DE102006013664A1

DE102006013664A1 - Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrilen

Info

Publication number: DE102006013664A1
Application number: DE200610013664
Authority: DE
Inventors: Lars Dr. Cuypers
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-18
Also published as: EP2001835A1; WO2007110162A1; JP2009530328A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel $F1 beansprucht, wobei R1, R2, R3 und Y die in der Beschreibung genannten Bedeutungen haben. Dieses Verfahren besteht darin, dass man ein tertiäres Amin der Formel NR1R2R3 mit Chloroacetonitril in einem organischen Lösungsmittel umsetzt und anschließend das Alkalisalz des Gegenions Y- zugibt, ohne dass die Zwischenverbindung isoliert oder gereinigt wird.

Description

Diese Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrilen mit niedriger Hygroskopizität durch Umsetzung von einem tertiären Amin mit Chloracetonitril in einem organischen Lösungsmittel und anschließender Zugabe der Alkalisalze z.B. anionischer Tenside ohne Isolierung oder Reinigung des Zwischenproduktes.
Anorganische Persauerstoffverbindungen, insbesondere Wasserstoffperoxid und feste Persauerstoffverbindungen, die sich in Wasser unter Freisetzung von Wasserstoffperoxid lösen, wie Natriumperborat und Natriumcarbonat-Perhydrat, werden seit langem als Oxidationsmittel zu Desinfektions- und Bleichzwecken verwendet. Die Oxidationswirkung dieser Substanzen hängt in verdünnten Lösungen stark von der Temperatur ab; so erzielt man beispielsweise mit Wasserstoffperoxid oder Perborat in alkalischen Bleichflotten erst bei Temperaturen oberhalb von etwa 80°C eine ausreichend schnelle Bleiche verschmutzter Textilien.
Es ist bekannt, dass die Oxidationswirkung peroxidischer Bleichmittel, wie Perborate, Percarbonate, Persilikate und Perphosphate bei niedrigen Temperaturen verbessert werden kann, indem man Vorstufen von bleichenden Peroxysäuren, sogenannte Bleichaktivatoren, zusetzt. Viele Substanzen sind nach dem Stand der Technik als Bleichaktivatoren bekannt. Gewöhnlich handelt es sich dabei um reaktive organische Verbindungen mit einer O-Acyl- oder N-Acyl-Gruppe, die in alkalischer Lösung zusammen mit einer Quelle für Wasserstoffperoxid die entsprechenden Peroxysäuren bilden.
Repräsentative Beispiele für Bleichaktivatoren sind etwa N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin (TAED), Glucosepentaacetat (GPA), Xylosetetraacetat (TAX), Natrium-4-benzoyloxybenzolsulfonat (SBOBS), Natriumtrimethylhexanoyloxy-benzolsulfonat (STHOBS), Tetraacetylglycoluril (TAGU), Tetraacetylcyansäure (TACA), Di-N-acetyldimethylglyoxim (ADMG), 1-Phenyl-3-acetylhydantoin (PAH), Natrium-nonanoyloxy-benzolsulfonat (NOBS) und Natrium-isononanoyloxy-benzolsulfonat (ISONOBS).
Durch Zusatz dieser Substanzen kann die Bleichwirkung wässriger Peroxidlösungen so weit gesteigert werden, dass bereits bei Temperaturen um 60°C im Wesentlichen die gleichen Wirkungen wie mit der Peroxidlösung allein bei 95°C eintreten.
Mittlerweile haben einige kationische Verbindungen, die eine quartäre Ammoniumgruppe enthalten, an Bedeutung gewonnen, da sie hocheffektive Bleichaktivatoren darstellen. Solche kationischen Bleichaktivatoren sind beispielsweise in GB-A-1 382 594, US-A-4 751 015, EP-A-0 284 292, EP-A-0 331 229 beschrieben.
Ammoniumnitrile bilden dabei eine besondere Klasse kationischer Bleichaktivatoren. Verbindungen dieser Art und deren Verwendung als Aktivatoren in Bleichmitteln sind zum Beispiel beschrieben in EP-A-303 520, EP-A-458 396 oder WO-A-03 078 561. Wahrscheinlich bilden diese Verbindungen bei der Perhydrolyse eine Peroxyimidsäure, welche als bleichendes Agens wirkt.
