композиции и способы для смягчения тканей

Формула изобретения

1. Способ получения смеси кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений, включающий:

(i) взаимодействие триэтаноламина с алкилирующим агентом в условиях, подходящих для образования соединения формулы:



(ii) взаимодействие вышеупомянутого соединения с карбоновой кислотой в условиях, подходящих для образования соединения формулы:



в которой R¹ представляет собой C₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой C₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

X ^- представляет собой противоион;

j равно от 0 до (2-k), и

k равно 1 или 2.

2. Способ по п.1, в котором X^- представляет собой хлорид или метилсульфат.

3. Способ по п.1, в котором R¹ является метилом, X^- является хлоридом или метилсульфатом, k равно 2 и j равно 0.

4. Способ по п.1, в котором R¹ является метилом, X^- является хлоридом или метилсульфатом, k равно 1 и j равно 0.

5. Способ по п.1, в котором R ¹ является метилом, X^- является хлоридом или метилсульфатом, k равно 1 и j равно 1.

6. Способ получения смеси кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений, имеющих следующую структуру:



включающий:

(i) взаимодействие триэтаноламина с карбоновой кислотой в условиях, подходящих для образования соединений формулы:



(ii) взаимодействие вышеупомянутого соединения в условиях, подходящих для образования соединений формулы:



(iii) взаимодействие с алкилирующим агентом в условиях, подходящих для образования следующих соединений:



в которой R¹ представляет собой C₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой C₁₂-C₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R ³ представляет собой C₁-C₄ сложный эфир или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно 0 или 1, и

k равно 1 или 2,

причем смесь включает кватернизованные моно- и ди-сложноэфирные аммониевые соединения указанной структуры.

7. Способ получения смеси кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений, имеющих следующую структуру:



включающий:

(i) взаимодействие триэтаноламина в условиях, подходящих для образования соединений формулы:



(ii) взаимодействие вышеупомянутого соединения в условиях, подходящих для образования соединений формулы:



и

(iii) взаимодействие вышеупомянутого соединения с алкилирующим агентом в условиях, подходящих для образования соединений формулы:



в которой R¹ представляет собой C₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой C₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R ³ представляет собой C₁-C₄ сложный эфир или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно 0 или 1, и

k равно 1 или 2,

причем смесь включает кватернизованные моно- и ди-сложноэфирные аммониевые соединения указанной структуры.

Описание изобретения к патенту

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Эта заявка претендует на приоритет предварительной патентной заявки США № 61/118070, которая была подана 26 ноября 2008, и которая введена в данное описание посредством ссылки как на единое целое.

ПРЕДЫДУЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиции для смягчения тканей, пригодные для обеспечения смягчения тканей и контроля над статическим электричеством, известны. В качестве смягчающего компонента такие композиции могут содержать кватернизованные жирнокислотные сложноэфирные аммониевые соли, являющиеся производными триэтаноламина. Кватернизованные сложноэфирные аммониевые соли известны, как эстеркваты.

Эстеркваты обычно получают способом, в котором этаноламин превращают в сложный эфир путем реакции с жирными кислотами и продукт реакции затем кватернизуют. Эстеркваты содержат сложные моно-, ди- и три- эфиры жирных кислот. В композиции для смягчения тканей желательно иметь высокое содержание ди-эстеркватов и низкий уровень три-эстеркватов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обеспечивается четвертичное аммониевое соединение, имеющее следующую структуру:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R³ представляет собой сложноэфирную группу с короткой цепью, или алкоксильную группу, или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине между 0 и 2, предпочтительно 1.

Четвертичное аммониевое соединение по настоящему изобретению желательно представляет собой смесь кватернизованных моно-, ди- и три-сложноэфирных аммониевых соединений, в которых количество кватернизованного три-сложноэфирного аммония составляет менее, чем 20% масс. от общего содержания кватернизованного сложноэфирного аммония, более предпочтительно менее, чем 10% и наиболее предпочтительно менее, чем 5%; и количество кватернизованного ди-сложноэфирного аммония составляет, по меньшей мере, 40 массовых процентов, предпочтительно 60 массовых процентов, более предпочтительно 80 массовых процентов от общего содержания кватернизованного сложноэфирного аммония.

Обеспечивается способ получения кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли, включающий:

(i) кватернизацию и превращение в простой эфир триэтаноламина алкилирующим агентом до получения соединения формулы:

(ii) превращение в сложный эфир вышеупомянутого соединения с образованием соединения формулы:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1.

