CH630355A5 - Process for preparing novel pyridylalkylsulphonic acid betaines - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Pyridylalkylsulfonsäure-betainen. The invention relates to a process for the preparation of new pyridylalkylsulfonic acid betaines.
Pyridylsulfonsäuren und Pyridylalkylsulfonsäuren sind als Zusätze für galvanische Nickelbäder bekannt. In der US-PS 55 2 839 456 ist 4-Pyridyläthansulfonsäure zusammen mit anderen Additiven als Glanzbildner beschrieben. Obwohl 2- und 4-Pyridinäthansulfonsäuren den Glanz von abgeschiedenen Nickelüberzügen verbessern, haben sie keinen Einfluss auf deren Einebnung. In der US-PS 3 444 056 sind bestimmte 60 quaternäre Verbindungen der Pyridin-3-sulfonsäure als die Einebnung verbessernde und aufhellende Mittel beschrieben. Das in dieser Patentschrift genannte N-Methylpyridin-3-sul-fonsäurebetain und N-Allylpyridin-3-sulfonsäurebetain sind jedoch nicht voll zufriedenstellend. Der erhaltene Nickel-65 Überzug wird schon nach einer geringen Ampèrestunden-Leistung/Liter Nickelbad spröde und glanzlos. Dieses Verhalten des Bads lässt sich auch durch keine der bei der Galvanisierung angewandten Regenerationsmethoden vermeiden. Pyridylsulfonic acids and pyridylalkylsulfonic acids are known as additives for galvanic nickel baths. In US-PS 55 2 839 456 4-pyridylethanesulfonic acid is described together with other additives as brighteners. Although 2- and 4-pyridineethanesulfonic acids improve the gloss of deposited nickel coatings, they have no influence on their leveling. US Pat. No. 3,444,056 describes certain 60 quaternary compounds of pyridine-3-sulfonic acid as leveling-enhancing and brightening agents. However, the N-methylpyridine-3-sulfonic acid betaine and N-allylpyridine-3-sulfonic acid betaine mentioned in this patent are not fully satisfactory. The nickel-65 coating obtained becomes brittle and lackluster after a low ampere hour output / liter of nickel bath. This behavior of the bath cannot be avoided by any of the regeneration methods used in galvanization.
3 3rd
630355 630355
Aufgabe der Erfindung ist es, Zusätze für galvanische Bäder bereitszustellen, die vorzugsweise einen äusserst gleich-mässigen Nickelüberzug von ausgezeichneter Duktilität bei konstanten Badbedingungen ergeben. The object of the invention is to provide additives for electroplating baths which preferably result in an extremely uniform nickel coating of excellent ductility under constant bath conditions.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von neuen Pyridylalkylsulfonsäure-betainen der allgemeinen Formel I The process of the invention for the preparation of new pyridylalkylsulfonic acid betaines of the general formula I
CVnS°3 CVnS ° 3
© ©
10 10th
Unter niederen Alkylresten werden solche mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verstanden. Der Ausdruck «Halogen» schliesst Brom- und Fluoratome ein, jedoch sind Chloratome bevorzugt. Das Halogen hat ein Atomgewicht von weniger als 80. Lower alkyl radicals are understood to mean those with 1 to 4 carbon atoms. The term "halogen" includes bromine and fluorine atoms, but chlorine atoms are preferred. The halogen has an atomic weight of less than 80.
Die Pyridylalkylsulfonsäurebetaine der Formel (I) werden durch Quaternisierung einer entsprechenden 2- oder 4-Pyri-dylalkylsulfonsäure (Il-a) oder deren Alkalimetallsalzen (Il-b), vorzugsweise des Natriumsalzes, hergestellt: The pyridylalkylsulfonic acid betaines of the formula (I) are prepared by quaternization of a corresponding 2- or 4-pyridylalkylsulfonic acid (II-a) or its alkali metal salts (II-b), preferably the sodium salt:
CH2)nS°3H CH2) nS ° 3H
®) ®)
15 15
(H-a) (Ha)
in der der Substituent: -(CH2)nS03© in der 2- oder 4-Stellung des Pyridylrings steht, in which the substituent: - (CH2) nS03 © is in the 2- or 4-position of the pyridyl ring,
n den Wert 1 oder 2 hat, und n has the value 1 or 2, and
R eine Methyl-, Methallyl-, -CH2COOH-, -CH2(CH2)XCH2-S03Na-, wobei x den Wert 1 oder 2 hat, Natrium-2-hydroxy-propylsulfonat-, Natrium-2-hydroxybutylsulfonat-, Natrium--3-hydroxybutylsulfonat-, Benzyl-, Halogenbenzyl-, wobei das Halogen ein Atomgewicht von weniger als 80 hat, Nie-deralkylbenzyl-, wobei der niedere Alkylrest 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, oder eine Benzyl-Gruppe ist, die durch die Gruppe: R is methyl, methallyl, -CH2COOH, -CH2 (CH2) XCH2-S03Na-, where x is 1 or 2, sodium 2-hydroxy-propylsulfonate, sodium 2-hydroxybutylsulfonate, sodium - 3-hydroxybutylsulfonate, benzyl, halobenzyl, where the halogen has an atomic weight of less than 80, lower alkylbenzyl, where the lower alkyl radical contains 1 to 4 carbon atoms, or a benzyl group which is defined by the group:
20 20th
25 25th
0 0
(CH2)ns03 (CH2) ns03
(Il-b) (Il-b)
•ch2-n ch ) SO 2 n 3 • ch2-n ch) SO 2 n 3
© ©
substituiert ist, wobei der Substituent: -(CH2)nS03© in der 2-oder 4-Stellung des Pyridylrings steht, und n den Wert 1 oder 2 hat, ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine 2- oder 4-Pyridyl-alkylsulfonsäure der Formel Il-a is substituted, wherein the substituent: - (CH2) nSO3 © is in the 2 or 4 position of the pyridyl ring, and n has the value 1 or 2, is characterized in that a 2- or 4-pyridyl-alkylsulfonic acid Formula Il-a
(Il-a) (Il-a)
(Il-b) (Il-b)
wobei der Substituent: -(CH2)nS03(H,Na) in der 2- oder 4-Stellung des Pyridylrings steht, Z ein Alkalimetall bedeutet, und n den Wert 1 oder 2 hat. Die Quaternisierung erfolgt mit einem geeigneten Quaternisierungsmittel, das befähigt ist, 30 den genannten Substituenten R am Ring-Stickstoffatom der Pyridylfunktion einzuführen, z.B. mit Dimethylsulfat, Meth-allylchlorid, Natriumchloracetat, Propansulton, Butansulton, einem geeigneten Benzylhalogenid oder einem geeignet substituierten niederen Alkylhalogenid. where the substituent: - (CH2) nSO3 (H, Na) is in the 2- or 4-position of the pyridyl ring, Z is an alkali metal, and n is 1 or 2. The quaternization is carried out with a suitable quaternizing agent which is capable of introducing the substituent R mentioned on the ring nitrogen atom of the pyridyl function, e.g. with dimethyl sulfate, meth-allyl chloride, sodium chloroacetate, propane sultone, butane sultone, a suitable benzyl halide or a suitably substituted lower alkyl halide.
