AT380878B - Verfahren zur herstellung von salzen von derivaten von n-oxiranmethan-n,n,n-trialkylammonium - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Salzen von Derivaten von N-Oxiranmethan-N,   N.   N-trialkylammonium der allgemeinen Formel 
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 worin   R 1   eine Alkylgruppe mit 1 bzw. 2 Kohlenstoffatomen ist, 
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 n die Wertigkeit des Anions X darstellt. 



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen Verbindungen dienen zur Behandlung von Polyhydrol- bzw. Polyaminpolymeren, denen dadurch eine dauernde bakterienhemmende und pilzhemmende Wirkung verliehen wird. 



   Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen dienen insbesondere zur Veredlung von Textilien wie beispielsweise Geweben, Gewirken, Vliesstoffen, Textilien auf Cellulosebasis, beispielsweise in Form von Baumwolle, Viskose, Rayon, Polynose, Leinen, Jute oder Ramie bzw. auf Grundlage synthetischer Polymeren wie beispielsweise 6,6/6,   11-Polyamide,   Cellulosearamide oder Cellu-   loseacetate.   



   Bei Textilien konnten diese Verfahren bisher nur vorübergehend durch Zusetzen mehr oder weniger substantiver kationischer Produkte beim letzten Spülbad angewendet werden. 



   Dieses Vorgehen kann drei schwerwiegende Nachteile aufweisen : - die Notwendigkeit, die antimikrobielle Behandlung bei jedem Waschgang erneut durchzufüh- ren, - das Risiko schlechter Imprägnierung, - potentielle Gefahr der Unverträglichkeit und Allergie bei bestimmten Personen. 



   Es ist allgemein bekannt, dass Textilien eine Umgebung darstellen, die die Entwicklung von Mikroorganismen auf Grund ihrer porösen und unterbrochenen Struktur begünstigt. Textilfasern spielen zu einem beträchtlichen Teil eine Rolle in der heutigen Wohnwelt : bei Oberbekleidung, Bettzeug, Leibwäsche, Tapezierstoffen, Futtermaterial bei Schuhwerk, usw. Man war nun bemüht, diesen Gegenständen bakterienhemmende und/oder pilzhemmende dauerhafte Eigenschaften zu verleihen, die bei aufeinanderfolgenden Wasch- und Sterilisiergängen nichts an Wirksamkeit einbüssen. 



   Das am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Vermeidung der unerwünschten Entwicklung von Mikroorganismen in Textilien besteht darin, die Desinfektion durch herkömmliche Reinigung oder durch Trockenreinigung vorzunehmen. Das Waschen in kaltem Wasser ist bekanntlich unwirksam bei der Zerstörung schädlicher Keime, und die Desinfektionsbäder empfehlen sich auch nur nach dem Kochen.

   Ausserdem kommt es häufig vor, dass ein wiederholtes Waschen in vielen Fällen nicht immer möglich ist, insbesondere, wenn es sich um Gegenstände handelt, die bei der kämpfenden Truppe, bei Personal in abgeschlossenen Einheiten wie Krankenhäusern, Kindergärten oder Hotels, oder bei Personen auf längeren Reisen im Gebrauch sind. Überdies werden bestimmte Textilien wie Bettzeug, Tapeten, Bodenbeläge und Möbelbezüge sowie Vorhänge nur in unregelmässigen Zeitabständen oder auch niemals gereinigt. Untersuchungen haben ergeben, dass sich auf diesen Gegenständen Krankheitserreger und Keime, die störende Gerüche erzeugen, angesammelt haben können. Aus andern Arbeiten wurde nachgewiesen, dass sich störende Bakterien leicht verstreuen und von befallenen Gegenständen während des Waschens auf andere Gegenstände übertragen werden können.

   Die Kontrolle der Entwicklung von Bakterien ist vorrangig nicht nur im Hinblick auf Prophylaxe sondern auch zu dem Zweck, der Entstehung unangenehmer Gerüche vorzubeugen. 



   Diese Nachteile können durch die erfindungsgemäss hergestellten Salze beseitigt werden. Die den behandelten Produkte verliehenen Dauereigenschaften behalten auch bei aufeinanderfolgenden 

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 Wasch- und Sterilisierungsvorgängen ihre Wirksamkeit. 



   Bei der Behandlung von Textilien ist vorgesehen, dass man den zu behandelnden Stoff mit einer Lösung einer oder mehrerer erfindungsgemäss erhaltener Verbindungen (I) in einer starken Lauge imprägniert, anschliessend den behandelten Stoff an der Luft trocknen lässt und für die Dauer von mindestens 5 h unter Luftabschluss lagert. 



   Alternativ kann man unter Weglassung der Lagerung unter Luftabschluss mittels jeder geeigneten Vorrichtung trocknen und anschliessend den behandelten Stoff auf einer Temperatur von mehr als   80 C   halten. 



