Acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant

Abstract

An acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula (I) is provided; wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol% of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula (I); and wherein x is 1 to 1.7.

Description

ACYCLIC BRANCHED ALCOHOL ETHOXY GLYCOSIDE SURFACTANT

[0001] The present invention relates to an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant. In particular, the present invention relates to an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I

[0002] wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; and wherein x is 1 to 1.7.

[0003] Regulators have been increasing restrictions on the amount of 1, 4 dioxane that may be present in consumer products. For example, New York State has banned all but trace amounts of 1, 4 dioxane in cosmetics, personal care, and cleaning products. Typically, a consumer product must comprise less than 10 parts per million by mass ( “ppm” ) of 1, 4 dioxane to be compliant with regulations.

[0004] Traditional alcohol ethoxylates, made by ethoxylation, produce a distribution of ethylene oxided oligomers. This distribution may be sensitive to the formation of 1, 4 dioxane under acidic conditions commonly practiced during the synthesis of alkyl polyglycosides. When an alcohol ethoxylate has ≥ 2 ethylene oxide units per molecule, under acidic conditions, a back biting reaction may occur resulting in the formation of 1, 4 dioxane. For traditional alkyl polyglycosides with an alkyl chain length of ≥ 12 carbons and a degree of glycoside polymerization, DP, of ≤ 1.1 they exhibit poor aqueous solubility. For alkyl polyglycosides that are alkyl polypentosides, with an alkyl chain length of ≥ 8 carbons and a DP of ≤ 1.1, they also exhibit poor aqueous solubility. The poor aqueous solubility is evinced by formation of a cloudy 1 wt%solution in water. Conventional alkyl polyglycosides with a DP of ～1.5 suffer from undesirable cleaning performance. Most commercially available alkyl polyglycoside surfactants are based on linear alcohols or branched Guerbet alcohols.

[0005] Accordingly, there remains a need for acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactants that have improved aqueous water solubility and resist forming 1, 4 dioxane during the process to form the surfactant.

[0006] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I

[0007] wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; and wherein x is 1 to 1.7.

[0008] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.7; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.

[0009] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11 or 13; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.7; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.

[0010] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11 or 13; wherein S is glucose; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.7; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.

[0011] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11 or 13; wherein S is glucose; wherein n is 1 in 98 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.7; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.

[0012] The present invention provides an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11; wherein S is glucose; wherein n is 1 in 98 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.2; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.

[0013] The present invention provides an aqueous cleaning composition comprising water and an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11; wherein S is glucose; wherein n is 1 in 98 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.2; wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane; and wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, comprises 90 to 100 wt%, based on weight of the aqueous cleaning composition, of all alkyl alkoxy glycosides in the aqueous cleaning composition.

[0014] The present invention provides a method of cleaning a soiled surface comprising: providing a soiled surface; wetting the soiled surface with an aqueous cleaning composition of the present invention to form a treated surface; and rinsing the treated surface with water to provide a cleaned surface.DETAILED DESCRIPTION

[0015] We have surprisingly found that acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactants of formula I

[0016] wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms; wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; and wherein x is 1 to 1.7 resists creation of 1, 4 dioxane during formation of the surfactant, storage and / or handling. Without being bound by theory, it is believed that the distribution of oligomers created during alkoxylation is responsible for the formation of dioxane in both the alcohol ethoxylates and the alcohol ethoxy glycoside surfactants. It is believed that oligomers with an ethylene oxide ( “EO” ) number of 2 or greater can undergo a  “back-biting” reaction to generate unwanted 1, 4 dioxane. Surprisingly, by restricting the presence of ≥ 2EO unit oligomers to 5 mol%or less, the surfactant is able to resist generating 9 ppm of 1, 4 dioxane both during surfactant formation and when exposed to temperatures of ≥ 280 ℃. Further, it has been discovered that contacting an alcohol and an olefin in the presence of a metallosilicate catalyst can produce the above-noted alcohol ethoxylates.

[0017] The present invention is particularly useful in the formation of acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactants and products made therewith.

[0018] All ranges include endpoints unless otherwise stated.

[0019] Test methods refer to the most recent test method as of the priority date of this application unless a date is indicated with the test method number as a hyphenated two-digit number. References to test methods contain both a reference to the testing society and the test method number. Test method organizations are referenced by one of the following abbreviations: ASTM refers to ASTM International (formerly known as American Society for Testing and Materials) ; EN refers to European Norm; DIN refers to Deutsches Institut für Normung; and ISO refers to International Organization for Standards.

[0020] IUPAC codes describing Crystal structures as delineated by the Structure Commission of the International Zeolite Association refer to the most recent designation as of the priority date of this document unless otherwise indicated.

[0021] Unless otherwise indicated, ratios, percentages, parts, and the like are by mass (e.g., “ppm” means parts per million by mass) .

[0022] Preferably, the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant, of the present invention, is of formula I

[0023] wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group (preferably, wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group) ; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17 (preferably, 10 to 16; more preferably, 10 to 14; still more preferably, 11 to 13; most preferably, 11 or 13) ; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms (preferably, wherein the monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms is selected from the group consisting of ribulose, xylulose, ribose, arabinose, xylose, lyxose, galactose, mannose, glucose and mixtures thereof (preferably, arabinose, xylose, glucose and mixtures thereof; more preferably, xylose, glucose and mixtures thereof; most preferably, glucose) ) ; wherein n  is 1 in 95 to 100 mol% (preferably, 96 to 100 mol%; more preferably, 97 to 100 mol%; still more preferably, 97.5 to 100 mol%; yet more preferably, 98 to 100 mol%; still yet more preferably, 98.5 to 100 mol%; yet still more preferably, 99 to 100 mol%; most preferably, 99.5 to 100 mol%) of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; and wherein wherein x is 1 to 1.7 (preferably, 1 to 1.6; more preferably, 1 to 1.3; still more preferably, 1 to 1.25; yet more preferably, 1 to 1.2; still yet more preferably, 1 to 1.15; yet still more preferably, 1 to 1.12; most preferably, 1 to 1.1) . The number of carbons present in R1 and R2 and the value of n are all determined according to 13C nuclear magnetic resonance characterization provided below.

[0024] Preferably, the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant, of the present invention, is of formula I; wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group (preferably, wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group) ; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17 (preferably, 10 to 16; more preferably, 10 to 14; still more preferably, 11 to 13; most preferably, 11 or 13) ; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms (preferably, wherein the monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms is selected from the group consisting of ribulose, xylulose, ribose, arabinose, xylose, lyxose, galactose, mannose, glucose and mixtures thereof (preferably, arabinose, xylose, glucose and mixtures thereof; more preferably, xylose, glucose and mixtures thereof; most preferably, glucose) ) ; wherein n is 1 in 95 to 100 mol% (preferably, 96 to 100 mol%; more preferably, 97 to 100 mol%; still more preferably, 97.5 to 100 mol%; yet more preferably, 98 to 100 mol%; still yet more preferably, 98.5 to 100 mol%; yet still more preferably, 99 to 100 mol%; most preferably, 99.5 to 100 mol%) of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein x is 1 to 1.7 (preferably, 1 to 1.6; more preferably, 1 to 1.3; still more preferably, 1 to 1.25; yet more preferably, 1 to 1.2; still yet more preferably, 1 to 1.15; yet still more preferably, 1 to 1.12; most preferably, 1 to 1.1) with any one or more of the following additional provisos (i) - (iv) : (i) with the proviso that the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 0.01 wt% (preferably, ＜ 0.001 wt%; more preferably, ＜ 0.0001 wt%; still more preferably, less than detectable limit; most preferably, 0 wt%) of molecules comprising disaccharide moieties selected from the group consisting of lactose, melibiose, maltose and cellobiose; (ii) with the proviso that the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm (preferably, ＜ 1.25 ppm; more preferably, ＜ 1.2 ppm; still more preferably, ＜ 1.15 ppm; yet more preferably, ＜ 1.1 ppm; still yet more preferably, ＜ 1 ppm; yet still more preferably, ＜ 0.5 ppm; still even more preferably, ＜ 0.25 ppm; yet even more preferably, ＜ 0.2 ppm; still yet even more preferably, ＜  0.1 ppm; most preferably, less than the detectable limit) of 1, 4 dioxane (preferably, wherein the 1, 4 dioxane content is measured by headspace gas chromatography-mass spectrometry (HSGC-MS) ) ; (iii) with the proviso that the acyclic branched alcohol ethoxy glycose surfactant of formula I contains ＜ 2 wt% (preferably, ＜ 1.75 wt%; more preferably, ＜ 1.5 wt%; still more preferably, ＜ 1.25 wt%; yet more preferably, ＜ 1.1 wt%; most preferably, ≤ 1 wt%) , based on solids weight of the acyclic branched alcohol ethoxy glycose surfactant of formula I, of an acyclic branched alcohol glycoside of formula III

[0025] wherein R1, R2, S and x are as described above; (iv) with the proviso that the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I has elevated thermal stability (preferably, wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I has enhanced thermal stability.

[0026] The term “elevated thermal stability” as used herein and in the appended claims means that the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I when heated to 110 ℃ contains ＜ 9 ppm (preferably, ＜ 8 ppm; more preferably, ＜ 7 ppm; still more preferably, ＜ 6 ppm; yet more preferably, ＜ 5 ppm; still yet more preferably, ＜ 4 ppm; even more preferably, ＜ 3 ppm; still even more preferably, ＜ 2 ppm; yet even more preferably, ＜ 1 ppm; most preferably, ＜ 0.5 ppm) of 1, 4 dioxane (preferably, wherein the 1, 4 dioxane content is measured by headspace gas chromatography-mass spectrometry (HSGC-MS) ) .

[0027] The term “enhanced thermal stability” as used herein and in the appended claims means that the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I when heated to 280 ℃ contains ＜ 10 ppm, based on solids weight of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, of 1, 4 dioxane (preferably, wherein the 1, 4 dioxane content is measured by headspace gas chromatography-mass spectrometry (HSGC-MS) ) .

[0028] Preferably, the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside of the present invention is prepared by a process including a step of contacting an olefin, an alcohol and a metallosilicate catalyst to form oligomers of an acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II

[0029] wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group (preferably, wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group) ; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17 (preferably, 10 to 16; more preferably, 10 to 14; still more preferably, 11 to 13; most preferably, 11 or 13) ; and wherein n is 1 in 95 to 100 mol% (preferably, 96 to 100 mol%; more preferably, 97 to 100 mol%; still more preferably, 97.5 to 100 mol%; yet more preferably, 98 to 100 mol%; still yet more preferably, 98.5 to 100 mol%; yet still more preferably, 99 to 100 mol%; most preferably, 99.5 to 100 mol%) of the acyclic branched alcohol ethoxyate of formula II. The number of carbons present in R1 and R2 and the value of n are all determined according to 13C nuclear magnetic resonance characterization provided below.

[0030] Contacting the olefin, alcohol, metallosilicate catalyst and solvent result in the generation of an acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II. The chemical reaction between the olefin and the alcohol is catalyzed by the metallosilicate catalyst in a reactor to generate the acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II.

[0031] The reaction of the olefin and the alcohol may take place at a temperature from 50 ℃ to 300 ℃ or from 100 ℃ to 200 ℃. In a specific example, the reaction may be carried out at 135 ℃. Reaction of the olefin and the alcohol may be carried out in a batch reactor, continuous reactor or fixed-bed reactor. In operation of the chemical reaction, the  acid sites of the metallosilicate catalyst catalyze the etherification of the olefin to the alcohol through an addition type reaction. The reaction of the olefin and the alcohol produces the acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II.

[0032] The olefin used in the process may be a linear acylic, a branched acyclic or mixtures thereof. The olefin may be a C8 to C18 olefin. The olefin may be a C8 olefin, or a C9 olefin, or a C10 olefin, or a C11 olefin, or a C12 olefin, or a C13 olefin, or a C14 olefin, or a C15 olefin, or a C16 olefin, or a C17 olefin, or a C18 olefin.

[0033] The olefin may include alkenes such as internal disubstituted olefins. Internal disubstituted olefins include an unsaturated bond not in a terminal location on the olefin. Internal olefins may be selected from the group consisting of 2-octene, 3-octene, 4-octene, 2-nonene, 3-nonene, 4-nonene, 2-decene, 3-decene, 4-decene, 5-decene and combinations thereof.

[0034] Examples of suitable commercially available olefins include NEODENETM 8, NEODENETM 10, NEODENETM 12, NEODENETM 14, NEODENETM 16, NEODENETM 1214, NEODENETM 1416, NEODENETM 16148 from Shell, The Hague, Netherlands.

[0035] The alcohol utilized in the process is a monoethylene glycol.

[0036] A molar ratio of alcohol to olefin in the process may be from be 20: 1 or less, or 15: 1 or less, or 10: 1 or less, or 9: 1 or less, or 8: 1 or less, or 7: 1 or less, or 6: 1 or less, or 5: 1 or less, or 4: 1 or less, or 3: 1 or less, or 2: 1 or less, or 0.2: 1 or less, while at the same time, 0.1: 1 or greater, or 1: 1 or greater, or 1: 2 or greater, or 1: 3 or greater, or 1: 4 or greater, or 1: 5 or greater, or 1: 6 or greater, or 1: 7 or greater, or 1: 8 or greater, or 1: 9 or greater, or 1: 10 or greater, or 1: 15 or greater, or 1: 20 or greater.