35 Die Verbindungen der Formeln (Il-a) und (Il-b) können auf bekannte Weise hergestellt werden, z.B. durch Umsetzen von 2- oder 4-Vinylpyridin mit Natriumbisulfit nach dem in J. Am. Chem. Soc., Bd. 69, S. 2465 (1947) beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Äthylsulfonsäuren oder durch 40 Umsetzen eines geeigneten Halogenalkylpyridins mit Natriumsulfit. 35 The compounds of the formulas (Il-a) and (Il-b) can be prepared in a known manner, e.g. by reacting 2- or 4-vinylpyridine with sodium bisulfite according to the method described in J. Am. Chem. Soc., Vol. 69, p. 2465 (1947) processes for the preparation of ethylsulfonic acids or by reacting a suitable haloalkylpyridine with sodium sulfite.
Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine Methylgrupe ist, werden die Ausgangsverbindungen der Formel (Il-a) oder (Il-b) mit Dimethylsulfat als Qua-45 ternisierungsmittel umgesetzt, wobei dieses im allgemeinen in einem geringen stöchiometrischen Überschuss eingesetzt wird. Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, können höhere Temperaturen angewandt werden. Da Dimethylsulfat bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit ist, erübrigt sich nor-50 malerweise die Verwendung eines zusätzlichen organischen Lösungsmittels für die Quaternisierungsreaktion. Die Reaktion verläuft folgendermassen: To prepare compounds of the formula (I) in which R is a methyl group, the starting compounds of the formula (II-a) or (Il-b) are reacted with dimethyl sulfate as qua-45 ternizing agent, this generally being carried out in a low stoichiometric amount Excess is used. To increase the reaction rate, higher temperatures can be used. Since dimethyl sulfate is a liquid at room temperature, there is usually no need to use an additional organic solvent for the quaternization reaction. The reaction proceeds as follows:
wobei Z ein Alkalimetall bedeutet, und n den Wert 1 oder 2 hat, where Z is an alkali metal and n is 1 or 2,
mit einem geeigneten Quaternisierungsmittel umsetzt, das zur Einführung des Substituenten R am Ring-Stickstoffatom der Pyridylfunktion befähigt ist. reacted with a suitable quaternizing agent which is capable of introducing the substituent R on the ring nitrogen atom of the pyridyl function.
Die vorstehend genannten Natrium-2-hydroxypropyIsulfo-nat-, Natrium-2-hydroxybutylsulfonat- und Natrium-3-hy-droxybutylsulfonatgruppen können auch als 3-Na-sulfo-2--hydroxypropyl-, 4-Na-sulfo-2-hydroxybutyl- bzw. 4-Na-sulfo--3-hydroxybutylgruppen bezeichnet werden. Ähnlich kann auch die Gruppe: CH2(CH2)xCH2S03Na bei x = 1 als 3-Na--sulfopropylgruppe und bei x = 2 als 4-Na-sulfobutylgruppe bezeichnet werden. The aforementioned sodium 2-hydroxypropyl isulfonate, sodium 2-hydroxybutyl sulfonate and sodium 3-hydroxybutyl sulfonate groups can also be used as 3-Na sulfo-2-hydroxypropyl, 4-Na sulfo-2-hydroxybutyl - or 4-Na-sulfo - 3-hydroxybutyl groups. Similarly, the group: CH2 (CH2) xCH2S03Na at x = 1 as 3-Na-sulfopropyl group and at x = 2 as 4-Na-sulfobutyl group.