Es ist bekannt, dass viele Ammoniumnitrile, die ein Halogenid als Gegenanion X^– besitzen, eine hohe Hygroskopizität aufweisen und daher zum Einsatz in festen Wasch- und Reinigungsmitteln ungeeignet sind. EP-A-464 880 beschreibt Ammoniumnitrile der allgemeinen Formel
wobei R₄ und R₅ jeweils einzeln H bedeuten oder eine Substituentengruppe, die mindestens ein Kohlenstoffatom enthält; R¹ grad- oder verzweigtkettig eine C₁-C₂₄-Alkyl-, -Alkenyl- oder -Alkylethergruppe oder CR₄R₅CN bedeutet; R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₄-Alkyl- oder -Hydroxylalkylgruppe bedeuten; oder R¹ auch eine Gruppe der Formel bedeutet:
worin n eine ganze Zahl von 1 bis etwa 4 bedeutet; und Y^– das Gegenanion bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe 1) R-SO₃ ^–, 2) R-SO₄ ^–, 3) R-CO₂ ^–, wobei R eine grad- oder verzweigtkettige, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkylether- oder Alkylengruppe, die 4 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder eine Phenyl- oder Alkylphenylgruppe bedeutet, die 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält und 4) Tensidanionen, die nicht unter die Gruppen 1), 2) und 3) fallen. Diese Verbindungen zeigen im Vergleich zu den Verbindungen mit Halogenid-Gegenanionen eine deutlich geringere Hygroskopizität. EP-A-464 880 beschreibt drei Herstellrouten für die Synthese der genannten Verbindungen: Zwei Direktsynthesen unter Einsatz von Methylsulfonaten bzw. Methylsulfaten als alkylierende Quaternisierungsreagenzien und einen Anionenaustausch in alkoholischen Lösungsmitteln. Die in EP-A-464 880 in Beispiel I beschriebenen Anionenaustauschreaktionen in alkoholischen Lösungsmitteln weisen einen bemerkenswert hohen Verbrauch an Lösungsmitteln und Energie auf; so werden in Beispiel c zur Herstellung von 3,4 g Produkt erst 100 ml Methanol zugegeben und abdestilliert und dann 150 ml iso-Propanol zugegeben und wieder abdestilliert. Diese Vorgehensweise ist für großtechnische Prozesse ökologisch und ökonomisch nicht sinnvoll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein sowohl großtechnisch als auch kontinuierlich durchführbares Verfahren zu entwickeln, dass in sehr guten Ausbeuten mit vertretbarem Aufwand zu Produkten führt, die hinsichtlich Zusammensetzung, Qualität und Farbe für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet sind. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Ammoniumnitrile der zuvor beschriebenen Art sehr einfach durch die Umsetzung der entsprechenden tertiären Amine mit Chloracetonitril in organischen Lösungsmitteln und anschließender Zugabe der Alkalisalze der entsprechenden Gegenanionen hergestellt werden können, ohne das die Zwischenverbindung isoliert oder gereinigt werden muss.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel (1)
wobei R¹ eine grad- oder verzweigtkettige C₁-C₂₄-Alkyl-, C₂-C₂₄-Alkenyl- oder C₁-C₂₄-Alkylethergruppe oder CH₂CN oder eine Gruppe der Formel
bedeutet; R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₈-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten;
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet; und Y ein Gegenanion der Formel 1) R-SO₃ ^–, 2) R-SO₄ ^–, 3) R-CO₂ ^– bedeutet, wobei R eine grad- oder verzweigtkettige, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkylether- oder Alkylengruppe, die 4 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder eine Phenyl- oder Alkylphenylgruppe bedeutet, die insgesamt 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält oder Y ein Tensidanion bedeutet, das nicht unter die Gruppen 1), 2) und 3) fällt. dieses Verfahren besteht darin, dass man ein tertiäres Amin der Formel NR¹R²R³ mit Chloracetonitril in einem organischen Lösungsmittel umsetzt und anschließend das Alkalisalz des Gegenanions Y^– zugibt, ohne dass die Zwischenverbindung isoliert oder gereinigt wird.
Die Erfindung betrifft sowohl Verbindungen der oben genannten Formel (I) worin R¹ eine grad- oder verzweigtkettige C₁-C₄-Alkyl-, C₂-C₄-Alkenyl- oder C₁-C₄-Alkylethergruppe oder eine Gruppe -CH₂CN ist und R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten,
als auch Verbindungen der Formel (I) worin R¹ eine Gruppe der Formel
R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten,
als auch Verbindungen der Formel (I), worin R¹ eine C₅-C₂₄-Alkyl-, C₅-C₂₄-Alkenyl- oder C₅-C₂₄-Alkylethergruppe und R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₈-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten.
Bei den als Ausgangsverbindung dienenden tertiären Aminen handelt es sich vorzugsweise um Verbindungen der Formel NR¹R²R³, bei denen
R¹ C₁- bis C₂₄-Alkyl ist und R² und R³ unabhängig voneinander C₁- bis C₈-Alkyl bedeuten oder um Diamine der Formel
bei denen R² und R³ unabhängig voneinander C₁- bis C₆-Alkyl bedeuten.
Bei den tertiären Aminen und den Diaminen kann es sich um reine Substanzen oder um Gemische verschiedener Amine unterschiedlicher C-Kettenlängen handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei den Gegenanionen Y^– um Alkan- oder Paraffinsulfonat, primäres C₁₂-C₁₈aAlkoholsulfat, C₈-C₁₈ Alkylcarbonsäureanion oder gegebenenfalls substituiertes Benzolsulfonat, insbesondere C₁-C₄-Alkylbenzolsulfonat. Bei den verwendeten organischen Lösungsmitteln handelt es sich vorzugsweise um Ketone, Essigsäurealkylester, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol oder Cumol, Alkane mit einem Siedepunkt > 30 °C, Di- oder Trichlormethan, N-Methylpyrrolidon, Acetonitril, 1,3-Dimethylimidazolidin-2-on, N,N-Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid oder Gemische aus diesen Lösungsmitteln. Tertiäres Amin und Chloracetonitril werden im Verhältnis 0,9:1 bis 2:1, vorzugsweise 1:1 bis 1,5:1 miteinander umgesetzt. Diamin und Chloracetonitril werden im Verhältnis 1:1 bis 1:4, vorzugsweise 1:1,5 bis 1:2,5 miteinander umgesetzt. Das Alkalisalz des Gegenanions Y^– wird im Verhältnis 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,75:1 bis 1,5:1 bezogen auf das tertiäre Amin, bzw. im Verhältnis 1:1 bis 4:1, vorzugsweise 1,5:1 bis 2,5:1 bezogen auf das Diamin, zugesetzt.
Die Umsetzung des Amins mit Chloracetonitril wird bei Temperaturen zwischen 25 und 150°C, vorzugsweise 30–100°C, durchgeführt. Das dabei entstehende Chlorid-Salz der Verbindung der Formel (1) wird nicht isoliert, sondern direkt mit dem Alkalisalz des Gegenions Y umgesetzt. Die Zugabe des Alkalisalzes des Gegenanions Y^– wird bei Temperaturen zwischen 25°C und 150°C, vorzugsweise 30–100°C, durchgeführt. Die Isolierung des Produktes wird bei Temperaturen zwischen –30°C und 50°C, vorzugsweise –10°C und 30°C, durchgeführt.
Die Zugabe der Alkalisalze des Gegenanions Y^– kann in fester Form oder in Form einer Suspension oder Lösung auf Basis des organischen Lösungsmittels erfolgen.
Die Gesamtreaktionszeit richtet sich nach den Reaktionsbedingungen und kann zwischen 1 und 24 Stunden, vorzugsweise 2 bis 10 Stunden, betragen.
In einer besonderen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden. Hierzu besonders geeignet sind Kesselkaskaden bzw. Rohrreaktoren, wie sie dem Fachmann bekannt sind.
Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsprodukt mittels konventioneller Trennmethoden isoliert. Hierzu eignen sich Zentrifugen oder Filterapparate. Zur Reinigung des Endprodukts empfiehlt es sich das feste Reaktionsprodukt ein oder mehrmals mit dem Reaktionsmedium oder dem Lösungsmittel auszuwaschen. Die Mutterlauge kann gegebenenfalls ohne Reinigung für die nächste Reaktion verwendet bzw. cyclisiert werden.
