(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な構造を有し、簡便に合成できる２つの親水基と２つの疎水性基を有する化合物である、ジェミニ型界面活性剤の提供。【解決手段】式（１）で示される構造を有するジェミニ型界面活性剤。2015168680.tif 000015［（１）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、Ｃ１〜２０のアルキル基、Ｃ１〜２０のヒドロキシアルキル基、Ｃ１〜２０のハロゲン化アルキル基、又はＣ６〜２０の芳香族炭化水素基；ＺはＮ又はＯ原子；Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、Ｃ１〜６のアルキレン基；ｎは０〜２の整数；ｍは０又は１；Ａ−はカウンターイオン；尚、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい］【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤。
【化１】
2015168680.tif 000011
［上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【化２】
2015168680.tif 000012
（上記式中、Ｒ５は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｎは０〜２の整数を表す。Ａ−はカウンターイオンを表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
【請求項２】
式（１）において、Ｒ１〜Ｒ５及びＲが各々独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、フェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｙ１、及びＹ２が、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、かつＡ−が、水酸化物イオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロフォスフェート、及びテトラフルオロボレートからなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載のジェミニ型界面活性剤。
【請求項３】
式（１）において、Ｒが、炭素数８〜１６のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５が各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を表し、かつＡ−が、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、又はヨウ素イオンを表すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジェミニ型界面活性剤。
【請求項４】
Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアンモニウムブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択される請求項１〜請求項３のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤。
【請求項５】
Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択されるジェミニ型４級アンモニウム塩。
【請求項６】
下記式（２）
【化３】
2015168680.tif 000013
［上記式（２）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【化４】
2015168680.tif 000014
（上記式中、Ｒ５は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。ｎは０〜２の整数を表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
で示される３級アミン化合物と、下記式（３）
ＲＸ              （３）
［上記式（３）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。］
で示されるハロゲン化炭化水素化合物とを反応させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項７】
式（２）において、Ｒ１〜Ｒ５が各々独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、フェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｙ１、及びＹ２が、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択されることを特徴とする請求項６に記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項８】
式（２）で示される３級アミン化合物が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ”’−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””−ヘプタメチルテトラエチレンペンタミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””’,Ｎ””’−オクタメチルペンタエチレンヘキサミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−Ｎ”−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項９】
式（２）で示される３級アミン化合物が、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択されることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項１０】
式（３）において、Ｒが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、及びフェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｘがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群より選択されることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項１１】
式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物が、クロロメタン、クロロエタン、クロロプロパン、クロロブタン、クロロペンタン、クロロヘキサン、クロロオクタン、クロロデカン、クロロドデカン、クロロテトラデカン、クロロヘキサデカン、クロロイコサン、クロロフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロパン、１−クロロ−４，４，４−トリフルオロブタン、１−クロロ−６，６，６−トリフルオロヘキサン、１−クロロ−８，８，８−トリフルオロオクタン、１−クロロ−１０，１０，１０−トリフルオロデカン、１−クロロ−１２，１２，１２−トリフルオロドデカン、１−クロロ−１６，１６，１６−トリフルオロヘキサデカン、１−クロロ−２０，２０，２０−トリフルオロイコサン、１−クロロ−１−パーフルオロエチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロエチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロエチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロエチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロエチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロエチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロエチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロエチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロエチルヘキサデカン、１−クロロ−１８−パーフルオロエチルオクタデカン、１−クロロ−１−パーフルオロブチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロブチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロブチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロブチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロブチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロブチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロブチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロブチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロブチルヘキサデカン、１−クロロ−１−パーフルオロヘキシルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロヘキシルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロヘキシルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロヘキシルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロヘキシルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロヘキシルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロヘキシルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロヘキシルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロヘキシルテトラデカン、１−クロロ−１−パーフルオロオクチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロオクチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロオクチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロオクチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロオクチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロオクチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロオクチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロオクチルドデカン、クロロベンゼン、ベンジルクロリド、ナフチルメチルクロリド、アントラセニルメチルクロリド、２−フルオロ−１−クロロベンゼン、２，４−ジフルオロ−１−クロロベンゼン、２，４，６−トリフルオロ−１−クロロベンゼン、ペンタフルオロ−１−クロロベンゼン、２−フルオロベンジルクロリド、２，４−ジフルオロベンジルクロリド、２，４，６−トリフルオロベンジルクロリド、ペンタフルオロベンジルクロリド、及びそれらの構造異性体からなる群より選択されることを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【請求項１２】
式（３）において、Ｒが、炭素数８〜１６のアルキル基を表すことを特徴とする請求項６〜請求項１１のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェミニ型界面活性剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
界面活性剤は、一般に分子内に１つの親水性基と１つの疎水性基を有する。これに対し、ジェミニ型界面活性剤と呼ばれる２量体化合物は、２つの親水性基と２つの疎水性基を有する化合物である。このようなジェミニ型界面活性剤には、親水性基の性質によってカチオン性、アニオン性、非イオン性及び両性の剤が存在する。ジェミニ型界面活性剤は、極めて近接した２つの親水性基の束縛から生じる独特の物性及び結果として生じるミセル特性を有し、洗浄剤、柔軟剤、乳化剤、分散剤、表面処理剤、帯電防止剤、相間移動触媒、殺菌剤として、また、スキンケアローション、ヘアコンディショナー及び化粧品における成分として用いることができる。具体的には、特許文献１〜４に記載されたジェミニ型界面活性剤が知られている。
ジェミニ型界面活性剤は、２つの親水性基と２つの疎水性基を有する化合物であることから、合成するには多くのステップが必要となる。また、それに伴い、ジェミニ型界面活性剤は、高い収率を確保する必要があり、コスト面では不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５０５３３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８８６４号公報
【特許文献３】特開２００７−１７６８４４号公報
【特許文献４】特開２０１２−６２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、新規な構造を有し、簡便に合成できるジェミニ型界面活性剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、ジェミニ型界面活性剤について鋭意検討を重ねた結果、新規な構造を有し、簡便に合成できるジェミニ型界面活性剤を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下に示すとおりのジェミニ型界面活性剤に関する。
［１］下記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤。
【０００６】
【化１】
2015168680.tif 000002
【０００７】
［上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【０００８】
【化２】
2015168680.tif 000003
【０００９】
（上記式中、Ｒ５は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｎは０〜２の整数を表す。Ａ−はカウンターイオンを表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
【００１０】
［２］上記式（１）において、Ｒ１〜Ｒ５及びＲが各々独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、フェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｙ１、及びＹ２が、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、かつＡ−が、水酸化物イオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン、硝酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロフォスフェート、及びテトラフルオロボレートからなる群より選択されることを特徴とする上記［１］に記載のジェミニ型界面活性剤。
【００１１】
