Agente tensioactivo que se descompone.

Utilización de un compuesto que tiene un resto hidrófobo unido a un resto hidrófilo,

en donde el resto hidrófilo comprende un grupo -cetoácido y el resto hidrófobo está unido por un enlace de un carbono o un oxígeno del resto hidrófobo a un carbono del grupo -cetoácido, con la condición de que el carbono del grupo -cetoácido no forma parte de un grupo carboxilo o éster, o una sal del mismo, como agente tensioactivo.

Agente tensioactivo que se descompone

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere al uso de un compuesto que tiene un resto hidrófobo unido a un resto hidrófilo,

comprendiendo el resto hidrófilo un grupo º-ceto-ácido, o una sal del mismo, como agente tensioactivo, a una dispersión que comprende dicho agente tensioactivo, a un método para romper una dispersión, y a aplicaciones que hacen uso de las propiedades tensioactivas del compuesto. La presente invención se refiere adicionalmente al uso de un éster o amida del compuesto como precursor del agente tensioactivo.

Técnica anterior

Los denominados agentes tensioactivos disociables se conocen desde hace varios años y las diferentes clases de tales agentes tensioactivos han sido revisadas cuidadosamente por Stjerndahl et al. en "Cleavable Surfactants, Novel Surfactants - Preparation, Applications, and Biodegradability", 2.a ed., Holmberg ed., Marcel Dekker, Inc., USA, 2003. Una razón principal para el desarrollo de agentes tensioactivos disociables ha sido la preocupación ambiental y un deseo de agentes tensioactivos biodegradables. Los tipos principales de agentes tensioactivos

disociables conocidos hoy en día son:

1) agentes tensioactivos lábiles en condiciones ácidas 2) agentes tensioactivos lábiles en condiciones alcalinas 3) agentes tensioactivos fotosensibles 4) agentes tensioactivos que se degradan en contacto con productos químicos específicos

5) agentes tensioactivos termolábiles

De acuerdo con Stjerndahl, la mayoría de los agentes tensioactivos disociables contienen un enlace hidrolizable y pertenecen por tanto al tipo 1 ó 2. Para estos agentes tensioactivos, es necesario un cambio de pH para iniciar la disociación del agente tensioactivo. El producto de degradación es a menudo un jabón o un alcohol de cadena larga, de los cuales al menos el primero es claramente tensioactivo. Así pues, la disociación de estos compuestos no

implica automáticamente que se pierda la actividad superficial.

En el caso de los agentes tensioactivos fotosensibles (tipo 3) , el agente tensioactivo tiene que exponerse a la luz durante cierto tiempo para obtener la disociación deseada.

Los agentes tensioactivos que se descomponen en contacto con productos químicos específicos (tipo 4) , v.g. los agentes tensioactivos disociables por el ozono, se utilizan únicamente en aplicaciones específicas.

En cuanto al grupo de agentes tensioactivos termolábiles conocidos (tipo 5) , debe entenderse que la velocidad de descomposición se controla por regulación de la temperatura.

Hayashi et al. (JAOCS 62 (3) : 555-557 (1985) ) informan de la preparación de agentes tensioactivos de óxidos de aminas por oxidación de 2-alcoxi-N, N-dimetiletilaminas con peróxido de hidrógeno. Los agentes tensioactivos de Nóxidos de 2-alcoxi-N, N-dimetiletilaminas formados eran buenos estabilizadores de espuma y estables hasta 100ºC,

pero se descomponían rápidamente a vinil-éteres a 150ºC. Por tanto, la temperatura de descomposición de estos agentes tensioactivos no es compatible con el uso en composiciones acuosas.

GB 923449 da a conocer que compuestos polimerizables insaturados pueden polimerizarse ventajosamente en medio acuoso y en presencia de agentes dispersantes y activadores por utilización como agente dispersante de una sal de un éster parcial de un ácido alifático policarboxílico con uno o más alcoholes que tienen 3 a 20 átomos de

carbono y calentamiento de la emulsión del polímero resultante a temperaturas comprendidas entre 60 y 200ºC. Sin embargo, estos agentes dispersantes tienen el inconveniente de ser intrínsecamente sensibles a condiciones alcalinas y ácidas, causando degradación prematura del agente tensioactivo en tales condiciones.

En conclusión, los agentes tensioactivos y agentes dispersantes disociables existentes de los tipos 1-4 son, o bien adecuados únicamente para aplicaciones especiales (al ser fotosensibles o depender de una sustancia específica) o

45 no pueden utilizarse y disociarse en condiciones de pH sustancialmente constantes. Adicionalmente, la disociación no siempre da como resultado pérdida de la actividad superficial. Los agentes tensioactivos termolábiles existentes (tipo 5) no son adecuados en aplicaciones basadas en agua y/o en condiciones alcalinas o ácidas.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un agente tensioactivo termolábil desactivable, cuya velocidad

50 de descomposición puede controlarse dentro de límites amplios por alteración de la temperatura en un intervalo que comienza ya a la temperatura ambiente o por debajo de la misma y sin necesidad alguna de operar a temperaturas extremadamente altas (v.g. por encima del punto de ebullición del agua) para descomposición rápida.

Otro objeto de la invención es proporcionar un agente tensioactivo que no es susceptible de descomposición prematura y/o térmicamente incontrolable en un amplio cambio de pH (v.g., en condiciones alcalinas) .

Otro objeto adicional de la invención es proporcionar un agente tensioactivo que puede diseñarse para dar únicamente productos no tóxicos después de su descomposición.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar una dispersión que comprende un agente tensioactivo termolábil, teniendo dicha dispersión un tiempo de retardo térmicamente controlable antes de la rotura y una velocidad de rotura térmicamente controlable.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un método para romper una dispersión.

Los objetos mencionados anteriormente , así como otros objetos de la invención, que resultarían evidentes para una

persona experta en la técnica después de haber estudiado la descripción que sigue, se consiguen por el uso de un compuesto que tiene un resto hidrófobo unido a un resto hidrófilo, en donde el resto hidrófilo comprende un grupo de -cetoácido y el resto hidrófobo está unido por un enlace desde un carbono o un oxígeno del resto hidrófobo a un carbono del grupo -cetoácido, con la condición de que el carbono del grupo -cetoácido no forma parte de un grupo carboxilo o éster, o una sal de los mismos, como agente tensioactivo.

Así pues, la invención proporciona la utilización, como agente tensioactivo, de un compuesto que tiene la fórmula general I

en la cual al menos uno de R1, R2 y R3 es un resto hidrófobo, seleccionándose R2 y/o R3 como resto hidrófobo independientemente de -C-R4 y -O-R4, siendo R1 como resto

hidrófobo -C-R4, y siendo R4 cualquier grupo hidrófobo; con la salvedad de que R1 no es -O-R5, en donde R5 es cualquier sustituyente;

o una sal de dicho compuesto.

Se ha encontrado que el agente tensioactivo de la presente invención es susceptible de descomposición controlada

-

por temperatura en CO2, HCO3 o CO32- (dependiendo del pH) y un residuo hidrófobo semejante a aceite (si es

líquido) , reduciendo con ello su actividad superficial. Adicionalmente, dicho agente tensioactivo es estable a la degradación prematura y/o térmicamente incontrolable en un intervalo extenso de pH y está protegido por tanto contra la descomposición no intencionada en condiciones alcalinas, neutras o ácidas (generalmente a pH º pKa) . Dependiendo de las condiciones presentes de pH, una sal del agente tensioactivo descrito puede ser activa.

Una característica adicional del agente tensioactivo de la presente invención es que su velocidad de

descomposición, y por tanto su velocidad de desactivación, puede controlarse eficazmente por temperatura en condiciones de pH sustancialmente constantes. Su velocidad de descomposición aumenta generalmente con la temperatura creciente. La velocidad de descomposición es sustancialmente independiente del pH con tal que pH > pKa. Adicionalmente, la velocidad de descomposición del agente tensioactivo de la presente invención puede ser acelerada por catalizadores, tales como descarboxilasas, o aminoácidos simples, como glicina.