55 55
60 60
65 65
630355 630355
4 4th
CH.,) SO-H â n J CH.,) SO-H â n J
+ Me2S04 + Me2S04
(Il-a) (Il-a)
(CH ) SO 2 n 3 (CH) SO 2 n 3
0 0
Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine -CH2COOH-Gruppe ist, werden etwa äquimo-lare Mengen der Ausgangsverbindung (Il-b) und einer Halogenessigsäure in Form eines Alkalimetallsalzes, z.B. des Natriumsalzes (III) in einem wässrigen Lösungsmittel, vorzugsweise unter Riickfluss umgesetzt. Das das entstandene Alkalimetallsalz enthaltende Reaktionsgemisch wird dann in der Regel abgekühlt und mit einer geeigneten Mineralsäure, wie Salzsäure, behandelt, um das Salz (IV) in die entsprechende Säure (V) zu überführen. Die Reaktion verläuft fol-gendermassen: For the preparation of compounds of formula (I) in which R is a -CH2COOH group, approximately equimolar amounts of the starting compound (II-b) and a haloacetic acid in the form of an alkali metal salt, e.g. the sodium salt (III) is reacted in an aqueous solvent, preferably under reflux. The reaction mixture containing the resulting alkali metal salt is then generally cooled and treated with a suitable mineral acid, such as hydrochloric acid, in order to convert the salt (IV) into the corresponding acid (V). The reaction proceeds as follows:
(CH2)nS03Na is (CH2) nS03Na is
20 20th
Cl-CH2COONa Cl-CH2COONa
(Il-b) (Il-b)
CH2COONa CH2COONa
<CH2>nS03e <CH2> nS03e
(HD (HD
HCl HCl
CJCH,)SO- CJCH,) SO-
© ©
I© I ©
CH2COOH CH2COOH
(IV) (IV)
(V) (V)
Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine Benzyl-, Halogenbenzyl- oder Niederalkylbenzylgruppe ist, werden auf ähnliche Weise hergestellt. Die Ausgangsverbindung (Il-b) wird mit einem geeigneten Benzylhalogenid (VI), z.B. Benzylchlorid, Halogenbenzylchlorid oder einem Niederalkyl-benzylchlorid, in Wasser vorzugsweise unter Rückfluss umgesetzt. Durch Abkühlen und Behandeln mit einer Mineralsäure wird das gewünschte N-benzylsubstituierte Produkt (VII) erhalten: Compounds of formula (I) in which R is a benzyl, halobenzyl or lower alkylbenzyl group are prepared in a similar manner. The starting compound (II-b) is treated with a suitable benzyl halide (VI), e.g. Benzyl chloride, halobenzyl chloride or a lower alkyl benzyl chloride, preferably reacted in water under reflux. The desired N-benzyl-substituted product (VII) is obtained by cooling and treatment with a mineral acid:
50 50
(•Il-b) + C1-CH2 (• Il-b) + C1-CH2
-Cte -Cte
HCl HCl
CT CT
10 10th
(ch ) so ® 2 n 3 (ch) so ® 2 n 3
r /= r / =
CH CH
R' = H, Halogen, niederer Alkylrest R '= H, halogen, lower alkyl group
Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine Methallyl-gruppe ist, werden ähnlich quaternisiert wie Verbindungen, Compounds of the formula (I) in which R is a methallyl group are quaternized in a similar way to compounds
65 bei denen R eine Benzylgruppe ist, jedoch verwendet man Methallylchlorid als Quaternisierungsmittel. 65 in which R is a benzyl group, but methallyl chloride is used as the quaternizing agent.
Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine -CH2-(CH2)x(CH2)S03Na-Grappe ist, werden durch Quaternisie- Compounds of the formula (I) in which R is a -CH2- (CH2) x (CH2) S03Na Grappe are quaternized
5 5
630355 630355
rang der Verbindung (Il-b) mit Propansulton bzw. Butan-sulton (VIII) vorzugsweise in einem wässrigen Lösungsmittel hergestellt. Zur Beschleunigung der Reaktion können erhöhte Temperaturen angewandt werden. Das Reaktionsgemisch wird vorzugsweise nach vorherigem Konzentrieren mit einer Mineralsäure behandelt, um dem Natriumionengehalt entgegenzuwirken, und hierauf mit geeigneten Natriumionen liefernden Basen umgesetzt, z.B. mit Natriummethylat in Methanol, um das gewünschte Natriumalkylsulfonatderivat (IX) herzustellen. Auf ähnliche Weise werden Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine Natrium-2-hydroxypropyl-sulfonat-, Natrium-2-hydroxybutylsulfonat- oder Natrium-3--hydroxybutylsulfonatgruppe ist, durch Quaternisierung von (Il-b) mit dem Natriumsalz einer geeigneten Halogenhy-droxyalkylsulfonsäure hergestellt, wie dies im folgenden für Natrium-2-hydroxypropylsulfonat (X) erläutert ist: rank of compound (Il-b) with propane sultone or butane sultone (VIII), preferably in an aqueous solvent. Elevated temperatures can be used to accelerate the reaction. The reaction mixture, preferably after prior concentration, is treated with a mineral acid to counteract the sodium ion content and then reacted with suitable bases providing sodium ion, e.g. with sodium methylate in methanol to produce the desired sodium alkyl sulfonate derivative (IX). Similarly, compounds of formula (I) in which R is a sodium 2-hydroxypropyl sulfonate, sodium 2-hydroxybutyl sulfonate or sodium 3-hydroxybutyl sulfonate group are quaternized with (II-b) with the sodium salt a suitable halohydroxyalkyl sulfonic acid, as explained below for sodium 2-hydroxypropyl sulfonate (X):
(Il-a) + (Il-a) +
(CH ) / 2'x h2c (CH) / 2'x h2c
\o - \ o -
\ \
/ /
CH«- CH «-
(X « 1,2) (VIII) (X «1,2) (VIII)
h2o h2o
10 10th
IS IS
-> ->
(CH2)nS0© (CH2) nS0 ©
Œ2- (CH2) x-<H2S03Na (IX) Œ2- (CH2) x- <H2S03Na (IX)
•(n-b) + • (n-b) +
OH OH
I I.
h2o h2o
Cl-O^-CH- CH2-S03Na ) Cl-O ^ -CH- CH2-S03Na)
A A
CX) CX)
HCl Na HCl Na
^2^nS03 ^ 2 ^ nS03
© ©
CH2-CH-CH 2-S O^îîa CH CH2-CH-CH 2-S O ^ îîa CH
(XI) (XI)
Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I), bei denen R eine mit der Gruppe For the preparation of compounds of formula (I) in which R is one with the group
©/^V<«2)nso3© © / ^ V <«2) nso3 ©
substituierte Benzylgruppe ist, wird a,ä'-DichIorxylol in der o-, m- oder p-Form vorzugsweise mit mindestens zwei stö-■chiometrischen Äquivalenten der Verbindung (Il-b) in einem wässrigen Lösungsmittel umgesetzt. Zur Beschleunigung der Reaktion werden vorzugsweise erhöhte Temperaturen angewandt. Nach beendeter Umsetzung wird im allgemeinen das Reaktionsgemisch abgekühlt und mit einer Mineralsäure behandelt, worauf man die gewünschten Produkte durch übliche is substituted benzyl group, a, α'-dichloro xylene in the o-, m- or p-form is preferably reacted with at least two stoichiometric equivalents of the compound (II-b) in an aqueous solvent. Elevated temperatures are preferably used to accelerate the reaction. After the reaction has ended, the reaction mixture is generally cooled and treated with a mineral acid, whereupon the desired products are obtained by customary means
Aufarbeitung gewinnt. Mit a,a'-Dichlor-p-xylol verläuft die geschilderte Quaternisierung folgendermassen: Refurbishment wins. With a, a'-dichloro-p-xylene, the described quaternization proceeds as follows:
55 55
60 60
65 65
630 355 630 355
2 (H-b) + Ci-CH, 2 (H-b) + Ci-CH,
h20 h20
HCl HCl
Die Verbindungen der Formel (I) ergeben üblicherweise einen äusserst gleichmässigen und ebenen Nickelüberzug von ausgezeichneter Duktilität, wenn man sie als Zusätze für herkömmliche galvanische Nickelbäder verwendet. Die Verbindungen können in den Nickelbädern entweder allein oder in Kombination mit anderen, den Glanz oder die Einebnung fördernden Zusätzen verwendet werden. Ein optimaler Glanz wird z.B. in Kombination mit bekannten Glanzbildnern, wie Saccharin, Diarylsulfonimiden, Naphthalintrisulfonsäuren oder -sulfonaten sowie Acetylenverbindungen, wie Propar-gylalkohol, erzielt .Die letztgenannte Verbindung fördert insbesondere den Nivelliereffekt der erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen. Die Verbindungen der Formel (I) können auch zusammen mit herkömmlichen Netzmitteln angewandt werden, z.B. mit Natriumlaurylsulfat oder anderen ionischen oder nichtionischen Mitteln, die die Oberflächenspannung verringern. Die galvanischen Bäder können auch herkömmliche Pufferzusätze enthalten, z.B. Borsäure oder Tartrate. The compounds of the formula (I) usually give an extremely uniform and even nickel coating of excellent ductility when used as additives for conventional galvanic nickel baths. The compounds can be used in the nickel baths either alone or in combination with other additives that promote gloss or leveling. An optimal gloss is e.g. in combination with known brighteners, such as saccharin, diarylsulfonimides, naphthalene trisulfonic acids or sulfonates, and acetylene compounds, such as propargyl alcohol. The latter compound in particular promotes the leveling effect of the compounds which can be prepared according to the invention. The compounds of formula (I) can also be used together with conventional wetting agents, e.g. with sodium lauryl sulfate or other ionic or non-ionic agents that reduce surface tension. The galvanic baths can also contain conventional buffer additives, e.g. Boric acid or tartrate.
Im allgemeinen enthalten die galvanischen Bäder eine saure Lösung eines Nickelsalzes, wie Nickelsulfat, Nickel-sulfamat, Nickelfluoborat, Nickelchlorid oder Nickelacetat. Auch Gemische dieser Salze sind gewöhnlich anwendbar. Typische Nickelbäder, in denen die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen verwendet werden können, sind in der US-PS 3 444 056 beschrieben. Die Konzentration der erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen beträgt 0,05 bis 2,0 g/Liter, insbesondere etwa 0,1 bis 0,5 g/Liter Bad. Andere bevorzugte Parameter sind eine Badtemperatur von etwa 50 bis 60°C, ein pH von etwa 3,5 bis 5,0, insbesondere etwa 4,5, und eine Stromdichte von etwa 1 bis 10 A/dm2. Das Bad kann z.B. mechanisch oder durch Einleiten von Luft gerührt werden. Im letzteren Fall ist die Verwendung eines nicht-schäumenden Netzmittels bevorzugt. In general, the electroplating baths contain an acidic solution of a nickel salt, such as nickel sulfate, nickel sulfamate, nickel fluoroborate, nickel chloride or nickel acetate. Mixtures of these salts can usually also be used. Typical nickel baths in which the compounds which can be prepared according to the invention can be used are described in US Pat. No. 3,444,056. The concentration of the compounds which can be prepared according to the invention is 0.05 to 2.0 g / liter, in particular approximately 0.1 to 0.5 g / liter bath. Other preferred parameters are a bath temperature of approximately 50 to 60 ° C., a pH of approximately 3.5 to 5.0, in particular approximately 4.5, and a current density of approximately 1 to 10 A / dm2. The bathroom can e.g. mechanically or by introducing air. In the latter case, the use of a non-foaming wetting agent is preferred.
Die galvanischen Nickelbäder der Erfindung ergeben normalerweise einen äusserst ebenmässigen und glänzenden Nikkeiüberzug. Bevorzugte Zusätze der Formel (I) sind Verbindungen, bei denen R eine unsubstituierte Benzylgruppe oder eine Benzylgruppe, die mit der Gruppe: The electroplated nickel baths of the invention normally provide an extremely even and shiny Nikkei coating. Preferred additives of the formula (I) are compounds in which R is an unsubstituted benzyl group or a benzyl group which corresponds to the group:
Beispiel 1 example 1
taVn! taVn!
so. so.
© ©
substituiert ist, z.B. 2-[N-Benzylpyridyl-(2)]-äthansulfon-säurebetain und l,2-Bis-[2-(2-sulfoäthyl)-pyridinium-(l)-me-thyl]-benzol. is substituted, e.g. 2- [N-Benzylpyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine and 1,2-bis- [2- (2-sulfoethyl) pyridinium- (l) -methyl] -benzene.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. The examples illustrate the invention.
20 20th
25 25th
a n at
©I © I
ch ch -so 2 2 3 ch ch -so 2 2 3
G G
ch2-cooh ch2-cooh
A. 2-[N-Carboxymethyl-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäurebetain 23,3 g (0,2 Mol) Natriumchloracetat, 41,8 g (0,2 Mol) A. 2- [N-Carboxymethyl-pyridyl- (2)] ethanesulfonic acid betaine 23.3 g (0.2 mol) sodium chloroacetate, 41.8 g (0.2 mol)
Natrium-2-pyridyläthansulfonatund 50 g Wasser werden 30 5 Stunden unter Rückfluss gekocht. Nach dem Abkühlen auf 20°C wird das Reaktionsgemisch mit 250 g konzentrierter Salzsäure behandelt. Hierauf saugt man das kristalline Natriumchlorid ab, engt die Lösung unter vermindertem Druck . zur Trockene ein und nimmt den Rückstand mit 350 ml 35 Methanol auf. 27,5 g der gewünschten Verbindung, die bei Raumtemperatur kristallisiert, werden auf einem Saugfilter abfiltriert und im Vakuum bei 110°C getrocknet; Zers.: 214°C. Sodium 2-pyridylethanesulfonate and 50 g of water are refluxed for 30 hours. After cooling to 20 ° C, the reaction mixture is treated with 250 g of concentrated hydrochloric acid. The crystalline sodium chloride is then suctioned off and the solution is concentrated under reduced pressure. to dryness and take up the residue with 350 ml of 35 methanol. 27.5 g of the desired compound, which crystallizes at room temperature, are filtered off on a suction filter and dried in vacuo at 110 ° C; Dec: 214 ° C.
B. 2-[N-Carboxymethyl-pyridyl-(4)]-äthansulfonsäurebetcdn wird auf ähnliche Weise unter Verwendung äquivalenter B. 2- [N-Carboxymethyl-pyridyl- (4)] -ethanesulfonic acid bed is similarly used using equivalents
40 Mengen von Natrium-4-pyridyläthansulfonat und Natriumchloracetat als Ausgangs Verbindungen hergestellt; Zers.: 234°C. 40 quantities of sodium 4-pyridylethanesulfonate and sodium chloroacetate were prepared as starting compounds; Dec: 234 ° C.
C. [N-Carboxymethyl-pyridyl-(4)]-methansulfonsäurebetain wird auf ähnliche Weise unter Verwendung äquivalenter C. [N-Carboxymethyl-pyridyl- (4)] methanesulfonic acid betaine is similarly used using equivalents
45 Mengen von Natrium-4-pyridylmethansulfonat und Natriumchloracetat als Ausgangsverbindungen hergestellt; Zers.: 290°C. 45 quantities of sodium 4-pyridyl methanesulfonate and sodium chloroacetate prepared as starting compounds; Dec .: 290 ° C.
50 50
55 55
Beispiel 2 Example 2
ch2ch2-so3® ch2ch2-so3®
6o A. 2-[N-Methyl-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäurebetain 6o A. 2- [N-methyl-pyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine
55 g (0,29 Mol) 2-Pyridyläthansulfonsäure und 40,7 g (0,32 Mol) Dimethylsulfat werden auf 150 bis 155°C erhitzt. Nach 2 Stunden wird das Reaktionsgemisch auf 20°C abgekühlt und mit einem Gemisch aus 40 ml Äthanol und 40 ml 65 Isopropanol versetzt. Nach 24stündigem Stehenlassen wird das abgeschiedene Rohprodukt auf einem Saugfilter abfiltriert. Nach zweimaligem Umkristallisieren aus Methanol trocknet man die weissen Kristalle im Vakuum bei 80°C. Es 55 g (0.29 mol) of 2-pyridylethanesulfonic acid and 40.7 g (0.32 mol) of dimethyl sulfate are heated to 150 to 155 ° C. After 2 hours, the reaction mixture is cooled to 20 ° C. and a mixture of 40 ml of ethanol and 40 ml of 65 isopropanol is added. After standing for 24 hours, the separated crude product is filtered off on a suction filter. After recrystallization from methanol twice, the white crystals are dried in vacuo at 80.degree. It
7 7
630355 630355
werden 16,8 g des gewünschten Produkts erhalten; Zers.: 209°C. 16.8 g of the desired product are obtained; Dec: 209 ° C.
B. 2-[N-Methyl-pyridyl-(4)]-äthansulfonsäurebetain wird auf ähnliche Weise unter Verwendung äquivalenter Mengen von 4-Pyridyläthansulfonsäure und Dimethylsulfat hergestellt. B. 2- [N-Methyl-pyridyl- (4)] ethanesulfonic acid betaine is similarly prepared using equivalent amounts of 4-pyridylethanesulfonic acid and dimethyl sulfate.
Beispiel 3 Example 3
CH. CH.
A. 2-[N-(2-Methylbenzyl)-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäure-betain A. 2- [N- (2-Methylbenzyl) pyridyl- (2)] ethanesulfonic acid betaine
41,8 g (0,2 Mol) Natrium-2-pyridyläthansulfonat, 28,1 g (0,2 Mol) o-Methylbenzylchlorid und 20 g Wasser werden 5 Stunden unter Rückfluss gekocht. Hierauf lässt man das Reaktionsgemisch auf 20°C abkühlen und versetzt mit 250 g konzentrierter Salzsäure. Das abgeschiedene Natriumchlorid wird abgesaugt und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockene eingeengt. Anschliessend vermischt man den Rückstand mit 200 ml Äthanol, filtriert die abgeschiedene weisse Kristallmasse auf einem Saugfilter ab und trocknet sie im Vakuum bei 110°C, wobei 32 g der gewünschten Verbindung erhalten werden; Zers.: 223°C. 41.8 g (0.2 mol) of sodium 2-pyridylethanesulfonate, 28.1 g (0.2 mol) of o-methylbenzyl chloride and 20 g of water are boiled under reflux for 5 hours. The reaction mixture is then allowed to cool to 20 ° C. and 250 g of concentrated hydrochloric acid are added. The separated sodium chloride is filtered off and the filtrate is evaporated to dryness under reduced pressure. The residue is then mixed with 200 ml of ethanol, the separated white crystal mass is filtered off on a suction filter and dried in vacuo at 110 ° C., 32 g of the desired compound being obtained; Dec .: 223 ° C.
B. 2-[N-(2-Methylbenzyl)-pyridyl-(4)]-äthansulfonsäure-betain wird auf ähnliche Weise unter Verwendung äquivalenter Mengen von Natrium-4-pyridyläthansulfonat und o-Methyl-benzylchlorid als Ausgangsverbindungen hergestellt: Zers.: 241°C. B. 2- [N- (2-Methylbenzyl) pyridyl- (4)] ethanesulfonic acid betaine is similarly prepared using equivalent amounts of sodium 4-pyridylethanesulfonate and o-methyl-benzyl chloride as starting compounds: Dec. 241 ° C.
Beispiel 4 Example 4
l^N>-CH2S0 l ^ N> -CH2S0
,© , ©
©Ì © Ì
U-Ç) U-Ç)
gangs Verbindungen die folgenden Verbindungen hergestellt: 2-[N-BenzyIpyridyl-(2)]-äthansulfonsäurebetain; The following compounds were prepared by way of compounds: 2- [N-benzylipyridyl- (2)] -ethanesulfonic acid betaine;
Zers.: 198°C. 2-[N-Benzylpyridyl-(4)]-äthansulfonsäurebetain; Dec: 198 ° C. 2- [N-benzylpyridyl- (4)] ethanesulfonic acid betaine;
5 Zers.: 234°C. 5 dec: 234 ° C.
2- [N-(2-Chlorbenzyl)-pyridyl-(2)] -äthansulfonsäurebetain; Zers.: 238°C. 2- [N- (2-chlorobenzyl) pyridyl- (2)] ethanesulfonic acid betaine; Dec .: 238 ° C.
2- [N-(4-Chlorbenzyl)-pyridyl-(2)] -äthansulfonsäurebetain; Zers.: 201°C. 2- [N- (4-chlorobenzyl) pyridyl- (2)] ethanesulfonic acid betaine; Dec .: 201 ° C.
io 2- [N-(2-Chlorbenzyl)-pyridyl-(4)l -äthansulfonsäurebetain; Zers.: 237°C. io 2- [N- (2-chlorobenzyl) pyridyl- (4) l -ethanesulfonic acid betaine; Dec .: 237 ° C.
15 15
20 20th
Û- Û-
Beispiel 6 Example 6
@ @
-CH,CH,-SO-"jj- 2 2 3 -CH, CH, -SO- "yy- 2 2 3
0 0
CH2CH2CH2-S03Na CH2CH2CH2-S03Na
A. 2-[N-(3-Na-Sulfopropyl)-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäure-25 betain A. 2- [N- (3-Na-sulfopropyl) pyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid-25 betaine
41,8 g (0,2 Mol) Natrium-2-pyridyläthansulfonat, 30,5 g (0,25 Mol) Propansulton, 200 g Methanol und 15 g Wasser werden 7 Stunden auf 65°C erwärmt. Hierauf engt man das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck ein und mischt 30 den Rückstand mit 200 ml konzentrierter Salzsäure. Das abgeschiedene Natriumchlorid wird abfiltriert und die Mutterlauge zur Trockene eingeengt. Der ölige Rückstand wird in 200 ml Methanol gelöst und 2 Tage stehengelassen. Etwas 2-Pyridyläthansulfonsäure, die sich während dieser Zeit 35 abscheidet, wird abfiltriert, worauf man das Filtrat mit einer 30prozentigen Natriummethylatlösung in Methanol neutralisiert. Das abgeschiedene weisse Salz wird abfiltriert und im Vakuum bei 110°C getrocknet, wobei 17 g der gewünschten Verbindung erhalten werden; Zers.: 228°C. 41.8 g (0.2 mol) of sodium 2-pyridylethanesulfonate, 30.5 g (0.25 mol) of propane sultone, 200 g of methanol and 15 g of water are heated to 65 ° C. for 7 hours. The reaction mixture is then concentrated under reduced pressure and the residue is mixed with 200 ml of concentrated hydrochloric acid. The separated sodium chloride is filtered off and the mother liquor is evaporated to dryness. The oily residue is dissolved in 200 ml of methanol and left to stand for 2 days. Any 2-pyridylethanesulfonic acid which separates out during this time is filtered off, whereupon the filtrate is neutralized with a 30 percent sodium methylate solution in methanol. The deposited white salt is filtered off and dried in vacuo at 110 ° C., 17 g of the desired compound being obtained; Dec: 228 ° C.
40 B. Das Verfahren von Beispiel 6A. wird wiederholt, jedoch verwendet man eine äquivalente Menge Butansulton; anstelle von Propansulton. Auf diese Weise entsteht 2-[N-(4--Na-sulfobutyl)-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäurebetain. 40 B. The procedure of Example 6A. is repeated, but using an equivalent amount of butane sultone; instead of propane sultone. In this way, 2- [N- (4 - Na-sulfobutyl) pyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine is formed.
C. Nach dem Verfahren von Beispiel 6A. werden unter Verwendung äquivalenter Mengen der entsprechenden Ausgangsverbindungen folgende Verbindungen hergestellt: [N-(3-Na-SuIfopropyl)-pyridyl-(4)]-methansulfonsäurebetain und C. Following the procedure of Example 6A. the following compounds are prepared using equivalent amounts of the corresponding starting compounds: [N- (3-Na-sulfopropyl) pyridyl- (4)] methanesulfonic acid betaine and
2-[N-(4-Na-Sulfobutyl)-pyridyl-(4)]-äthansulfonsäurebetain. 2- [N- (4-Na-Sulfobutyl) pyridyl- (4)] -ethanesulfonic acid betaine.
45 45
50 50
[N-Benzyl-pyridyl-(2)]-methansulfonsäurebetain [N-Benzyl-pyridyl- (2)] methanesulfonic acid betaine
17,3 g (0,1 Mol) Natrium-2-pyridylmethansulfonat, 12,7 g (0,1 Mol) Benzylchlorid und 13 g Wasser werden 2 Stunden bei 100 bis 105°C unter Rückfluss gekocht. Hierauf lässt man das Reaktionsgemisch auf 20°C abkühlen und versetzt es mit 100 ml konzentrierter Salzsäure. Das abgeschiedene Natriumchlorid wird abfiltriert und die Lösung zur Trockene eingeengt. Hierauf vermischt man den Rückstand mit 100 ml Äthanol, filtriert die abgeschiedenen weissen Kristalle ab und trocknet sie im Vakuum bei 110°C, wobei 13,7 g der gewünschten Verbindung erhalten werden; Zers.: 230°C. 17.3 g (0.1 mol) of sodium 2-pyridyl methanesulfonate, 12.7 g (0.1 mol) of benzyl chloride and 13 g of water are boiled under reflux at 100 to 105 ° C for 2 hours. The reaction mixture is then allowed to cool to 20 ° C. and 100 ml of concentrated hydrochloric acid are added. The separated sodium chloride is filtered off and the solution is evaporated to dryness. The residue is then mixed with 100 ml of ethanol, the white crystals which have separated out are filtered off and dried in vacuo at 110 ° C., 13.7 g of the desired compound being obtained; Dec: 230 ° C.
Beispiel 5 Example 5
Nach dem Verfahren der Beispiele 3 und 4 werden unter Verwendung äquivalenter Mengen der entsprechenden Aus- According to the procedure of Examples 3 and 4, using equivalent amounts of the corresponding components
55 55
60 60
Beispiel 7 Example 7
ch2ch2so© ch2ch2so ©
CH2-CH(OH)-CH2-S03Na CH2-CH (OH) -CH2-S03 Na
A. 2-[N-(3-Na-Sulfo-2-hydroxypropyl)-pyridyl-(2)]-äthan-sulfonsäureb etain 65 20,9 g (0,1 Mol) Natrium-2-pyridyläthansulfonat, 19,7 g (0,1 Mol) Natrium-3-chlor-2-hydroxypropylsulfonat-(l) und 20 ml Wasser werden 6 Stunden auf 95°C erhitzt. Hierauf engt man das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck A. 2- [N- (3-Na-Sulfo-2-hydroxypropyl) pyridyl- (2)] - ethane-sulfonic acid betaine 65 20.9 g (0.1 mole) sodium 2-pyridylethane sulfonate, 19.7 g (0.1 mol) of sodium 3-chloro-2-hydroxypropylsulfonate (1) and 20 ml of water are heated at 95 ° C. for 6 hours. The reaction mixture is then concentrated under reduced pressure
630355 630355
ein und vermischt den Rückstand mit 100 ml konzentrierter Salzsäure. Das unlösliche Natriumchlorid wird abfiltriert und die Mutterlauge zur Trockene eingeengt. Der ölige Rückstand wird in 100 ml Methanol aufgenommen und 2 Tage stehengelassen. Etwas 2-Pyridyläthansulfonsäure, die sich während dieser Zeit abscheidet, wird abfiltriert, worauf man das Filtrat mit einer 30prozentigen Natriummethylatlösung in Methanol neutralisiert. Das abgeschiedene weisse Salz wird abfiltriert und im Vakuum bei 110°C getrocknet, wobei 11g der gewünschten Verbindungen erhalten werden; Zers.: 183°C. and mix the residue with 100 ml of concentrated hydrochloric acid. The insoluble sodium chloride is filtered off and the mother liquor is evaporated to dryness. The oily residue is taken up in 100 ml of methanol and left to stand for 2 days. Any 2-pyridylethanesulfonic acid which separates out during this time is filtered off, whereupon the filtrate is neutralized with a 30 percent sodium methylate solution in methanol. The white salt which has separated out is filtered off and dried in vacuo at 110 ° C., 11 g of the desired compounds being obtained; Dec .: 183 ° C.
B. Das Verfahren von Beispiel 7-A wird wiederholt, jedoch verwendet man äquivalente Mengen geeigneter Ausgangsverbindungen zur Herstellung der folgenden Verbindungen: 2- [N-(4-N a-Sulfo-2-hydroxybutyl)-pyridyl-(2)] -äthansulfonsäurebetain; B. The procedure of Example 7-A is repeated, but equivalent amounts of suitable starting compounds are used to prepare the following compounds: 2- [N- (4-N a-sulfo-2-hydroxybutyl) pyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine;
2-[N-(4-Na-Sulfo-3-hydroxybutyl)-pyridyl-(4)]-äthansulfon- 2- [N- (4-Na-Sulfo-3-hydroxybutyl) pyridyl- (4)] - ethanesulfone-
säurebetain und [N-(3-Na-Sulfo-2-hydroxypropyl)-pyridyl-(4)]-methansulfon-säurebetain. acid betaine and [N- (3-Na-sulfo-2-hydroxypropyl) pyridyl- (4)] methanesulfonic acid betaine.
Beispiel 8 Example 8
A. l,4-Bis-[2-(2-sulfoäthyl)-pyridirdum-(1 )-methyl]-benzol 62,8 g (0,3 Mol) Natrium-2-pyridyläthansulfonat, 17,5 g A. 1,4-bis- [2- (2-sulfoethyl) pyridirdum- (1) methyl] benzene 62.8 g (0.3 mol) sodium 2-pyridylethanesulfonate, 17.5 g
(0,1 Mol) a,a'-Dichlor-p-xylol und 50 g Wasser werden 4 Stunden auf 100 bis 105°C erhitzt. Hierauf kühlt man das Reaktionsgemisch ab und versetzt mit 200 g konzentrierter Salzsäure. Das abgeschiedene Natriumchlorid wird abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockene eingeengt. Hierauf versetzt man den Rückstand mit 200 ml Methanol, filtriert die abgeschiedenen unreinen Kristalle ab, löst sie bei 20°C in 120 ml Wasser und fällt sie durch Zusatz von 480 ml Äthanol wieder aus. Die weisse Kristallmasse wird abfiltriert und im Vakuum bei 110°C getrocknet, wobei 26 g der gewünschten Verbindung erhalten werden; Zers.: > 350°C. (0.1 mol) a, a'-dichloro-p-xylene and 50 g of water are heated at 100 to 105 ° C for 4 hours. The reaction mixture is then cooled and 200 g of concentrated hydrochloric acid are added. The separated sodium chloride is filtered off and the filtrate is evaporated to dryness under reduced pressure. The residue is then mixed with 200 ml of methanol, the impure crystals which have separated out are filtered off, dissolved in 120 ml of water at 20 ° C. and precipitated out again by adding 480 ml of ethanol. The white crystal mass is filtered off and dried in vacuo at 110 ° C., 26 g of the desired compound being obtained; Dec .:> 350 ° C.
B. Auf dieselbe Weise werden unter Verwendung äquivalenter Mengen entsprechender Ausgangsverbindungen die folgenden Verbindungen hergestellt: B. In the same way, using equivalent amounts of appropriate starting compounds, the following compounds are prepared:
1.2-Bis-[2-(2-sulfoäthyl)-pyridinium-(l)-methyl]-benzol; 1,2-bis- [2- (2-sulfoethyl) pyridinium (1) methyl] benzene;
Zers.: 248°C. Dec .: 248 ° C.
1.3-Bis-[2-(2-sulfoäthyl)-pyridinium-(l)-methyl]-benzol; 1,3-bis- [2- (2-sulfoethyl) pyridinium (1) methyl] benzene;
Zers.: 251°C. Dec .: 251 ° C.
1.4-Bis-[4-(2-sulfoäthyl)-pyridinium-(l)-methyl]-benzol; 1,4-bis- [4- (2-sulfoethyl) pyridinium (1) methyl] benzene;
Zers.: 258°C. Dec .: 258 ° C.
Beispiel 9 Example 9
Im folgenden sind typische galvanische Nickelbäder angegeben, in denen die Verbindungen der Formel (I) eingesetzt werden können. Neben den genannten erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen können auch beliebige andere erfindungsgemäss herstellbare Verbindungen der Formel (I) verwendet werden. Typical galvanic nickel baths are specified below in which the compounds of the formula (I) can be used. In addition to the compounds which can be prepared according to the invention, any other compounds of the formula (I) which can be prepared according to the invention can also be used.
A A
Nickelsulfat . 7H20 Nickel sulfate. 7H20
310 310
g/1 g / 1
Nickelchlorid . 6H20 Nickel chloride. 6H20
50 50
g/1 g / 1
s Borsäure s boric acid
40 40
g/1 g / 1
Laurylsulfat Lauryl sulfate
0,2 0.2
g/1 g / 1
Saccharin Saccharin
2,0 2.0
g/1 g / 1
2-[N-Benzylpyridyl-(2)]-äthansulfon-säurebetain 2- [N-Benzylpyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine
0,3 0.3
g/1 g / 1
Temperatur temperature
50-60°C 50-60 ° C
Stromdichte 1-7 A/dm2 Current density 1-7 A / dm2
15 pH 4,6 15 pH 4.6
B B
Nickelsulfat . 7HaO Nickel sulfate. 7HaO
310 310
g/1 g / 1
20 Nickelchlorid . 6H20 20 nickel chloride. 6H20
50 50
g/1 g / 1
Borsäure Boric acid
40 40
g/1 g / 1
Laurylsulfat Lauryl sulfate
0,2 0.2
g/1 g / 1
Saccharin-Natrium Sodium saccharine
1,0 1.0
g/1 g / 1
25 1,3,6-Naphthalintrisulfonsäure (Natriumsalz) 25 1,3,6-naphthalene trisulfonic acid (sodium salt)
2-[N-Benzylpyridyl-(4)]-äthansulfon-säurebetain 2- [N-Benzylpyridyl- (4)] - ethanesulfonic acid betaine
30 pH 30 pH
Temperatur Stromdichte Temperature current density
C C.
Nickelsulfat . 7H20 Nickelchlorid . 6H20 Borsäure Nickel sulfate. 7H20 nickel chloride. 6H20 boric acid
40 40
Laurylsulfat Lauryl sulfate
Dibenzylsulfonimid Dibenzylsulfonimide
Propargylalkohol Propargyl alcohol
45 l,2-Bis-[2-(2-sulfoäthyl)-pyridinium(l)--methyl]-benzol pH 45 l, 2-bis- [2- (2-sulfoethyl) pyridinium (l) methyl] benzene pH
Temperatur so Stromdichte Temperature so current density
Beispiel 10 Example 10
A. Das Verfahren von Beispiel 3-A wird wiederholt, jedoch verwendet man 18 g (0,2 Mol) Methallylchlorid anstelle von A. The procedure of Example 3-A is repeated, but using 18 g (0.2 mol) of methallyl chloride instead of
55 o-Methylbenzylchlorid zur Herstellung von 2-[N-(2-Methyl-propen-2-yl)-pyridyl-(2)] -äthansulfonsäurebetain (2- [N-Meth-allyl-pyridyl-(2)]-äthansulfonsäurebetain); Zers.: 196°C. 55 o-methylbenzyl chloride for the preparation of 2- [N- (2-methyl-propen-2-yl) pyridyl- (2)] -ethanesulfonic acid betaine (2- [N-meth-allyl-pyridyl- (2)] - ethanesulfonic acid betaine ); Dec .: 196 ° C.
B. 2-[N-(2-Methylpropen-2-yl)-pyridyl-(4)]-äthansulfonsäurebetain (2- [N-Methallyl-pyridyl-(4)] -äthansulfonsäure- B. 2- [N- (2-Methylpropen-2-yl) pyridyl- (4)] - ethanesulfonic acid betaine (2- [N-methallyl-pyridyl- (4)] -ethanesulfonic acid-
60 betain); Zers.: 208°C wird auf ähnliche Weise dadurch erhalten, dass man äquivalente Mengen von Natrium-4-pyridyl-äthansulfonat und Methallylchlorid als Ausgangsverbindungen verwendet. 60 betaine); Dec: 208 ° C is obtained in a similar manner by using equivalent amounts of sodium 4-pyridyl ethane sulfonate and methallyl chloride as starting compounds.
1,0 g/1 1.0 g / 1
0,3 g/1 4,6 50-60°C 1-7 A/dm2 0.3 g / 1 4.6 50-60 ° C 1-7 A / dm2
280 280
g/l g / l
40 40
g/1 g / 1
40 40
g/1 g / 1
0,2 0.2
g/1 g / 1
8,0 8.0
g/1 g / 1
0,04 0.04
g/1 g / 1
0,15 g/1 4,6 50-60°C 1-7 A/dm2. 0.15 g / 1 4.6 50-60 ° C 1-7 A / dm2.
v v
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |