(57)【要約】      （修正有）【課題】可溶化剤、乳化剤、抗菌剤、殺菌剤、繊維柔軟剤、頭髪処理剤、無機担体の表面処理剤、顔料分散剤、相間移動触媒として用いられる２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を提供すること。【解決手段】下記一般式（１）2008156319.tif 000012（式中、Ｒ1は炭素原子数８から２０までのアルキル基又は２−ヒドロキシアルキル基、Ｒ２及びＲ３は低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは一般式（２）−Ｏ−Ｍ（Ｒ）２−Ｏ−を少なくとも１つ含有する炭素原子数が８から１６の炭化水素鎖、ＭはＴｉ原子、Ｓｉ原子、Ｚｒ原子、Ｇｅ原子から選択される１つの原子を示し、Ｒは炭素原子数１から４のアルキル基またはアルコキシル基、Ｘは塩素原子又は臭素原子を示す。）で表わされることを特徴とする２鎖２親水基含有陽イオン性化合物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
2008156319.tif 000010
（式中、Ｒ1は炭素原子数８から２０までのアルキル基又は２−ヒドロキシアルキル基、Ｒ2及びＲ3は低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは下記一般式（２）
【化２】
2008156319.tif 000011
を少なくとも１つ含有する炭素原子数が８から１６の炭化水素鎖、ＭはＴｉ原子、Ｓｉ原子、Ｚｒ原子またはＧｅ原子であり、Ｒは炭素原子数１から４のアルキル基またはアルコキシル基、Ｘは塩素原子又は臭素原子を示す。）で表わされることを特徴とする２鎖２親水基含有陽イオン性化合物。
【請求項２】
ＭがＴｉ原子、Ｚｒ原子またはＧｅ原子であることを特徴とする請求項１に記載の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽イオン性化合物に関し、更に詳細には、２鎖２親水基含有陽イオン性化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、従来の１鎖１親水基含有化合物２分子を共有結合で２分子連結させた２鎖２親水基含有化合物が、そのすぐれた界面活性能のために低濃度の配合で済み、環境への負荷が低減化され、皮膚刺激もほとんどないなどの特徴から、研究開発が進められてきている（特許文献１参照）。実際、本願発明者は、２鎖２親水基含有化合物が対応する"モノマー"に比べて皮膚安全性にすぐれることを明らかにした（非特許文献２参照）。しかし、２鎖２親水基含有化合物の新たな機能を探索すべく、新たな２鎖２親水基含有化合物が望まれているが、その開発は十分にはなされていない。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２６４９３号公報
【非特許文献２】Kazuyuki Tsuboneら著、ジャーナル  オブ  サーファクタント  アンド  ディタージャント（Journal of Surfactant & Detergent, 第６巻、１号、３９−４６頁、２００３年)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記現状に鑑みなされたものであり、連結部にＴｉ原子、Ｓｉ原子、Ｚｒ原子、Ｇｅ原子から選択される１つの原子を含む２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは鋭意研究を行った結果、後記一般式（１）で表される連結部にＴｉ原子、Ｓｉ原子、Ｚｒ原子、Ｇｅ原子から選択される１つの原子を含む２鎖２親水基含有陽イオン性化合物が、既存の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物にはない高い機能を示すことを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち本発明は、下記一般式（１）
【化１】
2008156319.tif 000002
（式中、Ｒ1は炭素原子数８から２０までのアルキル基又は２−ヒドロキシアルキル基、Ｒ2及びＲ3は低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは下記一般式（２）
【化２】
2008156319.tif 000003
を少なくとも１つ含有する炭素原子数が８から１６の炭化水素鎖、ＭはＴｉ原子、Ｓｉ原子、Ｚｒ原子またはＧｅ原子を示し、Ｒは炭素原子数１から４のアルキル基またはアルコキシル基、Ｘは塩素原子又は臭素原子を示す。）で表わされることを特徴とする２鎖２親水基含有陽イオン性化合物である。
【０００７】
本発明の連結部に上記一般式（２）を含む炭化水素鎖を含有の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、界面活性に起因する可溶化作用だけでなく、抗菌作用を有するので、抗菌剤、殺菌剤として利用することができる。また、繊維柔軟剤、頭髪処理剤、無機担体の表面処理剤、顔料分散剤、乳化剤、相間移動触媒としても用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、一般式（１）において、疎水基Ｒ1として、８から２０までの炭素原子数を持つ長鎖アルキル基又は２−ヒドロキシ長鎖アルキル基を、Ｒ2及びＲ3として、１から３の炭素原子数を持つアルキル基又は２−ヒドロキシエチル基、２つの４級窒素原子間の連結基Ｓとして、化２の一般式（２）を含有する炭素原子数が８から１６の炭化水素鎖を含む。Ｘは塩素原子又は臭素原子である。
【０００９】
尚、一般式（１）において、連結基のｓに含まれるＭがＳｉ原子のときのみ、Ｒ1が直鎖アルキル基（炭素原子数１２〜１８）、Ｒ2とＲ3がメチル基のとき、Ｒ1が直鎖アルキル基（炭素原子数１２〜１８）、Ｒ2およびＲ3のうちいずれかが２−ヒドロキシエチル基であるときと比べて、焼成してもメソポーラス構造が消失しないという後述の効果の点でやや劣る。
【００１０】
また、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3が同じ場合で、連結基のｓに含まれるＭのＴｉ原子，Ｓｉ原子，Ｚｒ原子またはＧｅ原子の、焼成してもメソポーラス構造が消失しないという後述の効果は、Ｓｉ原子＜Ｔｉ原子＝Ｚｒ原子＝Ｇｅ原子の順に勝れ、すなわち、特にＴｉ原子、Ｚｒ原子あるいはＧｅ原子の場合に顕著な効果を発揮することができる。
【００１１】
化３における２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、Ｎ−長鎖アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン（３）と１，３−ジクロロプロパン（４）を原料として無水エタノール中で反応させて得られる（ジャーナルオブアメリカンオイルケミスツソサイエティー、第７３巻、７号、９０７頁〜９１１頁）。本発明の一般式（１）で表される２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、化３における（４）の代わりにビス(１−クロロ−２−プロパノラート)チタニウム（５）を用いる他は同じ操作によって得られる。
【００１２】
【化３】
2008156319.tif 000004
【００１３】
【化４】
2008156319.tif 000005
【００１４】
Ｎ−長鎖アルキル−Ｎ−ジメチルアミン（３）とビス(１−クロロ−２−プロパノラート)チタニウム（５）を反応させて本発明の物質（１‘）を得る反応は、有機溶媒中室温〜１００℃、好ましくは４５℃〜８０℃で１０時間〜５０時間攪拌することにより行われる。有機溶媒としては、例えばアセトニトリル、エタノール、ジメチルホルムアミドが好ましい。
【００１５】
より詳しく、化４のスキームに基づき本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を製造する場合の実施態様を化４中の（３）の長鎖疎水基としてテトラデシル基を用いて説明すれば次の通りである。
【００１６】
塩化メチレン２０ｍｌに１，２−プロピレンオキシド(４g、７０ミリモル)を溶解させて塩化メチレン２０ｍｌに溶解させたＴｉＣｌ2(ＯＥｔ)2（２ｇ、９．６ミリモル）に滴下して０℃〜３５℃の温度で２時間〜４８時間攪拌する。減圧下溶媒を除去した後、蒸留後、化３における（５）を得る。
【００１７】
化４における（５）（３．２５g、０．０１モル）およびＮ−テトラデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン(１２．７５ｇ、０．０５モル)をエタノール５０ｍｌ中還流下１０時間から４８時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、アセトンを再結晶溶媒として用いて精製後、化５の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物５．２ｇを得る。
【００１８】
【化５】
2008156319.tif 000006
【００１９】
上記のＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−テトラデシルアミンの代わりに、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−２−ヒドロキシドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−２−ヒドロキシテトラデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−２−ヒドロキシオクタデシルアミンを用いることにより一般式（１）における長鎖疎水基鎖長Ｒ1の異なる本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を得る。また、化４の（５）の代わりに化６で表される化合物又は１，２−ブチレンオキシドとＴｉＣｌ2(ＯＥｔ)2から得られる化７で表される化合物を用いることによっても一般式（１）における連結部ｓの構造の異なる本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を得る。
【００２０】
【化６】
2008156319.tif 000007
【００２１】
【化７】
2008156319.tif 000008
【００２２】
ＴｉＣｌ2(ＯＥｔ)2の代わりにＴｉＣｌ2(Ｏ−Ｐｒ)2、ＴｉＣｌ2(Ｏ−Ｂｕ)2用いても本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物を得ることができる。ＴｉＣｌ2(ＯＥｔ)2の代わりにＴｉＢｒ2(ＯＥｔ)2を用いることにより、対イオンとして臭素原子を用いることができる。
【００２３】
かくして得られる本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、可溶化剤、乳化剤、抗菌剤、殺菌剤、繊維柔軟剤、頭髪処理剤、無機担体の表面処理剤、顔料分散剤、乳化剤、相間移動触媒としても用いられるだけでなく、化粧料、鉱石の浮遊選鉱、油井採掘においても有用である。また、本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、水溶液中で規則性をもって分子状に配列したメソポーラス構造の鋳型（テンプレート）としても利用することができる。連結部に上記一般式（２）を含まない２鎖２親水基含有陽イオン性化合物の集合体を鋳型とする場合、例えば硫酸チタンを用いてＴｉＯ2メソポーラス材料調製後、物質を除去するために焼成すると、メソポーラス構造は消失する。一方、本発明の連結部に上記一般式（２）を含む２鎖２親水基含有陽イオン性化合物の集合体を鋳型とする場合、焼成してもメソポーラス構造が消失しない。
【００２４】
以下に実施例を示し、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００２５】
参考例１
塩化メチレン２０ｍｌに１，２−プロピレンオキシド(４g、７０ミリモル)を溶解させて塩化メチレン２０ｍｌに溶解させたＴｉＣｌ2(ＯＥｔ)2（２ｇ、９．６ミリモル）に滴下して１０℃で１０時間攪拌する。減圧下溶媒を除去した後、蒸留後、化４における（５）１．８ｇを得る。沸点は１２５℃/0.01ｍｍＨｇである。
【００２６】
実施例１
参考例１で得た化４における（５）（３．２５g、０．０１モル）およびＮ−テトラデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン(１２．７５ｇ、０．０５モル)をエタノール５０ｍｌ中還流下４８時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、アセトンを再結晶溶媒として用いて精製後、化５の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物５．２ｇを得た。これを試料としてメチレンブルー法により試験を行った結果、水溶液相が濃青色になり陽イオン性化合物としての定性反応を示した。
【００２７】
実施例２
参考例１で得た化４における（５）（３．２５g、０．０１モル）およびＮ−２−ヒドロキシテトラデシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン(１２．８５ｇ、０．０５モル)をエタノール５０ｍｌ中還流下４８時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、アセトンを再結晶溶媒として用いて精製後、得られた白色結晶の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを図１に示した。５２．４ｐｐｍに４級窒素に結合するメチル基が確認されたことから、得られた化合物は化８で表されるものであることがわかった。また、これを試料としてメチレンブルー法により試験を行った結果、水溶液相が濃青色になり陽イオン性化合物としての定性反応を示した。
【００２８】
【化８】
2008156319.tif 000009
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物は、その会合体を鋳型として用いて、硫酸チタニア又は硫酸ジルコニウムと反応させた後、鋳型構造を維持しながらも、物質を焼成により除去が可能な耐熱性にすぐれるメソポーラスシロキサン、メソポーラス酸化チタン、メソポーラス酸化ジルコニウム等を調製することができる。メソポーラス物質は、細孔内に様々なビタミン類、有効成分、薬効成分を取り込ませることができることから、化粧料への応用が可能である。メソポーラスシリカは物質の分離分析のための充填剤としての応用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例２で得られた本発明の２鎖２親水基含有陽イオン性化合物の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図１】
2008156319.tif 000013