Ni la unión del resto hidrófobo al resto hidrófilo por un enlace desde... [Seguir leyendo]

1. Utilización de un compuesto que tiene un resto hidrófobo unido a un resto hidrófilo, en donde el resto hidrófilo comprende un grupo -cetoácido y el resto hidrófobo está unido por un enlace de un carbono o un oxígeno del resto hidrófobo a un carbono del grupo -cetoácido, con la condición de que el carbono del grupo -cetoácido no forma

parte de un grupo carboxilo o éster, o una sal del mismo, como agente tensioactivo.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el resto hidrófobo se une por un enlace de un carbono del resto hidrófobo a un carbono del grupo -cetoácido.

3. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el resto hidrófobo está unido al carbono a del grupo -cetoácido.

4. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el resto hidrófobo está unido al carbono del grupo -cetoácido.

5. Utilización de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el resto hidrófilo es un grupo de ácido acetoacético.

6. Utilización como agente tensioactivo de un compuesto que tiene la fórmula general I

en donde al menos uno de R1, R2 y R3 es un resto hidrófobo, seleccionándose R2 y/o R3 como resto/restos hidrófobos independientemente de -C-R4 y -O-R4, siendo R1 como resto hidrófobo -C-R4, en donde R9 es cualquier grupo hidrófobo; con la salvedad de que R1 no es -O-R5, en donde R5 es cualquier sustituyente;

o de una sal de dicho compuesto.

7. Utilización de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el resto hidrófobo es -C-R4, siendo R4 cualquier grupo hidrófobo.

8. Utilización de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en donde al menos uno de R2 y R3 es un resto hidrófobo.

9. Utilización de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, en donde R1 es un resto hidrófobo.

10. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un resto

hidrófobo se selecciona independientemente de un grupo alifático de cadena lineal, cadena ramificada o cíclico, saturado o insaturado, opcionalmente sustituido, un grupo aromático opcionalmente sustituido; un grupo polioxialquileno hidrófobo opcionalmente sustituido; un grupo perfluoroalquilo opcionalmente sustituido; un grupo polisiloxano opcionalmente sustituido; un derivado de lignina o colofonia; y cualquier combinación de los mismos.

11. Utilización de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el al menos un resto hidrófobo se selecciona

independientemente de un grupo alifático de cadena lineal, cadena ramificada o cíclico, saturado o insaturado, opcionalmente sustituido; un grupo aromático opcionalmente sustituido; o una combinación de los mismos.

12. Utilización de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el al menos un resto hidrófobo es independientemente un alquilo C1-C30 de cadena lineal o cadena ramificada, saturado o insaturado, opcionalmente sustituido.

13. Utilización de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el al menos un resto hidrófobo es independientemente un alquilo C8-C22 de cadena lineal o cadena ramificada, saturado o insaturado, opcionalmente sustituido.

14. Utilización de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el al menos un resto hidrófobo es dodecilo.

15. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el agente tensioactivo 40 es un agente tensioactivo aniónico.

16. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el agente tensioactivo es un agente dispersante.

17. a dispersión que comprende partículas sólidas, gotitas líquidas o burbujas de gas dispersadas, como una fase interna, en un fluido, como una fase externa, por medio de un agente tensioactivo, como un agente dispersante,

en donde dicho agente tensioactivo es un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16.

18. a dispersión de acuerdo con la reivindicación 17, que es un aerosol, un coloide, una emulsión, una espuma, un gel, un sol o una suspensión.

19. método para romper una dispersión que comprende partículas sólidas, gotitas líquidas o burbujas de gas dispersadas, como fase interna, en un fluido, como fase externa, por medio de un agente tensioactivo como agente de dispersión, en donde dicho agente tensioactivo es un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, comprendiendo dicho método los pasos de:

a) proporcionar dicha dispersión a una temperatura en la que la misma es sustancialmente estable; y 10 b) ajustar la temperatura de dicha dispersión, a fin de alcanzar una velocidad de descomposición deseada del agente tensioactivo.

20. método de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el paso a) se realiza a una temperatura comprendida en el intervalo que va desde aproximadamente 0 a aproximadamente 40ºC, con preferencia desde aproximadamente 10 a aproximadamente 30ºC.

