<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Darstellung von als Netz-, Wasch-, Dispergler-usw.-nüttel verwendbaren
Produkten.
Die Darstellung alkylierter aromatischer Sulfonsäuren, welche infolge ihrer kapillaraktiven Eigenschaften als Wasch-, Netz-, Dispergier-usw.-mittel verwendet werden, durch gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Sulfonierung und Kondensation aromatischer Kohlenwasserstoffe und aliphatischer Alkohole ist u. a. in den deutschen Patentschriften Nr. 449114, 453431, 459605,493875 und 525158 beschrieben.
Wollte man diese Methoden auf gesättigte oder ungesättigte aliphatische Alkohole mit mehr als 10 C-Atomen im Molekül anwenden, so würde man zwar kolloidal lösliche Produkte erhalten, die jedoch dunkler gefärbt sind und die nicht allein am Licht noch weiter nachdunkeln, sondern auch Textilien anfärben und somit unbrauchbar sind.
Dies liegt an den höheren Temperaturen, die für die Kondensation erforderlich sind, da einerseits die gesättigten hochmolekularen aliphatischen Alkohole feste Körper sind, die Kondensation dieser Alkohole daher nur sehr unvollkommen erfolgt, während anderseits die ungesättigten hochmolekularen aliphatischen Alkohole gegen längere Einwirkung der üblichen Sulfonierungsmittel (konzentrierte Schwefelsäure, Monohydrat, Oleum oder Chlorsulfonsäure) aussergewöhnlich empfindlich sind, so dass gleichzeitig Oxydations- und Polymerisationsprozesse eintreten, die ausser der Dunkelfärbung auch noch den Nachteil der nicht klaren Löslichkeit der erhaltenen Produkte zur Folge haben.
Es wurde nun gefunden, dass man sehr hellfarbige, leicht wasserlösliche Produkte erhält, wenn man Gemische aus Borsäureestern gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Alkohole mit mehr als 10 C-Atomen im Molekül und aromatischen Kohlenwasserstoffen bzw. deren Hydrierungsprodukten bei Temperaturen unter 500 der Einwirkung an sich üblicher Sulfonierungsmittel, z. B. konzentrierter Schwefelsäure, Oleum, Chlorsulfonsäure, unterwirft. Hiebei tritt gleichzeitig Kondensation und Sulfonierung ein. Die Borsäureester von aliphatischen Alkoholen der angegebenen Art zeichnen sich bekanntlich durch ihren wesentlich niederen Erstarrungspunkt gegenüber den entsprechenden Alkoholen aus, so dass bei der Kondensation stets eine Komponente in flüssiger Form vorliegt. So hat z.
B. der Alkohol aus Walrat einen Erstarrungspunkt von etwa 45 , der Borsäureester dieses Alkohols hingegen einen solchen von 35 . Die Alkohole aus dem Körperöl des Pottwals haben einen Erstarrungspunkt von etwa 28 , die Borsäureester hingegen einen solchen von nur 18 .
Durch die Anwendung derartiger Borsäureester werden die Vorteile erzielt, dass die Kondensation in kurzer Zeit erfolgt und dass Zersetzungen, die bei Anwendung nicht veresterter Alkohole eintreten würden, vermieden werden.
Zur Durchführung des Verfahrens können die in üblicher Weise aus aliphatischen Alkoholen mit mehr als 10 C-Atomen im Molekül beliebiger Art, nämlich primären oder sekundären gesättigten oder ungesättigten, einwertigen oder zweiwertigen Alkoholen, wie z. B. Dodecanol- (l), Cetylalkohol,
EMI1.1
Als aromatische Kohlenwasserstoffe kommen z. B. Benzol, Naphthalin, Anthracen oder deren Hydrierungsprodukte in Betracht. An Stelle der Kohlenwasserstoffe können jedoch auch die in bekannter Weise hergestellten Sulfonsäuren derselben mit den Borsävreestern unter Zusatz der oben genannten
<Desc/Clms Page number 2>
Sulfonierungsmittel kondensiert werden. Die Stellung der Sulfogruppe zur Alkylgruppe in den erhaltenen Produkten ist naturgemäss von den Arbeitsbedingungen abhängig, die sich im allgemeinen nach dem Verwendungszweck der Endprodukte richten.
