DD234274A1 - METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES Download PDF

Info

Publication number
DD234274A1
DD234274A1 DD27152184A DD27152184A DD234274A1 DD 234274 A1 DD234274 A1 DD 234274A1 DD 27152184 A DD27152184 A DD 27152184A DD 27152184 A DD27152184 A DD 27152184A DD 234274 A1 DD234274 A1 DD 234274A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
item
ferrocenylalkyl
anionic
formula
reaction
Prior art date
Application number
DD27152184A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Haage
Bernd Weiland
Georg Sonnek
Heinz Reinheckel
Margarita I Rybinskaja
Vladimir S Kaganovic
Vasilij V Krivych
Original Assignee
Adw Ddr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adw Ddr filed Critical Adw Ddr
Priority to DD27152184A priority Critical patent/DD234274A1/en
Publication of DD234274A1 publication Critical patent/DD234274A1/en

Links

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen nichtionischen und anionischen grenzflaechenaktiven Ferrocenderivaten, die als Emulsions- und Suspenionsbildner eingesetzt werden koennen. Es werden erfindungsgemaess Ferrocenylalkylderivate mit Ethylenoxid, Chlorsulfonsaeure oder Diphosphorsaeure oder deren Zwischenprodukte mit Natriumdiethylphosphit oder mit Triethylphosphit phosphoryliert bzw. mit Methyl- oder Ethylmagnesiumhalogeniden umgesetzt. Die Ethyl-(v-ferrocenylalkyl)phosphonate werden als Alkalisalz oder Ammoniumsalz appliziert. Derart sind durch Anlagerung von Ethylenoxid nichtionische, durch Sulfatierungsreaktion schwefelhaltige anionische, durch Phosphorylierungsreaktion phosphorhaltige anionische sowie durch Folgestufen phosphorhaltige nichtionische Emulsions- und Suspensionsbildner erhaeltlich.The invention relates to a process for the preparation of novel nonionic and anionic surface-active ferrocene derivatives which can be used as emulsion and suspension formers. According to the invention, ferrocenylalkyl derivatives are phosphorylated with ethylene oxide, chlorosulfonic acid or diphosphoric acid or their intermediates with sodium diethyl phosphite or with triethyl phosphite or reacted with methyl or ethyl magnesium halides. The ethyl (v-ferrocenylalkyl) phosphonates are applied as alkali salt or ammonium salt. In this way, by addition of ethylene oxide nonionic, by sulfation reaction sulfur-containing anionic by phosphorylation phosphoric anionic and by subsequent steps phosphorus-containing nonionic emulsion and suspension formers available.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen nichtionischen und anionischen grenzflächenaktiven Ferrocenderivaten, die als Emulsions- und Suspensionsbildner eingesetzt werden können.The invention relates to a process for the preparation of novel nonionic and anionic surfactant ferrocene derivatives which can be used as emulsion and suspension formers.

Für die Anwendung von Ferrocen und Ferrocenderivaten sowie anderen elementorganischen und anorganischen Verbindungen in der Technik, z. B. der Schmierstoffapplikation und der Oberflächenmodifizierung, oder in der Medizin und Biotechnologie zur Beeinflussung von Lebensvorgängen durch eisenhaltige und andere elementorganische oder anorganische Verbindungen ist in vielen Fällen die Bildung von Emulsionen oder Suspensionen, allein oder gemeinsam mit organischen Losungsmitteln, in Wasser erforderlich. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von nichtionischen und anionischen grenzflächenaktiven Ferrocenderivaten dient dieser Art der Applikation von Ferrocen, seinen Derivaten und anderen elementorganischen sowie anorganischen Verbindungen.For the application of ferrocene and ferrocene derivatives as well as other elemental organic and inorganic compounds in the art, for. As the lubricant application and the surface modification, or in medicine and biotechnology for influencing life processes by iron-containing and other elemental or inorganic compounds in many cases, the formation of emulsions or suspensions, alone or together with organic solvents required in water. The application of the process according to the invention for the preparation of nonionic and anionic surface-active ferrocene derivatives serves this type of application of ferrocene, its derivatives and other organometallic and inorganic compounds.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Für Emulsions- und Suspensionsprozesse werden hauptsächlich nichtionische und anionische grenzflächenaktive Verbindungen verwendet. Die Herstellung stabiler wasserlöslicher grenzflächenaktiver Ferrocenderivate und anderer Organoübergangsmetallverbindungen mit Tensidcharakter wurde bisher lediglich für kationische Derivate von Ferrocen und anderen ff-Aromaten-Übergangsmetallkomplexen beschrieben (G. Sonnekund Mitarb., Z. Chemie 21/1981/, 331 und DD-WP 159842).For emulsion and suspension processes, mainly nonionic and anionic surfactants are used. The preparation of stable water-soluble surfactant ferrocene derivatives and other organo-transition metal compounds having a surfactant character has hitherto been described only for cationic derivatives of ferrocene and other ff-aromatic transition metal complexes (G. Sonnek and Mitarb., Z. Chemie 21/1981 /, 331 and DD-WP 159842).