21. método de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, en donde el paso b) se realiza por aumento de la temperatura hasta un intervalo comprendido entre aproximadamente 40 y aproximadamente 100ºC, con preferencia desde aproximadamente 60 a aproximadamente 95ºC.

22. método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19-21, en el cual el paso a) se realiza como sigue:

i) proporcionando un precursor del agente tensioactivo, en donde el precursor del agente tensioactivo es un éster o amida de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16; ii) activando dicho precursor del agente tensioactivo para dar un agente tensioactivo, en donde el agente tensioactivo es un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16; y iii) dispersando una mixtura de dicha fase interna, dicha fase externa y dicho agente tensioactivo.

23. método de acuerdo con la reivindicación 22, en donde en el paso i) el precursor del agente tensioactivo es un éster de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16.

24. método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19-21, en el cual el paso a) se realiza como sigue:

i) proporcionando una mixtura de dicha fase interna, dicha fase externa y un precursor del agente

tensioactivo, en donde el precursor del agente tensioactivo es un éster de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16; ii) activando dicho precursor del agente tensioactivo para dar un agente tensioactivo, en donde el agente tensioactivo es un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16; y iii) dispersando dicha mixtura.

25. método de acuerdo con la reivindicación 24, en donde en el paso i) el precursor del agente tensioactivo es un éster de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16.

26. método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicacione.

2. 25, en donde dicho precursor del agente tensioactivo se activa por saponificación o hidrólisis.

27. a microemulsión que comprende, como agente tensioactivo, un compuesto como se ha definido en una 40 cualquiera de las reivindicaciones 1-16.

28. método para romper una microemulsión de acuerdo con la reivindicación 27, comprendiendo dicho método los pasos de

a) proporcionar dicha microemulsión a una temperatura a la cual la misma es sustancialmente estable; y b) ajustar la temperatura de dicha microemulsión, a fin de alcanzar una velocidad de descomposición 45 deseada del agente tensioactivo.

29. método de acuerdo con la reivindicación 28, en donde el paso a) se realiza a una temperatura comprendida en el intervalo que va desde aproximadamente 0 a aproximadamente 40ºC, con preferencia desde aproximadamente 10 a aproximadamente 30ºC.

30. método de acuerdo con la reivindicación 28 ó 29, en donde el paso b) se realiza por elevación de la

50 temperatura hasta un intervalo que va desde aproximadamente 40 a aproximadamente 100ºC, con preferencia desde aproximadamente 60 a aproximadamente 95ºC.

31. Utilización de un éster de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como precursor del agente tensioactivo.

32. Utilización de acuerdo con la reivindicación 31, en donde el éster se selecciona del grupo constituido por un

alquiléster C1-C6 lineal o ramificado; un benciléster; un éster , , -tricloroetílico; y un monoglicérido (éster de 5 glicerol) .

33. Utilización de una amida de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 116 como precursor del agente tensioactivo.

34. Método para reducir la tensión superficial entre un líquido y otra fase, que comprende añadir a dicho líquido, como agente tensioactivo, un compuesto que tiene un resto hidrófobo unido a un resto hidrófilo, en donde el resto

hidrófilo comprende un grupo -cetoácido y el resto hidrófobo está unido por un enlace de un carbono o un oxígeno del resto hidrófobo a un carbono del grupo -cetoácido, con la condición de que el carbono del grupo -cetoácido no forma parte de un grupo carboxilo o éster, o una sal de los mismos.

35. método de acuerdo con la reivindicación 34, en el cual dicho agente tensioactivo es como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 2-16.

36. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una composición de lubricación.

37. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una composición desengrasante.

38. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente 20 tensioactivo en una solución limpiadora.

39. Utilización de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una composición detergente alcalina.

40. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una composición detergente para lavado de ropa.

41. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una emulsión de una sustancia activa destinada a ser aplicada a cosechas agrícolas.

42. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una emulsión alquídica para formulaciones de pinturas.

43. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente 30 tensioactivo en una composición de tinta.

44. Utilización de un compuesto como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-16 como agente tensioactivo en una composición de recubrimiento.