［３］上記式（１）において、Ｒが、炭素数８〜１６のアルキル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５が各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を表し、かつＡ−が、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、又はヨウ素イオンを表すことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のジェミニ型界面活性剤。
［４］Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアンモニウムブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択される上記［１］乃至［３］のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤。
【００１２】
［５］Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択されるジェミニ型４級アンモニウム塩。
［６］下記式（２）
【００１３】
【化３】
2015168680.tif 000004
【００１４】
［上記式（２）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【００１５】
【化４】
2015168680.tif 000005
【００１６】
（上記式中、Ｒ５は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。ｎは０〜２の整数を表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
で示される３級アミン化合物と、下記式（３）
ＲＸ              （３）
［上記式（３）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。］
で示されるハロゲン化炭化水素化合物とを反応させることを特徴とする上記［１］乃至［４］のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００１７】
［７］上記式（２）において、Ｒ１〜Ｒ５が各々独立して、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、フェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｙ１、及びＹ２が、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択されることを特徴とする上記［６］に記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００１８】
［８］上記式（２）で示される３級アミン化合物が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ”’−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””−ヘプタメチルテトラエチレンペンタミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””’,Ｎ””’−オクタメチルペンタエチレンヘキサミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−Ｎ”−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択されることを特徴とする上記［６］又は［７］に記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００１９】
［９］上記式（２）で示される３級アミン化合物が、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択されることを特徴とする上記［６］乃至［８］いずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００２０】
［１０］上記式（３）において、Ｒが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシイコシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、フェニルオクチル基、フェニルデシル基、フェニルドデシル基、及びフェニルテトラデシル基、及びそれらの構造異性体からなる群より選択され、Ｘがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子からなる群より選択されることを特徴とする上記［６］乃至［９］のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００２１】
［１１］上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物が、クロロメタン、クロロエタン、クロロプロパン、クロロブタン、クロロペンタン、クロロヘキサン、クロロオクタン、クロロデカン、クロロドデカン、クロロテトラデカン、クロロヘキサデカン、クロロイコサン、クロロフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロパン、１−クロロ−４，４，４−トリフルオロブタン、１−クロロ−６，６，６−トリフルオロヘキサン、１−クロロ−８，８，８−トリフルオロオクタン、１−クロロ−１０，１０，１０−トリフルオロデカン、１−クロロ−１２，１２，１２−トリフルオロドデカン、１−クロロ−１６，１６，１６−トリフルオロヘキサデカン、１−クロロ−２０，２０，２０−トリフルオロイコサン、１−クロロ−１−パーフルオロエチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロエチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロエチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロエチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロエチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロエチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロエチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロエチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロエチルヘキサデカン、１−クロロ−１８−パーフルオロエチルオクタデカン、１−クロロ−１−パーフルオロブチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロブチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロブチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロブチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロブチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロブチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロブチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロブチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロブチルヘキサデカン、１−クロロ−１−パーフルオロヘキシルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロヘキシルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロヘキシルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロヘキシルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロヘキシルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロヘキシルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロヘキシルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロヘキシルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロヘキシルテトラデカン、１−クロロ−１−パーフルオロオクチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロオクチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロオクチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロオクチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロオクチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロオクチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロオクチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロオクチルドデカン、クロロベンゼン、ベンジルクロリド、ナフチルメチルクロリド、アントラセニルメチルクロリド、２−フルオロ−１−クロロベンゼン、２，４−ジフルオロ−１−クロロベンゼン、２，４，６−トリフルオロ−１−クロロベンゼン、ペンタフルオロ−１−クロロベンゼン、２−フルオロベンジルクロリド、２，４−ジフルオロベンジルクロリド、２，４，６−トリフルオロベンジルクロリド、ペンタフルオロベンジルクロリド、及びそれらの構造異性体からなる群より選択されることを特徴とする上記［６］乃至［１０］のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【００２２】
［１２］上記式（３）において、Ｒが、炭素数８〜１６のアルキル基を表すことを特徴とする上記［６］乃至［１１］のいずれかに記載のジェミニ型界面活性剤の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のジェミニ型界面活性剤は、安価な原料を利用して簡便な方法で合成することができ、経済性、生産性に優れるため、工業的に極めて有用である。
また、本発明のジェミニ型界面活性剤は、高い界面活性能を有し、安全性、操作性にも優れるため、洗浄剤組成物、分散剤組成物、殺菌剤組成物、乳化剤組成物、柔軟材組成物、表面処理剤組成物、及び帯電防止剤組成物の構成物質として使用可能であり、それらの組成物を含む洗浄剤、分散剤、殺菌剤、乳化剤、柔軟材、表面処理剤、帯電防止剤等として広範に使用されうる。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のジェミニ型界面活性剤は、下記式（１）で示される構造を有する。
【００２５】
【化５】
2015168680.tif 000006
【００２６】
［上記式（１）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【００２７】
【化６】
2015168680.tif 000007
【００２８】
（上記式中、Ｒ５は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｎは０〜２の整数を表す。Ａ−はカウンターイオンを表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
【００２９】
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖状アルキル基、それらの分岐アルキル基、それらの環状アルキル基等が挙げられる。
【００３０】
また、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、上記した炭素数１〜２０のアルキル基中の炭化水素に水酸基が置換したものが挙げられる。
また、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、上記した炭素数１〜２０のアルキル基中の炭化水素にハロゲン原子が置換したものが挙げられる。ハロゲン原子がフッ素原子である場合を例に説明すると、具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基からパーフルオロイコシル基等の直鎖状ハロゲン化アルキル基、それらの分岐状ハロゲン化アルキル基、それらの環状ハロゲン化アルキル基等が例示される。
また、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ベンジル基、スチリル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルビニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、それらの位置異性体等が挙げられる。
【００３１】
また、炭素数１〜６のアルキレン基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチレン基、エチレン基、ペンチレン基等の直鎖アルキレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、１，１，２，２−テトラメチルエチレン基等の分岐アルキレン基等が挙げられる。これらのうち、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
【００３２】
上記式（１）において、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。このような環状構造としては、特に限定するものではないが、例えば、上記式（１）中の窒素原子を含んだ５〜７員環構造を形成することができる。具体的には、イミダゾリジン環、イミダゾリン環、イミダゾール環、ピペラジン環、ピラジン環、トリエチレンジアミン環、ホモピペラジン環等が例示される。これらのうち、イミダゾール環、ピペラジン環、トリエチレンジアミン環が好ましい。
【００３３】
上記式（１）において、Ａ−で表されるカウンターイオンとしては、特に限定するものではないが、例えば、水酸化物イオン、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等のハロゲン化物イオン、硝酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボレート等が挙げられる。
上記式（１）において、Ａ−で表されるカウンターイオンは、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等のハロゲン化物イオンから硝酸イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ｐ−トルエンスルホン酸イオン、ヘキサフルオロフォスフェート、テトラフルオロボレート等のカウンターイオンに交換してもよく、特に限定するものではないが、例えば、塩素イオンをギ酸イオンや酢酸イオンに交換することができる。
上記式（１）において、カウンターイオンは、２種以上を組み合わせてもよく、その場合の種類及び比率等特に制限はなく、任意に変えることができる。
上記式（１）において、ｍは０又は１、ｎは０〜２の整数を表す。
【００３４】
ジェミニ型界面活性剤としての水溶性と臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を考慮すると、上記式（１）中のＲとしては、炭素数８〜１６のアルキル基が好ましく、Ｒ１〜Ｒ５としては、各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基が好ましく、Ａ−としては、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、又はヨウ素イオンが好ましい。
【００３５】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤としては、特に限定するものではないが、例えば、Ｒをドデシル基、Ａ−を臭素イオンである場合で例示すると、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム）エタンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム）プロパンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム）ブタンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウム）ヘキサンジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎジメチルエチルアンモニウム−Ｎ’−メチルアミノ）エタンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’，Ｎ’−Ｎ”−トリメチルジエチレントリアミンジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）Ｎ’−Ｎ’−Ｎ”−Ｎ”−テトラメチルトリエチレンテトラミンジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−メトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−エトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ブトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヘキソキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−フェノキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−メトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−エトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ブトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヘキソキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−フェノキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）エーテルジブロミド、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（Ｎ”’−ドデシル−Ｎ”’，Ｎ”’−ジメチルプロピルアンモニウム）−Ｎ”−（Ｎ””，Ｎ””−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジンジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択される化合物が挙げられる。また、上記化合物において、Ｒのドデシル基を、オクチル基、デシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、又はオクタデシル基に置き換えた化合物、Ａ−の臭素原子を、塩素原子、フッ素原子、ヨウ素原子に置き換えた化合物も、上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤として挙げられる。
【００３６】
これらのうち、Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−メトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−エトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ブトキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヘキソキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−フェノキシエチルピペラジニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−メトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−エトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ブトキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、Ｎ、Ｎ’−ジドデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヘキソキシエチルエチレンジアンモニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドからなる群より選択される化合物、並びにこれらの化合物において、Ｒのドデシル基を、オクチル基、デシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、又はオクタデシル基に置き換えた化合物、Ａ−の臭素原子を、塩素原子、フッ素原子、ヨウ素原子に置き換えた化合物も、上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤として好適である。
【００３７】
また、Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド、及び１，３−ジドデシル−１，２−ジメチルイミダゾリニウムジブロミドは、ジェミニ型４級アンモニウム塩として新規な化合物である。
【００３８】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤は、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、下記式（２）
【００３９】
【化７】
2015168680.tif 000008
【００４０】
［上記式（２）中、Ｒ１〜Ｒ4は各々独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。−Ｚ−は、
【００４１】
【化８】
2015168680.tif 000009
【００４２】
（上記式中、Ｒ５は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表す。Ｙ１、Ｙ２は各々独立して、炭素数１〜６のアルキレン基を表す。ｍは０又は１を表す。）
を表す。ｎは０〜２の整数を表す。なお、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。］
で示される３級アミン化合物と、下記式（３）
ＲＸ              （３）
［上記式（３）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基、又は炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。］
で示されるハロゲン化炭化水素化合物とを反応させることにより、製造することができる。
【００４３】
この場合、当該３級アミン化合物を、例えば、アセトン、アセトニトリル、トルエン等の有機溶媒又は水に溶解させ、当該ハロゲン化炭化水素化合物を添加して反応させることが好ましい。
ここで、炭素数１〜２０のアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖状アルキル基、それらの分岐アルキル基、それらの環状アルキル基等が挙げられる。これらのうち、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が好ましく、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基がより好ましい。
また、炭素数１〜２０のヒドロキシアルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、上記した炭素数１〜２０のアルキル基中の炭化水素に水酸基が置換したものが挙げられる。
【００４４】
また、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基としては、特に限定するものではないが、例えば、上記した炭素数１〜２０のアルキル基中の炭化水素にハロゲン原子が置換したものが挙げられる。ハロゲン原子がフッ素原子である場合を例に説明すると、具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基からパーフルオロイコシル基等の直鎖状ハロゲン化アルキル基、それらの分岐状ハロゲン化アルキル基、それらの環状ハロゲン化アルキル基等が例示される。
また、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ベンジル基、スチリル基、２−フェニルエチル基、２−フェニルビニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、それらの位置異性体等が挙げられる。
【００４５】
また、炭素数１〜６のアルキレン基としては、特に限定するものではないが、例えば、メチレン基、エチレン基、ペンチレン基等の直鎖アルキレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、１，１，２，２−テトラメチルエチレン基等の分岐アルキレン基等が挙げられる。これらのうち、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基が好ましい。
また、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
【００４６】
上記式（２）において、Ｒ１〜Ｒ５のいずれか２つが互いに結合して環状構造を形成してもよい。このような環状構造としては、特に限定するものではないが、例えば、上記式（２）中の窒素原子を含んだ５〜７員環構造を形成することができる。具体的には、イミダゾリジン環、イミダゾリン環、イミダゾール環、ピペラジン環、トリエチレンジアミン環、ホモピペラジン環等が例示される。これらのうち、イミダゾール環、ピペラジン環、トリエチレンジアミン環が好ましい。
ジェミニ型界面活性剤としての水溶性と臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を考慮すると、上記式（２）中のＲ１〜Ｒ５としては、各々独立して、炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基が好ましい。
【００４７】
上記式（２）で示される３級アミン化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，２−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ジアミノブタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ”’−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””−ヘプタメチルテトラエチレンペンタミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’，Ｎ””，Ｎ””’,Ｎ””’−オクタメチルペンタエチレンヘキサミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ’−Ｎ”−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択される化合物が挙げられる。
これらのうち、Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、及び１，２−ジメチルイミダゾールからなる群より選択される化合物が好ましい。
【００４８】
上記式（２）で示される３級アミン化合物としては、市販品を使用してもよいが、例えば、以下の方法により合成することもできる。
すなわち、対応する１級アミン化合物又は２級アミン化合物から、上記式（２）で示される３級アミン化合物を合成する。３級アミン化合物の合成は公知の方法で実施することができ、特に限定するものではないが、例えば、パラジウム炭素及び水素の存在下、１級アミン化合物又は２級アミン化合物に、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒド化合物を添加することで３級アミン化合物が得られる。
【００４９】
上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物としては、特に限定するものではないが、Ｘが塩素原子である化合物を例示すると、クロロメタン、クロロエタン、クロロプロパン、クロロブタン、クロロペンタン、クロロヘキサン、クロロオクタン、クロロデカン、クロロドデカン、クロロテトラデカン、クロロヘキサデカン、クロロイコサン及びそれらの構造異性体、クロロフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、１−クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロパン、１−クロロ−４，４，４−トリフルオロブタン、１−クロロ−６，６，６−トリフルオロヘキサン、１−クロロ−８，８，８−トリフルオロオクタン、１−クロロ−１０，１０，１０−トリフルオロデカン、１−クロロ−１２，１２，１２−トリフルオロドデカン、１−クロロ−１６，１６，１６−トリフルオロヘキサデカン、１−クロロ−２０，２０，２０−トリフルオロイコサン、１−クロロ−１−パーフルオロエチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロエチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロエチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロエチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロエチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロエチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロエチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロエチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロエチルヘキサデカン、１−クロロ−１８−パーフルオロエチルオクタデカン、１−クロロ−１−パーフルオロブチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロブチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロブチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロブチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロブチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロブチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロブチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロブチルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロブチルヘキサデカン、１−クロロ−１−パーフルオロヘキシルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロヘキシルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロヘキシルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロヘキシルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロヘキシルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロヘキシルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロヘキシルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロヘキシルドデカン、１−クロロ−１６−パーフルオロヘキシルテトラデカン、１−クロロ−１−パーフルオロオクチルメタン、１−クロロ−２−パーフルオロオクチルエタン、１−クロロ−３−パーフルオロオクチルプロパン、１−クロロ−４−パーフルオロオクチルブタン、１−クロロ−６−パーフルオロオクチルヘキサン、１−クロロ−８−パーフルオロオクチルオクタン、１−クロロ−１０−パーフルオロオクチルデカン、１−クロロ−１２−パーフルオロオクチルドデカン及びそれらの構造異性体、クロロベンゼン、ベンジルクロリド、ナフチルメチルクロリド、アントラセニルメチルクロリド、２−フルオロ−１−クロロベンゼン、２，４−ジフルオロ−１−クロロベンゼン、２，４，６−トリフルオロ−１−クロロベンゼン、ペンタフルオロ−１−クロロベンゼン、２−フルオロベンジルクロリド、２，４−ジフルオロベンジルクロリド、２，４，６−トリフルオロベンジルクロリド、ペンタフルオロベンジルクロリド及びそれらの構造異性体等が挙げられる。
【００５０】
ジェミニ型界面活性剤としての水溶性と臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を考慮すると、上記式（３）中のＲとしては、炭素数８〜１６のアルキル基が好ましい。
【００５１】
上記式（２）で示される３級アミン化合物と上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物との反応は、室温から溶媒の沸点までの反応温度で実施することが好ましい。原料の沸点が溶媒の沸点より低い場合、公知の方法で還流操作により原料を反応液に戻すことができる。
【００５２】
上記式（２）で示される３級アミン化合物を上記の有機溶媒や水に溶解させたところに上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物を添加してもよく、上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物を上記の有機溶媒や水に溶解させたところに上記式（２）で示される３級アミン化合物を添加してもよく、上記式（２）で示される３級アミン化合物、上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物のそれぞれを上記の有機溶媒や水に溶解させて混合してもよく、特に限定されない。これらのうち、上記式（２）で示される３級アミン化合物を上記の有機溶媒や水に溶解させたところに上記式（３）で示されるハロゲン化炭化水素化合物を添加するのが好ましい。
【００５３】
反応終了後、原料は洗浄、蒸留などの公知の方法で除去することができる。さらに、アセトンやアセトニトリル、トルエン、エーテル類、アルコール類等の有機溶媒や水等を用いて再結晶、晶析等の公知の方法で精製することができる。
【００５４】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤は、例えば、洗浄剤組成物、分散剤組成物、殺菌剤組成物、乳化剤組成物、柔軟剤組成物、表面処理剤組成物、帯電防止剤組成物等の構成物質として使用可能であり、それらの組成物を含む洗浄剤、分散剤、殺菌剤、乳化剤、柔軟材、表面処理剤、帯電防止剤等として広範に使用することができる。
【００５５】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む洗浄剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）ポリオキシアルキレンアミン、（ｃ）アルキルアミン及び（ｄ）非イオン性界面活性剤を含む洗浄剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）アニオン界面活性剤、（ｃ）両性界面活性剤及び（ｄ）多価アルコールを含む洗浄剤組成物、さらには（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）水溶性の金属塩及び（ｃ）ポリエチレンイミン若しくはアルキルアミンを含む洗浄剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【００５６】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む分散剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）ポリエーテル系化合物、（ｃ）ポリカルボン酸系共重合体及び（ｄ）水を含む分散剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【００５７】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む殺菌剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤及び（ｂ）トリエタノールアミンを含む殺菌剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）次亜塩素酸類若しくは次亜塩素酸塩類、（ｃ）有機酸若しくはその塩及び（ｄ）防錆剤を含む殺菌剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む乳化剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）グリチルレチン酸誘導体、（ｃ）トコフェロールや脂肪酸エステル等の油剤及び（ｄ）リン脂質を含む乳化剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【００５８】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む柔軟剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）アニオン性界面活性剤及び（ｃ）アミノカルボン酸系キレート剤を含む柔軟剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）アルカノールアミン、（ｃ）尿素及びその誘導体並びに（ｄ）香料を含む柔軟剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）香料を含むマイクロカプセル及び（ｃ）アルコール等の水溶性溶剤を含む柔軟剤組成物、（ａ）上記式（１）はで示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）３級アミン、（ｃ）シリカ粒子及び（ｄ）非イオン性界面活性剤を含む柔軟剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【００５９】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む表面処理剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）アルキレングリコールアルキルエーテル、アルコール、グリコール、（ｃ）洗浄剤及び（ｄ）水を成分として含む表面処理剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【００６０】
上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤を含む帯電防止剤組成物としては、例えば、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）水性ポリオレフィンワックス及び（ｃ）水を含む帯電防止剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、（ｂ）ポリアルキレングリコール誘導体等の凝集防止剤、（ｃ）ケイ素、カルシウム等を含有する無機化合物及び必要に応じて（ｄ）ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂を含む帯電防止剤組成物、（ａ）上記式（１）で示されるジェミニ型界面活性剤、及び（ｂ）カルボキシ変性ポリオレフィンを含む帯電防止剤組成物等が挙げられ、各成分の種類及び比率は特に限定されない。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１（ジェミニ型界面活性剤の合成）
Ｎ，Ｎ”，Ｎ”−トリメチルアミノエチルピペラジン（東ソー社製、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＮＰ）１０．０ｇをアセトニトリルに溶解し、８０℃に加熱、そこへ１−ブロモドデカン（東京化成社製）３２．０ｇを５時間かけて滴下した。８０℃で５０時間反応後、溶媒留去、ヘキサン及び酢酸エチルで洗浄した。洗浄後、遠心分離で固液分離、さらに再結晶を繰り返すことで、Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド３６．４ｇを得た（収率９３％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ及び元素分析で確認した。
【００６２】
実施例２（ジェミニ型界面活性剤の合成）
溶媒に水を用いたこと以外は、実施例１に記載の操作と同様の操作により、Ｎ’−（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ”−メチルピペラジニウムジブロミド３６．４ｇを得た（収率９２％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ及び元素分析で確認した。
【００６３】
実施例３（ジェミニ型界面活性剤の合成）
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン（東ソー社製、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＤＴ）１０．０ｇ、１−ブロモドデカン３７．４ｇを用いたこと以外は、実施例１に記載の操作と同様の操作により、ビス（Ｎ−ジドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）−Ｎ’−メチルアミンジブロミド２８．２ｇを得た（収率７３％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６４】
実施例４（ジェミニ型界面活性剤の合成）
ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル（東ソー社製、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴＳ）１０．０ｇ、１−ブロモドデカン３４．２ｇを用いたこと以外は、実施例１に記載の操作と同様の操作により、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）エーテルジブロミド３８．２ｇを得た（収率９３％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６５】
実施例５（ジェミニ型界面活性剤の合成）
溶媒に水を用いたこと、１−ブロモドデカン滴下後の反応時間を５時間にしたこと以外は、実施例４に記載の操作と同様の操作により、ビス（Ｎ−ドデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアンモニウム）エーテルジブロミド３９．０ｇを得た（収率９５％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６６】
実施例６（ジェミニ型界面活性剤の合成）
トリエチレンジアミン（東ソー社製、ＴＥＤＡ）１０．０ｇ、１−ブロモドデカン５７．８ｇを用いたこと以外は、実施例１に記載の操作と同様の操作により、Ｎ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジブロミド４０．８ｇを得た（収率７５％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６７】
実施例７（ジェミニ型界面活性剤の合成）
実施例６で得られたＮ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジブロミド１０．０ｇをメタノールに溶解し、イオン交換樹脂（ムロマチテクノス社製、ダウエックス１×８、５０−１００、Ｃｌ形）に２回通し、溶媒留去、再結晶してＮ，Ｎ’−ジドデシルトリエチレンジアンモニウムジクロリド８．０ｇを得た（収率８０％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６８】
実施例８（ジェミニ型界面活性剤の合成） 
Ｎ−メチル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジン（東ソー社製、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＨＰ）１０．０ｇを用いたこと、１−ブロモドデカン４４．３ｇ、溶媒に２−プロパノールを用いたこと以外は、実施例１に記載の操作と同様の操作により、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド３２．４ｇを得た（収率７２％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００６９】
実施例９（ジェミニ型界面活性剤の合成）
実施例８で得られたＮ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジブロミド５．０ｇをメタノールに溶解し、イオン交換樹脂（ムロマチテクノス社製、ダウエックス１×８、５０−１００、Ｃｌ形）に２回通し、溶媒留去、再結晶してＮ−ドデシル−Ｎ−メチル−Ｎ’−ドデシル−Ｎ’−ヒドロキシエチルピペラジニウムジクロリド４．２ｇを得た（収率８４％）。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００７０】
比較例１
単鎖型の界面活性剤としてドデシルトリメチルアンモニウムブロマイドを以下の方法で合成した。
すなわち、１−ブロモドデカン（和光純薬社製）１０．０ｇをアセトニトリルに溶解し、８０℃に加熱、そこへトリメチルアミンガス（アルドリッチ社製）を過剰量吹き込んだ。反応後、溶媒留去、ヘキサン及び酢酸エチルで洗浄した。洗浄後、遠心分離で固液分離、さらに再結晶を繰り返すことでドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド１０．０ｇ（収率８０％）を得た。構造は１Ｈ−ＮＭＲ、元素分析で確認した。
【００７１】
実施例１、３、４、７で合成したジェミニ型界面活性剤及び、比較例１で合成した単鎖型の界面活性剤の臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を表１に併せて示す。
【００７２】
【表１】
2015168680.tif 000010
【００７３】
なお、実施例、比較例において、臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を以下の方法で測定した。
＜臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）の測定方法＞
各界面活性剤の水溶液を調製した。２５℃に保ったミリポア水５０ｍｌの入ったセルに、各界面活性剤の水溶液を滴下し、そのときの電気伝導度を記録した。各界面活性剤の濃度と電気伝導度の関係をグラフにプロットし、その屈曲点から臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）を算出した。
表１より各実施例で得られた化合物は、比較例１の従来の界面活性剤と比べてｃｍｃが小さく、界面活性剤として優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のジェミニ型界面活性剤は、例えば、洗浄剤組成物、分散剤組成物、殺菌剤組成物、乳化剤組成物、柔軟材組成物、表面処理剤組成物、帯電防止剤組成物等の構成物質として使用可能であり、それらの組成物を含む洗浄剤、分散剤、殺菌剤、乳化剤、柔軟材、表面処理剤、帯電防止剤等として広範に使用される可能性を有する。