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, für Emulsions- und Suspensionsvorgänge an elementorganischen und anorganischen Verbindungen besonders wirksame nichtionische und anionische grenzflächenaktive Verbindungen zu entwickeln, die im Anwendungsgebiet der Erfindung hohe Grenzflächenaktivität aufweisen und dabei spezielle molekulare Wechselwirkungen entgegen herkömmlichen Tensiden ermöglichen können.It is the object of the invention to develop for emulsion and suspension processes of elemental organic and inorganic compounds particularly effective nonionic and anionic surface-active compounds which have high interfacial activity in the field of the invention and can thereby enable special molecular interactions against conventional surfactants.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Das Ziel der Erfindung wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung neuer nichtionischer und anionischer grenzflächenaktiver Ferrocenderivate der allgemeinen Formel I,The object of the invention is achieved by a process for the preparation of novel nonionic and anionic surface active ferrocene derivatives of general formula I,

R2 R1 - /Fc/ -( -C- ) - X IR 2 R 1 - / Fc / - (-C-) - XI

in derin the

R1 Wasserstoff, einen Alkyl- oder Arylrest,R 1 is hydrogen, an alkyl or aryl radical,

R2 und R3, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder eine Alkyirest, /Fc/ einen Ferrocenylrest, η eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 undR 2 and R 3 , which may be identical or different, are hydrogen or an alkyl radical, / Fc / a ferrocenyl radical, η is an integer between 1 and 20 and

X einen der in Tensiden üblichen nichtionischen oder anionischen hydrophilen Reste, wie die Poly-(oxyethylen)-gruppe, die Dimethyl- oder Diethylphosphorylgruppe, die Sulfat-, Phosphat-, Phosphonat-, Ethylphosphonat- oder Carboxylgruppe darstellen, indem erfindungsgemäß ω-Ferrocenylalkanole der allgemeinen Formel II,X is one of the nonionic or anionic hydrophilic radicals customary in surfactants, such as the poly (oxyethylene) group, the dimethyl or diethylphosphoryl group, the sulfate, phosphate, phosphonate, ethylphosphonate or carboxyl group, in accordance with the invention by .omega.-ferrocenylalkanols general formula II,

R2 R1 - /Fc/ -( -C- ) - OH IIR 2 R 1 - / Fc / - (-C-) - OH II

in derin the

R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben, mit Ethylenoxid oder mit Chlorsulfonsäure oder Diphosphorsäure mit oder ohne Lösungsmittel unter Schutzgasatmosphäre umgesetzt werden, oder indem erfindungsgemäß ω-Ferrocenylalkylchloride der allgemeinen Formel IIIR 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, are reacted with ethylene oxide or with chlorosulfonic acid or diphosphoric acid with or without solvent under a protective gas atmosphere, or by the invention ω-Ferrocenylalkylchloride the general formula III

R2 R 2

1 l 1 l

R1 - /Fc/ -( -С- ) - Cl IIIR 1 - / Fc / - (- S -) - Cl III

j п j п

R3 R 3

in derin the

R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben, mit Natriumdiethylphosphit oder mit Triethylphosphit mit oder ohne Lösungsmittel unter Schutzgasatmosphäre zuerst zu Diethyl-(cü-ferrocenylalkyl)-phosphonat der allgemeinen Formel IV,R 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, with sodium diethyl phosphite or with triethyl phosphite with or without solvent under a protective gas atmosphere first to diethyl (cü-ferrocenylalkyl) phosphonate of the general formula IV,

R2 R 2

R1 - /Fc/ -( -С- )п - Р(0)(0С2Н5)2 IVR 1 - / Fc / - (-С-) п - Р (0) (0С 2 Н 5 ) 2 IV

in derin the

R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben, umgesetzt und anschließend entweder mit einem bis zu vierfachen molaren Überschuß an Methyl- oder Ethylmagnesiumhalogeniden (Grignard-Verbindungen) in ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl- bzw. -diethylphosphinoxid oder mit Alkalilauge durch partielle Hydrolyse in Ethyl-(ct>-ferrocenylalkyl)-phosphonat überführt werden.R 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, and then reacted either with an up to four-fold molar excess of methyl or Ethylmagnesiumhalogeniden (Grignard compounds) in ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl- or diethylphosphine oxide or with alkali hydroxide by partial hydrolysis in ethyl (ct> -ferrocenylalkyl) phosphonate.

Auf diese Weise werden stabile, wasserlösliche nichtionische und anionische Emulsions- und Suspensionsbildner, die im organischen hydrophoben Rest Ferrocen chemisch gebunden enthalten, gewonnen.In this way, stable, water-soluble nonionic and anionic emulsion and suspension formers, which contain chemically bound in the organic hydrophobic residue ferrocene, won.

Die Gewinnung nichtionischer Emulsions- und Suspensionsbildner erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise durch Anlagerung von Ethylenoxid an Verbindungen gemäß Formel Il durch saure Katalyse, vorzugsweise mittels Bortrifluorid-Etherat, bei Temperaturen zwischen 60 und 100°C.The extraction of nonionic emulsion and suspension formers according to the invention is preferably carried out by addition of ethylene oxide to compounds of formula II by acid catalysis, preferably by means of boron trifluoride etherate, at temperatures between 60 and 100 ° C.

