DE1468014C - Process for the preparation of hydroxyalkyl ethers from gactomannans - Google Patents
Process for the preparation of hydroxyalkyl ethers from gactomannansInfo
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Description
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Zu diesen Suspensionen setzt man das Alkylenoxyd Die erfindungsgemäße Reaktion kann man in
gasförmig oder flüssig zu. In manchen Fällen ist es üblichen offenen oder geschlossenen Rührgefäßen
vorteilhaft, die Alkylenoxyde in einem Lösungsmittel durchführen. Sie kann chargenweise oder auch kongelöst
in das Reaktionsgefäß einzubringen. tinuierlich durchgeführt werden. Im letzteren Falle
__ Als Alkylenoxyde kommen beispielsweise in Frage 5 kann man das Reaktionsgemisch beispielsweise durch
Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Glycid, Butenoxyd, Bu- temperierte Röhren leiten,
tadienmonooxyd. Bei einer Temperatur von etwa 50 bis 600C beträgtThe alkylene oxide is added to these suspensions. The reaction according to the invention can be added in gaseous or liquid form. In some cases, it is usually advantageous, open or closed stirred vessels, to carry out the alkylene oxides in a solvent. It can be introduced into the reaction vessel in batches or in a cone solution. be carried out continuously. In the latter case __ As alkylene oxides, for example, question 5 can be used, for example, to pass the reaction mixture through ethylene oxide, propylene oxide, glycide, butene oxide, Bu-temperature-controlled tubes,
tadiene monoxide. At a temperature of about 50 to 60 0 C is
Die Menge des eingesetzten Oxalkylierungsmittels die Reaktionsdauer etwa 2 bis 4 Stunden. Bei höherenThe amount of the alkoxylating agent used, the reaction time about 2 to 4 hours. At higher
schwankt mit dem gewünschten Substitutionsgrad Temperaturen läuft die Reaktion entsprechendif the temperature fluctuates with the desired degree of substitution, the reaction proceeds accordingly
des Umsetzungsproduktes. Für die Herstellung von io schneller.of the conversion product. For making io faster.
in kaltem Wasser klar löslichen Äthern ist der Einsatz Die Aufarbeitung der Reaktionsansätze ist einfach, von 0,5 bis 1, vorzugsweise 0,6 bis 0,8 Teilen Alkylen- da die entstehenden Hydroxyalkyläther der Galactooxyd auf 1 Teil wasserfreies Galactomannan erfor- mannane im Reaktionsmedium unlöslich sind und derlich. meist in feinverteilter Form anfallen. Man trenntethers that are clearly soluble in cold water are used. from 0.5 to 1, preferably 0.6 to 0.8 parts of alkylene since the resulting hydroxyalkyl ethers of galactooxide to 1 part of anhydrous galactomannan, nannans are insoluble in the reaction medium and so. usually occur in finely divided form. One separates
Als Katalysatoren für das erfindungsgemäße Ver- 15 daher in geeigneter Weise durch Filtrieren, Zentrifahren
eignen sich primäre, sekundäre und tertiäre fugieren und Abpressen vom Lösungsmittel ab. Mit
Amine und/oder quaternäre Ammoniumbasen. Sie den abgetrennten Lösungsmitteln wird ein großer
können aliphatische Gruppen, welche auch durch Teil des Katalysators und der bei der Reaktion ent-Heteroatome
unterbrochen sein können, ferner cyclo- stehenden Nebenprodukte abgeführt,
alipbatische oder aromatische Gruppen enthalten. 20 Im allgemeinen ist es erforderlich, das anfallende
Es ist auch möglich, daß die Aminogruppe Bestand- Rohprodukt durch Auswaschen mit einem Lösungsteil
eines heterocyclischen Ringsystems ist. Als Kata- mittel zu reinigen. Nach einer für das chargenmäßige
lysatoren sind beispielsweise die folgenden geeignet: Arbeiten bevorzugten Ausführungsform rührt man
Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Tetra- das Rohprodukt in einer ausreichenden Menge des
methylammoniumhydroxyd, Äthylamin, Diäthylamin, 25 auch bei der Reaktion benutzten Lösungsmittels oder
Triäthylamin, Tetraäthylammoniumhydroxyd, Isopro- zweckmäßig eines etwas wasserärmeren Gemisches
