CS239964B1 - Způsob přípravy kvarterních amoniových solí - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy kvarterních amoniových solí na· bázi oxetylovaného alifatického alkoholu, epichlorhydrinu a terciárního alifatického aminu. Alifatický alkohol se 4 až 22 atomy uhlíku v řetězci, oxetylovaný 2 až 10 moly etylenoxydu na 1 mol alifatického alkoholů se ponechá za přítomnosti kyseliny fluoroborité zreagovat s 1,0 až 1,5 ekvivalenty epichlorhydrinu při teplotě 90 až 150 OC, načež se vzniklý meziprodukt po neředění vodou při teplotě 80 až 110 °C kvarternizuje s terciárním aminem obecného vzorce f1' N------ R, , I 2 kde R, 2 j značí alkyl s počtem uhlíku 1 až 4 a nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 atomy uhlíku. Kvarterní amoniové sloučeniny, připravené podle našeho postupu ve formě 20 až 60% vodných roztoků, tvoří vodojasné až světle žluté, silně pěnící roztoky, neomezeně stálé.

Description

Vynález se týká nového způsobu přípravy kvarterních amoniových solí na bázi oxetyl ováných alifatických alkoholů, epichlorhydrinu a terciárních alifatických aminů.

Kvarterní amoniové sloučeniny jsou ionogénní, kationaktivně disociující tensidy a jsou velmi důležitou skupinou látek. Jejich hydrofobní část molekuly je součástí kationu, jenž je prakticky vždy amoniový, většinou kvarterní, výjimečně jiný oniový iont. Lze je znázornit obecným vzorcem:

kde R je hydrofobní Část, která musí být výšemolekulární, minimálně 8 8 atomy uhlíku v přímém řetězci. Tento alkyl však může být připojen i k aromatickému jádru, případně aralkylové skupiny. ^r1,2,3 a¹^¹» aryl respektive H, x” j_e hydro!ilní část, přičemž anion může být následující povahy:

ci®, βγ^θ, j®, ch₃oso₃®, c₂h₅oso₃®, ch₃coo°, οη^θ.

Použití těchto sloučenin je značně rozšířené a rozmanité.

Z literatury je známa jediná analogická příprava kvarterních amoniových solí, které se připravují reakcí halohydrinových sloučenin s terciárními aminy. Dle Japan Kokai 7564 206 (1975) se halohydrinová sloučenina připravuje z 520 dílů oktanolu, na iterý se v kyselém prostředí za katalysy 2 dílů BFn v dietyleteru při o J až 70 C během 2 hodin naadduje 296 dílů epichlorhydrinu. Reakční směs se zahřívá při 110°C další 1 hodinu, čímž vznikne 222 dílů chlorhydrineteru, který se zreaguje se 106 díly trietylaminu. Reakce se provádí ve vodném prostředí za refluxu při 85 až 95°C po dobu 15 hodin za vzniku kvarterní amoniové soli. Obdobně reagují aminy (CH₃)₂NCH₂CH₂OH, (C^H^CI^CI^OH, (OHCH2CH2)3N.

239 964

Nevýhody dosud známého způsobu přípravy kvarterních amonio▼ých solí tohoto typu odstraňuje způsob přípravy kvarterních amoniových solí na bázi oxetylovaných alifatických alkoholů podle vynálezu, který spočívá v tom, že se oxetylovaný alifatický alkohol se 4 až 22 atomy uhlíku v řetězci, oxetylovaný 2 až 10 moly etylenoxidu na 1 mol alifatického alkoholu, ponechá za přítomnosti kyseliny fluoroborité zreagovat s 1,0 až 1,5 ekvivalenty, s výhodou 1,10 až 1,15 ekvivalenty epichlorhydrinu při teplotě 90 až

15O°C, s výhodou 110 až 130°C, načež vzniklý meziprodukt se po nao ředění vodou při teplotě 80 až 110 C kvarternizuje s terciárním aminem obecného vzorce kde R^,R₂, ^R3 ^ζη8^ alkyl s počtem uhlíku 1 až 4 a nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 atomy uhlíku.

Předností našeho postupu jsou vysoké, prakticky kvantitativní výtěžky při maximální jednoduchosti výroby. Při zvýšeném molárním poměru 1,15 mol epichlorhydrinu vůči 1,0 mol oxetylováného alkoholu vyreaguje prakticky beze zbytku veškerý oxetylovaný alifatický alkohol za vzniku mono-, di-, tri-, chlorhydrineteru a reakční směs neobsahuje volný epichlorhydrin, čímž odpadá obtížné oddělování nevyreagovaného oxetylováného alkoholu. Rovněž kvařternizace mono-, di-, tri- chlorhydrineteru při našem postupu vzniklých, probíhá s vysokým výtěžkem, prakticky kvantitativně. Nezkvarternizováno zůstane pouze zhruba 6 % z nasazeného dimetylaminoetanolu. Při použití trietylaminu zůstává nevyreagovóno zhruba 15 % z nasazeného stechiometrického množství trietylaminu. Empiricky jsme nalezli, Že reaktivita terciárních substituovaných aminů klesá v pořadí:

(CHj)₂NCH₂CH₂0H

/ ^{2 5} k<- c₂h₅ ^G2^H5 °2^H5 °2^H5

O-H.OH e- 5 ./ \

C2H$0H

N— C₂H₅OH c₂h₅oh

Kvarterní amoniové sloučeniny připravené padle našeho postuDU ve formě 20 €|ž 50% vodných roztoků, tvoří vodojasné až světle žluté roztoky, neomezeně stálé.