Die Gewinnung schwefelhaltiger anionischer Emulsions- und Suspensionsbildner erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise durch Sulfatierungsreaktion an Verbindungen gemäß Formel Il mittels Chlorsulfonsäure in etherischer Lösung. Diese Reaktion wird erfindungsgemäß bei Raumtemperatur durchgeführt.The extraction of sulfur-containing anionic emulsion and suspension formers according to the invention is preferably carried out by sulfation reaction of compounds of formula II by means of chlorosulfonic acid in ethereal solution. This reaction is carried out according to the invention at room temperature.

Die Gewinnung anionischer phosphorhaltiger Emulsions- und Suspensionsbildner erfolgt erfindungsgemäß vorzugsweise als Phosphorylierungsreaktion von Verbindungen gemäß Formel III mit Natriumdiethylphosphit (Michaelis-Becker-Reaktion), die zweckmäßigerweise mit oder ohne Lösungsmittel im Temperaturbereich zwischen 90 und 12O0C durchgeführt wird. Bevorzugtes Lösungsmedium ist erfindungsgemäß für diese Reaktion Toluen.The extraction of anionic phosphorus-containing emulsion and suspension formers is carried out according to the invention preferably as a phosphorylation reaction of compounds of formula III with sodium diethyl phosphite (Michaelis-Becker reaction), which is advantageously carried out with or without solvent in the temperature range between 90 and 12O 0 C. Preferred solvent medium according to the invention is toluene for this reaction.

Die Gewinnung nichtionischer phosphorhaltiger Emulsions- und Suspensionsbildner erfolgt erfindungsgemäß durch Reaktion von Zwischenprodukten der Phosphorylierung gemäß Formel IV mit Methyl- oder Ethylmagnesiumhalogeniden zu ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl-bzw.-diethylphosphinoxiden bei Temperaturen zwischen 90 und 1000C. Dabei wird erfindungsgemäß Ether nach Zugabe von Heptan als Lösungsmedium abdestilliert.The extraction of nonionic phosphorus-containing emulsion and suspension formers is carried out according to the invention by reaction of intermediates of phosphorylation according to formula IV with methyl or Ethylmagnesiumhalogeniden to ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl or diethylphosphinoxiden at temperatures between 90 and 100 0 C. In this invention, ether after addition distilled off from heptane as a solution medium.

Zur Bildung phosphorhaltiger anionischer Emulsions- und Suspensionsbildner wird erfindungsgemäß zur Salzbildung von Ethyl-(w-ferrocenylalkyl)-phosphonat organisches Amin, vorzugsweise Isobutanolamin, verwendet.In order to form phosphorus-containing anionic emulsion and suspension formers, organic amine, preferably isobutanolamine, is used according to the invention for salt formation of ethyl (w-ferrocenylalkyl) phosphonate.

Zur Reinigung der erfindungsgemäß hergestellten schwefelhaltigen anionischen Emulsions-und Suspensionsbildner oder ihrer Zwischenprodukte eignen sich besonders gut chrornatographische Methoden, vorzugsweise mit Aluminiumoxidsäulen. Sofern es sich um acide Zwischenprodukte handelt, wird das Eluierungsmittel vorzugsweise mit Essigsäure angesäuert. Als Eluierungsmittel eignen sich erfindungsgemäß Вепгеп/Methanol-Gemische, vorzugsweise im Massenverhältnis 1:1.Chromatographic methods, preferably with aluminum oxide columns, are particularly suitable for purifying the sulfur-containing anionic emulsion and suspension formers or their intermediates prepared according to the invention. If they are acidic intermediates, the eluent is preferably acidified with acetic acid. Suitable eluents according to the invention are Вепгеп / methanol mixtures, preferably in a mass ratio of 1: 1.

Das Ziel der Erfindung wird unerwarteterweise ohne hydrolytische, komplexzerstörende Einwirkung der Reaktionspartner bei den erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen erreicht. Die erfindungsgemäß hergestellten ferrocenhaltigen nichtionischen Emulsions- und Suspensionsmittel sind im entsprechenden Alkylkettenlängenbereich η gut wasserlöslich, in den wäßrigen Lösungen dabei im Gegensatz zu den meisten anderen 77-Aromaten-Komplexen stabil und von hoher Grenzflächenaktivität, die die Basis für die Emulsions- und Suspensionswirkung der Produkte darstellt. Sie wird in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen durch die Angaben der Senkung der Oberflächenspannung des Wassers und der Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Heptan ausgewiesen.The object of the invention is unexpectedly achieved without hydrolytic, complex-destructive action of the reactants under the reaction conditions according to the invention. The ferrocene-containing nonionic emulsifying and suspending agents prepared according to the invention are readily water-soluble in the corresponding alkyl chain length range, being stable in the aqueous solutions in contrast to most other 77-aromatic complexes and having high interfacial activity, which forms the basis for the emulsion and suspension action of the products represents. It is identified in the embodiments described below by the information on the lowering of the surface tension of the water and the interfacial tension between water and heptane.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1Exemplary embodiments Example 1

4-Ferrocenyl-butyl-poly(oxyethylen)/12 EO-Addukt4-ferrocenyl-butyl-poly (oxyethylene) / 12 EO adduct