pylamin, Diisopropylamin, Butylamin, Dibutylamin, auf, neutralisiert, filtriert oder zentrifugiert und
Tributylamin, Tetrabutylammoniumhydroxyd, Iso- wäscht mit etwas Lösungsmittel nach. Selbstverständbutylamin,
Diisobutylamin, die isomeren Hexyl-, lieh kann man das Rohprodukt auch mit einem
Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl- und Dodecylamine 30 Lösungsmittel bis zur neutralen Reaktion auswaschen,
sowie ihre durch erschöpfende Methylierung gebil- Die dazu erforderlichen Lösungsmittelmengen sind
deten Ammoniumbasen. Ferner werden genannt aber meist größer als bei dem vorstehend beschrie-Anilin,
Dimethylanilin, Cyclohexylamin, Piperidin, benen Reinigungsverfahren, welches die Neutralisation
N - Methylpiperidin, N - Dimethylpiperidinammoni- basischer Bestandteile einschließt. Die gereinigten
umhydroxyd, Pyridin, Alkylpyridine, Dicyclohexyl- 35 Hydroxyalkyläther der Galactomannane können anamin,
Pyrrolidin, Benzylamin und Dimethylbenzyl- schließend getrocknet werden.Suitable catalysts for the process according to the invention, therefore, in a suitable manner by filtering, centrifuging, are primary, secondary and tertiary fuging and pressing off the solvent. With amines and / or quaternary ammonium bases. A large number of aliphatic groups, which can also be interrupted by part of the catalyst and the heteroatoms ent during the reaction, can also be removed from the separated solvents, furthermore cyclo-standing by-products,
contain aliphatic or aromatic groups. In general, it is necessary that the resulting It is also possible that the amino group is constituent crude product by washing out with part of the solution of a heterocyclic ring system. To be cleaned as a catalytic converter. For example, the following are suitable for the batch lyzers: Working preferred embodiment, stirring methylamine, dimethylamine, trimethylamine, tetra- the crude product in a sufficient amount of methylammonium hydroxide, ethylamine, diethylamine, 25 solvents also used in the reaction or triethylamine, tetraethylammonium hydroxide, Isopropylamine, preferably a slightly less watery mixture, pylamine, diisopropylamine, butylamine, dibutylamine, neutralized, filtered or centrifuged and tributylamine, tetrabutylammonium hydroxide, iso-washes with a little solvent. Butylamine, diisobutylamine, the isomeric hexylamine, borrowed, the crude product can also be washed out with a heptyl, octyl, nonyl, decyl and dodecylamine 30 solvent until a neutral reaction occurs, as well as being formed by exhaustive methylation found ammonium bases. Furthermore, but mostly larger than in the case of the above-described aniline, dimethylaniline, cyclohexylamine, piperidine, benen purification processes are mentioned, which include the neutralization of N-methylpiperidine, N-dimethylpiperidineammonibasic constituents. The purified umhydroxyd, pyridine, alkylpyridines, dicyclohexyl- 35 hydroxyalkyl ethers of the galactomannans can be dried anamine, pyrrolidine, benzylamine and dimethylbenzyl- closing.
amin. Als Vertreter von Aminen, welche weitere Die erfindungsgemäß herstellbaren Hydroxyalkyl-amine. As representatives of amines, which further The hydroxyalkyl which can be prepared according to the invention
funktionelle Gruppen im Molekül enthalten, werden äther von natürlichen Galactomannanen fallen inFunctional groups contained in the molecule are covered by natural galactomannans in ether
beispielsweise genannt: Äthanolamin, Diäthanolamin, sehr reiner Form an. Der Aschegehalt, bestimmt alsfor example called: ethanolamine, diethanolamine, very pure form. The ash content, determined as
Triäthanolamin, Propanolamin, Dipropanolamin, Tri- 4° Sulfatasche, liegt meist unter 1 %· Sie sind in WasserTriethanolamine, propanolamine, dipropanolamine, tri-4 ° sulfated ash, is usually below 1% · They are in water
propanolamin. Es ist auch möglich, solche Amine leicht löslich.propanolamine. It is also possible to make such amines easily soluble.