Обеспечивается способ получения эстерквата, включащий:

(i) предоставление соединения формулы:

путем превращения в сложный эфир триэтаноламина при помощи карбоновой кислоты с длинной цепью,

(ii) предоставление соединения следующей формулы из вышеупомянутого соединения:

(iii) кватернизацию соединения (ii) с образованием следующего соединения:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R³ представляет собой сложноэфирный алкил с короткой цепью, или алкоксильную группу с короткой цепью, или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1. Термин «с короткой цепью» как использовано здесь, относится к цепи, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, линейной или разветвленной, если не указано иное.

Также обеспечивается способ получения четвертичной сложноэфирной аммониевой соли, включающий:

(i) предоставление соединения формулы:

(ii) взаимодействие вышеупомянутого соединения с образованием соединения формулы:

и

(iii) кватернизацию вышеупомянутого соединения с образованием соединения формулы:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R³ представляет собой сложный эфир с короткой цепью или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1.

Изобретение дополнительно обеспечивает композицию для смягчения тканей, содержащую одно или несколько кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений, содержащих моно-, ди- и три- сложных эфира, в которых количество кватернизованного три-сложноэфирного аммония составляет менее, чем 20% масс. от общего содержания кватернизованного сложноэфирного аммония, более предпочтительно менее, чем 10% и наиболее предпочтительно менее, чем 5%.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как использовано везде в данном описании, диапазоны использованы в качестве условного обозначения для описания каждой целой величины, которая находится в диапазоне, любую величину внутри диапазона можно выбрать в качестве границы диапазона. Кроме того, все ссылки, цитируемые в данном описании, введены в него по ссылке как на единое целое. В случае конфликта в определении в настоящем раскрытии и в определении в цитируемой ссылке, настоящее раскрытие доминирует.

Настоящее изобретение нацелено на кватернизованные сложноэфирные аммониевые солевые продукты, обладающие высоким содержанием ди-сложноэфирного аммония и низким содержанием три-сложноэфирного аммония, а также регулируемым содержанием моно-сложноэфирного аммония. В определенных вариантах осуществления изобретение также направлено на композицию для смягчения тканей, которая в качестве главного ингредиента содержит соединение кватернизованной ди-сложноэфирной аммониевой соли по изобретению. Изобретение также включает композицию для смягчения ткани, которая не желтеет и обладает улучшенными характеристиками в отношении смягчения и требуемыми свойствами по смягчению тканей, такими как улучшенные биоразлагаемость смягчителя, вязкость, гигроскопичность, стабильность и т.п., а также улучшенной доставкой аромата к поверхности ткани.

Изобретение охватывает соединения, которые содержат кватернизованные сложноэфирные аммониевые соли и способы получения кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей. В частности, желательные варианты осуществления охватывают дополнительную стадию реакции перед или после традиционного процесса превращения триэтаноламина в сложный эфир, в которой используют жирную кислоту с длинной цепью, предпочтительно жирную кислоту, содержащую 12-22 атома углерода. Изобретение также охватывает синтез модифицированных кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей путем кватернизации триэтаноламина и сначала защиты одной или двух из его гидроксильных групп, например, простой эфирной связью, в одну стадию, затем проведения процесса превращения в сложный эфир с жирными кислотами с длинной цепью для получения конечного продукта. Способ предпочтительно дает продукт, обладающий высоким содержанием кватернизованных ди-сложноэфирных аммониевых солей. Конечным результатом является то, что рецептуры для смягчения тканей с применением активных ингредиентов обладают улучшенным смягчающим действием и эффективностью доставки аромата, а также улучшенной стабильностью.

Изобретение направлено на соединения кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей, имеющих следующую структуру:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу с линейной или разветвленной цепью;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R³ представляет собой сложноэфирную или алкоксильную группу или галоген, предпочтительно сложноэфирную или алкоксильную группу с короткой цепью;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1.