Příklad 1

- 3239 964

Do 1,5 1 sulfonační baňky opatřené kapačkou, teploměrem, zpětným chladičem a KPG michadlem se předloží 400 g směsného alifatického alkoholu s 12 až 15 atomy uhlíku v řetězci, oxetylovaného 4,5 moly etylenoxidu na 1 mol alifatického alkoholu. Přidají se 2 g kyseliny octové na neutralizaci zůstatkové alkality, pocházející z alkalicky katalysované oxetylace, po té se přidají 2 g 40% kyseliny fluoroborité (možno též přidat asi 5 g kyseliny fiuoroborité bez předchozího přídavku kyseliny octové) vyhřeje na 100°C, načež se přikapává epichlorhydrin takovou rychlostí, aby se teplota reakční směsi držela v rozmezí 110 až 120°C,. Po vydávkování 105 g epichlorhydrinu které trvá asi 1 hodinu se reakční směs ponechá doreagovat při teplotě 110 až 120°C další 1 hodinu.

Získaný reakční produkt se zředí 1 370 g pitné vody, vyhřeje ha 90 C, načež se započne s dávkováním 95 g dimetylaminoetanolu. Po nadávkování dimetylaminoetanolu, které trvá asi 30 minut, se teplota reakční směsi udržuje na teplotě 95 až 102°C po dobu 1,5 hodiny, kdy se získá čirý, vodojasný světle žlutý roztok. Přídavkem 6 g koncentrované kyseliny octové se upraví pH na hodnotu 6 až 7·

Získá se 1 980 g čirého produktu s obsahem 30 % účinné látky, který poskytuje při ředění vodou čiré,silně pěnící roztoky.

Příklad 2

Do 1,5 1 sulfonační baňky, opatřené kapačkou, teploměrem, zpětným chladičem KPG michadlem sé předloží 640 g směsného alifatického alkoholu s 12 až 15 atomy uhlíku v řetězci, oxetylovaného 10 moly etylenoxidu na 1 mol alifatického alkoholu. Přidají se 2 g kyseliny octové na neutralizaci zůstatkové alkality pocházející z alkalicky oxetylace, potom se \ ·. i 2 g 40% kyseliny fluoroborité, případně 5 g kyseliny fluoroborité bez předchozího přídavku kyseliny octové (pH reakční směsi minimálně 2 až 3) vyhřeje na 100°C, načež se přikapává epichlorhydrin takovou rychlostí, aby se teplota reakční směsi držela v rozmezí 110 až 120 C. Po vydávkování 105 g epichlorhydrinu, které trvá asi 1 hodinu se reakční směs ponechá doreagovat při teplotě 110 až 125% další 2 hodiny.

Získaný reakční produkt se zředí 2 500 g Ditné vody, vyhřeje na o

C,načež se započne s dávkováním 96 g dimetylaminoetanolu. Po nadávkování dimetylaminoetanolu, které trvá asi 30 minut, se teplota reakční směsi udržuje na teplotě 95 až 102°C po dobu 2 hodin, kdy se získá čirý, vodojasný světle žlutý roztok. Přídavkem 9 g ' koncentrované kyseliny octové se upraví pH na hodnotu 6 až 7·

239 9B4

-hZíská se 3 330 g produktu s obsahem 25 % účinné látky, který poskytuje při ředěni vodou, čiré, silně pěnící roztoky.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   239 964

   Způsob přípravy kvarterních amoniových solí na bázi exetylovaných alifatických alkoholů, vyznačený tím, že se oxetyXováný alifatický alkohol se 4 až 22 atomy uhlíku v řetězci, ©xetylovaný 2 až 10 moly etylenoxidu na 1 mol alifatického alkoholu. ponechá za přítomnosti kyseliny fluoroborité zreagovat s 1,0 »? 1,5 ekvivalenty, s výhodou 1,10 až 1,15 ekvivalenty epichlorhydrínu při teplotě 90 až 15O°C, s výhodou 110 až 130°c, načež vzniklý meziprodukt se po naředění vodou při teplotě 80 až 110°C kvarternizuje s terciárním aminem obecného vzorce

   N “3 kde R-p Rg, značí alkyl s počtem uhlíku 1 až 4 a nebo hydroxyalkyl se 2 až 4 tttomy uhlíku.