烷基甲苯磺酸盐洗涤剂制造技术

本发明专利技术涉及利用磺化烷基甲苯作为表面活性剂的去垢组合物，其中，所述磺化烷基甲苯比以前在现有技术磺化烷基甲苯表面活性剂中可获得的那些具有更高的磺化２－苯基烷基甲苯异构体含量。本发明专利技术的清洁组合物作为清洁剂比现有技术的同类产品（它们含具有较低２－苯基烷基甲苯异构体含量的磺化烷基甲苯）更有效，这是由于对通常与活性洗涤剂的沉淀相关的水硬度矿物质的耐性的意外增大。还提供了烷基甲苯的固体磺酸盐，包括含有它们的干洗制剂。本发明专利技术的烷基甲苯可与烷基苯表面活性剂结合以便提供这样的去垢掺合物，即，与以前由现有技术提供的相比，具有增大的水硬度耐性、更低的克拉夫特温度和增大的清洁效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求下列优先权2000年8月25日提出的美国临时专利申请′50/227,795和01/28/00提出的美国临时申请No.60/178,823，这两者目前仍然都未决；10/19/98提出的09/174,891；1997年6月20日提出的、共同未决的申请系列号08/879,745(它是1996年2月8日提出的系列号08/598,695的分案申请，现在是美国专利5,770,782)；而且是共同未决的申请系列号7/14/00提出的09/616,568；2000年4月26日提出的09/559,841的部分继续申请，上述所有文献的内容都并入本文作参考。
技术介绍
本专利技术大体涉及具有增强的去垢性和清洁能力的去垢组合物和清洁组合物。它更具体地涉及包含比以前在现有技术中可获得的更高浓度的线形烷基甲苯磺酸盐的2-甲苯基异构体的去垢组合物和清洁组合物，这是由于如本文详述发现了革新催化剂和生产这类高浓度异构体的方法。按本专利技术一个优选的形式，将烷基化苯(例如，甲苯或乙苯)用作芳族化合物，它被进一步烷基化和磺化而提供适用于去垢制品的表面活性剂。适用于从各种表面和物件除去油脂、油、脏物和其它外来物质的化合物为人所知已有一段时间了，这类化合物包括简单的皂，它们是通过油(包括动物脂肪和植物油)的皂化生产的。皂化其实是这样一种过程将碱金属氢氧化物水溶液与酯(例如，动物脂肪和植物油)混合而引起酯的解酯化，生成羧酸(酯是从它得到的)的碱盐，该盐通常很容易溶于水性介质。重要的是，这类羧酸碱盐的阴离子部分包括作为它们分子结构的部分的亲水性部分，即，羧酸盐功能，它高度吸引水分子。这样的盐还包括作为它们分子结构的部分的疏水性部分，它通常是每分子含约12～22个碳原子烃基部分。这类盐通常被本领域技术人员称为“脂肪酸的盐”，而且被非专业人员称为“皂”。脂肪酸盐的水溶液在导致油脂、油和其它通常水不溶性物质变成可溶方面很有效，所以，它们能被漂洗，于是留下洁净的基材，它们通常包括桌面、countertop、玻璃器皿或餐具的物件、盘碟、衣服、建筑物、动力车、人皮肤、人毛发等。虽然从脂肪和油生产这样的皂的工业已很好地建立起来，但皂化化学家和其他工作人员一直在继续寻求关于使通常不溶于水性介质的物质变得溶于其中的改良化学。为此，本领域技术人员鉴定了多种物质，这样的物质的共同特性是，这些物质在它们的分子结构中含疏水部分和亲水部分。一类作为合适的皂替代物鉴定了的物质是线形烷基苯磺酸盐(“LAB磺酸盐”)。LAB磺酸盐通常例如包括一个苯环结构，它具有连接在环上彼此处于对位的烃基取代基(或“烷基取代基”)和磺酸盐基。选定环上烷基取代基的烃链长度而提供高水平的去垢特性，同时，烃链的线性增强了LAB磺酸盐的生物降解性。所述烃基取代基可能通常含大致线形排列的6、7、8、9、10、11、12、13、14或15个碳原子(“去垢范围(detergent range)”)，而且可通过常规弗瑞德-克来福特烷基化法连接在苯环上，即，应用相应的烯烃并利用路易斯酸催化剂(例如，氯化铝)和本领域技术人员已知的适合这类烷基化的条件进行反应。适用于生产烷基苯的各种烷基化方法被描述于下列美国专利中3,342,888；3,478,118；3,631,123；4,072,730；4,301,316；4,301,317；4,467,128；4,503,277；4,783,567；4,891,466；4,962,256；5,012,021；5,196,574；5,302,732；5,344,997和5,574,198；以及欧洲专利申请353813和俄国专利739,046，它们的全部内容都并入本文作参考。一旦按上述方法将烃基连接到苯环上，随后就必须对生成的线形烷基苯进行磺化，以便生产这样的成品洗涤剂它能从各种基材(例如，盘、动力车、硬表面、建筑物和织物，仅举数例)溶解油脂、油、脏物等。磺化是一种已知化学方法，它的反应物和条件是化学领域技术人员已知的。通过磺化处理，导致以化学键将一个磺酸盐基连接到线形烷基苯的苯环结构中的碳原子上，于是，除了疏水的烃基部分以外，还整体上提供给这个分子亲水的磺酸盐基。已知，在苯环的单烷基化而在分子结构中引入烃尾基的过程中，可能存在几个结构异构体，其中，苯环沿应用的烃链连接到各个点。人们通常认为，除了催化剂特性和反应条件以外，应用的单烯烃的位阻效果在单烷基化产物中异构体的分配中起作用。所以，单一的苯环有可能变成连接到10个碳原子的线形单烯的2、3、4或5位，在每一个这类情况下产生不同的烷基苯异构体。这类不同物质的磺化导致很多不同的烷基苯磺酸盐，对于不同的油、油脂和脏物等来说，它们各自具有不同的溶解能力。本领域技术人员认为，2-苯基烷基异构体的磺酸盐是急需的物质，因为从2-苯基烷基物质制备的磺化线形烷基苯洗涤剂物质与烷基化过程中产生的其它异构体的磺化产物相比具有优异的清洁和去垢能力。人们认为这部分是由于，2-苯基异构体中分子的疏水和亲水部分的分离程度比存在的其它异构体的更大。就烷基苯来说，最希望的2-苯基烷基异构体产品可以下式结构表示 在一个优选的实施方案中，n等于选自5、6、7、8、9、10、11和12的任意整数。由于用来生产本专利技术的2-苯基烷基异构体的弗瑞德-克来福特类烷基化反应通常可能利用处于去垢范围(C8～C15)内的烯烃混合物，所以，从这样的烷基化导致各种烷基苯的分布。这些如上述涉及线形烷基苯的相同考虑也适合本专利技术的线形烷基甲苯。因此，本专利技术在宽范围内涉及来自甲苯烷基化(优选利用具有去垢范围内的碳原子数分布的烯烃)的磺化2-甲苯甲酰基烷基甲苯在洗涤剂制品中的应用。在利用去垢范围烯烃的苯烷基化情况下，2-苯基烷基苯只不过是一个从苯与烯烃的烷基化产生的可能的结构异构体，而且从用作反应物的原料(它包括去垢范围内的烯烃的混合物)进行苯的烷基化而产生2-苯基烷基苯的混合物。这可能是由于共振稳定化的缘故，它允许双键在活化的烯烃/路易斯酸复合物中的有效移动。通常说来，从利用去垢范围内的烯烃的混合物进行苯的烷基化而生产的所有异构体产物的集合通常被本领域普通技术人员称为“线形烷基苯”，或者“LAB′s”。通常，本领域技术人员将“线形烷基苯”或“LAB′s”与它们的磺化产物互换应用。当人们实际上是指用作洗涤剂的磺化LAB′s时，他们常常说是LAB′s。这些相同的考虑也适合线形烷基甲苯，所以，线形烷基甲苯也可称为“LAT′s”。通常，LAB′s在工业上是利用经典的弗瑞德-克来福特化学反应生产的，即，利用例如氯化铝这样的催化剂，或者利用例如氟化氢这样的强酸催化剂，例如，用烯烃对苯进行烷基化。虽然这类方法导致高转化率，但是人们知道，现有技术中这类反应中的2-苯基异构体的选择性低，一般约为30％或更低。具有高百分含量2-苯基异构体的LAB′s正是所需的，因为在磺化时，这样的化合物具有长的“尾巴”，它提供增强的溶解度和去垢性能。虽然提供烷基苯(它们被进一步磺化而提供表面活性剂)的苯的烷基化已经良好地为工业服务数十年了，但是苯的应用涉及一些缺点。例如，苯是毒性物质，为了它的安全操作而需要专门化设备，而且它的贸易是在各政府机构规定的严格条件下进行的。所以，仅仅操作和健康方面就促使化学家寻求有效的本文档来自技高网...

【技术保护点】
含一种或多种磺化芳族烷基化物的物质组合物，该组合物包含基于混合物总重量３０．００ｗｔ％～８２．００ｗｔ％的任意量的由如下通式表示的磺化芳族烷基化物的２－苯基异构体：＊＊＊其中，ｎ可能等于４～１６的任意整数，其中，Ｒ↓［１］， Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］，Ｒ↓［４］和Ｒ↓［５］中的一个且只有一个是选自磺酸基或磺酸盐基的基，而且其中，Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］，Ｒ↓［４］和Ｒ↓［５］中的一个且只有一个是选自甲基和乙基的取代基，所述含量包括两数值之间的每一个百分之一百分数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA史密斯，PR阿纳塔奈尼，SS埃什拉维，RM斯玛迪，
申请(专利权)人：胡茨曼石油化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]