   Der wichtigste Aspekt der nachstehend näher beschriebenen Behandlung liegt darin, dass die Behandlung eine Dauerwirkung hat, da zwischen dem Polymeren und den Salzen von N-Oxiranme-   than-N, N, N-trialkylammonium   eine Kovalenzbindung geschaffen wird. 



   Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Behandlung unschädlich ist, da während der Lebensdauer des Gegenstandes kein Aussalzen stattfindet. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der eingangs definierten Verbindungen er- 
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 man auf eine Temperatur zwischen 5 und   15 C   abkühlt und die Konzentration der   OH (2)-Ionen   erhöht, so dass sich die Verbindung der folgenden Formel (II) bildet : 
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 und   b)   man die Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel 
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 wobei X,   R3   und R jeweils die vorstehend genannte Bedeutung haben, bei Raumtemperatur und in Acetonitril zur Bildung des gewünschten Produktes der allgemeinen Formel   (I)   zur Reaktion bringt. 



   Die Reaktion der zweiten Stufe läuft bei Raumtemperatur in Acetonitril ab. 



   Das X   8 -Anion   in der Verbindung (I) kann ein organisches Anion sein, wie beispielsweise Benzolsulfonat, p-Toluolsulfonat, Methylsulfonat, Äthylsulfonat, Acetat, Methylsulfat, Äthylsulfat und Benzoat, oder ein mineralisches Anion wie beispielsweise ein Chlorid, Bromid, Jodid, Sulfat, Phosphat oder ein Hydroxyl. Es ist allgemein bekannt, nach der Synthese des Moleküls ein Anion durch ein anderes zu ersetzen, wobei Aceton als Lösungsmittel verwendet wird. 



   Bezüglich der vom Grundsätzlichen her bekannten Herstellungsverfahren wird auf die folgenden Veröffentlichungen verwiesen :
H. Gilman J. Amer.   chem.   Soc. 68,1946, S. 1291
Kuwamura und Kameyama Kogyo Kagaku Zasshi 67, 4, 1964, S. 592. 



   Als Beispiele für die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen lassen sich insbesondere 

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 die folgenden nennen : - N-Benzyl-N,   N-diäthyl-N-oxiranmethan-ammoniumchlorid   
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 von Fasern, Wolle, Band, Schnur, aufgespultem oder in Docken gefasstem Garn, in gezwirnter oder verseilter Form, als Vlies, Film, Flockenmaterial, Gewebe oder Gewirk, Papier, Fasermaterial vorliegende textile Material mit den erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen einer Reihe von Behandlungsgängen unterzogen :

   a) in einem Imprägniergang wird es mit einer Lösung eines quaternären Ammoniumsalzes der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel (I) behandelt, welche ausserdem als Kataly- sator eine starke Lauge wie NaOH, KOH,   LiOH   oder quaternäres Ammoniumsalz, das selbst in Hydroxylform vorliegt, in einer Konzentration enthält, welche zwischen 0, 4 und 
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 b) In einem Auspressgang wird das Material so behandelt, dass die Menge der Salze mit der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel dem beim Endprodukt gewünschten Stickstoff- gehalt von 0, 05 bis 0, 5% entspricht, wobei auf diese Weise dem Material die gewünschten bakterienhemmenden und pilzhemmenden Eigenschaften verliehen werden.

   c) In einem Thermofixiergang kann nach dem Verdampfen bei einer Temperatur zwischen 80 und   140 C   das Material einer Endbearbeitung unterzogen werden, an dessen Stelle auch vorteilhafterweise eine Mazerierung bei Umgebungstemperatur unter Luftabschluss für die
Dauer von 3 bis 48 h stattfinden kann. 



   Die erfindungsgemässe Herstellung der eingangs definierten Verbindungen wird an Hand der folgenden, nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert. 



   Beispiel 1 : N,   N-Diäthyl-N- (epoxy-2, 3-propyl)-amin  
Einem Gemisch von 1, 44 Mol Diäthylamin und 6 ml Wasser, das auf einer Temperatur von   30/35 C   gehalten wird, setzt man sehr langsam unter Rühren 1, 464 Mol Epichlorhydrin (135, 4 g) zu. Die Reaktion ist nach 3 h beendet (bzw. dann, sobald keine nennenswerte Wärme mehr freigesetzt wird). 



   Das Reaktionsgemisch wird anschliessend rasch auf   +4 C   abgekühlt, worauf man 20 min lang 144 g 50%iges Soda (1, 8 Mol) unter kräftigem Rühren zusetzt. Die Emulsion wird weitere 20 min lang bei einer Temperatur unter   15 C   gerührt. 



   Anschliessend werden 360 ml Eiswasser zugesetzt. Die organische Phase wird abgetrennt und die wässerige Phase wird mit 3 Teilen Äthyläther (bzw.   CC14)   extrahiert. Die organischen Phasen werden wieder zusammengeführt, über MgSO4 (oder jedem geeigneten andern Stoff) getrocknet, gefiltert, im Vakuum konzentriert und schliesslich in Arton unter vermindertem Druck destilliert. 