Кватернизованное аммониевое соединение по настоящему изобретению желательно является смесью кватернизованных моно-, ди- и три-сложноэфирных аммониевых соединений, в которой количество кватернизованных три-сложноэфирных аммониевых соединений, которое можно охарактеризовать как имеющее (3-k-j), равное 3, составляет менее, чем 20% масс. от общего содержания кватернизованного сложноэфирного аммония, более предпочтительно менее, чем 10% и наиболее предпочтительно менее, чем 5%; и количество кватернизованных ди-сложноэфирных аммониевых соединений, которое можно охарактеризовать как имеющее (3-k-j), равное 2, составляет, по меньшей мере, 40 массовых процентов, предпочтительно 60 массовых процентов, более предпочтительно 80 массовых процентов от общего содержания кватернизованного сложноэфирного аммония.

В определенных вариантах осуществления изобретение направлено на композиции для смягчения тканей, которые содержат одно или несколько кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений по этому изобретению. Другие варианты осуществления изобретения направлены на способ изготовления композиций для смягчения тканей, которые содержат одну или несколько кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей по этому изобретению.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на смесь соединений кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей, обладающих следующей структурой:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу, линейную или разветвленную;

R² представляет собой С₁₂-C₂₂ алкильную группу;

R³ представляет собой сложноэфирную или алкоксильную группу с короткой цепью или галоген;

X^- представляет собой противоион;

где j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1, в которой, по меньшей мере, 40 массовых процентов, предпочтительно 60 массовых процентов, более предпочтительно 80 массовых процентов от общей массы кватернизованных сложноэфирных аммониевых соединений, имеют k=1 и j=0.

В различных вариантах осуществления R¹ представляет собой метил, этил, пропил или бутил. R² представляет собой C_12-22 алкил, как с полностью насыщенными, так и с ненасыщенными цепями, R³ может представлять собой галоген, такой как, например, F, и может быть Cl, Br, или I; или сложный эфир с короткой цепью формулы R-C(O)-O- или алкоксил формулы R-O-, в котором R является C₁-C₄ алкилом, таким как, например, метил, этил, пропил или бутил. В различных вариантах осуществления, X^- является хлоридом, бромидом, фторидом, йодидом, CH₃SO₄ ^- или C₂H₅SO₄ ^-.

В типичном варианте осуществления, R¹ является метилом, X^- является хлоридом, k равно 2 и j равно 0. В другом типичном варианте осуществления, R¹ является метилом, X^- является хлоридом, k равно 1 и j равно 0.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на композицию для смягчения тканей, содержащую одно или несколько из описываемых здесь соединений кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли.

В других вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на способ получения кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли по изобретению, включающий стадии:

(i) кватернизации и образования простого эфира триэтаноламина алкилирующим агентом в условиях, подходящих для получения соединения кватернизованной простой эфирной аммониевой соли формулы:

затем превращения в сложный эфир вышеупомянутого соединения в условиях, подходящих для образования соединения формулы:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу;

R² представляет собой С₁₂-C ₂₂ алкильную группу;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1.

Стадию кватернизации и образования простого эфира проводят с алкилирующими агентами с короткой цепью, содержащими C_1-C₄ атома углерода, линейными или разветвленными, в соответствии с обычным способом и условиями проведения реакции кватернизации эфирамина. Подходящие алкилирующие агенты включают алкилхлорид, алкилбромид, алкилйодид, диалкилсульфат, такой как, метилхлорид, метилбромид, метилйодид, этилхлорид, этилбромид, этилйодид, диметилсульфат и диэтилсульфат. Из них наиболее предпочтительным является метилхлорид и диметилсульфат. После стадии кватернизации можно ввести основание, такое как бикарбонат натрия, гидроксид натрия или гидроксид калия, для доведения реакции превращения в простой эфир до завершения путем удаления кислоты, выделяющейся при реакции.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на способ получения кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли по изобретению, включающий:

(i) превращение в сложный эфир или галогенирование триэтаноламина в условиях, подходящих для получения соединения следующей формулы, по реакции триэтаноламина с карбоновой кислотой с короткой цепью или с галогенсодержащим соединением, например, с тионилхлоридом, или треххлористым фосфором, или с соляной кислотой в присутствии катализатора, такого как хлорид цинка:

(ii) превращение в сложный эфир вышеупомянутого соединения с участием карбоновой кислоты с длинной цепью, такой как жирная кислота, в условиях, подходящих для образования соединения формулы:

и

(iii) кватернизацию алкилирующим агентом до образования следующего соединения:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу;

R² представляет собой С₁₂-C ₂₂ алкильную группу;

R³ представляет собой сложноэфирную группу с короткой цепью или галоген;

X^- представляет собой противоион;

j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1.