zu verwenden, welche mehr als eine Aminogruppe Die erfindungsgemäß herstellbaren Produkte lassen
im Molekül enthalten, wie z. B. Äthylendiamin, sich in den meisten Fällen verwenden, in denen
Propylendiamin, Diäthylentriamin ,u. a. m. Von den beständige Hydrocolloide gewünscht werden. Sie
vorstehend erwähnten Aminen bzw. quaternären 45 lassen sich beispielsweise einsetzen als wasserlösliche
Ammoniumbasen benötigt man etwa 0,5 bis 20 %, Bindemittel, als Verdickungsmittel etwa für Textilinsbesondere
3 bis 10%, bezogen auf das Galacto- oder sonstige Druckfarben und als Sedimentations-,
mannan. Die erforderliche Zusatzmenge richtet sich Filtrations- und Flotations-Hilfsmittel,
im allgemeinen nach der Basizität und dem Mole- Die in den Beispielen angegebenen Viskositäten
kulargewicht des Katalysators. Von der Höhe des 5° wurden jeweils in 2%iger wäßriger Lösung im Brook-Zusatzes
ist unter anderem die Reaktionsgeschwindig- field-Viskosimeter bei 20 Umdrehungen je Minute
keit der Verätherung abhängig. Im allgemeinen wird mit Spindel 7 gemessen,
durch eine Erhöhung der Menge an Amin bzw. der R-1Ii
quaternären Ammoniumbase die Reaktionsgeschwin- Beispiel
digkeit erhöht. Es ist aber zu beachten, daß die 55 57 g handelsüblichen reinen Guarmehls (Feuchtigerwähnten
Katalysatoren selbst mit Alkylenoxyden keitsgehalt 12,3%) wurden in einer Lösung von
reagieren können. Wenn man also viel von ihnen 5 g Dimethylanilin in 100 g 70%igem Isopropanol
einsetzt, geht entsprechend viel Alkylenoxyd in unter kräftigem Rühren dispergiert. Die erhaltene
Nebenreaktionen verloren und steht somit für die Dispersion wurde in einem Rührautoklav mit 30 g
Verätherungsreaktion nicht mehr zur Verfügung. 60 Propylenoxyd versetzt und unter ständigem Rührento use which has more than one amino group. The products which can be prepared according to the invention can be contained in the molecule, such as. B. Ethylenediamine, use in most cases where propylenediamine, diethylenetriamine, etc. Of the permanent hydrocolloids are desired. The above-mentioned amines or quaternary 45 can be used, for example, as water-soluble ammonium bases, about 0.5 to 20% are required, binders, as thickeners for textiles, in particular 3 to 10%, based on the galacto or other printing inks and as sedimentation, mannan. The required additional amount depends on filtration and flotation aids,
in general according to the basicity and the molecular weight of the catalyst. The speed of the etherification, inter alia, the reaction speed field viscometer at 20 revolutions per minute is dependent on the height of the 5 ° in each case in a 2% aqueous solution with Brook additive. In general, spindle 7 is used to measure
by increasing the amount of amine or the R -1 Ii
quaternary ammonium base the reaction rate example
age increased. It should be noted, however, that the 55 57 g of commercially available pure guar flour (Feuchtiger-mentioned catalysts even with alkylene oxydene content 12.3%) were able to react in a solution of. So if you use a lot of them, 5 g of dimethylaniline in 100 g of 70% isopropanol, a corresponding amount of alkylene oxide is dispersed in with vigorous stirring. The secondary reactions obtained are lost and are therefore no longer available for dispersion in a stirred autoclave with 30 g of etherification reaction. 60 propylene oxide added and with constant stirring
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Tempe- 3 Stunden auf 6O0C erhitzt.The inventive process is heated for 3 hours at 6O 0 C in temperature range.
raturen von etwa 30 bis 8O0C, insbesondere 50 bis Nach dem Erkalten des Reaktionsgemisches wurdewas temperatures of about 30 to 8O 0 C, especially 50 to After cooling of the reaction mixture
6O0C, durchgeführt. Unterhalb 300C ist die Reak- der entstandene Hydroxypropyläther abfiltriert. Das6O 0 C carried out. Below 30 0 C, the reaction of the resulting Hydroxypropyläther is filtered off. The
tionsgeschwindigkeit für die praktische Durchführung Rohprodukt wurde in 100 g 90%igem Isopropanoltion rate for the practical implementation of the crude product was in 100 g of 90% isopropanol
bereits zu gering. Bei höheren Temperaturen, etwa 65 aufgerührt und mit Essigsäure neutralisiert. Nachalready too low. At higher temperatures, about 65 stirred up and neutralized with acetic acid. To
oberhalb 8O0C, laufen Nebenreaktionen in verstärktem erneutem Filtrieren wurde mit 50 g Isopropanolabove 8O 0 C, running side reactions in reinforced Filter, was charged with 50 g of isopropanol
Maße ab, welche zu Verfärbungen des Reaktions- nachgewaschen und das so gereinigte Produkt imMeasures from which discoloration of the reaction was washed and the thus purified product in the
Produktes führen. Vakuumtrockenschrank bei 700C getrocknet.Product. Vacuum drying cabinet dried at 70 ° C.
Es wurden 68 g eines schwachgelblichen Pulvers erhalten, das sich in Wasser zu einer klaren Lösung löste. Die Viskosität der 2%igen Lösung betrug 1100 cP. Der Aschegehalt (Sulfatasche) des getrockneten Produktes betrug 0,7%.68 g of a pale yellowish powder were obtained which turned into a clear solution in water solved. The viscosity of the 2% solution was 1100 cP. The ash content (sulfated ash) of the dried Product was 0.7%.
57 g handelsüblichen reinen Guarmehls (Feuchtigkeitsgehalt 12,3 %) wurden in einer Lösung von 3 g Triäthylamin in 100 g 80%igem Aceton durch kräftiges Rühren dispergiert. Die entstandene Dispersion wurde in einem Autoklav mit 30 g Äthylenoxyd versetzt und unter ständigem Rühren 3 Stunden auf 6O0C erhitzt.57 g of commercially available pure guar flour (moisture content 12.3%) were dispersed in a solution of 3 g of triethylamine in 100 g of 80% acetone by vigorous stirring. The resulting dispersion was placed in an autoclave with 30 g of ethylene oxide and heated for 3 hours at 6O 0 C with continuous stirring.
Nach dem Erkalten des Reaktionsgemisches wurde der gebildete Hydroxyäthyläther abfiltriert, mit 100 g 90%igem, danach zweimal mit je 50 g reinem Aceton gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 70° C getrocknet.After the reaction mixture had cooled down, the hydroxyethyl ether formed was filtered off, with 100 g 90% strength, then washed twice with 50 g of pure acetone each time and in a vacuum drying cabinet at 70 ° C dried.
Es wurden 72 g eines schwachgelblichen Pulvers erhalten, dessen 2%ige wäßrige Lösung klar war. Sie hatte eine Viskosität von 1000 cP. Der Sulfataschegehalt des trockenen Produktes betrug 0,5 %.72 g of a pale yellowish powder were obtained, the 2% strength aqueous solution of which was clear. It had a viscosity of 1000 cP. The sulfated ash content of the dry product was 0.5%.
57 g handelsüblichen reinen Guarmehls (Feuchtigkeitsgehalt 12,3 %) wurden in einem Gemisch von 80 g Isopropanol und 25 g einer 2O°/oigen wäßrigen Lösung von Tetraäthylammoniumhydroxyd dispergiert. Diese Dispersion wurde in einem Autoklav mit 30 g Äthylenoxyd versetzt und unter ständigem Rühren 3x/2 Stunden auf 60°C erwärmt.57 g of commercially available pure guar flour (moisture content 12.3%) were dispersed in a mixture of 80 g of isopropanol and 25 g of a 20% aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide. This dispersion was mixed with 30 g of ethylene oxide in an autoclave and heated to 60 ° C. 3 × / 2 hours with constant stirring.
Nach dem Erkalten wurde das Reaktionsgemisch filtriert. Der Hydroxyäthyläther wurde in 100 g 90%igem Isopropanol' aufgerührt, mit Essigsäure gegen Phenolphthalein" neutralisiert, filtriert und mit 50 g Isopropanol gewaschen. Anschließend wurde im Vakuumtrockenschfänk bei 7O0C getrocknet.After cooling, the reaction mixture was filtered. The hydroxyethylether was stirred up in 100 g 90% isopropanol ', neutralized with acetic acid to phenolphthalein ", filtered and washed with 50 g of isopropanol washed. The mixture was then dried in Vakuumtrockenschfänk at 7O 0 C.
Es wurden 67 g eines leichtgelblichen Pulvers ίο (Sulfataschegehalt 0,9 %) erhalten, das sich in Wasser klar löste. Eine 2%ige Lösung hatte eine Viskosität von 1150 cP.67 g of a pale yellowish powder ίο (sulfated ash content 0.9%) were obtained, which was dissolved in water clearly resolved. A 2% solution had a viscosity of 1150 cP.