Das gebildete Ammoniumnitril fällt in hohen Ausbeuten in Form eines farblosen Pulvers an, das durch konventionelle Trocknung isoliert werden kann.
Das auf diese Weise gewonnene Ammoniumnitril kann als Bleichaktivator in Wasch- und Reinigungsmitteln wie pulverförmigen oder tablettierten Vollwaschmitteln, Fleckensalzen oder pulverförmigen Maschinengeschirrspülmitteln eingesetzt werden. Zur Erhöhung der Lagerstabilität in diesen Formulierungen kann es, wie dem Fachmann bekannt, in eine granulare Form überführt werden.
Beispiele
Beispiel 1: Synthese von (Cyanomethyl)dimethyloctylammoniumdodecylsulfat
786,5 g (5 mol) Dimethyloctylamin wurden in 5000 ml Toluol bei 50°C vorgelegt und 377,5 g (5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 1442 g (5 mol) Natriumdodecylsulfat zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei 80°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 500 ml Toluol gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 2467,1 g (4,7 mol) (Cyanomethyl)dimethyloctylammoniumdodecylsulfat mit einem Natriumchloridgehalt von 11,8 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 94 %.
¹H-NMR (CDCl₃): δ = 5,08 (2 H, s); δ = 3,97 (2 H, t); δ = 3,58 (2 H, m); δ = 3,40 (6 H, s); δ = 1,81 (2 H, m); δ = 1,65 (2 H, m); δ = 1,38 - 1,22 (28 H, m); δ = 0,88 (6 H, t).
Durch pulverdiffraktometrische Untersuchungen des Produktes konnten NaCl-Kristalle im Produkt nachgewiesen werden. Außerdem deuten Hygroskopizitäts-messungen mit dem Produkt und einer physikalischen Mischungen von (Cyanomethyl)dimethyloctylammoniumchlorid und Natriumdodecylsulfat im Verhältnis 1:1 darauf hin, dass bei der oben beschriebenen Synthese ein echter Anionenaustausch stattgefunden hat, d.h. es hatte sich die Verbindung mit Dodecylsulfat als Anion Y¹ gebildet.
Tabelle 1: Wasseraufnahme nach 120 Minuten bei 55 % relative Luftfeuchte
Beispiel 2: Synthese von (Cyanomethyl)diethylmethylammoniumdodecylsulfat
43,59 g (0,5 mol) Diethylmethylamin wurden in 500 ml Essigsäureethylester bei 50°C vorgelegt und 37,75 g (0,5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 144,2 g (0,5 mol) Natriumdodecylsulfat zugegeben und das Reaktionsgemisch 60 Minuten bei 60°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 50 ml Essigsäureethylester gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 200,2 g (0,45 mol) (Cyanomethyl)diethylmethylammoniumdodecylsulfat mit einem Natriumchloridgehalt von 11,9 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 90 %.
¹N-NMR (CDCl₃): δ = 5,03 (2 H, s); δ = 3,97 (2 H, t); δ = 3,66 (4 H, m); δ = 3,33 (3 H, s); δ = 1,65 (2 H, m); δ = 1,48 (6 H, t); δ = 1,39 - 1,21 (18 H, m); δ = 0,88 (3 H, t).
Beispiel 3: Synthese von N,N,N',N'-Tetramethyl-N,N'-di(cyanomethyl)-1,2-ethandiammoniumdodecylsulfat
37,75 g (0,5 mol) Chloracetonitril wurden in 200 ml Essigsäureethylester bei 50°C vorgelegt und unter Rühren 29 g (0,25 mol) N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde 5 Stunden bei 50°C gerührt. Dann wurden 144,2 g (0,5 mol) Natriumdodecylsulfat zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei 60°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 50 ml Essigsäureethylester gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 196,57 g (0,23 mol) N,N,N',N'-Tetramethyl-N,N'-di(cyanomethyl)-1,2-ethandiammoniumdodecylsulfat mit einem Natriumchloridgehalt von 14,0 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 93 %.
¹H-NMR (DMSO): δ = 5,19 (4 H, s); δ = 3,93 (4 H, t); δ = 3,67 (4 H, t); δ = 3,40 (12 H, s); δ = 1,47 (4 H, m); δ = 1,28 - 1,22 (36 H, m); δ = 0,85 (6 H, t).
Beispiel 4: Synthese von (Cyanomethyl)triethylammoniumtosylat
50,6 g (0,5 mol) Triethylamin wurden in 300 ml Essigsäureethylester bei 50°C vorgelegt und 37,75 g (0,5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 97,1 g (0,5 mol) Natrium-para-toluolsulfonat suspendiert in 200 ml Essigsäureethylester zugegeben und das Reaktionsgemisch 60 Minuten bei 60°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 50 ml Essigsäureethylester gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 176,06 g (0,47 mol) (Cyanomethyl)triethylammoniumtosylat mit einem Natriumchloridgehalt von 16,6 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 94 %.
¹H-NMR (D₂O): δ = 7,68 (2 H, d); δ = 7,35 (2 H, d); δ = 4,57 (2 H, s); δ = 3,48 (6 H, q); δ = 2,37 (3 H, s); δ = 1,33 (9 H, t).
Beispiel 5: Synthese von (Cyanomethyl)dimethyldodecylammoniumtosylat
1067 g (5 mol) Dimethyldodecylamin wurden in 3000 ml Essigsäureethylester bei 50°C vorgelegt und 377,5 g (5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 970,95 g (5 mol) Natrium-para-toluolsulfonat suspendiert in 2000 ml Essigsäureethylester zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 500 ml Essigsäureethylester gewaschen und bei 60 °C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 2258,34 g (4,63 mol) (Cyanomethyl)dimethyldodecylammoniumtosylat mit einem Natriumchloridgehalt von 12,9 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 93 %.
¹H-NMR (D₂O): δ = 7,70 (2 H, d); δ = 7,37 (2 H, d); δ = 4,75 (2 H, s); δ = 3,54 (2 H, t); δ = 3,33 (6 H, s); δ = 2,40 (3 H, s); δ = 1,84 (2 H, m); δ = 1,40 – 1,25 (18 H, m); δ = 0,88 (3 H, t).
Beispiel 6: Synthese von (Cyanomethyl)dimethyldecylammonium-SAS
926,8 g (5 mol) Dimethyldecylamin wurden in 3000 ml Cyclohexan bei 50°C vorgelegt und 377,5 g (5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 1763 g (5 mol) Hostapur SAS 93 (C_14/17 sekundäres Alkylsulfonat Natriumsalz) suspendiert in 2000 ml Cyclohexan zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 500 ml Cyclohexan gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 2580,8 g (4,1 mol) (Cyanomethyl)dimethyldecylammonium-SAS mit einem Natriumchloridgehalt von 11,3 % und einem Natriumsulfatgehalt von 4,8 % als hellgelber Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 82 %.
¹H-NMR (CDCl₃): δ = 5,40 (2 H, s); δ = 3,62 (2 H, m); δ = 3,47 (6 H, s); δ = 2,55 (1 H, m); δ = 1,88-1,79 (4 H, m); δ = 1,60-1,25 (38 H, m); δ = 1,38 - 1,22 (28 H, m); δ = 0,88 (9 H, m).
Beispiel 7: Synthese von (Cyanomethyl)dihexylmethylammoniumtosylat
996,9 g (5 mol) Dihexylmethylamin wurden in 5000 ml Essigsäureethylester bei 50°C vorgelegt und 377,5 g (5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 970,95 g (5 mol) Natrium-para-toluolsulfonat zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 500 ml Essigsäureethylester gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 2263,18 g (4,8 mol) (Cyanomethyl)dihexylmethylammoniumtosylat mit einem Natriumchloridgehalt von 12,9 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 96 %.
¹H-NMR (D₂O): δ = 7,70 (2 H, d); δ = 7,37 (2 H, d); δ = 4,75 (2 H, s); δ = 3,52 (4 H, t); δ = 3,28 (3 H, s); δ = 2,40 (3 H, s); δ = 1,81 (4 H, m); δ = 1,42 - 1,27 (12 H, m); δ = 0,90 (6 H, t).
Beispiel 8: Synthese von (Cyanomethyl)dimethyldecylammoniumtetradecylsulfat
92,68 g (0,5 mol) Dimethyldecylamin wurden in 300 ml Toluol bei 50°C vorgelegt und 37,75 g (0,5 mol) Chloracetonitril zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wurden 158,22 g (0,5 mol) Natriumtetradecylsulfat suspendiert in 200 ml Toluol zugegeben und das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei 80°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf 5°C gekühlt, der ausgefallene Feststoff zweimal mit je 500 ml Toluol gewaschen und bei 60°C im Vakuum getrocknet.
Es wurden 265,26 g (0,46 mol) (Cyanomethyl)dimethyloctylammoniumdodecylsulfat mit einem Natriumchloridgehalt von 11 % als farbloser Feststoff erhalten, entsprechend einer Ausbeute von 91 %.
¹H-NMR (CDCl₃): δ = 5,08 (2 H, s); δ = 3,97 (2 H, t); δ = 3,58 (2 H, m); δ = 3,40 (6 H, s); δ = 1,81 (2 H, m); δ = 1,65 (2 H, m); δ = 1,40 – 1,23 (30 H, m); δ = 0,88 (6 H, t).

Claims

Verfahren zur Herstellung von Ammoniumnitrilen der allgemeinen Formel (1)
wobei R¹ eine grad- oder verzweigtkettige C₁-C₂₄-Alkyl-, C₂-C₂₄-Alkenyl- oder C₁-C₂₄-Alkylethergruppe oder CH₂CN oder eine Gruppe der Formel
bedeutet; R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₈-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten; n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet; und Y^– ein Gegenanion der Formel 1) R-SO₃ ^–, 2) R-SO₄ ^–, 3) R-CO₂ ^– bedeutet, wobei R eine grad- oder verzweigtkettige, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkylether- oder Alkylengruppe, die 4 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, oder eine Phenyl- oder Alkylphenylgruppe bedeutet, die insgesamt 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthält oder Y ein Tensidanion bedeutet, das nicht unter die Formeln 1), 2) und 3) fällt, dadurch gekennzeichnet, dass man ein tertiäres Amin der Formel NR¹R²R³ mit Chloracetonitril in einem organischen Lösungsmittel umsetzt und anschließend das Alkalisalz des Gegenanions Y^– zugibt, ohne dass die Zwischenverbindung isoliert oder gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (I) herstellt, worin R¹ eine grad- oder verzweigtkettige C₁-C₄-Alkyl-, C₂-C₄-Alkenyl- oder C₁-C₄-Alkylethergruppe oder -CH₂CN bedeutet und R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten und Y^– die in Anspruch 1 genannte Bedeutung hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (I) herstellt, worin R¹ eine Gruppe der Formel
bedeutet und R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₄-Alkyl- oder C₁-C₄-Hydroxylalkylgruppe bedeuten und Y^– die in Anspruch 1 genannte Bedeutung hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (I) herstellt, worin R¹ eine grad- oder verzweigtkettige C₅-C₂₄-Alkyl-, C₅-C₂₄-Alkenyl- oder C₅-C₂₄-Alkylethergruppe bedeutet und R², R³, n und Y^– die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalisalze des Gegenanions Y^– in Form einer Lösung oder Suspension auf Basis des organischen Lösungsmittels zugegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel zur Isolierung des Produktes nicht abdestilliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R¹ C₁- bis C₁₈-Alkyl bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (1) herstellt, worin R² und R³ jeweils einzeln eine C₁-C₆-Alkylgruppe bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (1) herstellt, worin Y^– Alkan- oder Paraffinsulfonat, primäres C₁₂-C₁₈ Alkoholsulfat, C₈-C₁₈ Alkylcarbonsäureanion oder C₁-C₄-Alkyl Benzolsulfonat ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Alkalisalz des Gegenions Y^– das Na-Salz nimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als organisches Lösungsmittel keinen Alkohol nimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als organisches Lösungsmittel Aceton, Butanon, Pentanon, Hexanon, Cyclohexanon, Methyl-isobutylketon, Essigsäurealkylester, Toluol, Xylol, Cumol, Hexan, Heptan, Octan, Dichlormethan, Trichlormethan, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon, 1,3-Dimethylimidazolidin-2-on, Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Acetonitril oder Gemische aus diesen Lösungsmitteln verwendet.