Если R³ представляет собой сложный эфир, триэтаноламин сначала реагирует с карбоновой кислотой с короткой цепью, содержащей C₁-C₄ атомов углерода, неразветвленной или разветвленной, до образования сложного эфира в соответствии с обычным способом и условиями проведения реакции превращения в сложный эфир. Если R³ представляет собой галоген, то триэтаноламин галогенируют галогенсодержащими соединениями, такими как галогенсодержашие соединения, описанные выше, до образования галогенированного соединения в соответствии с обычным способом и условиями проведения реакции галогенирования.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение описывает способ получения кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли по изобретению включающий:

(i) взаимодействие триэтаноламина с группой, способной к образованию соединения формулы:

(ii) взаимодействие вышеупомянутого соединения в условиях, подходящих для образования соединения формулы:

и

(iii) контактирование вышеупомянутого соединения с алкилирующим агентом в условиях, подходящих для образования соединения формулы:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу;

R² представляет собой С₁₂-C ₂₂ алкильную группу;

R³ представляет собой сложноэфирную группу с короткой цепью или галоген; и

X^- представляет собой противоион.

Соединение формулы R³-CH₂-CH ₂-N-(CH₂-CH₂-OH)₂, предпочтительно получают путем контролирования мольного соотношения реагирующих веществ: триэтаноламина и реагирующей группы, которая образует R³. Например, можно использовать мольные соотношения триэтаноламина к уксусной кислоте от 1,2:1 до 1:1 для предпочтительного получения CH₃-CO-O-CH₂-CH₂-N-(CH ₂-CH₂-OH)₂. Использование таких соединений, которые обладают только двумя реакционноспособными фрагментами, то есть, гидроксильными фрагментами, гарантирует, что на следующей стадии превращения в сложный эфир с карбоновой кислотой с длинной цепью, например, с жирной кислотой, не будет получено существенных количеств три-сложноэфирного амина. Получающийся в результате кватернизованный продукт соединения сложноэфирного амина не содержит или содержит мало кватернизованного три-сложноэфирного аммония.

В различных вариантах осуществления R¹ представляет собой метил, этил, пропил или бутил; R² представляет собой C₁₂-C₂₂ алкил, линейный или разветвленный; и R³ представляет собой галоген, включая, но не ограничиваясь, F, Cl, Br или I. В другом варианте осуществления R³ представляет собой сложный эфир с короткой цепью формулы R-C(O)-O-, в котором R представляет собой C₁-C₄ алкил. В другом варианте осуществления X^- представляет собой галоген, включая, но не ограничиваясь, F^-, Cl^-, Br^- или I^- . В типичном варианте осуществления R¹ является метилом, R³ является -О-C(O)CH₃, и X^- является хлоридом. В другом типичном варианте осуществления R¹ является метилом, R³ является хлором и X^- является хлоридом.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение направлено на способ получения эстерквата или соединения кватернизованной сложноэфирной аммониевой соли по изобретению, включающий:

(i) превращение в сложный эфир триэтаноламина группой, способной к образованию сложного эфира, такой как карбоновая кислота, содержащая C₁₂-C₂₂ алкильную группу, например, жирной кислотой, в условиях, подходящих для получения соединения формулы:

(ii) модификацию вышеупомянутого соединения в условиях, подходящих для образования соединения формулы:

(iii) кватернизацию алкилирующим агентом до получения следующего соединения:

в которой

R¹ представляет собой С₁-C₄ алкильную группу;

R² представляет собой С₁₂-C ₂₂ алкильную группу;

R³ представляет собой сложноэфирную группу или алкоксильную группу с короткой цепью, или галоген;

X^- представляет собой противоион;

где j равно величине от 0 до (2-k), предпочтительно 0; и

k равно величине от 0 до 2, предпочтительно 1. Первоначальная стадия превращения в сложный эфир предпочтительно дает ди-сложноэфирные амины и сводит к минимуму содержание три-сложноэфирных аминов путем контролирования молярного соотношения между карбоновой кислотой и триэтаноламином. Желательно, чтобы соотношение составляло менее чем 2,2, предпочтительно находилось между 2 и 1,5 и более предпочтительно между 1,6 и 1,8.

В различных вариантах осуществления R ¹ представляет собой метил, этил, пропил или бутил с разветвленной или неразветвленной цепью; и R² представляет собой C_12-22 алкил, либо насыщенный либо ненасыщенный. В различных вариантах осуществления R³ представляет собой алкоксил или галоген, включая, но не ограничиваясь, F, Cl, Br или I.

В различных вариантах осуществления R³ представляет собой сложный эфир с короткой цепью формулы R-C(O)-O-, в котором R является C₁-C₄ алкилом, таким как, например, метил, этил, пропил или бутил. В различных вариантах осуществления, k равно 0, 1 или 2 и j равно 1 или 2. В различных вариантах осуществления X^- является хлоридом. В типичном варианте осуществления R¹ является метилом, X^- является хлоридом, k равно 2 и j равно 0. В желательном варианте осуществления R¹ является метилом, X^- является хлоридом, k равно 1 и j равно 0.

Типичный пример реакции превращения в сложный эфир по настоящему изобретению обычно проводят при температуре между 175°C и 210°C с кислотным катализатором, таким как сульфоновая кислота, фосфорная кислота, п-толуолсульфоновая кислота или приемлемая льюисовская кислота. Реакцию галогенирования обычно проводят по реакции триэтаноламина с соляной кислотой в присутствии катализатора, такого как хлорид цинка. Альтернативно, триэтаноламин может реагировать напрямую с тионилхлоридом или треххлористым фосфором. Кватернизацию обычно проводят в объеме или в растворе при температуре между 60°C и 120°C. Подходящие растворители для реакции кватернизации включают полярные растворители, такие как низшие спирты (такие как изопропиловый спирт) и гликоли.

Подходящие карбоновые кислоты с длинной цепью по настоящему изобретению включают жирные кислоты, содержащие от 12 до 22 атомов углерода. Предпочтительные жирные кислоты включают, но не ограничиваются, олеиновую, пальмитиновую, эруковую, эйкозановую, стеариновую, миристиновую кислоты и их смеси. Соя, талловый жир, пальма, пальмовая косточка, семена рапса, свиной жир и их смеси являются обычными источниками жирных кислот, которые подходят для настоящего изобретения.

Соединения кватернизованных сложноэфирных аммониевых солей или эстеркваты по изобретению обеспечивают преимущества по смягчению и антистатическому эффекту после нанесения на ткань. Эстеркваты по изобретению могут образовывать везикулы в композициях для смягчения тканей, и размер и заряд поверхности этих везикул может влиять на эффективность доставки эстерквата к поверхностям тканей при нанесении. Везикулы доставляют ароматической вещество в композициях смягчителя, поскольку они включают ароматические масла внутрь структур везикул.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение также направлено на способы модификации способа получения эстеркватов на основе триэтаноламина. Получающиеся в результате эстеркваты по изобретению обладают улучшенным смягчающим действием и повышенной эффективностью доставки аромата.

В определенных вариантах осуществления настоящее изобретение также направлено на композиции для смягчения тканей на основе эстеркватов по настоящему изобретению. В различных вариантах осуществления композиции могут содержать эстеркват, согласно настоящему изобретению, в количестве от 5% до 50%, от 7,5% до 40%, от 10% до 35% или от 12,5% до 30%; ароматическое вещество в количестве от 0,1% до 10%, от 0,25 до 7,5% или от 0,5 до 5%; воду, и могут также содержать небольшие количества электролита. В определенных вариантах осуществления композиции могут содержать катионный полимер в качестве модификатора реологических свойств в количестве от 0,01% до 1%, от 0,05% до 0,75%, или от 0,1% до 0,5%; а также кремнийорганический полимер для эффектов смягчения. Эти композиции можно изготовить, основываясь на традиционных способах, которые известны специалисту с обычным уровнем знаний в данной области.

Композиция смягчителя по настоящему изобретению обладает высоким содержанием диэстеркватов и низким содержанием триэстеркватов.

Ниже следуют неограничивающие примеры, которые описывают определенные варианты осуществления настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Эстеркват на основе триэтаноламина по изобретению получали по следующим реакциям:

где R представляет собой C₁₂ -C₂₂ алкильную группу, и мольное соотношение жирной кислоты с длинной цепью к триэтаноламину х лежит между 1 и 2.

Можно провести дополнительную стадию реакции для замещения гидроксильной(ых) группы(групп) в соединении I, после того как завершится исходная реакция превращения в сложный эфир, группой X, такой как, но не ограничивающейся, сложный эфир с короткой цепью (-O-C(O)-R', где R' группа представляет собой алкильную группу с короткой цепью, такую как -CH₃ ) или галоген (-F, -Cl, -Br или -I). Неограничивающие примеры дополнительной реакции, проводимой после реакции превращения в сложный эфир, являются следующими:

или

В определенных вариантах осуществления соединения IV-VII подвергают дополнительной реакции с алкилирующим агентом, например, с метилхлоридом, чтобы кватернизовать их до получения модифицированных эстеркватов, которые отличаются от обычных эстеркватов на основе триэтаноламина. В конечных композициях для смягчения конечный результат включал неожиданно повышенное смягчающее действие и улучшенную эффективность доставки аромата. Различные методики, известные специалисту в данной области, можно заменить, например, вместо уксусной кислоты можно использовать ангидрид уксусной кислоты (CH₃-C(O)-O-C(O)-CH ₃) и вместо соляной кислоты с катализатором можно использовать тионилхлорид (SOCl₂) или треххлористый фосфор (PCl ₃).

Пример 2

Для замещения одной гидроксильной группы в триэтаноламине на функциональную группу Х, такую как, но не ограничивающуюся, сложный эфир с короткой цепью (-O-CO-R', R'-группа представляет собой алкильную группу с короткой цепью, такую как -CH₃), или галоген (-F, -Cl или -Br), можно проводить дополнительную стадию реакции перед проведением реакции превращения в сложный эфир. Не ограничивающие примеры дополнительной реакции, осуществляемой перед реакцией превращения в сложный эфир, представляют собой:

Общая формула продуктов реакций 4 и 5 (где k=1, 2 или 3) представлена ниже

Различные методики можно заменить, например, вместо уксусной кислоты можно использовать ангидрид уксусной кислоты (CH₃-C(O)-O-C(O)-CH₃) и вместо соляной кислоты с катализатором можно использовать тионилхлорид (SOCl₂) или треххлористый фосфор (PCl₃).

Замещая -OH группы триэтаноламина при соотношении молей 1:1 защитной группой P, можно получить модифицированные триэтаноламины, идентифицируемые, в большинстве своем (более чем 50%), как замещенные по одному положению (например, соединения XIV при k=1 или, в особенности, VIII и XI) и небольшое количество замещенных по двум положениям (например, соединения XIV при k=2 или, в особенности, IX и XII). Обнаруживается минимальное содержание исходного непрореагировавшего триэтаноламина и три-замещенного триэтаноламина (например, соединения XIV при k=3, или, в особенности, X и XIII).

Получающиеся в результате по реакциям 4 и 5 вещества (соединение XIV с k=1 и 2) (за исключением соединения XIV с k=3) далее проходили процесс превращения в сложный эфир (аналогичный реакции 1) до получения модифицированного сложного диэфира и сложного моноэфира, с очень небольшим количеством сложного триэфира (из небольшого количества непрореагировавшего триэтаноламина) как описано в следующих реакциях (где j= от 0 до 2-k):

в которых R представляет собой С ₁₂-C₂₂ алкильную группу, в которой можно использовать как полностью насыщенные, так и ненасыщенные цепи.

Соединение XV проходило дополнительную реакцию с алкилирующим агентом, таким как метилхлорид, для того, чтобы его кватернизовать до получения модифицированных эстеркватов, таких как те, которые описываются соединением XVI. В качестве альтернативы метилхлориду на стадии кватернизации можно использовать диметил- или диэтилсульфат.

Пример 3

Этот пример описывает новый и улучшенный подход для получения модтифицированных эстеркватов, чтобы можно было получить пользу, такую как улучшенное смягчающее действие и повышенная эффективность доставки аромата. Для того чтобы понизить количество триэстерквата и, одновременно с этим, модифицировать моноэстеркват, меняют обычную последовательность проведения процесса превращения в сложный эфир.

В определенных вариантах осуществления вместо того, чтобы делать сначала превращение в сложный эфир, а затем кватерницацию, кватернизацию амина кватернизующими агентами, такими как, например, метилхлорид, диметил- или диэтилсульфат, делают первой. В определенных вариантах осуществления происходит процесс превращения в простой эфир, когда мольное соотношение кватернизующего агента к триэтаноламину выше, чем 1:1, который превращает одну или несколько из трех гидроксильных групп триэтаноламина в простую эфирную связь и предотвращает дальнейшую реакцию с жирной кислотой с длинной цепью до образования триэстерквата. Реакции описаны ниже. Для того чтобы быть уверенными в завершении реакции и для сведения к минимуму нежелательной реакции и образования соединения XX, кватернизующие агенты медленно добавляют к триэтаноламину и вводят не более чем 3:1 молей алкилирующего агента, из которых 1 моль алкилирующего агента расходуется на процесс кватернизации, поскольку эта реакция является предпочтительной. После стадии кватернизации можно ввести основание, такое как бикарбонат натрия, гидроксид натрия или гидроксид калия, для доведения процесса превращения в простой эфир до завершения путем удаления кислоты, образующейся по реакции.

Общая формула продуктов вышеупомянутых реакций (где k=0, 1, 2, 3, соответственно) представляет собой:

В определенных ситуациях реакция кватернизации происходит перед процессом превращения в простой эфир, первым будет образовываться метил 1-триэтаноламмониум хлорид (соединение XVII). При введении дополнительного метилхлорида начнут образовываться простые эфирные связи. Когда мольное соотношение метилхлорида к триэтаноламину контролируют так, чтобы оно было немного больше, чем 2:1, и метилхлорид медленно добавляют к триэтаноламину, главным продуктом является метил-метоксиэтил-диэтаноламмоний хлорид (соединение XVIII) с небольшим количеством метил-триэтаноламмониум хлорида (соединение XVII) и метил-диметоксиэтил-этаноаммониум хлорида (соединение XIX), и минимальным количеством нежелательного метил-триметоксиэтиламмониум хлорида (соединение XX).

Получающиеся в результате вещества (соединение XXI c k=0, 1 и 2), за исключением соединения XX с k=3, далее проходили процесс превращения в сложный эфир для получения модифицированного сложного диэфира и сложного моноэфира при очень небольшом количестве сложного триэфира (из небольшого количества непрореагировавшего триэтаноламина и метил-триэтаноламмониум хлорида, соединение XVII). Процесс превращения в сложный эфир описывается следующей реакцией (в которой j= от 0 до 2-k):

В определенных обстоятельствах мольное соотношение жирной кислоты с длинной цепью к соединению XXI, y может зависеть от состава соединения XXI. Соединения XXII уже кватернизованы на предыдущей стадии реакции. Таким образом, дополнительной реакции не требуется. Продукты реакции представляют собой в основном модифицированные моно- и ди-эстеркваты, по сравнению с обычным процессом получения эстерквата из триэтаноламина. Только очень маленькое количество обычных три-эстеркватов получается из непрореагировавшего триэтаноламина или аммоний хлорида. Уровни существенно ниже, чем для обычного процесса.

Пример 4

Этот пример направлен на композиции для смягчения ткани на основе эстеркватов из настоящего изобретения. Композиции содержат модифицированный эстеркват из этого изобретения в количествах примерно от 5% до 50%; ароматическое вещество в количествах от примерно 0,1% до примерно 10%; небольшое количество электролита и воду. Композиции могут содержать катионный полимер, в качестве модификатора реологических свойств, в количествах от примерно 0,01% до примерно 1%, и кремнийорганический полимер для смягчающих эффектов. Примеры композиций по этому изобретению перечислены в таблице 1. Эти композиции можно изготовить обычными способами, которые известны обычному специалисту в данной области.

Таблица 1 Композиции смягчителя ткани
Композиция	Модифициро-ванный эстеркват	Катионный полимер - модификатор реологических свойств	Кремний-органический полимер	Ароматическое вещество
# 1	15%	Нет	Нет	1-5%
# 2	15%	0,1%	Нет	1-5%
# 3	15%	Нет	1%	1-5%

Настоящее изобретение не должно ограничиваться объемом специфических вариантов осуществления, раскрытых в примерах, которые предназначены в качестве иллюстрации некоторых аспектов изобретения, и любые варианты осуществления, которые функционально эквивалентны, входят в объем этого изобретения. Действительно, специалистам в данной области станут очевидны различные модификации изобретения в дополнение к тем, которые показаны и описаны здесь, и подразумевается, что они являются частью прилагаемой формулы изобретения.

Композиции и способы по настоящему изобретению применимы для многих потенциальных продуктов широкого потребления, включая без ограничений, смягчители тканей, кондиционеры для белья, моющие средства для стирки и другие бытовые чистящие средства, а также средства для личной гигиены, такие как продукты по уходу за волосами, например, шампуни, увлажнители и кондиционеры.