55 g Johannisbrotkernmehl (Wassergehalt 10,1 %) wurden in einer Lösung von 5 g Monoäthanolamin in 150 g 80%igem Isopropanol aufgerührt. Die erhaltene Dispersion wurde in einem Autoklav mit 40 g Äthylenoxyd versetzt und 3 Stunden bei 6O0C gerührt.55 g of locust bean gum (water content 10.1%) were stirred up in a solution of 5 g of monoethanolamine in 150 g of 80% isopropanol. The obtained dispersion was put into an autoclave with 40 g of ethylene oxide and stirred for 3 hours at 6O 0 C.
Nach dem Erkalten wurde der gebildete Hydroxyäthyläther abfiltriert. Zur Reinigung wurde er in 100 g 90%igem Isopropanol aufgerührt und nach dem Abfiltrieren mit 50 g reinem Isopropanol gewaschen. Anschließend wurde das so gereinigte Produkt im Vakuumtrockenschrank bei 700C getrocknet. Es wurden 73 g eines fast farblosen Pulvers (Sulfataschegehalt 1,1%) erhalten, dessen 2%ige wäßrige Lösung klar war. Sie hatte eine Viskosität von 950OcP.After cooling, the hydroxyethyl ether formed was filtered off. To clean it, it was stirred up in 100 g of 90% strength isopropanol and, after filtering off, washed with 50 g of pure isopropanol. The product purified in this way was then dried at 70 ° C. in a vacuum drying cabinet. 73 g of an almost colorless powder (sulfated ash content 1.1%) were obtained, the 2% strength aqueous solution of which was clear. It had a viscosity of 950OcP.
Claims (4)
Lösungsmittels, welches unter den Reaktions- Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße bedingungen mit dem Alkylenoxyd praktisch Verfahren eignen sich natürlich vorkommende Ganicht reagiert, suspendiert und bei 30 bis 8O0C lactomannane, wie z. B. Guar- oder Johannisbrotin Gegenwart von 0,5 bis 20% (bezogen auf das 15 kernmehl, die durch Mahlen des Endosperms des Galactomannan) eines Amins und/oder einer Samens der Guarbohne bzw. des Johannisbrotbaumes quaternären Ammoniumbase als Katalysator mit gewonnen werden. Man kann sowohl die Rohprodem Alkylenoxyd umsetzt und anschließend die dukte als auch gereinigte Mehle verwenden,
entstandenen Hydroxyalkyläther der Galacto- Zum Dispergieren der Galactomannane kommen inannane durch Filtrieren oder Zentrifugieren 20 mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel in isoliert. Frage, welche unter den gewählten Reaktionsbedin-1. Process for the preparation of Hydroxyalkyl- ches under the reaction conditions with the alkyl ethers of galactomannans by reacting 5 lenoxide practically does not react, suspended and at of galactomannans with lower alkylene 30 to 80 0 C in the presence of 0.5 to 20% (based oxides in the presence of alkaline agents, d a- on galactomannan) an amine and / or characterized in that the quaternary ammonium base as a catalyst reacts with the galactomannans in about 1.5 to 10 times the alkylene oxide and then the amount by weight of about 10 to 50% water io those hydroxyalkyl ethers of the galactomannans isolated by containing, water-miscible organic filtration or centrifugation.
Solvent, which reacts, suspended and at 30 to 8O 0 C lactomannans, such as. B. guar or carob presence of 0.5 to 20% (based on the 15 kernel flour, which are obtained by grinding the endosperm of the galactomannan) of an amine and / or a seed of the guar bean or the carob tree quaternary ammonium base as a catalyst. You can convert both the raw alkylene oxide and then use the products as well as purified flours,
Hydroxyalkyl ethers formed from galacto- To disperse the galactomannans, inannans can be isolated by filtering or centrifuging 20 water-miscible organic solvents. Question which of the selected reaction conditions
seit längerem bekannt. Zu ihrer Herstellung hat man Der Wassergehalt der zum Dispergieren verwen-Hydroxyalkyl ethers of these galactomannans, and yields, based on the alkylene oxide used, although the hydroxyethyl and hydroxypropyl ethers are considerably lower in these cases.
known for a long time. The water content of the used for dispersing
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