[0037] As used herein the term “metallosilicate catalyst” is an aluminosilicate (commonly referred to as a zeolite) compound having a crystal lattice that has had one or more metal elements substituted in the crystal lattice for a silicon atom. The crystal lattice of the metallosilicate catalyst form cavities and channels inside where cations, water and / or small molecules may reside. The substitute metal element may include one or more metals selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, Ge, Sn, P, As, Sb, Sc, Y, La, Ti, Zr, V, Cr, Mn, Pb, Pd, Pt, Au, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. The metallosilicate catalyst may be substantially free of Hf. According to various examples, the metallosilicate may have a silica to alumina ratio of from 5: 1 to 1, 500: 1 as measured using Neutron Activation Analysis. The silica to alumina ratio may be from 5: 1 to 1, 500: 1, or from 10: 1 to 500: 1, or from 10: 1 to 400: 1, or from 10: 1 to 300: 1 or from 10: 1 to 200: 1. Such a silica to alumina ratio may be advantageous in providing a highly homogenous metallosilicate catalyst with an organophilic-hydrophobic selectivity that adsorb non-polar organic molecules.

[0038] The metallosilicate catalyst may have one or more ion-exchangeable cations outside the crystal lattice. The ion-exchangeable cation may include H+, Li+, Na+, Rb+, Cs+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Sc3+, Y3+, La3+, R4N+, R4P+ (where R is H or alkyl) .

[0039] The metallosilicate catalyst may take a variety of crystal structures. Specific examples of the metallosilicate catalyst structures include MFI (e.g. ZSM-5) , MEL (e.g. ZSM-11) , BEA (e.g. β-type zeolite) , FAU (e.g. Y-type zeolite) , MOR (e.g. Mordenite) , MTW (e.g. ZSM-12) , and LTL (e.g. Linde L) , as described using IUPAC codes in accordance with nomenclature by the Structure Commission of the International Zeolite Association.

[0040] The crystalline frameworks of metallosilicate catalyst are represented by networks of molecular-sized channels and cages comprised of corner-shared tetrahedral [TO4] (T=Si or  Al) primary building blocks. A negative charge can be introduced onto the framework via the isomorphous substitution of a framework tetravalent silicon by a trivalent metal (e.g., aluminum) atom. The overall charge neutrality is then achieved by the introduction of cationic species compensating for the resulting negative lattice charge. When such a charge-compensation is provided by protons,  acid sites are formed rendering the resulting H-forms of zeolites strong solid  acids.

[0041] The metallosilicate catalysts may be used in the method in a variety of forms. For example, the metallosilicate catalysts may be powdered (e.g., particles having a longest linear dimension of less than 100 micrometers) , granular (e.g., particles having a longest linear dimension of 100 micrometers or greater) , or molded articles of powdered and / or granular metallosilicate catalysts.

[0042] The metallosilicate catalysts may have a surface area of 100 m2 / g or greater, or 200 m2 / g or greater, or 300 m2 / g or greater, or 400 m2 / g or greater, or 500 m2 / g or greater, or 600 m2 / g or greater, or 700 m2 / g or greater, or 800 m2 / g or greater, or 900 m2 / g or greater, while at the same time, 1000 m2 / g or less, or 900 m2 / g or less, or 800 m2 / g or less, or 700 m2 / g or less, or 600 m2 / g or less, or 500 m2 / g or less, or 400 m2 / g or less, or 300 m2 / g or less, or 200 m2 / g or less. Surface area is measured according to ASTM D4365 -19.

[0043] Metallosilicate catalysts can be synthesized by hydrothermal synthesis methods. For example, the metallosilicate catalysts can be synthesized from heating a composition comprising a silica source (e.g., silica sol, silica gel, and alkoxysilanes) , a metal source (e.g., metal sulfates, metal oxides, metal halides, etc. ) , and a quaternary ammonium salt such as a tetraethylammonium salt or tetrapropylammonium to a temperature of about 100℃ to about 175℃ until a crystal solid forms. The resulting crystal solid is then filtered off, washed with water, and dried, and then calcined at a temperature form 350℃ to 600℃.

[0044] Examples of suitable commercially available metallosilicate catalysts include CP814E, CP814C, CP811C-300, CBV 712, CBV 720, CBV 760, CBV 2314, CBV 10A from ZEOLYST INTERNATIONALTM of Conshohocken, PA.

[0045] Due to the natural distribution of products resulting from processes employed in forming the acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II, oligomers of formula II can vary in the value that n has. Preferably, a composition of oligomers of formula II may have the same R1 and R2, but different n values of 1, 2 and 3. As a whole, n is 1 in 95 to 100 mol% (preferably, 96 to 100 mol%; more preferably, 97 to 100 mol%; still more preferably, 97.5 to 100 mol%; yet more preferably, 98 to 100 mol%; still yet more preferably, 98.5 to 100 mol%; yet still more preferably, 99 to 100 mol%; most preferably, 99.5 to 100 mol%) of the  acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II, as determined according to 13C nuclear magnetic resonance characterization provided below.

[0046] The acyclic branched alcohol ethoxylate of formula II may be reacted with a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms (preferably, wherein the monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms is selected from the group consisting of ribulose, xylulose, ribose, arabinose, xylose, lyxose, galactose, mannose, glucose and mixtures thereof (preferably, arabinose, xylose, glucose and mixtures thereof; more preferably, xylose, glucose and mixtures thereof; most preferably, xylose) ) using known methods to form an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside of formula I.

[0047] The present disclosure is also directed to a material comprising an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I. The material may be a personal care product, a cleaning product, a coating, an emulsion polymerization solution, a textile process additive or composition, an agricultural adjuvant or composition, an oil and gas production additive or composition, an ink, a paper and pulp additive or composition, and other industrial processes additive or composition (preferably, wherein the material is an aqueous cleaning composition) . The material may comprise from 0.1 to 99.9 wt%, based on weight of the material, of an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I. For example, the material may comprise 0.1 wt%or greater, or 1.0 wt%or greater, or 5.0 wt%or greater, or 10 wt%or greater, or 20 wt%or greater, or 30 wt%or greater, or 40 wt%or greater, or 50 wt%or greater, or 60 wt%or greater, or 70 wt%or greater, or 80 wt%or greater, or 90 wt%or greater, or 99 wt%or greater, while at the same time, 99.9 wt%or less, or 99 wt%or less, or 90 wt%or less, or 80 wt%or less, or 70 wt%or less, or 60 wt%or less, or 50 wt%or less, or 40 wt%or less, or 30 wt%or less, or 20 wt%or less, or 10 wt%or less, or 5 wt%or less, or 1.0 wt%or less of an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I based on a total weight of the material. The material may have a 1, 4 dioxane content of 9 ppm or less as measured according to the headspace gas chromatography with flame ionization detection procedure laid out in greater detail below.