Bei Anwendung von beispielsweise Naphthalin tritt bei gleichzeitiger Kondensation und Sulfonierung bei sehr niederen Temperaturen der Sulfonsäurerest der Hauptsache nach in a-Stellung, während die neueingeführte Seitenkette die-Stellung einnimmt. Bei zunehmender Temperatur erfolgt eine Umlagerung der Substituenten, so dass durch Veränderung der Reaktionsbedingungen die Zusammensetzung der Endprodukte willkürlich beeinflusst werden kann.
Im Alkoholradikal allenfalls noch vorhandene Doppelbindungen oder freie Hydroxylgruppen werden bei der Einwirkung der Sulfonierungsmittel in Sehwefelsäureestergruppen umgewandelt.
Die so herstellbaren Sulfonsäuren sind in kaltem Wasser klar löslich und besitzen stark kapillaraktive Eigenschaften. Durch Anwendung von Borsäureester von im Alkylrest chlorierten aliphatischen Alkoholen mit mehr als 10 C-Atomen im Molekül kann das Netz-und Waschvermögen der Produkte weiter erhöht werden. Zur Darstellung derartiger Borsäureester kann ein entsprechend chlorierter Alkohol verwendet werden ; zweckmässig wird jedoch der aus einem nicht chlorierten Alkohol hergestellte Borsäureester der Chlorierung unterworfen.
Bei dem in der französischen Patentschrift Nr. 706131 beschriebenen Verfahren werden höhere aliphatische Alkohole mit mindestens 8 C-Atomen im Molekül und aromatische Kohlenwasserstoffe oder deren Derivate, beispielsweise Sulfonsäuren, gleichzeitig der Sulfonierung bei Temperaturen von 70 bis 1000 unterworfen und die Sulfonierungsprodukte durch Neutralisation in Alkalisalze übergeführt.
Die nach vorliegendem Verfahren erhältlichen Produkte weisen gegenüber den nach dem Verfahren der französischen Patentschrift Nr. 706131 erhältlichen Produkten die Vorteile auf, dass sie in Wasser klar löslich sind und die wertvollen Eigenschaften (Wasch-, Dispergier-, Emulgier-, Schaumund Netzvermögen) in bedeutend höherem Ausmasse aufweisen.
Die nach vorliegendem Verfahren erhältlichen Produkte sollen in Form ihrer Alkalisalze infolge ihrer Eigenschaften, z. B. in der Textil-, Leder-und Papierindustrie sowie in der Kosmetik und im Haushalt, Verwendung finden.
Beispiel 1 : 100 Gewichtsteile Borsäureester des Oleinalkohols werden mit 120 Gewichtsteilen Naphthalin auf etwa 800 erhitzt, wobei sich das Naphthalin löst. Nunmehr wird unter starkem Rühren bis auf 300 gekühlt, wodurch ein dicker Brei entsteht. Man fügt unter Kühlen und Rühren 300 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure (660 Bé) so schnell hinzu, dass die Temperatur auf ungefähr 400 steigt, und rührt nun bei ungefähr 300 etwa drei Stunden. Hierauf lässt man das Ganze ungefähr eine Stunde bei gleicher Temperatur stehen, wobei sich die die Borsäure enthaltende Schwefelsäure absetzt, die abgezogen wird.
Unter weiterem Rühren trägt man nun nochmals etwa 100 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure (660 Bé) unter gutem Rühren ein und führt die Sulfonierung innerhalb einer Stunde bis zur vollkommenen Wasserlöslichkeit durch ; die Temperatur soll hiebei 400 nicht übersteigen.
Das Reaktionsgemiseh lässt man einige Stunden ruhig stehen, wobei sich überschüssige Schwefelsäure abscheidet, die abgezogen wird. Hierauf trägt man das saure Kondensationsprodukt in 200 Teile kalten Wassers langsam ein und neutralisiert die entstandene Lösung mit fein kristallisierter Soda.
Die Lösung wird mit fortschreitender Neutralisation dicker ; nach Beendigung derselben stellt das Neutralisationsgemiseh eine dünne Paste dar. Die Farbe derselben geht während der Neutralisation von braunrot oder violett in fast reines Weiss über. Das auf diese Weise neutralisierte Produkt löst
EMI2.1
Ort pulverisieren.