   Die Ausbeute an dem Produkt beträgt 62%. 



    IR-Film: epoxy = 1254-918-835-760 cm''    
Diese Verbindung ist unter Luftabschluss, in Argonatmosphäre, und unter Lichtabschluss bei 
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Einer Dispersion aus 0, 105 Mol Epichlorhydrin (9, 72 g) und 0, 01 Mol Wasser, auf   35 C   gehalten, wird sehr langsam 0, 1 Mol Monomethyldodecylamin (19, 94 g) zugesetzt. Nach 2 h Reaktionszeit wird das Gemisch auf   +5 C   abgekühlt, und während 20 min werden 12 g 50%iger Soda (0, 15 Mol) unter kräftigem Rühren zugesetzt, worauf weitere 40 min kräftig gerührt wird. Die Temperatur wird unter   15 C   gehalten. Die organische Phase wird durch Abklären getrennt, über Cellite filtriert und über MgSO 4 getrocknet. 



   Das Amin wird durch Destillation in Argon unter vermindertem Druck in einer 8 cm-Säule ohne Füllkörper gereinigt. 



   Die Ausbeute beträgt bei diesem Produkt 78%. 

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 fähig. 



   Beispiel 3 : a) An Stelle von Monomethyldodecylamin im Beispiel 2 wird zur Herstellung des entsprechen- den Endproduktes Monomethylduododecylamin eingesetzt. b) An Stelle von Monomethyldodecylamin im Beispiel 2 wird zur Herstellung des entsprechen- den Endproduktes Monomethylhexadecylamin eingesetzt. 



   Beispiel 4 : Alkylierung der nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten tertiären Amine
10 mMol tertiäres Epoxydamin und 10 mMol des jeweils gewählten Benzylbromids werden in 10 ml Acetonitril bei Raumtemperatur gelöst und unter Rühren und unter Luftabschluss 16 bis 72 h stehengelassen. Nach dieser Zeit werden 30 ml wasserfreier Äther zugesetzt, um gegebenfalls die Ausfällung des entstandenen Salzes bzw. Gummis herbeizuführen. Die Salze wurden rasch an der Luft getrocknet und mit 30 ml wasserfreiem Äther über einer Fritte gewaschen ; die Gummis wurden durchgearbeitet und in Argonatmosphäre mit 30 ml wasserfreiem Äther gewaschen, und anschliessend wurden sie mindestens 2 h lang bei   35/40 C   unter starkem Unterdruck stehengelassen ; der Druckwert lag hiebei unter   1,33.10' mbar.   



   In der nachfolgenden Tabelle sind die verschiedenen tertiären Ausgangsamine, die eingesetzten Alkylierungsmittel, die Reaktionsdauer, die Ausbeute und der Epoxydgehalt zusammengestellt. Mit dem Epoxydgehalt wird der verhältnismässige Anteil des in Epoxydform vorliegenden, nicht hydrolysierten Moleküls, bezogen auf das in Glykolform vorliegende, hydrolysierte Molekül, ausgedrückt (vgl. Durbetaki   A. J. Anal. Chem. 28,   12,1956, P   2000).   

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 Lösung imprägniert, welche - 60   g/l     N-Benzyl-N-methyl-N-dodecyl-N-oxiranmethan-ammoniumchlorid,   - 5   g/l   NaOH, und 
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 verbleiben. Nach dem Trocknen bei   1000C   wird der Stoff 2 min lang einer Thermofixierung bzw. 



  Heisssiegelung bei   140 C   unterzogen. Nach dem Spülen in kaltem Wasser könnte der Stoff vorzugsweise mit Chlorit gebleicht und anschliessend getrocknet werden. 



   Ein so behandelter Stoff weist eine gewisse bakterienhemmende Dauerwirkung gegenüber Staphylokokken, Streptokokken und Pneumokokken auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Salzen von Derivaten von N-Oxiranmethan-N,N,N-trialkylammonium der allgemeinen Formel <Desc/Clms Page number 6> EMI6.1 worin R 1 eine Alkylgruppe mit 1 bzw. 2 Kohlenstoffatomen ist, R2 eine lineare Alkylgruppe mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, EMI6.2 n die Wertigkeit des Anions X darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass EMI6.3 EMI6.4 EMI6.5 man auf eine Temperatur zwischen 5 und 15 C abkühlt und die Konzentration der OH 8 -Ionen erhöht, so dass sich die Verbindung der folgenden Formel (II) bildet :

   EMI6.6 und b) man die Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel EMI6.7 wobei X, R 3 und R 4 jeweils die vorstehend genannte Bedeutung haben, bei Raumtemperatur und in Acetonitril zur Bildung des gewünschten Produktes der allgemeinen Formel (1) zur Reaktion bringt.