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む防錆剤にも関する。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、金属表面へのぬれや吸着作用に優れるため、防錆剤の使用において有利である。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む防錆剤としては、アミノメチルホスホン酸型界面活性剤をそのままの形態で用いるか、或いは、水又は水と溶剤の混合溶媒で希釈して用いることができ、必要に応じて、他の界面活性剤、金属イオン封鎖剤、酸化防止剤等を添加することができる。
尚、上記の溶剤、他の界面活性剤、金属イオン封鎖剤及び酸化防止剤は、精密機械の洗浄剤で記載したものと同様のものを用いることができる。
【0026】
本発明はまた、上記で製造されたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む抗菌剤にも関する。
アミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、抗菌活性に優れ、皮膚刺激性も少ないため、化粧用途や医薬用途への使用も可能であり、具体的には、化粧品、洗剤、シャンプー、リンス等に添加する抗菌剤として有用である。
【実施例】
【0027】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0028】
<測定機器>
[FT−IR]
FTIR−8900(島津製作所製)
[NMR]
AV400M(ブルカーバイオスピン社製)
【0029】
実施例1:式(5)で表される化合物の製造
【化6】

【0030】
ジメチルホルムアミド950gに、1−ブロモドデカン491g、1,4−ブチレンジアミン90gを加え、50℃にて3時間攪拌した。室温に冷却した後、結晶を濾別、水洗し、乾燥した。メチルエチルケトンで再結晶を行い、N,N′−ジドデシル−1,4−ブチレンジアミン186gを得た。1H−NMRスペクトル及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0031】
水185gに、35%塩酸17.5g、亜リン酸24.3g、上記N,N′−ジドデシル−1,4−ブチレンジアミン30.0gを加え、還流下1時間攪拌した。反応中の混合物に37%ホルムアルデヒド24.4gを0.5時間かけて滴下し、滴下終了後さらに還流下24時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗し、水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、濾別した。得られた濾液を塩酸水溶液で酸性とし沈殿物を得た。沈殿物を濾別し、水洗し、メタノールで攪拌、洗浄を行い、式(5)で表される化合物を21.1g得た。1H−NMRスペクトル、31P−NMR及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0032】
1H−NMRスペクトル(400MHz、CD3OD):
0.92ppm(t、6H)、1.32−1.40ppm(m、36H)1.79−1.89ppm(m、8H)、3.24−3.31ppm(m、8H)、3.37−3.38(m、4H)
31P−NMRスペクトル(160MHz、CD3OD):6.38ppm
赤外線吸収スペクトル(KBr錠剤法):
2914、2850、2430、1630、1165、930、716、598cm-1
【0033】
実施例2:式(6)で表される化合物の製造
【化7】

【0034】
ジメチルホルムアミド475gに、1−ブロモデカン221g、1,4−ブチレンジアミン45gを加え、50℃にて3時間攪拌した。室温に冷却した後、結晶を濾別、水洗、乾燥した。メチルエチルケトンで再結晶を行い、N,N′−ジデシル−1,4−ブチレンジアミン64.5gを得た。1H−NMRスペクトル及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0035】
水185gに35%塩酸17.5g、亜リン酸13.8g、上記N,N′−ジデシル−1,4−ブチレンジアミン15.0gを加え、還流下1時間攪拌した。反応中の混合物に37%ホルムアルデヒド14.0gを0.5時間かけて滴下し、滴下終了後さらに還流下24時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗し、水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、濾別した。得られた濾液を塩酸水溶液で酸性とし沈殿物を得た。沈殿物を濾別し、水洗し、イソプロピルアルコールで洗浄を行い、式(7)で表される化合物を11.6g得た。1H−NMRスペクトル、31P−NMR及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0036】
実施例3:式(7)で表される化合物の製造
【化8】

【0037】
エチレンジアミン12gにパラホルムアルデヒド13.3gを加え、50℃にて1時間攪拌した。反応中の混合物に亜リン酸トリエチル66.5gを1時間かけて滴下し、滴下終了後さらに50℃にて24時間攪拌した。反応により生成したエタノールを減圧留去した後、水を加え、クロロホルムにより抽出、有機層を水洗した後、無水硫酸ナトリウム上で乾燥、溶媒を減圧留去後、粘性液体を得た。この粘性液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製を行い、N,N′−ビス(ジエチルホスホノメチル)エチレンジアミン20.4gを得た。1H−NMRスペクトル及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0038】
ジメチルホルムアミド47.5gに、1−ブロモオクタン8.3g、上記N,N′−ビス(ジエチルホスホノメチル)エチレンジアミン7.2gを加え、50℃にて3時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗した。そこに35%塩酸20.0gを加え、還流下5時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗し、水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、濾別した。得られた濾液を塩酸水溶液で酸性とし沈殿物を得た。沈殿物を濾別、水洗し、イソプロピルアルコールで洗浄を行い、式(7)で表される化合物を2.0g得た。1H−NMRスペクトル、31P−NMR及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0039】
実施例4:式(8)で表される化合物の製造
【化9】

【0040】
n−オクタデシルアミン53.9gにパラホルムアルデヒド6.7gを加え、50℃にて1時間攪拌した。反応中の混合物に亜リン酸トリエチル33.2gを1時間かけて滴下し、滴下終了後さらに50℃にて18時間攪拌した。反応により生成したエタノールを減圧留去した後、水洗し、メタノールにて洗浄を行い、オクタデシルアミノメチルホスホン酸ジエチル38.6gを得た。1H−NMRスペクトル及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0041】
ジメチルホルムアミド47.5gに、1,6−ジブロモヘキサン6.1g、上記オクタデシルアミノメチルホスホン酸ジエチル21.0gを加え、50℃にて3時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗した。そこに35%塩酸20.0gを加え、還流下5時間攪拌した。室温に冷却した後、固体生成物を濾別、水洗し、水酸化ナトリウム水溶液に溶解し、濾別した。得られた濾液を塩酸水溶液で酸性とし沈殿物を得た。沈殿物を濾別、水洗し、メタノールで洗浄を行い、式(8)で表される化合物を4.9g得た。1H−NMRスペクトル、31P−NMR及び赤外線吸収スペクトルから構造を確認した。
【0042】
実施例5
実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)について、表面張力計CBVP−Z(協和界面科学社製)を用いて、白金プレートを用いたWilhelmy法により、25℃、pH10(水酸化ナトリウム水溶液で調整)で、各界面活性剤濃度において表面張力の測定を行い、表面張力―濃度プロットを作成し、臨界ミセル濃度(cmc)及び臨界ミセル濃度における表面張力(γcmc)を求めた。その結果を表1に示す。なお、比較例1として一鎖一親水基リン酸エステル型界面活性剤であるリン酸モノドデシルナトリウムを用いた。
【0043】
【表1】

【0044】
表1の結果より、実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、比較例1に比べて、約1/40〜1/4000程度の低い臨界ミセル濃度(cmc)を示した。
すなわち、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を洗浄剤や乳化剤として使用する際に、従来の一鎖一親水基リン酸エステル型界面活性剤に比べて、少量の添加量で済むことがわかる。
【0045】
実施例6:加水分解安定性試験
実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウム水溶液と反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)を用いて、pH10(水酸化ナトリウム水溶液で調整)に調製した0.1wt%水溶液のpHを、直後、3ヵ月後、6ヶ月後(室温で保存)に測定し、pH10のアルカリ性領域における加水分解安定性を確認した。なお、比較例1として、一鎖一親水基リン酸エステル型界面活性剤である
ドデシルリン酸ナトリウムを用いた。その結果を表2に示す。
【0046】
【表2】

【0047】
表2の結果より、実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、比較例1に対し、経時的なpHの変化がほとんどない。すなわち、アルカリ性領域での良好な加水分解安定性を示した。
【0048】
実施例7:起泡性試験
実施例1〜3で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)について、なお、比較例1として一鎖一親水基リン酸エステル型界面活性剤であるリン酸モノドデシルナトリウムを用いた。0.1wt%に調製した各界面活性剤水溶液10mL(比較例2のみ1wt水溶液%)を100mLの共栓付メスシリンダーに加え、25℃の恒温槽に30分静置した後、1分間に100回振とうさせ、直後、5分後の泡沫容量を測定した。その結果を表3に示す。
【0049】
【表3】

【0050】
表3の結果より、実施例1〜3で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤のナトリウム塩は、比較例1に比べて、高い起泡力を示し、界面活性剤濃度の高い比較例2と比べても同等であった。
【0051】
実施例8:皮膚刺激性試験
実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)と、比較例1、2として、一鎖一親水基型界面活性剤であるドデシルリン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウムについて、ヒト3次元培養表皮モデル「ラボサイト エピ・モデル」(J−TEC社製)を用いて、皮膚刺激性試験を行った。試験は、供試物質濃度:1%、曝露時間:24時間、試
験温度:37℃の条件で行った。その後、生細胞がMTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide)を吸収分解した際の生成物が発する青紫色の強度から細胞生存率を求めるMTTアッセイ法を用いて、生細胞率を求めた。その結果を表4に示す。
【0052】
【表4】

【0053】
表4の結果より、実施例1〜4で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤のナトリウム塩は、比較例1、2に比べて、いずれも80%以上の高い生細胞率を示し、このことは皮膚刺激性が少ないことを意味する。すなわち、本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、皮膚に対して低刺激性を示した。
【0054】
実施例9:無機顔料分散液の調製
1Lのビーカーに酸化チタン100g、実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)30g、ポリエチレングリコール70g及び純水300gを入れ、ホモミキサーを用い、5000rpmにて10分間解砕・分散を行い、酸化チタン水分散液を作成した。
得られた分散液は、長期間安定に分散状態を維持し、無機顔料の凝集等は全く発生しなかった。また、分散液の粘度は使用上全く問題とならない程度のものであった。
【0055】
実施例10:精密機械用洗浄剤の調製
N−メチル−2−ピロリドン80g及び水20gからなる混合溶媒に実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)1gを溶解することにより、精密機械用洗浄剤を調製した。
上記で調製した精密機械用洗浄剤を恒温超音波洗浄器に入れ70℃に保持し、該洗浄剤中に油が付着したステンレス金網を入れ、3分間超音波洗浄した後、70℃の温水にて1分間リンス処理したところ、99%以上の洗浄率でステンレス金網の油が除去されていた。
【0056】
実施例11:防錆剤の調製
水100gに実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)1gを溶解することにより、防錆剤を調製した。
表面のゴミ、油分等を除去して清浄にした、鋼、鋳鉄、アルミニウム、銅、マグネシウム、及び亜鉛めっき鋼の試験板を、60℃に保持した上記で調製した防錆剤中に5分間浸漬した後、熱風乾燥し、その後発生した錆の程度評価したところ、何れの試験板にも錆は発生しなかった。
【0057】
実施例12:殺菌効果試験
実施例1で得られたアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を水溶媒中で水酸化ナトリウムと反応させたナトリウム塩化合物(Xがナトリウム)を滅菌蒸留水で希釈して100μg/mLの抗菌剤溶液を調製した。
普通ブイヨン培地で培養した大腸菌(Escherichia coli IFO3301)及び黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus ATCC6538P)を、生理食塩水を用いて100倍に希釈し、その希釈液0.05mLを抗菌剤溶液3mLに接種し、よく攪拌した。
室温(25℃)で10分間静置した後、その0.05mLを4.5mLの生理食塩水に加え、直ちに、その生理食塩水中の生菌数を測定したところ、菌は検出されなかった(検出限界以下)。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤は、頭髪用洗浄剤、皮膚洗浄剤、台所用洗剤、機械金属用洗浄剤、製紙工業分野における紙力の増強剤、紙質改善剤、サイズ剤、各種充填材、顔料、染料などの歩留まり向上剤、接着工業分野における接着促進剤、繊維工業分野における各種繊維の染色性改善剤、防縮剤、防燃加工処理剤、帯電防止処理剤などに、さらに化粧品組成物、洗浄剤組成物、潤滑油添加剤、防錆剤、防曇剤等の種々の用途に利用可能であるが、少量で乳化力等が良好であり、優れた界面活性能を有し、かつ加水分解安定性にも優れていることから、特に、無機顔料の分散剤、精密機械の洗浄剤、防錆剤、抗菌剤等として好適である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で示されるアミノメチルホスホン酸型界面活性剤。
【化1】

但し、上記一般式(1)中、
1は炭素原子数2〜20のアルキル基を示し、
2は炭素原子数1〜12のアルキレン基を示し、及び
Xは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン又はアンモニウムイオンを示す。
【請求項2】
請求項1に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む無機顔料の分散剤。
【請求項3】
請求項1に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む精密機械の洗浄剤。
【請求項4】
請求項1に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む防錆剤。
【請求項5】
請求項1に記載のアミノメチルホスホン酸型界面活性剤を含む抗菌剤。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−57108(P2012−57108A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−203752(P2010−203752)
【出願日】平成22年9月10日(2010.9.10)
【出願人】(000114318)ミヨシ油脂株式会社 (120)
【Fターム(参考)】