[0048] Preferably, the material (preferably, an aqueous cleaning composition) comprises an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, comprises 90 to 100 wt% (preferably, 95 to 100 wt%; more preferably, 97.5 to 100 wt%; still more preferably, 98 to 100 wt%; yet more preferably, 99 to 100 wt%; still yet more preferably, 99.5 to 100 wt%; yet still more preferably, 99.9 to 100 wt%; most preferably, 100 wt%) , based on weight of the material, of all alkyl alkoxy glycosides in the material.

[0049] The material (preferably, an aqueous cleaning composition) optionally further comprises an ingredient selected from the group consisting of a cleaning surfactant other than the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, a dispersant polymer, a salt, a builder, an enzyme, a corrosion inhibitor, an acid, a base, a bleaching agent, an abrasive, an antimicrobial agent, a chelating agent, a pH adjuster, a buffering agent, a dye, a fragrance, a hydrotrope, an organic solvent, a rheology modifier, sulfonated polymer, poly (alkylene oxide) polymer and mixtures thereof.

[0050] Preferably, the material is an aqueous cleaning composition, comprising water and an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside of formula I; and with any one or more of the following additional provisos (i) - (iv) : (i) with the proviso that the aqueous cleaning composition comprises 0 wt%, based on weight of the aqueous cleaning composition , of a nonionic surfactant of formula IV R3 (OC2H5) aOH       (IV)

[0051] wherein R3 is a C10-18 alkyl group and wherein a is an average of 2 to 9; (ii) with the proviso that the aqueous cleaning composition comprises ＜ 0.01 wt% (preferably, ＜ 0.001 wt%; more preferably, ＜ 0.0001 wt%; still more preferably, ＜ 0.00001 wt%; yet more preferably, less than the detectable limit; most preferably, 0 wt%) , based on weight of the aqueous cleaning composition, of a quaternary ammonium cationic surfactant having 2 chains which contain an average of 16 to 22 carbon atoms; (iii) with the proviso that if the aqueous cleaning composition comprises a nonionic surfactant of formula IV R3 (OC2H5) aOH       (IV)

[0052] wherein R3 is a C10-18 alkyl group and wherein a is an average of 2 to 9, then the weight ratio of the nonionic surfactant of formula IV to the acyclic branched alcohol ethoxy polyglycoside surfactant of formula I in the aqueous cleaning composition is ＞7: 1 (preferably, ＞ 8: 1; more preferably, ＞ 9: 1; most preferably, ＞ 10: 1) ; (iv) with the proviso that if the aqueous cleaning composition comprises (a) a nonionic surfactant of formula IV R3 (OC2H5) aOH      (IV)

[0053] wherein R3 is a C10-18 alkyl group and wherein a is an average of 2 to 9; and (b) a quaternary ammonium cationic surfactant having 2 chains which contain an average of 16 to 22 carbon atoms; then the weight ratio of (a) + the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I to (b) in the aqueous cleaning composition is ＜ 3: 1 (preferably, ＜ 2: 1; more preferably, ＜ 1.5: 1; most preferably, ＜ 1.25: 1) or ＞ 9: 1 (preferably, ＞ 10: 1; more preferably, ＞ 11: 1; most preferably, ＞ 12: 1) .

[0054] Preferably, the method of cleaning a soiled surface of the present invention, comprises: providing a soiled surface (preferably, wherein the soiled surface is selected from the group consisting of a soiled fabric, a soiled cloth, a soiled hard surface, a soiled hair and a soiled skin) ; wetting the soiled surface with an aqueous cleaning composition according to claim 9 to form a treated surface; and rinsing the treated surface with water to provide a cleaned surface.

[0055] Some embodiments of the present invention will now be described in detail in the following Examples.

[0056] Experimental Materials

[0057] Synthesis S1: Acyclic Branched C12EO

[0058] A 3 liter (L) 3-neck glass round bottom flask, equipped with an overhead stirred through the center neck, reflux condenser and a heating jacket was used for the etherification of 1-dodecene and monoethylene glycol with the catalyst. To ensure good mixing, a pitch blade impeller was used for agitation. A reaction mixture of 551.7 grams (g) ethylene glycol and 505.8 g 1-dodecene was prepared and loaded in the reactor together with 61 g catalyst in powdered form at 23 ℃. The impeller stirring rate was set to be at 400 revolutions per  minute ( “rpm” ) . The reactor was heated to 135 ℃ in over the course of 30 minutes, held at 135 ℃ for 18 hours and then the reactor was cooled down to 23 ℃ by shutting off the heater. The reaction mixture was separated into a monoethylene glycol and catalyst phase and an olefin phase using a separation funnel.

[0059] A distillation apparatus was constructed using a 1-liter round bottom flask connected to a short path distillation head with a thermometer adapter and a condenser with a vacuum adapter at the outlet. The distillation flask was heated in an aluminum block by an IKA heated stir-plate. The distillation pot was charged with the combined olefin phase and then stirring and vacuum were applied. Significant boiling was observed but no condensate was observed or collected. The temperature of the heating block was raised to 75 ℃ and unreacted dodecane was collected at a distillation head temperature of 25 ℃ to 50 ℃ and a pressure of 13.3-40 pascals (Pa) . The heating block temperature was raised gradually to 140 ℃ and an intermediate fraction containing both monoether alcohol ethoxylates and dodecenes was recovered while the head temperature increased from 50 ℃ to 75 ℃ at a pressure of 13 Pa. The C12EO was collected at a head temperature of 70 ℃ to 115 ℃ and a pressure of 6 Pa to 33 Pa. The heating block temperature was raised gradually to 200 ℃ and an intermediate fraction containing both monoether alcohol ethoxylates and diether was collected while the head temperature increased from 115 ℃ to 130 ℃ at a pressure of 6 Pa. The distillation was discontinued and the diether, which remained in the pot, was collected. The C12EO was subsequently used in the process to make an acyclic branched alcohol ethoxy glycose surfactant.

[0060] Synthesis S2: Acyclic Branched C14EO

[0061] A 300 mL Parr reactor with a heating jacket and controller was used for the etherification of 1-tetradecene and monoethylene glycol with a catalyst. To ensure good mixing, a pitch blade impeller was used for agitation.

[0062] The reaction mixture of 100.0 g monoethylene glycol and 100.0 g 1-tetradecene was prepared and loaded in the reactor together with 10.0 g powder form catalyst at 23 ℃. The impeller stirring rate was set to be at least 600 rpm. The reactor was heated up to 135 ℃ in 30 minutes, held at 135 ℃ for 6 hours and then the reactor was cooled down to room temperature by shutting off the heater. The reaction mixture was separated by a separation funnel. The reaction mixture was separated into a monoethylene glycol and catalyst phase and an olefin phase using a separation funnel. Fifteen batches were generated and the olefin phases were collected and combined for distillation.

[0063] The same distillation apparatus as used in the Synthesis S1 was used for distillation of the C14EO. The distillation pot was charged with the products in the olefin phase from multiple batch reactor runs and then stirring and vacuum were applied. Significant boiling was observed but no condensate was observed or collected. The temperature of the heating block was raised to 95 ℃ and unreacted 1-tetradecene was collected at a distillation head temperature of 30 ℃ to 60 ℃ at a pressure of 27 Pa to 5 Pa. The heating block temperature was raised gradually to 170 ℃ and an intermediate fraction containing both monoether and tetradecene was recovered while the head temperature increased from 60 ℃ to 85 ℃ at a pressure of 7 Pa to 5 Pa. The C14EO was collected at a head temperature of 80 ℃ to 115 ℃ and a pressure of 8 Pa to 5 Pa. The distillation was discontinued when no more material would distill over with the pot temperature set at 170 ℃. The distillation was discontinued and the diether, which remained in the pot, was collected. The C14EO was subsequently used in the process to make an acyclic branched alcohol ethoxy glycose surfactant.

[0064] Synthesis S3: Acyclic Branched C12EO Glucoside

[0065] A 250 mL round-bottomed flask was placed in an aluminum heating block and fitted with a 25 mL Dean-Stark trap (containing 20 mL n-butanol and 5 mL hexanes) , a nitrogen inlet and a magnetic stir bar. To the reactor was added glucose (10 g, 55.5 mmol) and n-butanol (30 mL, 0.328 mol, 6 equiv) . The reactor contents were then stirred vigorously under a light flow of nitrogen. To the stirring reactor contents was added para-toluenesulfonic acid monohydrate (110 mg, 0.58 mmol, 1 mol%) and the aluminum heating block set at 125 ℃ and maintained at that temperature for 4 hours. The reactor contents were then allowed to cool to ambient temperature with continued stirring to 16 hr. Then 2- (dodecan-2-yloxy) ethan-1-ol (49 g, 211 mmol, 3.8 equiv. ) was added to the reactor contents. The Dean-Stark trap was then replaced with a short path distillation head with vacuum. The reactor contents were then vacuum distilled with the aluminum heating block set at 130 ℃. The vacuum was periodically adjusted to a flow rate of 1-2 drops / mL. The vacuum was maintained for 3 hours. The distillation was then stopped. The distillation apparatus was placed back under a nitrogen atmosphere and the stirred contents of the reactor were allowed to cool to ambient temperature. A solution of aqueous sodium hydroxide was added to the stirring reactor contents until the mixture pH measured basic. The reactor contents were diluted with hexanes (30 mL) and purified via automated column chromatography (silica, 220 g) . The alcohol eluted with a mixture of ethyl acetate / hexanes as the mobile phase. The mobile phase was then ramped over 0.5 column volumes to 100%ethyl acetate. The mobile phase was then changed to ethyl acetate-methanol, and the solvent ratio was ramped to 80% methanol -during which time the product eluted as a mixture of mono-and polysaccharides. The solvent was removed under reduced pressure to give a viscous yellow-brown oil. Residual solvent was removed using a vacuum oven for 20 hours at 60 ℃.

[0066] Synthesis S4: Acyclic Branched C14EO Glucoside

[0067] A 100 mL round-bottomed flask was placed in an aluminum heating block and fitted with a 25 mL Dean-Stark trap (containing 25 mL n-butanol) , a nitrogen inlet and a magnetic stir bar. To the reactor was added glucose (3.5 g, 19 mmol) and n-butanol (20 mL, 0.223 mol, 11 equiv) . The reactor contents were then stirred vigorously under a light flow of nitrogen. To the stirring reactor contents was added para-toluenesulfonic acid monohydrate (41 mg, 0.22 mmol, 1 mol%) and the aluminum heating block set at 120 ℃ and maintained at that temperature for 2.5 hours. The reactor contents were then allowed to cool to slightly to 80 ℃ with continued stirring. Then 2- (tetradecan-2-yloxy) ethan-1-ol (21.04 g, 82 mmol, 4.2 equiv. ) was added to the reactor contents. The Dean-Stark trap was then replaced with a short path distillation head with vacuum. The reactor contents were then vacuum distilled with the aluminum heating block set at 120 ℃. The vacuum was periodically adjusted to a flow rate of 1-2 drops / mL. The vacuum was maintained for 3 hours. The distillation was then stopped. The distillation apparatus was placed back under a nitrogen atmosphere and the stirred contents of the reactor were allowed to cool to ambient temperature. A solution of aqueous sodium hydroxide was added to the stirring reactor contents until the mixture pH measured basic. The reactor contents were diluted with hexanes (30 mL) and purified via automated column chromatography (silica, 220 g) . The alcohol eluted with a mixture of ethyl acetate / hexanes as the mobile phase. The mobile phase was then ramped over 0.5 column volumes to 100%ethyl acetate. The mobile phase was then changed to ethyl acetate-methanol, and the solvent ratio was ramped to 60%methanol -during which time the product eluted as a mixture of mono-and polysaccharides. The solvent was removed under reduced pressure to give a viscous yellow-brown oil. Residual solvent was removed using a vacuum oven for 20 hours at 60 ℃.

[0068] Synthesis S5: Acyclic Branched C12EO Xyloside

[0069] A solution of xylose (10 g) , n-BuOH (55 mL) , and p-toluenesulfonic acid monohydrate (127 mg) were mixed in a 250 mL reactor fitted with a 25 mL Dean-Stark trap (with 15 mL of neat hexanes) and a water-cooled condenser. The contents of the reactor were maintained under an inert nitrogen atmosphere. The reactor contents were heated to 138℃ using an aluminum block heater. The temperature was maintained until 1.0 mL of water gathered in the trap. The mixture was pale yellow, clear and homogeneous at this  point. Intermediate prepared according to Synthesis S1 (46.04 g) was quickly added to the reactor contents. The Dean-Stark trap was replaced with a still head and water-cooled condenser. The contents of the reactor were then vacuum distilled while maintaining the aluminum block heater set point temperature at 135℃. The effluent from the still head was directed into an ice-cooled 250 mL receiver flask. Vacuum was periodically adjusted to a flow rate of 1-2 drops / min. Vacuum was continued for 1 hour. At this point the rate of distillation essentially slowed to zero. The distillation apparatus was placed under a nitrogen atmosphere and the contents of the reactor were allowed to cool with stirring to ambient temperature. A solution of sodium hydroxide (40 μL, 50 wt%in water) was added to the reactor contents. After vigorous stirring, the pH of the reactor contents was measured with pH paper to verify said contents were basic in pH. A sample (30 mL) of the reactor contents was then diluted with hexanes (30 mL) and purified by column chromatography on silica (using a hexane-ethyl acetate-methanol gradient) . The fractions that contained xylosides were concentrated on a rotary evaporator to give a viscous brown liquid. The liquid was coevaporated with one portion of ethyl acetate (30 mL) and then two portions of hexanes (30 mL) . The resulting product viscous liquid was dried in a vacuum oven at 60℃ for two hours. The composition of the product liquid was verified to be C12 (EO) 1-xyloside1.1 by 13C NMR and 1H NMR spectrum analysis.