In einem Dreihalsspitzkolben, ausgestattet mit Spiralrührer, Gaseinleitungsrohr und Rückflußkühler, werden 2,0g (7,75mmol) 4-Ferrocenyl-butan-i-ol vorgelegt und nach dem Spülen mit Stickstoff mit zwei Tropfen Bortrifluorid-Etherat versetzt. Der Kolben wird in einem Ölbad erwärmt, und bei Reaktionstemperaturen von 80 bis 1000C wird solange Ethylenoxid durch den gut gerührten Alkohol geleitet, bis der gewünschte Oxethylierungsgrad (12 mol Ethylenoxid pro mol Alkohol) erreicht ist. Die Aufnahme des Ethytenoxids erfolgt kontinuierlich und wird durch Gewichtsmessung verfolgt. Nach 60 Minuten wird die Etr.ylenoxidzufuhr unterbrochen und das Ölbad entfernt. Während des Abkühlens wird Stickstoff eingeleitet.In a three-necked flask equipped with spiral stirrer, gas inlet tube and reflux condenser, 2.0 g (7.75 mmol) of 4-ferrocenyl-butan-i-ol are introduced and added after flushing with nitrogen with two drops of boron trifluoride etherate. The flask is heated in an oil bath, and ethylene oxide is provided passed through the well stirred alcohol at reaction temperatures of 80 to 100 0 C, until the desired degree of ethoxylation (12 moles of ethylene oxide per mole of alcohol) is reached. The uptake of ethylene oxide is continuous and is monitored by weight measurement . After 60 minutes, the Etr.ylenoxidzufuhr is interrupted and the oil bath removed. During cooling, nitrogen is introduced.

Das Reaktionsprodukt ist ein Gemisch von homologen Verbindungen mit unterschiedlichen Polyether-Kettenlängen /Fc/-(CH2)4-(OCH2CH2)n-OH,The reaction product is a mixture of homologous compounds with different polyether chain lengths / Fc / - (CH 2 ) 4 - (OCH 2 CH 2 ) n -OH,

deren statistisches Mittel einer Aufnahme von durchschnittlich 12 mol Ethylenoxid pro mol Alkohol, d.h. η = 12, entspricht. Als Nebenprodukte gebildete Poly(oxyethylene) werden mit Butan-2-on ausgeschüttelt. Ausbeute: 5,9g 4-Ferrocenyl-butyl-poly(oxyethylen)/i 2 EO-Addukt. Das Produkt ist in Wasser klar löslich. 1H-NMR-spektroskopische Daten: δ = 4,00 /Fc/; δ = 3,52 (-0-CH2-CHr)n; δ = 1,50 (CH2J4 the statistical mean of which is an average of 12 moles of ethylene oxide per mole of alcohol, ie η = 12. Poly (oxyethylene) formed as by-products are shaken out with butan-2-one. Yield: 5.9 g of 4-ferrocenyl-butyl-poly (oxyethylene) / i 2 EO adduct. The product is clearly soluble in water. 1 H NMR spectroscopic data: δ = 4.00 / Fc /; δ = 3.52 (-O-CH 2 -CHr) n ; δ = 1.50 (CH 2 J 4

Tensid-Eigenschaften:Surfactant properties:

a. maximale Oberflächenspannungserniedrigung Осмс: 46,0mN/ma. maximum surface tension decrease Осмс: 46,0mN / m

CMC: 0,7· 10"4mol/lCMC: 0.7 x 10 "4 mol / l

b. maximale Grenzflächenspannungserniedrigung (Heptan/Wasser)b. maximum interfacial tension lowering (heptane / water)

6,4mN/m6,4mN / m

C8: 2,1 · 10"4mol/l с RandwinkelC 8 : 2.1 · 10 " 4 mol / l с contact angle

Analog lassen sich nichtionogene grenzflächenaktive Ethylenoxid-Addukte von ω-Ferrocenylalkanolen mit beliebiger Alkylkettenlänge innerhalb der gegebenen Grenzen und mit jedem geeigneten Oxethylierungsgrad darstellen.Similarly, non-ionic ethylene oxide adduct adducts of ω-ferrocenylalkanols of any alkyl chain length can be within the given limits and with any suitable degree of oxethylation.

Beispiel 2Example 2

Natrium-7-ferrocenyl-heptyl-i -sulfatSodium 7-ferrocenyl-heptyl-i-sulfate

Eine Lösung von 2,0g 7-Ferrocenyl-heptan-i-ol (6,66mmol) in 100ml absolutem Diethylether wird in einem Vierhalskolben, der mit Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Gaseinleitungsrohr versehen ist, gegeben. Unter Hindurchleiten eines Stickstoffstromes wird bei Raumtemperatur langsam eine Lösung von 1,0g Chlorsulfonsäure (8,58mmol) in 60ml Ether hinzugetropft.A solution of 2.0 g of 7-ferrocenylheptan-i-ol (6.66 mmol) in 100 ml of absolute diethyl ether is added to a four-necked flask equipped with stirrer, reflux condenser, dropping funnel and gas inlet tube. While passing a nitrogen stream, a solution of 1.0 g of chlorosulfonic acid (8.58 mmol) in 60 ml of ether is slowly added dropwise at room temperature.