Beispiel 2 : In 170 Gewichtsteile Borsäureester des Cetylalkohol wird bei schwach erhöhter Temperatur so lange Chlor eingeleitet, bis das Gewicht um 30 Gewichtsteile erhöht ist. Hierauf werden 130 Gewichtsteile Naphthalin eingetragen und unter Rühren gelöst. Sodann erhitzt man die Lösung auf 120 , wobei die noch in Lösung gehaltene Salzsäure entweicht, kühlt hierauf unter Rühren bis auf 250 und kondensiert bzw. sulfoniert, wie in Beispiel 1 angegeben, mittels konzentrierter Schwefelsäure. Das erhaltene Produkt wird in üblicher Weise neutralisiert.
Beispiel 3 : Ein durch Sulfonieren von 120 Gewichtsteilen Naphthalin mit 160 Gewiehtsteilen 15% eigen Oleums bei 150-160'bis zur vollkommenen Wasserlöslichkeit in bekannter Weise darge- stelltes, ss-NaphthaIinsulfonsäure enthaltendes Reaktionsgemiseh wird bei 500 mit 180 Gewichtsteilen Borsäureester der Spermölalkohole vermischt, wobei die Temperatur nicht über 500 steigen soll. Hierauf werden unter Rühren 170 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure (660 Bé) eingetragen. Die Kon- densation wird durch Rühren während drei Stunden bei einer Temperatur von 35 bis 450 durchgeführt.
Das Reaktionsprodukt wird in der im Beispiel 1 angegebenen Weise aufgearbeitet.
Beispiel 4 : 200 Gewichtsteile Borsäurreester des prim.-n-Dodecylalkohols werden in 100 Gewichtsteilen Benzol unter Erwärmen gelöst und die Lösung unter Rühren auf 300 abgekühlt.
Man trägt nunmehr 300 Gewichtsteile 10% iges Oleum ein und kondensiert während fünf Stunden unter gutem Rühren bei etwa 45 . Hierauf wird die borsäurehaltige Schwefelsäure, wie in Beispiel 1 angegeben, abgezogen und die Sulfonierurg mit konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum zu Ende geführt.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches erfolgt in der im Beispiel 1 angegebenen Weise.
Beispiel 5 : 100 Gewichtsteile Metaborsäureester der Fettalkohole, die in bekannter Weise aus Spermöl gewonnen werden (z. B. gemäss dem in der britischen Patentschrift Nr. 417383 beschriebenen Verfahren), und 55 Gewichtsteile Naphthalin werden unter Rühren erwärmt, bis sich das Naphthalin gelöst hat ; alsdann kühlt man unter Rühren auf 200 ab, wodurch ein weisser dicker Brei entsteht. Nunmehr fügt man langsam 220 Gewichtsteile konzentrierte Schwefelsäure (660 Bé) hinzu und hält unter starkem Rühren und Kühlen die Temperatur auf 30-35 . Ist alle Schwefelsäure zugegeben, so rührt man bei 30-35 noch weitere zwei Stunden. Hierauf lässt man die Masse bei gleicher Temperatur zwei Stunden stehen, wobei sie sich in zwei Schichten trennt.
Die untere Schicht, die die überschüssige Schwefelsäure und die freigewordene Borsäure enthält, wird abgezogen, während die obere, die entstandene Sulfonsäure enthaltende Schicht unter gutem Rühren und Kühlen in 150 Teile kaltes Wasser eingerührt wird. Schliesslich wird bei einer Temperatur von höchstens 30 mit 40%iger Natronlauge neutralisiert.
Die erhaltene dünne Paste kann in bekannter Weise durch Trocknen, zweckmässig in einem Zerstäubungstrockner, in pulverige Form übergeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Darstellung von als Netz-, Wasch-, Dispergier- usw. -mittel verwendbaren Produkten durch Sulfonierung bzw. Kondensation aromatischer Kohlenwasserstoffe, deren Hydrierungprodukten oder Sulfonsäuren und mehr als 10 C-Atome im Molekül enthaltender aliphatischer Alkohole mit den üblichen Sulfonierungsmitteln sowie Überführung der Sulfonierungsprodukte in Alkalisalze, dadurch gekennzeichnet, dass man die Alkohole in Form ihrer Borsäureester zur Anwendung bringt und die Sulfonierung bzw. Kondensation bei Temperaturen unter 500 durchführt.