[0070] Synthesis S6: Acyclic Branched C14EO Xyloside

[0071] A solution of xylose (4 g) , n-BuOH (20 mL) , and p-toluenesulfonic acid monohydrate (51 mg) were mixed in a 100 mL reactor fitted with a 25 mL Dean-Stark trap (with 15 mL of neat hexanes) and a water-cooled condenser. The contents of the reactor were maintained under an inert nitrogen atmosphere. The reactor contents were heated to 138℃ using an aluminum block heater. The temperature was maintained until 0.5 mL of water gathered in the trap. The mixture was pale yellow, clear and homogeneous at this point. Intermediate prepared according to Synthesis S2 (20.7 g) was quickly added to the reactor contents. The Dean-Stark trap was replaced with a still head and water-cooled condenser. The contents of the reactor were then vacuum distilled while maintaining the aluminum block heater set point temperature at 135℃. The effluent from the still head was directed into an ice-cooled 250 mL receiver flask. Vacuum was periodically adjusted to a flow rate of 1-2 drops / min. Vacuum was continued for 1 hour. At this point the rate of distillation essentially slowed to zero. The distillation apparatus was placed under a nitrogen atmosphere and the contents of the reactor were allowed to cool with stirring to ambient temperature. A solution of sodium hydroxide (20 μL, 50 wt%in water) was added to the reactor contents. After vigorous  stirring, the pH of the reactor contents was measured with pH paper to verify said contents were basic in pH. The reactor contents were diluted with hexanes (25 mL) and purified by column chromatography on silica (using a hexane-ethyl acetate-methanol gradient) . The fractions that contained xylosides were concentrated on a rotary evaporator to give a viscous brown liquid. The liquid was coevaporated with one portion of ethyl acetate (15 mL) and then two portions of hexanes (15 mL) . The resulting product viscous liquid was dried in a vacuum oven at 60℃ for two hours. The composition of the product liquid was verified to be C14 (EO) 1-xyloside1.2 by 13C NMR and 1H NMR spectrum analysis.

[0072] Comparative Syntheses S7-S10: Linear Alkyl Glycoside

[0073] A 500 mL round-bottomed reactor was placed in an aluminum heating block and fitted with a 25 mL Dean-Stark trap (containing 15 mL hexanes) and a magnetic stir bar. To the reactor was added sugar (Ag, 200 mmol) and n-butanol (B mL, 1.2 mol, 6 equiv) as noted in TABLE 1. The reactor contents were then stirred vigorously under a nitrogen blanket (bubbler) . To the stirring reactor contents was added para-toluenesulfonic acid monohydrate (C mg, 2.00 mmol, 1 mol%) (noted in TABLE 1) and the aluminum heating block set at temperature T1 (noted in TABLE 1) and maintained at that temperature for 2 hours. The reactor contents were then allowed to cool to ambient temperature with continued stirring. Then alcohol (D mL, 600 mmol, 3 equiv) was added to the reactor contents. The type and amount of the alcohol added are reported in TABLE 1. The Dean-Stark trap was then replated with a still head and a condenser flask. The reactor contents were then vacuum distilled with the aluminum heating block set at temperature T2 (noted in TABLE 1) and the condenser flask set in an ice-cooled bath. The vacuum was periodically adjusted to a flow rate of 1-2 drops / mL. The vacuum was maintained for 2 hours. The distillation was then stopped. The distillation apparatus was placed back under a nitrogen atmosphere and the stirred contents of the reactor were allowed to cool to ambient temperature. A solution of sodium hydroxide (120 μL, 50 wt%in water, 2.2 mmol) was added to the stirring reactor contents. After vigorous stirring, the pH was measured (pH paper) to ensure the reactor contents were basic. A 30 mL sample of the reactor contents was diluted with hexanes (30 mL) and purified via automated column chromatography (silica, 220 g) . The alcohol eluted at 20 / 80 ethyl acetate / hexanes. The solvent mixture was then ramped over 2 column volumes to 100%ethyl acetate. The solvent system was then changed to ethyl acetate-methanol, and the solvent ratio was ramped over 6 column volumes to neat methanol -during which time the product eluted as a mixture of mono-and polysaccharides. The solvent was removed under reduced pressure to give the final product.

[0074] TABLE 1

[0075] Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Degree of Polymerization (DP) Characterization

[0076] The materials prepared according to Syntheses S3-S10 were dissolved into deuterated DMSO-d6 to form a homogeneous solution at a concentration ～ 15-20 wt%at 25 ℃. NMR spectroscopy was conducted on a 600 MHz Bruker Avance spectrometer equipped with a 10 mm cryogenic probe. Quantitative 13C NMR spectroscopy employed the single pulse method using the inverse-gated 1H decoupling with a total repetition time of 20s (＞ 5× of T1, maximum) and acquisition time of 1.5 s. The receiver gain was optimized, and 128-256 scans were recorded to generate adequate spectral sensitivity for quantitative analysis. The spectral width was set to 220 ppm for 13C and 20 ppm for 1H with the center of frequency located at 100 and 4 ppm, respectively. DP is defined as the molar ratio of hydrophilic sugar head to the hydrophobic tail, which is measured via quantitative 13C NMR spectroscopy. The relative amount of sugar head Ihead is quantified using the integral of the characteristic peak from 96-110 ppm. The relative amount of the hydrophobic tail is quantified using the integral of the characteristic chain end methyl signal Itail. The DP is then calculated using the equation below with results provided in TABLE 2:

[0077] TABLE 2

[0078] EO Distribution

[0079] The distribution of EO adducts in the surfactants listed in TABLE 3 was determined by NMR or UHPLC-MS as noted using the methodology set forth below with the results provided in TABLE 3.

[0080] Nuclear Magnetic Resonance EO Distribution Characterization (NMR)

[0081] Samples of surfactant to be analyzed were prepared by dissolving the surfactant in deuterated dimethyl sulfoxide containing 0.025 M chromium (III) acetylacetonate. Nuclear magnetic resonance (13C NMR) spectra of the samples were then collected on a Bruker AVANCE 400 MHz spectrometer equipped with a 10 mm cryo-probe set to 25 ℃, with the following parameters: a 90°-pulse, inverse-gated decoupling, a 1.38 second acquisition time, and a 6.4 second recycle delay. 2048 scans were collected. The data was processed in MNOVA, and the chemical shifts were referenced to the solvent peak at 39.52 ppm. A DEPT-135 experiment was also acquired with the same parameters, but with a 2.0 second recycle delay, and 2048 acans. The ratios of different EO adducts are calculated by integrating and comparing the intensity of the ethylene oxide alcohol end groups from about 60-61 ppm, the ethylene oxide backbone groups from about 69-70 ppm, the ethylene oxide end group ether peak from about 71-72 ppm, the unreacted primary alcohol peaks from about 60-61 ppm, and the unreacted secondary alcohol peaks from about 65-66 ppm.

[0082] TABLE 3

[0083] At least 95 mol%of the products of Syntheses S3-S6 had an n of 1 and no more than 5 mol%the oligomers had an n of ≥ 2. Specifically, ≥ 98 mol%of the products of Syntheses S7-S10 had an n of 1 and ≤ 2 mol%of the oligomers had an n of ≥ 2.

[0084] 1, 4 dioxane Content

[0085] Procedure for Acid Digestion

[0086] Load a sample vial with 0.5 grams of the alcohol ethoxylate material to be tested. Next, concentrated sulfuric acid (4.0 grams, ACS reagent 95-98%) is added to form a reaction solution and the sample vial is tightly capped. The sample vials are then placed onto a heated block and the samples heated to 90℃. Once the set temperature is reached, the reaction is allowed to react for 1 hour. Once completed, the reaction sample vials are removed and allowed to cool to 23℃. While this sample is cooling, a separate gas chromatography head space vial is loaded with 0.9 grams of 1 molar aqueous NaOH solution and is cooled in an ice bath. After the reaction solution is cooled, 0.1 grams is added to the pre-cooled gas chromatography head space vial. The vial is capped immediately and placed  back into the ice bath. This sample is then analyzed by headspace gas chromatography with flame ionization detection ( “HS-GC / FID” ) to determine the amount of 1, 4 dioxane formed during the digestion. 1, 4 dioxane will complex with sulfuric acid, thus the neutralization step is necessary to liberate any 1, 4 dioxane generated during the sulfuric acid digestion of the samples.

[0087] Acid Digestion Analysis

[0088] The neutralized headspace vials are heated at 90℃ for 15 minutes in order to allow the concentration of 1, 4 dioxane to equilibrate into the headspace. A 2.5 ml aliquot of the headspace is extracted using a gas-tight syringe heated at 150℃ and subsequently injected into the gas chromatographic instrument. The volatile components in the headspace sample are separated using a Porabond Q column and then detected by a flame ionization detector. The Porabond Q column is used because it does not readily degraded under acidic or basic conditions and is able to provide the best separation and limit of detection of 1, 4 dioxane amongst the other acid degraded sample matrix components. Quantitation is performed by external standardization and the method is found to have a limit of detection of 0.1 ppm (w / w) for 1, 4 dioxane.

[0089] The 1, 4 dioxane content of the materials listed in TABLE 4 was determined by headspace gas chromatography with flame ionization detection (HS-GC / FID) as noted using the methodology set forth above with the results provided in TABLE 4.

[0090] TABLE 4

[0091] Given the understanding how 1, 4 dioxane is believed to be formed, it is important to know the stability of alcohol ethoxylates under acidic environments such as the H2SO4 acidic digestion experiment. The commercial linear primary C12-14 alcohol ethoxylate has an average of one ethyleneoxide adduct per molecule. Notwithstanding, the material contained a significant amount of unreacted alcohol and molecules with ≥ 2 ethyleneoxides. Alcohol ethoxylates having ≥ 2 ethyleneoxides per molecule provide a chemical path for the formation of 1, 4 dioxane in acidic conditions.

[0092] The product C12EO of Synthesis S1 was also tested in the acid digestion study. After acid digestion, the 1, 4 dioxane content was 0.00052 wt% (5.2 ppm) confirming that  compositions rich (i.e., ≥ 95 mol%) in 1EO alcohol ethoxylate exhibit better stability under acidic conditions thereby avoiding 1, 4 dioxane formation. A very small amount of 1, 4 dioxane was observed, likely due to the 1 mol%of ≥ 2EO alcohol ethoxylate present. It is expected that C14EO would provide the same low 1, 4 dioxane concentration as it similarly has a single EO unit in ≥ 95 mol%of molecules.

[0093] Procedure for Alcohol Ethoxy Glucoside Dioxane Study

[0094] Step 1: Synthesis of Butyl Glucoside: A 500 mL two necked round bottomed flask outfitted with nitrogen inlet, magnetic stir bar and dean-stark trap with condenser and nitrogen outlet (to bubbler) served as the vessel for this reaction. The flask was charged with glucose (75.13 g) followed by 1-butanol (200 mL, 5.25 equiv) and hexanes (20 mL) . The same percentage mixture was added to the dean stark trap to fill the void space so that concentration was not affected during the reaction. Stirring was initiated and to the heterogenous mixture was then added in p-TSA-H2O (0.787 g, 0.01 equiv) . The solution was then heated with an aluminum heating block at a mantle temp of 130 ℃ to yield a light reflux, which resulted in the removal of water over the course of the 2.5 hour reaction time. During this time the mixture became homogenous and the amber colored. The heat was removed and the solution allowed to cool for 30 minutes. After cooling the dean stark trap was replaced with a short path distillation head and the solution again heated to 130 ℃ mantle temp. The excess butanol was removed over the course of 2.5 hours during which time vacuum was continually lowered to maintain steady flow of butanol. The resulting material was an extremely viscous black colored semisolid. The acid was not quenched due to further use of the material needing acidic conditions.

[0095] Step 2: Synthesis of Alcohol Ethoxylate Glucoside: A 250 mL round bottomed flask with magnetic stir bar, condenser, and attached nitrogen inlet. The flask was charged with the unneutralized butyl glucoside (11 g, 1.0 equiv. ) from Step 1 and the alcohol ethoxylate (s) of interest (4.0 equiv) . Due to the limited solubility of the butyl glucoside at room temperature additional pTSA (24 mg, 0.0027 equiv) was added to each of the reaction mixtures. The mixtures were then heated to 130 ℃ (mantle temperature) and stirred for 3 hours. The mixtures were allowed to cool to room temperature and the crude reactions were then analyzed by HSGC-MS to determine dioxane content.

[0096] Headspace Gas chromatography-Mass spectrometry (HSGC-MS) conditions for 1, 4-dioxane measurement from APG synthesis: Headspace gas chromatography coupled to mass spectrometry was used to analyze and quantitate the amount of dioxane in samples from  the APG synthesis. Quantitation was done via single point standard addition using the instrument conditions below.

[0097] Standard addition samples were prepared by first preparing standards of dioxane from 10-1000 ppm in water. Then varying amounts (0.01-0.05 g) were spiked onto 1g of samples at roughly 2x the estimated concentration. These spike concentration ranged from 0.1 to 30 ppm.

[0098] Samples were prepared by weighing 1 g of sample into a headspace vial and crimping shut. These samples were run under the HSGC-MS conditions stated above.

[0099] The 1, 4-dioxane content of the materials listed in TABLE 5 was determined by Headspace Gas chromatography-Mass spectrometry (HSGC-MS) as noted using the methodology set forth above with the results provided in TABLE 5.

[0100] TABLE 5

[0101] The headspace gas chromatography results obtained from the crude alcohol ethoxylate glucoside reactions contained 5.4 ppm of dioxane for commercial alcohol ethoxylate A and 1.6 ppm of dioxane for commercial alcohol ethoxylate B. As these commercial alcohol ethoxylates have an average of 3 and 1 ethylene oxide units, respectively, the materials contain a significant amount of molecules with ≥ 2 ethylene oxides. As stated previously, alcohol ethoxylates having ≥ 2 ethylene oxides per molecule provide a chemical path for the formation of 1, 4-dioxane under acidic conditions. This gives rise to the elevated dioxane levels observed for commercial alcohol ethoxylate A and B. Surprisingly, the dioxane content for the crude reaction of Synthesis S2 falls below the limit of detection (0.1 ppm) of the HSGC-MS method. These results, along with the results from the acid digestion study, further demonstrates how products of Synthesis S1 and Synthesis S2 are much more resistant to dioxane formation under elevated temperature and acidic conditions used for the synthesis of alkyl polyglycoside surfactants.

[0102] Surfactant Properties

[0103] PICA Haziness:

[0104] Aqueous solubility of the alkyl glycosides prepared according to Syntheses S3-S6 and comparative Syntheses S7-S10 was characterized at a concentration of 1 wt%in water based on composition weight at 21 ° C. To conduct the characterization, compositions were prepared in one milliliter glass vials and placed in a 96 well aluminum plate in an enclosed test space with a robotic gripper arm. An image of each vial against a black background was collected with both standard white light and plane polarized light using a Canon Rebel XTi camera. The clarity of each formulation determined was a dimensionless measurement in a  grayscale intensity of the pixels from 1-255. The results are provided in TABLE 6. Note that a formulation that was cloudy possessed a clarity measurement of 20 or greater. A cloudy formulation indicates lack of solubility. Therefore, clarity measurement values below 20 correspond to formulations of soluble components.

[0105] TABLE 6

[0106] Peak Surface Tension and Critical Micelle Concentration (CMC) :

[0107] The peak surface tension and critical micelle concentration (CMC) of the alkyl glycoside surfactants prepared according to Syntheses S3-S6 and comparative Syntheses S7-S10 was determined by measuring surface tension (in dyne / centimeter) using a Kibron Delta-8 while incrementally adding the alkyl glycoside surfactants to deionized water and plotting the surface tension versus surfactant concentration. The CMC is the point at which an increase in surfactant concentration no longer resulted in a change in surface tension. The results are provided in TABLE 7.

[0108] TABLE 7

[0109] Ross-Miles Foam Height Test (ASTM D1173) :

[0110] Ross-Miles Foam Height testing according to ASTM D1173 was performed on the surfactants prepared according to Syntheses S3-S4 and a commercial linear C8-10 alcohol polyglucoside. The results are provided in TABLE 8.

[0111] TABLE 8

[0112] Oil / Water Interfacial Tension (IFT) :

[0113] The oil / water interfacial tension (IFT) was measured using a Kruss SDT spinning drop tensiometer, with canola oil as the model oil. A 1 wt%solution in water of the surfactant prepared according to Syntheses S3-S4 and a commercial linear C8-10 alcohol polyglucoside were prepared and tested to measure the oil / water interfacial tension (IFT) . The results are provided in TABLE 9.

[0114] TABLE 9

[0115] Contact Angle:

[0116] The contact angle a 1 wt%aqueous solution of the surfactant prepared according to Synthesis S3-S4 and a commercial linear C8-10 alcohol polyglucoside was measured at 21-23° C using a Kruss DSA-100 Drop Shape Analyzer with a movable sample stage and Kruss software DSA3. exe to control operation of the instrument and perform data analysis. The contact angle measurement was taken from a static sessile drop on a parafilm substrate. The parafilm substrate was placed on a glass microscope slide using a small amount of adhesive on each edge of the slide to hold the film in place. The substrate was placed on a sample stage and five liquid drops of a 0.1 wt %solution of surfactant in deionized water are deposited on the substrate programmatically using the procedure predefined via the DSA software. Drop volume was five microliters. Rate of drop deposition was six microliters per minute and drop measurements were made immediately after drop placement. Once a drop was placed an image of the drop was collected, the baseline was determined, left and right contact angles were determined by software and the arithmetic mean of left and  right contact angles was calculated for each drop. The result is reported in TABLE 10 as a mean of the values from three groups of five drops (i.e., mean of 15 total drops) .

[0117] TABLE 10

Claims

1.An acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I wherein each R1 and R2 is independently a C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 7 to 17; wherein S is a monosaccharide with 5 or 6 carbon atoms;wherein n is 1 in 95 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I; and wherein x is 1 to 1.7.2.The acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 1, wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I contains ＜ 1.5 ppm of 1, 4 dioxane.3.The acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 2, wherein each R1 and R2 is independently a linear C1-16 alkyl group; wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11 or 13.4.The acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 3, wherein S is glucose.5.The acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 4, wherein n is 1 in 98 to 100 mol%of the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I.6.The acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 5, wherein the sum of the carbon atoms in R1 and R2 is 11; and wherein x is 1 to 1.2.7.An aqueous cleaning composition comprising water and an acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I of claim 1.8.The aqueous cleaning composition of claim 7, wherein the acyclic branched alcohol ethoxyl glycoside surfactant of formula I is according to claim 6; wherein the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, comprises 90 to 100 wt%, based on weight of the aqueous cleaning composition, of all alkyl alkoxy glycosides in the aqueous cleaning composition.9.The aqueous cleaning composition of claim 8, further comprising an ingredient selected from the group consisting of a cleaning surfactant other than the acyclic branched alcohol ethoxy glycoside surfactant of formula I, a dispersant polymer, a salt, a builder, an enzyme, a corrosion inhibitor, an acid, a base, a bleaching agent, an abrasive, an  antimicrobial agent, a chelating agent, a pH adjuster, a buffering agent, a dye, a fragrance, a hydrotrope, an organic solvent, a rheology modifier, sulfonated polymer, poly (alkylene oxide) polymer and mixtures thereof.10.A method of cleaning a soiled surface comprising:providing a soiled surface;wetting the soiled surface with an aqueous cleaning composition according to claim 9 to form a treated surface; andrinsing the treated surface with water to provide a cleaned surface.

Images