(57)【要約】【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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を提供すること。【解決手段】  下記一般式（１）2008074822.tif 000013（式中、ｎは８から２０までの整数を意味し、Ｒは低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは炭素原子数２から１２のアルキレン鎖又は芳香環を含むアルキレン鎖、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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
2008074822.tif 000012
（式中、ｎは８から２０までの整数を意味し、Ｒは低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは炭素原子数２から１２のアルキレン鎖又は芳香環を含むアルキレン鎖、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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤に関し、更に詳細には、４つの２−ヒドロキシアルキル基と４つのアンモニウム基を分子内に有する４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在、従来の１鎖１親水基含有界面活性剤２分子を共有結合で２分子連結させた２鎖２親水基含有界面活性剤が、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親水基含有界面活性剤が対応する”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）。一方、界面活性剤の利用面で重要な性能の１つに可溶化がある。この点での２鎖２親水基含有界面活性剤の性能は、被可溶化物をオレンジＯＴとするとき、１鎖１親水基含有界面活性剤の性能の３倍である（非特許文献３参照）。しかし、この可溶化能はまだ必ずしも十分ではなく一層の構造変換が必要である。
【特許文献１】特許登録第３４２６４９３号
【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）
【非特許文献３】Ｋａｚｕｙｕｋｉ  Ｔｓｕｂｏｎｅら著、ジャーナル  オブ  オレオ  サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｌｅｏ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，第５１巻、６号、３７１−３７８頁、２００２年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は、上記現状に鑑みなされたものであり、高性能の可溶化能を持つ４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤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】
【０００４】  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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤が、上記要求を満足する高機能の界面活性剤となるものであることを見出し、本発明を完成した。【０００５】  すなわち本発明の請求項１は、下記一般式（１）
【化１】
2008074822.tif 000002
（式中、ｎは８から２０までの整数を意味し、Ｒは低級アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基を示し、Ｓは炭素原子数２から１２のアルキレン鎖又は芳香環を含むアルキレン鎖、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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤である。【０００６】  本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤は、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】
【０００７】  本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤は、一般式（１）において、疎水基である２位に水酸基を含むアルキル基の好ましい炭素原子数は８から２０である。２つの４級窒素原子間の連結基は、炭素原子数２から１２のアルキレン鎖又は芳香環を含むアルキレン鎖であり、このとき、炭素原子数１から３のアルキレン鎖と芳香環の結合はメタ又はパラ位である。Ｒは１から３の炭素原子数を持つ短鎖アルキル基又は２−ヒドロキシエチル基である。Ｘは塩素原子又は臭素原子である。【０００８】  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界面活性剤は、例えば下式において、（２）で表される１，２−エポキシアルカンを有機溶媒中（３）で表されるＮ−メチルアミンと反応させ、（４）で表されるＮ−２−ヒドロキシアルキル，Ｎ−メチルアミンを得た後、（５）で表されるジハロゲン化アルキルを反応させて得られる「ジアミン」を、１，２−エポキシアルカンを有機溶媒中（３）で表されるジメチルアミンと反応させ、（８）で表されるＮ−２−ヒドロキシアルキルジメチルアミンをジハロゲン化アルキル（５）と反応させて得られる「第４級アンモニウム化合物」（９）と反応させて得られる。【０００９】
【化２】
2008074822.tif 000003
【００１０】  １，２−エポキシアルカン（１）にメチルアミン（２）又はジメチルアミン（７）を反応させて２級アミン化合物（３）又は３級アミン化合物（８）を得る反応は、有機溶媒中、室温で、攪拌することにより行われる。有機溶媒としては、例えばテトラヒドロフランが好ましい。【００１１】  ２級アミン化合物（３）にジハロゲン化アルキル（５）を反応させ、（６）を得る反応は、有機溶媒中、室温〜７０℃、好ましくは４５℃〜５５℃で、攪拌することにより行われる。有機溶媒としては、例えばジメチルホルムアミドが好ましい。【００１２】  ３級アミン化合物（３）にジハロゲン化アルキル（５）を反応させ、（９）を得る反応は、有機溶媒中、室温〜７０℃、好ましくは４５℃〜５５℃で、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が好ましい。【００１３】  より詳しく、本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を製造する場合の実施態様を１，２−エポキシヘキサデカンを用いて説明すれば次の通りである。【００１４】  １，２−エポキシヘキサデカン５０ｇ、テトラヒドロフラン１００ｍｌ、メチルアミン４０％水溶液を１６０ｇ量りとり、密栓をして室温で２４時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、ヘキサンを再結晶溶媒として用いて精製後、化３で表される２級アミン化合物（４’）を得る。【００１５】
【化３】
2008074822.tif 000004
【００１６】  この２級アミノ化合物（４’）２．７ｇ、アセトニトリル３０ｍｌ、ジブロモオクタン０．６３ｇを量りとり、還流下２４時間攪拌する。その後、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４で表される３級ジアミン化合物（６’）を得る。【００１７】
【化４】
2008074822.tif 000005
【００１８】  １，２−エポキシヘキサデカン５０ｇ、テトラヒドロフラン１００ｍｌ、ジメチルアミン４０％水溶液を２４０ｇ量りとり、密栓をして室温で２４時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、ヘキサンを再結晶溶媒として用いて精製後、化５で表される３級アミン化合物（８’）を得る。【００１９】
【化５】
2008074822.tif 000006
【００２０】  化５で表される３級アミン化合物（８’）２．９ｇ、ジブロモオクタン８．３ｇ、アセトニトリル５０ｍｌを量りとり、還流下、２４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６で表される４級アンモニウム化合物（９’）を得る。【００２１】
【化６】
2008074822.tif 000007
【００２２】  化６で表される４級アンモニウム化合物１．４ｇと化４で表される３級ジアミン化合物０．４ｇ、ジメチルホルムアミド５０ｍｌを量りとり、５０℃で６日間攪拌する。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７で表される本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得る。【００２３】
【化７】
2008074822.tif 000008
【００２４】  上記の１，２−エポキシオクタデカンの代わりに、１，２−エポキシドデカン、１，２−エポキシヘキサデカン、１，２−エポキシオクタデカン、１，２−エポキシエイコサンなど、又はそれらの混合物を用いることにより一般式（１）でのｎの異なる本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得る。また、１，８−ジブロモオクタンの代わりに、１，３−ジブロモプロパン、１，４−ジブロモブタン、１，６−ジブロヘキサン、１，１０−ジブロモデカン、１，１２−ジブロモドデカン、ｍ−キシレンジブロミド、ｐ−キシレンジブロミドを用いることにより一般式（１）でのＳの異なる本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得る。アルキルハライド（５）のハロゲンとして臭素原子又は塩素原子を用いることができる。メチルアミンの代わりに、エタノールアミン、ジメチルアミンの代わりに、Ｎ−メチルエタノールアミンを用いることにより一般式（１）でのＲとしてメチル基と２−ヒドロキシエチル基を共に含む本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得る。【００２５】  かくして得られる本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤は、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、和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４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤は、水溶液中で規則性をもって分子状に配列して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。【００２６】  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。【００２７】参考例１
１，２−エポキシヘキサデカン５０ｇ、メチルアミン４０％水溶液１６０ｇ、テトラヒドロフラン１００ｍｌを活栓つきナスフラスコに量りとり、密栓をして室温で２４時間攪拌する。減圧下溶媒を除去し、ヘキサンを再結晶溶媒として用いて精製後、化３で表される２級アミン化合物を得た（収率８０％）。【００２８】参考例２
１，２−エポキシヘキサデカン６４ｇ、ジメチルアミン５０％水溶液２４０ｇ、テトラヒドロフラン１００ｍｌを活栓つきナスフラスコに量りとり、密栓をして室温で２４時間攪拌する。減圧下溶媒を除去した後、その残留物をヘキサン・酢酸エチル（２：１）を用いるシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって未反応の原料の除去した後、引き続き、溶媒としてクロロホルム・メタノール（５：１）を用いて化５で表される３級アミン化合物を無色の油性物質として得た（収率８０％）。【００２９】参考例３
参考例１で得た２級アミン化合物２．７ｇ、ジブロモオクタン０．６３ｇ、アセトニトリル３０ｍｌを量りとり、還流下２４時間攪拌する。その後、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４で表される３級ジアミン化合物を得た（収率６０％）。【００３０】参考例４
参考例２で得た３級アミン化合物２．９ｇ、ジブロモオクタン８．３２ｇ、アセトニトリル５０ｍｌを量りとり、還流下、２４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６で表される４級アンモニウム化合物を得た（収率５５％）。【００３１】実施例１
参考例３で得た３級ジアミン化合物０．４ｇ、参考例４で得た４級アンモニウム化合物１．４ｇをジメチルホルムアミド３０ｍｌ中、５０℃で６日間攪拌する。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、得た結晶を１３Ｃ−ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）測定を行ったところ、４級窒素に結合するメチル基を５２．４８ｐｐｍに確認し、ＦＡＢ−ＭＳ測定の結果、１６８４のピークを確認した。このように、化６で表される本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得た（収率５５％）。【００３２】参考例５
参考例１で得た２級アミン化合物２．７ｇ、ｐ−キシレンジブロミド０．６ｇ、アセトニトリル３０ｍｌを量りとり、還流下２４時間攪拌する。その後、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８で表される３級ジアミン化合物を得た（収率６２％）。【００３３】
【化８】
2008074822.tif 000009
【００３４】参考例６
参考例２で得た３級アミン化合物２．９ｇ、ｐ−キシレンジブロミド８．１ｇ、アセトニトリル５０ｍｌを量りとり、還流下、２４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９で表される４級アンモニウム化合物を得たく収率５２％）。【００３５】
【化９】
2008074822.tif 000010
【００３６】実施例２
参考例５で得た３級ジアミン化合物０．４ｇ、参考例６で得た４級アンモニウム化合物１．４ｇをジメチルホルムアミド３０ｍｌ中、５０℃で６日間攪拌する。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１０で表される本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤を得る。【００３７】
【化１０】
2008074822.tif 000011
【産業上の利用可能性】
【００３８】  本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤は、その会合体を鋳型として用いてメソポーラスシリカ、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が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１で得られた本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤の１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す図である。
【図２】実施例で得られた本発明の４鎖４親水基含有陽イオン界面活性剤の測ＦＡＢ−ＭＳスペクトルを示す図である。
【図１】
2008074822.tif 000014
【図２】
2008074822.tif 000015