Zur Charakterisierung des an der Luft sehr instabilen 7-Ferrocenyl-heptyl-1-sulfates wird ein Teil des Filtrates vom Ether befreit und der Rückstand sofort in Benzen aufgenommen und über einer Aluminiumoxidsäule chromatographisch gereinigt. Nach Eluieren mit Benzen/Ethanol-Mischung (1:1), Verdampfen des Lösungsmittels und Aufnahme in Dichlormethan läßt sich das 7-Ferrocenyl-heptyl-1-sulfat mit Heptan ausfällen.To characterize the very unstable in air 7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfate, a portion of the filtrate is freed from the ether and the residue immediately taken up in benzene and purified by chromatography on an alumina column. After elution with benzene / ethanol mixture (1: 1), evaporation of the solvent and absorption in dichloromethane, the 7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfate can be precipitated with heptane.

Elementaranalyse des S-(p-Brombenzyl)-isothiuronium-7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfates:Elemental analysis of S- (p-bromobenzyl) -isothiuronium-7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfate:

CHNCHN

ber.: 48,01% 5,32% 4,48%Re: 48.01% 5.32% 4.48%

gef.: 48,16% 5,05% 4,39%Filled: 48.16% 5.05% 4.39%

Zur Überführung des 7-Ferrocenyl-heptyl-i-sulfates in das Natrium-7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfat werden zu der filtrierten etherischen Lösung 100ml Ethanol gegeben und anschließend der Ether im Vakuum abgezogen, in der so gewonnenen ethanolischen Lösung erfolgt die Neutralisation durch Eintrag von 0,9g festem NaHCO3 (50% Überschuß) und Rühren der Suspension unter Stickstoff (ca. sieben bis acht Stunden). Nach Filtration und Verdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand mit absolutem Alkohol extrahiert. Das durch Verdampfen des Ethanols gewonnene Rohprodukt wird in Aceton umkristallisiert.To convert the 7-ferrocenyl-heptyl-i-sulfate in the sodium-7-ferrocenyl-heptyl-1-sulfate 100 ml of ethanol are added to the filtered ethereal solution and then the ether removed in vacuo, in the thus obtained ethanolic solution takes place Neutralization by adding 0.9 g of solid NaHCO 3 (50% excess) and stirring the suspension under nitrogen (about seven to eight hours). After filtration and evaporation of the solvent, the residue is extracted with absolute alcohol. The crude product obtained by evaporation of the ethanol is recrystallized in acetone.

Auch nach mehrmaligem Umkristallisieren enthält das Produkt noch Natriumsulfat und Wasser.Even after repeated recrystallization, the product still contains sodium sulfate and water.

Ausbeute: 2,9g Natrium-7-ferrocenyl-heptyl-i-sulfat, vermengt mit 0,6mol Na2SO4 und 0,2mol H2OH%(89°C d.Th.).Yield: 2.9 g of sodium 7-ferrocenyl-heptyl-i-sulfate, mixed with 0.6 mol of Na 2 SO 4 and 0.2 mol of H 2 OH% (89 ° C of theory).

Elementaranalyse:Elemental analysis:

C H FeC H Fe

ber.: 41,58% 4,80% 11,37%calculated: 41.58% 4.80% 11.37%

gef.: 41,48% 4,80% 11,21%Filled: 41.48% 4.80% 11.21%

Tensid-Eigenschaften:Surfactant properties:

a. maximale Oberflächenspannungserniedrigung Семе·' 42,6mN/ma. maximum surface tension lowering Семе · '42,6mN / m

CMC: 1,2· 10~3mol/lCMC: 1.2 x 10 -3 mol / l

b. maximale Grenzflächenspannungserniedrigung (Heptan/Wasser) o"civk> 5,0mN/mb. maximum interfacial tension lowering (heptane / water) o "civk> 5.0mN / m

Beispiel 3Example 3

Isobutanolamin-Salz des 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäuremonoethy!esters in einem Vierhalskoiben, versehen mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler, wird eine Lösung von 23,8g 7-Ferrocenyl-i-chlor-heptan (74,7 mmol) in 50 ml absolutem Toluol vorgelegt. Zur siedenden Lösung werden unter Rühren 35,9g Natriumdiethylphosphit (224,4mmol), gelöst in 100ml Toluol, zugetropft. Im Verlaufe der Phosphonylierung fällt Natriumchlorid als zähviskoser weißer Niederschlag aus. Nach vierstündiger Reaktion läßt man das Reaktionsgemisch abkühlen und gibt soviel Wasser hinzu, daß sich der Niederschlag gerade löst.Isobutanolamine salt of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonsäuremonoethy! Ester in a Vierhalskoiben equipped with stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser, a solution of 23.8 g of 7-ferrocenyl-i-chloro-heptane (74.7 mmol) Submitted to 50 ml of absolute toluene. 35.9 g of sodium diethyl phosphite (224.4 mmol), dissolved in 100 ml of toluene, are added dropwise with stirring to the boiling solution. In the course of the phosphonylation, sodium chloride precipitates as a viscous white precipitate. After four hours of reaction, the reaction mixture is allowed to cool and add so much water that the precipitate just dissolves.

Es bilden sich drei Phasen:There are three phases:

oben: organische Phase mit dem 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-diethylester Mitte: Natriumsalz des 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-monoethylesters unten: wäßrige Natriumchlorid-Losungtop: organic phase with the 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid diethyl ester middle: sodium salt of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid monoethyl ester below: aqueous sodium chloride solution

Die organische Phase wird abgetrennt und die beiden übrigen Phasen mehrfach mit Ether extrahiert. Aus den vereinigten organischen Phasen verbleibt nach Trocknen über Natriumsulfat und Entfernen der Lösungsmittel ein Rückstand von 24,6g, der über einer Aluminiumoxidsäule chromatographisch gereinigt wird.The organic phase is separated and the remaining two phases extracted several times with ether. From the combined organic phases remains after drying over sodium sulfate and removal of the solvent, a residue of 24.6 g, which is purified by chromatography over an alumina column.

Eluierungsmittel EluatEluent eluate

1. Petrolether 7-FerrocenyM-chlor-heptan1. Petroleum ether 7-ferrocenylM-chloro-heptane

2. Ether/Methanol (25:1) 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-diethylester2. Ether / methanol (25: 1) 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid diethyl ester

(14,5 g = 46,3% d.Th.)(14.5 g = 46.3% of theory)

Die beiden übrigen Phasen werden angesäuert und wiederum mehrfach mit Ether extrahiert. Aus der etherischen Phase bleiben räch Trocknen über Natriumsulfat und Entfernen des Lösungsmittels 7,5g 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäuremonoethylester (weitere 25,7% d. Th.) zurück.The remaining two phases are acidified and again extracted several times with ether. Drying over sodium sulfate and removal of the solvent 7.5 g of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid monoethyl ester (further 25.7% of theory) remain from the ethereal phase.

Insgesamt werden 72% der theoretischen Ausbeute an Phosphorylierungsprodukten gewonnen.Overall, 72% of the theoretical yield of phosphorylation products are recovered.

9,5g 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-diethylester (22,62 mmol) lassen sich durch achtstündige Verseifung in alkoholischer Natronlauge (6g NaOH/60 ml Wasser/40 ml Ethanol) und nach Ansäuern, mehrfacher Extraktion mit Ether, Trocknung über9.5 g of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid diethyl ester (22.62 mmol) can be by eight-hour saponification in alcoholic sodium hydroxide solution (6 g NaOH / 60 ml of water / 40 ml of ethanol) and after acidification, repeated extraction with ether, drying over

Natriumsulfat und Entfernen des Lösungsmittels in 6,9g 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-monoethylester (77,8% d. Th.) überführen.Dissolve sodium sulfate and remove the solvent in 6.9 g of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid monoethyl ester (77.8% of theory).

Die Darstellung des Isobutanolamin-Salzes erfolgt durch Zugabe von 0,6g Isobutanolamin (6,74 mmol), gelöst in 8 ml Aceton, zu einer Lösung von 2,0g 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-monoethylester (5,102 mmol) in 30ml Aceton bei Raumtemperatur. Langsam bildet sich ein gelber Niederschlag, der nach längerem Stehen abfiltriert wird.The isobutanolamine salt is prepared by adding 0.6 g of isobutanolamine (6.74 mmol) dissolved in 8 ml of acetone to a solution of 2.0 g of 7-ferrocenyl-heptyl-phosphonic acid monoethyl ester (5.102 mmol) in 30 ml of acetone at room temperature. Slowly, a yellow precipitate forms, which is filtered off after prolonged standing.

Ausbeute: 1,5g Isobutanolamin-Salz des 7-Ferrocenyl-heptyl-phosphonsäure-monoethylesters (61,1 "/od. Th.); Schmelzpunkt: 87 bis 90,50C.Yield: 1.5 g of isobutanolamine salt of 7-ferrocenylheptylphosphonic acid monoethyl ester (61.1 "/ od. Th.) Melting point: 87 to 90.5 0 C.

Tensid-Eigenschaften:Surfactant properties:

a. maximale Oberflächenspannungserniedrigunga. maximum surface tension reduction

Осмо 44,0mN/mОсмо 44,0mN / m

CMC: 2,1 10~3mol/l.CMC: 2.1 10 ~ 3 mol / l.

Claims (9)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Herstellung neuer nichtionischer und anionischer grenzflächenaktiver Ferrocenderivate der allgemeinen Formel I,1. A process for the preparation of novel nonionic and anionic ferrocene-type surfactants of general formula I, R2 R 2 R1 - /Fc/ -( -с- }л-х ιR 1 - / Fc / - (- S -) л -х ι in derin the R1 Wasserstoff, einen Alkyl- oder Arylrest,R 1 is hydrogen, an alkyl or aryl radical, R2 und R3, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder einen Alkylrest /Fc/ einen Ferrocenylrest,
η eine ganze Zahl zwischen 1 und 20 und
R 2 and R 3 , which can be identical or different, represent hydrogen or an alkyl radical / Fc / a ferrocenyl radical,
η is an integer between 1 and 20 and
X einen der in Tensiden üblichen nichtionischen oder anionischen hydrophilen Reste, wie die Poly-(oxyethylen)-gruppe, die Dimethyl- oder Diethylphosphorylgruppe, die Sulfat-, Phosphat-, Phosphonat-, Ethylphosphonat- oder Carboxylgruppe darstellen,
gekennzeichnet dadurch, daß ω-Ferrocenylalkanole der allgemeinen Formel II,
X represents one of the nonionic or anionic hydrophilic radicals customary in surfactants, such as the poly (oxyethylene) group, the dimethyl or diethylphosphoryl group, the sulfate, phosphate, phosphonate, ethylphosphonate or carboxyl group,
characterized in that ω-ferrocenylalkanols of the general formula II,
R2 R 2 R1 - /Fc/ -( -C- )n - OH IIR 1 - / Fc / - (-C-) n - OH II R3 R 3 in derin the R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben,R 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, mit Ethyloxid oder mit Chlorsulfonsäure oder Diphosphorsäure mit oder ohne Losungsmittel unter Schutzgasatmosphäre umgesetzt werden, oder daß ω-Ferrocenylalkylchloride der allgemeinen Formel IM,be reacted with Ethyloxid or with chlorosulfonic acid or diphosphoric acid with or without solvent under a protective gas atmosphere, or that ω-Ferrocenylalkylchloride the general formula IM, R2
R1 - /Fc/ -( -C- ) - Cl III
R 2
R 1 - / Fc / - (-C-) - Cl III
in derin the R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben,R 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, mit Natriumdiethylphosphit oder mit Triethylphosphit mit oder ohne Lösungsmittel unter Schutzgasatmosphäre zuerst zu Diethy4o)-ferrocenylalkyl)-phosphonat der allgemeinen Formel IV,with sodium diethyl phosphite or with triethyl phosphite with or without solvent under a protective gas atmosphere first to diethy4o) -ferrocenylalkyl) phosphonate of the general formula IV, R2 R 2 - /Fc/ -( -C- )n - P(0)(0C2H5)2 IV- / Fc / - (-C-) n -P (0) (0C 2 H 5 ) 2 IV in derin the R1, R2, R3, /Fc/ und η die obengenannten Bedeutungen haben,R 1 , R 2 , R 3 , / Fc / and η have the abovementioned meanings, umgesetzt und anschließend entweder mit einem bis zu vierfachen molaren Überschuß an Methyl- oder Ethylmagnesiumhdlogeniden in ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl- bzw. -diethylphosphinoxid oder mit Alkalilauge durch partielle Hydrolyse in Ethyl-(ct>-ferrocenylalkyl)-phosphonat überführt werden.and then converted either with an up to four-fold molar excess of methyl or Ethylmagnesiumhdlogeniden in ω-Ferrocenylalkyl-dimethyl- or -diethylphosphinoxid or with alkali solution by partial hydrolysis in ethyl (ct> -ferrocenylalkyl) phosphonate.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umsetzung mit Ethylenoxid an Verbindungen gemäß Formel Il bei Temperaturen zwischen 60 und 1000C unter acider Katalyse, vorzugsweise durch Bortrifluorid-Etherat, erfolgt.2. The method according to item 1, characterized in that the reaction with ethylene oxide to compounds of formula II at temperatures between 60 and 100 0 C under acidic catalysis, preferably by boron trifluoride etherate occurs. 3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umsetzung mit Chlorsulfonsäure an Verbindungen gemäß Formel Il in etherischer Lösung bei Raumtemperatur durchgeführt wird.3. The method according to item 1, characterized in that the reaction is carried out with chlorosulfonic acid to compounds of formula II in ethereal solution at room temperature. 4. Verfahren nach Punkt 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß zur Reinigung der Produkte vorzugsweise chromatographische Trennung an Aluminiumoxidsäulen mit Benzen/Methanol-Gemischen, die gegebenenfalls bei sauren Zwischenprodukten mit Essigsäure angesäuert sind, erfolgt.4. The method according to item 1 and 3, characterized in that for the purification of the products preferably chromatographic separation of alumina columns with benzene / methanol mixtures, which are optionally acidified in acid intermediates with acetic acid, takes place. 5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Phosphorylierungsmittel für Verbindungen gemäß Formel III Natriumdiethylphosphit bei Temperaturen von 90 bis 1200C eingesetzt wird.5. The method according to item 1, characterized in that is used as the phosphorylating agent for compounds of formula III Natriumdiethylphosphit at temperatures of 90 to 120 0 C. 6. Verfahren nach Punkt 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß zur Phosphorylierungsreaktion an Verbindungen gemäß Formel III Toluen als Lösungsmedium verwendet wird.6. The method according to item 1 and 5, characterized in that is used for the phosphorylation reaction of compounds of formula III toluene as a solution medium. 7. Verfahren nach Punkt 1,5und6, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktion von Zwischenprodukten gemäß Formel IV mit Methyl- oder Ethylmagnesiumhalogeniden zu co-Ferrocenylalkyl-dimethyl- bzw. -diethylphosphinoxiden bei Temperaturen zwischen 90 und 100°C durchgeführt wird.7. The method according to item 1,5und6, characterized in that the reaction of intermediates according to formula IV with methyl or Ethylmagnesiumhalogeniden to co-Ferrocenylalkyl-dimethyl- or -diethylphosphinoxiden is carried out at temperatures between 90 and 100 ° C. 8. Verfahren nach Punkt 1, 5, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verdrängung des Ethers in der Umsetzung von Zwischenprodukten gemäß Formel IV mit Methyl- oder Ethylmagnesiumhalogeniden nach Zugabe von Heptan als Lösungsmedium der Ether abdestilliert wird.8. The method of item 1, 5, 6 and 7, characterized in that the ether is distilled off to displace the ether in the reaction of intermediates of formula IV with methyl or Ethylmagnesiumhalogeniden after addition of heptane as the solvent. 9. Verfahren nach Punkt 1, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Alkalisalze von Ethyl-(u>-ferrocenylalkyl)-phosphonat mit organischen Aminen, vorzugsweise mit Isobutanolamin, in Ammoniumsalze überführt werden.9. The method according to item 1, 5 and 6, characterized in that the alkali metal salts of ethyl (u> -ferrocenylalkyl) phosphonate with organic amines, preferably with isobutanolamine, are converted into ammonium salts.
DD27152184A 1984-12-27 1984-12-27 METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES DD234274A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD27152184A DD234274A1 (en) 1984-12-27 1984-12-27 METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD27152184A DD234274A1 (en) 1984-12-27 1984-12-27 METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD234274A1 true DD234274A1 (en) 1986-03-26

Family

ID=5563908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD27152184A DD234274A1 (en) 1984-12-27 1984-12-27 METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD234274A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988007538A1 (en) * 1987-03-31 1988-10-06 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene derivatives and process for preparing thin organic film
EP0331745A1 (en) * 1987-08-28 1989-09-13 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene derivatives, surfactants containing same, and process for producing thin organic film
EP0369289A1 (en) * 1988-11-14 1990-05-23 Idemitsu Kosan Company Limited Process for producing inorganic thin films
US5041582A (en) * 1989-03-24 1991-08-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Novel ferrocene derivatives, surfactants containing same and process for producing organic thin films
US5135637A (en) * 1989-03-24 1992-08-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Eerrocene derivatives, surfactants containing same and process for producing organic thin films
CN116144390A (en) * 2022-12-02 2023-05-23 西安工程大学 Interphase transfer type fatlute treating agent and application thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988007538A1 (en) * 1987-03-31 1988-10-06 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene derivatives and process for preparing thin organic film
US5082539A (en) * 1987-03-31 1992-01-21 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene compounds and uses thereof
EP0331745A1 (en) * 1987-08-28 1989-09-13 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene derivatives, surfactants containing same, and process for producing thin organic film
EP0331745A4 (en) * 1987-08-28 1990-12-05 Idemitsu Kosan Company Limited Ferrocene derivatives, surfactants containing same, and process for producing thin organic film
EP0369289A1 (en) * 1988-11-14 1990-05-23 Idemitsu Kosan Company Limited Process for producing inorganic thin films
US5041582A (en) * 1989-03-24 1991-08-20 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Novel ferrocene derivatives, surfactants containing same and process for producing organic thin films
US5135637A (en) * 1989-03-24 1992-08-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Eerrocene derivatives, surfactants containing same and process for producing organic thin films
CN116144390A (en) * 2022-12-02 2023-05-23 西安工程大学 Interphase transfer type fatlute treating agent and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE814152C (en) everkusen I Process for the production of esters of phosphoric acid and thiophosphoric acid
EP1308451B1 (en) Process for the preparation of carboxyethylmethyl phosphinic acid glycol ester
DD234274A1 (en) METHOD FOR PRODUCING NONTIONIC AND ANIONIC BORDER FLUID ACTIVE FERROCENE DERIVATIVES
EP0163233B1 (en) Quaternary ammonium salts of sulfonated triaryl phosphines
EP0638578B1 (en) Secondary and tertiary phosphanes and process for their preparation
CH650263A5 (en) PHOSPHORIC CONNECTIONS.
EP0036485B1 (en) Process for reacting alcohols and/or phenols with phosphorus pentasulfide
DE3942787A1 (en) PROCESS FOR PREPARING HYDROLYSESTABLIC ORGANIC PHOSPHITE
DE2160783C3 (en) Phosphoric acid esters of polyfluorinated alcohols
EP0024611B1 (en) Process for preparing substituted benzaldehydes
EP0008366A1 (en) Process for the preparation of neutral phosphoric acid esters by the interface method and compounds produced by this process
DE2461906C3 (en) Polyfluorinated chain phosphine oxides and process for their preparation
EP0170034B1 (en) Process for preparing chloro-phenyl phosphanes
DE1935630C3 (en) New phosphoric acid halides and processes for their preparation
DE1058992B (en) Process for the preparation of thiophosphonic acid esters
DD220605A5 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF DERIVATIVES OF VINYL PHOSPHONIC OR VINYL PYROPHOSPHONIC ACID
EP1483274A1 (en) Improved method for the production of biphosphites
EP0271695B1 (en) Process for preparing phosphinic or phosphonic-acid clorides
EP0167946B1 (en) Process for preparing aromatic phosphorous compounds
DE2313355A1 (en) Hydroxyalkyl-(thio)-phosphinic or phosphonic acid esters - used in prepg. flameproofing agents
AT227718B (en) Process for the preparation of new thiophosphoric acid esters
EP0107132B1 (en) Process for preparing 1-hydroxy-alkane-1-phosphonic acids
EP0018540B1 (en) Esters of isocamphyl-guaiacum, process of their preparation and their use in the preparation of (isocamphyl-5-)-3 cyclohexanol
EP0562365A2 (en) Process for the preparation of dialkyl esters of phosphoric acid
DD264218A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF BIS (O-HYDROXYARYL) -ALKYL (ARYL) -ALKOXYSILANES AND THE SUBSTITUTED DERIVATIVES THEREOF

Legal Events

Date Code Title Description
RPI Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act)
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee