DE102011114650A1 - New pentafluorosulfoxy derivative useful e.g. as a surfactant, a water repellent, an oil repellent, preferably in the surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents, and as an antistatic agent - Google Patents
New pentafluorosulfoxy derivative useful e.g. as a surfactant, a water repellent, an oil repellent, preferably in the surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents, and as an antistatic agent Download PDFInfo
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue Verbindungen mit OSF5-Endgruppen, deren Verwendung als oberflächenaktive Substanzen und Herstellverfahren für diese Verbindungen.The present invention relates to novel compounds with OSF 5 end groups, their use as surface-active substances and preparation processes for these compounds.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Fluortenside besitzen eine überragende Fähigkeit zur Senkung der Oberflächenspannung, die beispielsweise bei der Hydrophobisierung von Oberflächen z. B. von Textilien, Papier, Glas, Baustoffe oder Adsorbentien genutzt wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, sie als Grenzflächenvermittler bzw. Emulgator oder Viskositätsminderer in Farben, Lacken oder Klebstoffen zu verwenden.Fluorosurfactants have an outstanding ability to reduce the surface tension, for example, in the hydrophobization of surfaces z. B. of textiles, paper, glass, building materials or adsorbents is used. In addition, it is possible to use them as an interface or emulsifier or viscosity reducer in paints, varnishes or adhesives.
In der Regel enthalten Fluortenside Perfluoralkylsubstituenten, die in der Umwelt durch biologische und/oder andere Oxidationsprozesse zu Perfluoralkylcarbonsäuren (PFCA's) und -sulfonsäuren (PFAS's) abgebaut werden. In den letzten Jahren gab die Anreicherung von Perfluoralkylcarbonsäuren (PFCA's) und Perfluoralkylsulfonsäuren (PFAS's) in der Natur Anlass zur Besorgnis. PFCA's und PFAS's sind hoch-persistente Verbindungen deren langkettige Varianten (mit Perfluoralkylketten von 8 oder mehr Kohlenstoffatomen) ein bioaccumulatives Potential haben. Sie stehen zum Teil in Verdacht gesundheitliche Schäden zu verursachen (
Sulfosuccinate und/oder Sulfotricarballylate mit verschiedenen fluorierten Seitenketten sind in
Von der Firma Omnova werden Polymere vertrieben, deren Seitenketten terminale CF3- oder C2F5-Gruppen aufweisen. In der internationalen Patentanmeldung
Aus
In der älteren Deutschen Patentanmeldung
Die Sulfonsäure HO3S-Ph-OSF5 und die Carbonsäure HOOC-Ph-OSF5 sind literaturbekannt (
Weiterhin besteht Bedarf nach alternativen oberflächenaktiven Substanzen, vorzugsweise mit einem, den klassischen Fluortensiden, vergleichbaren Eigenschaftsprofil, sowie einer ebenso großen chemischen Vielseitigkeit, die vorzugsweise beim oxidativen oder reduktiven Abbau nicht zu langkettigen persistenten Fluorcarbon- bzw. Fluorsulfonsäuren abbauen oder vorzugsweise in geringerer Dosierung effektiv sind als herkömmliche Fluortenside.Furthermore, there is a need for alternative surface-active substances, preferably with a, the conventional fluorosurfactants, comparable property profile, as well as a large chemical versatility, which preferably do not degrade during long-chain persistent fluorocarboxylic or fluorosulfonic in oxidative or reductive degradation or are preferably effective in lower dosage as conventional fluorosurfactants.
Es wurden nun neue Verbindungen gefunden, die als oberflächenaktive Substanzen geeignet sind und bevorzugt einen oder mehrere der o. g. Nachteile nicht aufweisen.There have now been found new compounds which are suitable as surface-active substances and preferably one or more of the above-mentioned. Do not have disadvantages.
Durch die Aufnahme einer Literaturstelle in diese Anmeldung ist nicht ausgesagt, dass die Literaturstelle einen relevanten Stand der Technik für diese Anmeldung darstellt.By including a reference in this application is not stated that the reference is a relevant prior art for this application.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung neuer Fluortenside.The object of the present invention is the provision of new fluorosurfactants.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wurde in einem Aspekt überraschend gelöst durch Bereitstellen von Verbindungen gemäß Formel (I)
Z ausgewält ist aus der Gruppe bestehend aus:
- (i) anionische Substituenten: -COO–M+, -SO3 –M+, -OSO3 –M+, -PO3 2–M+ 2, -OPO3 2–M+ 2, -NHSO3 –M+, -(OCH2CH2)qO–M+, -(OCH2CH2)qqO(CH2)rCOO–M+ -(OCH2CH2)sO(CH2)tSO3 –M+, -(OCH2CH2)uO(CH2)vOSO3 –M+, -(OCH2CH2)wO(CH2)xPO3 2–M+ 2 or -(OCH2CH2)yO(CH2)aOPO3 2–M+ 2, wobei: M+ unabhängig voneinander H+, ein Metallkation, bevorzugt ein Alkalimetallkation oder Erdalkalimetallkation, besonders bevorzugt Li+, Na+, K+, NH4 +, Ca2+ oder Zn2+ bedeutet, q, qq, s, u, w, y unabhängig voneinander 1–1000 bedeuten, r, t, v, x, a unabhängig voneinander 1, 2 oder 3 bedeuten,
- (ii) kationische Substituenten: -N(R1R2R3)+X–, -P(R4R5R6)+X–, wobei: Ra unabhängig voneinander H oder -CH3 bedeutet, X– unabhängig voneinander Cl–, Br–, I–, CH3SO3 –, CF3SO3, methylphenyl- SO3 – or phenyl-SO3 – bedeutet, R1, R2, R3, R4, R4, R6 unabhängig voneinander H, alkyl, aryl oder benzyl bedeuten,
- (iii) neutrale Substituenten: alkyl, -OH, -O(O)C-alkyl, -(OCH2CH2)bOH, -O-(glycosid)c (z. B. glucosid, diglucosid, triglucosid etc.), -OCH2CHOHCH2OH oder -(OCH2CH2)dOCH2CHOHCH2OH, wobei: b, d unabhängig voneinander 1–1000 bedeuten, c, e, f unabhängig voneinander 1–10 bedeuten,
- (iv) reaktive Substituenten: -(OCH2CH2)g(OCH2-phenyl)hNCO, -SiR7R8W, -SiR9W2, -SiW3, COW, -(OCH2CH2)iSO2CH=CH2 or wobei: R7, R8, R9 unabhängig voneinander alkyl, aryl oder benzyl, bevorzugt CH3 bedeuten, W unabhängig voneinander H, Cl, F, NRd 2, ORd oder N-imidazolyl bedeutet, Rb unabhängig voneinander Cl oder F bedeuten, Rd unabhängig voneinander optional substituiertes alkyl bedeutet, wobei im Fall von NRd 2 beide Reste Rd zusammen mit dem Stickstoffatom, an dem sie befestigt sind, auch heterocyclyl bilden können, g, i, j unabhängig voneinander 0–1000 bedeuten, h 0 oder 1 bedeutet,
- (v) polymerisierbare Substituenten: -(OCH2CH2)kOCOCR=CH2, -(OCH2CH2)kkOCH=CH2, wobei: R unabhängig voneinander H oder CH3 bedeutet, k, kk, I, II unabhängig voneinander 0–1000 bedeuten, Ar einen aromatischen mono- oder bicyclischen Kohlenstoffring mit 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18 C-Atomen bedeutet, n1, n2 unabhängig voneinander 0 oder 1, bevorzugt 0 bedeuten, n3 0–1000, bevorzugt 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, besonders bevorzugt 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet.
Z is selected from the group consisting of:
- (i) anionic substituents: -COO - M +, -SO 3 - M +, -OSO 3 - M +, -PO 3 2- M + 2, -OPO 3 2- M + 2, -NHSO 3 - M + , - (OCH 2 CH 2 ) q O - M + , - (OCH 2 CH 2 ) qq O (CH 2 ) r COO - M + - (OCH 2 CH 2 ) s O (CH 2 ) t SO 3 - M + , - (OCH 2 CH 2 ) u O (CH 2 ) v OSO 3 - M + , - (OCH 2 CH 2 ) w O (CH 2 ) x PO 3 2- M + 2 or - (OCH 2 CH 2 ) y O (CH 2 ) a OPO 3 2- M + 2 , wherein: M + independently H + , a metal cation, preferably an alkali metal cation or alkaline earth metal cation, more preferably Li + , Na + , K + , NH 4 + , Ca 2+ or Zn 2+ , q, qq, s, u, w, y independently of one another denote 1-1000, r, t, v, x, a independently of one another denote 1, 2 or 3,
- (ii) cationic substituents: -N (R 1 R 2 R 3 ) + X - , -P (R 4 R 5 R 6 ) + X - , where: R a independently of one another is H or -CH 3 , X - independently of one another is Cl - , Br - , I - , CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 , methylphenyl-SO 3 - or phenyl-SO 3 - , R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 4 , R 6 independently of one another are H, alkyl, aryl or benzyl,
- (iii) neutral substituents: alkyl, -OH, -O (O) C-alkyl, - (OCH 2 CH 2 ) b OH, -O- (glycoside) c (eg glucoside, diglucoside, triglucoside etc.) , -OCH 2 CHOHCH 2 OH or - (OCH 2 CH 2 ) d OCH 2 CHOHCH 2 OH, wherein: b, d independently of one another are 1-1000, c, e, f independently of one another denote 1-10,
- (iv) reactive substituents: - (OCH 2 CH 2 ) g (OCH 2 -phenyl) h NCO, -SiR 7 R 8 W, -SiR 9 W 2 , -SiW 3 , COW, - (OCH 2 CH 2 ) i SO 2 CH = CH 2 or wherein: R 7 , R 8 , R 9 are independently alkyl, aryl or benzyl, preferably CH 3 , W is independently H, Cl, F, NR d 2 , OR d or N-imidazolyl, R b independently of one another Cl or F, R d independently of one another are optionally substituted alkyl, where in the case of NR d 2 both radicals R d together with the nitrogen atom to which they are attached can also form heterocyclyl, g, i, j independently of one another denote 0-1000 , h is 0 or 1,
- (v) polymerizable substituents: - (OCH 2 CH 2 ) k OCOCR = CH 2 , - (OCH 2 CH 2 ) kk OCH = CH 2 , wherein: R is independently H or CH 3 , k, kk, I, II are independently 0-1000, Ar is an aromatic mono- or bicyclic carbon ring of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18 carbon atoms, n1, n2 are independently 0 or 1, preferably 0, n3 0-1000, preferably 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 , 8, 9 or 10, more preferably 2, 3, 4, 5 or 6.
Der Begriff ”glycosid” bedeutet etherifiziertes Kohlenhydrat, bevorzugt ein mono-, di-, tri- or oligoglucosid.The term "glycoside" means etherified carbohydrate, preferably a mono-, di-, tri- or oligoglucoside.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Verbindungen der Formel (I) bereitgestellt, wobei n1 und n2 0 bedeuten.In a preferred embodiment, compounds of formula (I) are provided wherein n1 and n2 are 0.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Verbindungen der Formel (I) wie oben definiert und obige bevorzugte Ausführungsformen bereitgestellt, wobei Z einen Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkyl, -SO3 –M+, -O(CH2CH2O)a1H, -OH, -SiW3, -O(O)C-alkyl, worin bevorzugt a1 1–20, W ORd und Rd alkyl bedeuten, bedeutet.In a preferred embodiment compounds of formula (I) are as defined above and above preferred embodiments provided, wherein Z is a substituent selected from the group consisting of alkyl, -SO 3 - M +, -O (CH 2 CH 2 O) a1 H , -OH, -SiW 3 , -O (O) C-alkyl, in which preferably a1 is 1-20, W is OR d and R d is alkyl.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Verbindungen der Formal (1) wie oben definiert und obige bevorzugte Ausführungsformen bereitgestellt, wobei Ar phenyl oder naphthyl bedeutet.In a preferred embodiment there are provided compounds of the formula (1) as defined above and the above preferred embodiments wherein Ar represents phenyl or naphthyl.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Verbindungen der Formel (I) wie oben definiert und obige bevorzugte Ausführungsformen bereitgestellt, wobei Z einen Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkyl, -SO3 –M+, -O(CH2CH2O)a1H' -OH, -SiW3, -O(O)C-alkyl, worin bevorzugt a1 1–20, W ORd und Rd alkyl bedeuten, bedeutet, und Ar phenyl oder naphthyl bedeutet.In a preferred embodiment compounds of formula (I) are as defined above and above preferred embodiments provided, wherein Z is a substituent selected from the group consisting of alkyl, -SO 3 - M +, -O (CH 2 CH 2 O) a1 H ' -OH, -SiW 3 , -O (O) C-alkyl, wherein preferably a1 is 1-20, W is OR d and R d is alkyl, and Ar is phenyl or naphthyl.
Ebenfalls unter die Erfindung fallen Verbindungen, die aus der Formel (I) durch den formalen Einschub einer aromatischen Substruktur abgeleitet werden können, z. B.: Also included within the invention are compounds which can be derived from the formula (I) by the formal insertion of an aromatic substructure, e.g. B .:
In einem weiteren Aspekt wurde die Aufgabe der Erfindung überraschend gelöst durch Bereitstellen von Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (EtO)3Si(CH2)OSF5,
Alle der oben generisch oder explizit offenbarten Verbindungen, einschließlich der bevorzugten Untermengen/Ausführungsformen der hier offenbarten Formel (I) und explizit offenbarten Verbindungen, werden im Folgenden als Verbindungen der (vorliegenden) Erfindung oder erfindungsgemäße Verbindungen bezeichnet.All of the compounds generically or explicitly disclosed above, including the preferred subset (s) of the formula (I) disclosed herein and explicitly disclosed compounds, are hereinafter referred to as compounds of the invention or compounds of the invention.
Die hier zur Definition von Verbindungen, insbesondere der erfindungsgemäßen Verbindungen, verwendete Nomenklatur stützt sich im Allgemeinen auf die Regeln der IUPAC-Organisation für chemische Verbindungen und insbesondere organische Verbindungen.The nomenclature used herein to define compounds, particularly compounds of the invention, is generally based on the rules of the IUPAC organization for chemical compounds, and in particular organic compounds.
Die Ausdrücke, die zur Erläuterung der obigen Verbindungen der Erfindung angegeben sind, besitzen, soweit in der Beschreibung oder den Ansprüchen nicht anders angegeben, stets die folgenden Bedeutungen:
Der Ausdruck „unsubstituiert” bedeutet, dass der entsprechende Rest, die entsprechende Gruppe oder der entsprechende Molekülteil keine Substituenten aufweist.The terms given to illustrate the above compounds of the invention, unless otherwise specified in the specification or claims, always have the following meanings:
The term "unsubstituted" means that the corresponding radical, group or moiety has no substituents.
Der Ausdruck „substituiert” bedeutet, dass der entsprechende Rest, die entsprechende Gruppe oder der entsprechende Molekülteil einen oder mehrere Substituenten aufweist. Weist ein Rest eine Mehrzahl von Substituenten auf, und ist eine Auswahl verschiedener Substituenten angegeben, so sind die Substituenten unabhängig voneinander ausgewählt und brauchen einander nicht gleich zu sein.The term "substituted" means that the corresponding group, group or moiety has one or more substituents. When a group has a plurality of substituents, and a variety of different substituents are given, the substituents are independently selected and need not be equal to each other.
Die Ausdrücke „Alkyl” oder ”A” sowie andere Gruppen mit der Vorsilbe ”Alk” beziehen sich für die Zwecke dieser Erfindung auf acyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffreste, die verzweigt oder geradkettig sein können und vorzugsweise 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen, d. h. C1-C30-Alkanyle, C2-C30-Alkenyle und C2-C30-Alkinyle. Alkenyle weisen mindestens eine C-C-Doppelbindung und Alkinyle mindestens eine C-C-Dreifachbindung auf. Alkinyle können zusätzlich auch mindestens eine C-C-Doppelbindung aufweisen. Beispiele geeigneter Alkylreste sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, neo-Pentyl, tert-Pentyl, 2- oder 3-Methylpentyl, n-Hexyl, 2-Hexyl, Isohexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl, n-Icosanyl, n-Docosanyl, Ethylenyl (Vinyl), Propenyl (-CH2CH=CH2; -CH=CH-CH3, -C(=CH2)-CH3), Butenyl, Pentenyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Octadienyl, Octadecenyl, Octadec-9-enyl, Icosenyl, Icos-11-enyl, (Z)-Icos-11-enyl, Docosenyl, Docos-13-enyl, (Z)-Docos-13-enyl, Ethinyl, Propinyl (-CH2-C≡CH, -C≡C-CH3), Butinyl, Pentinyl, Hexinyl, Heptinyl, Octinyl. Besonders bevorzugt ist C1-4-Alkyl. Ein C1-4-Alkylrest ist beispielsweise ein Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert-Butyl.The terms "alkyl" or "A" and other groups having the prefix "alk" for the purposes of this invention refer to acyclic saturated or unsaturated hydrocarbon radicals which may be branched or straight chain and preferably have 1 to 30 carbon atoms, ie C 1 - C 30 alkanylyl, C 2 -C 30 -alkenyls and C 2 -C 30 -alkynyls. Alkenyls have at least one CC double bond and alkynyls at least one CC triple bond. Alkynyls may also have at least one CC double bond. Examples of suitable alkyl radicals are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neo-pentyl, tert-pentyl, 2- or 3-methylpentyl , n-hexyl, 2-hexyl, isohexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl, n-icosanyl , n-docosanyl, ethylenyl (vinyl), propenyl (-CH 2 CH = CH 2 ; -CH = CH-CH 3 , -C (= CH 2 ) -CH 3 ), butenyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, Octadienyl, octadecenyl, octadec-9-enyl, icosenyl, icos-11-enyl, (Z) -iscos-11-enyl, docosenyl, docos-13-enyl, (Z) -docos-13-enyl, ethynyl, propynyl ( -CH 2 -C≡CH, -C≡C-CH 3 ), butynyl, pentynyl, hexynyl, heptynyl, octynyl. Particularly preferred is C 1-4 alkyl. A C 1-4 alkyl radical is, for example, a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl.
Der Ausdruck „Cycloalkyl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf gesättigte und teilweise ungesättigte nicht aromatische cyclische Kohlenwasserstoffgruppen/-reste, mit 1 bis 3 Ringen, die 3 bis 20, vorzugsweise 3 bis 12, insbesondere bevorzugt 3 bis 8 Kohlenstoffatome, aufweisen. Der Cycloalkylrest kann auch Teil eines bi- oder polycyclischen Systems sein, in dem beispielsweise der Cycloalkylrest über (ein) beliebige(s) mögliche(s) und gewünschte(s) Ringglied(er) mit einem Aryl-, Heteroaryl- oder Heterocyclylrest wie hier definiert kondensiert ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel kann über jedes beliebige mögliche Ringglied des Cycloalkylrestes erfolgen. Beispiele geeigneter Cycloalkylreste sind Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclodecyl, Cyclohexenyl, Cyclopentenyl und Cyclooctadienyl. Besonders bevorzugt sind C3-C9-Cycloalkyl und C4-C8-Cycloalkyl. Bei einem C4-C8-Cycloalkylrest handelt es sich z. B. um ein Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl. The term "cycloalkyl" for the purposes of this invention refers to saturated and partially unsaturated non-aromatic cyclic hydrocarbon groups / radicals having from 1 to 3 rings having from 3 to 20, preferably from 3 to 12, most preferably from 3 to 8, carbon atoms. The cycloalkyl radical can also be part of a bicyclic or polycyclic system in which, for example, the cycloalkyl radical via (any) possible (s) and desired (s) ring member (s) having an aryl, heteroaryl or heterocyclyl as here is defined condensed. The bond to the compounds of the general formula can take place via any possible ring member of the cycloalkyl radical. Examples of suitable cycloalkyl radicals are cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclodecyl, cyclohexenyl, cyclopentenyl and cyclooctadienyl. Particularly preferred are C 3 -C 9 cycloalkyl and C 4 -C 8 cycloalkyl. A C 4 -C 8 -cycloalkyl radical is z. For example, a cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl.
Der Ausdruck „Heterocyclyl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf ein mono- oder polycyclisches System mit 3 bis 20, vorzugsweise 5 oder 6 bis 14 Ringatome enthaltend Kohlenstoffatome und 1, 2, 3, 4, oder 5 Heteroatome, insbesondere Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel, die gleich oder verschieden sind. Das cyclische System kann gesättigt oder ein- oder mehrfach ungesättigt sein, darf aber nicht aromatisch sein. Bei einem cyclischen System, das aus mindestens zwei Ringen besteht, können die Ringe anelliert oder spiro- oder anderweitig verbunden sein. Derartige „Heterocyclyl”-Reste können über ein beliebiges Ringglied verknüpft sein. Der Ausdruck „Heterocyclyl” umfasst auch Systeme, in denen der Heterocyclus Teil eines bi- oder polycyclischen gesättigten, teilweise ungesättigten und/oder aromatischen Systems ist, wie es der Fall ist, wenn der Heterocyclus über ein beliebiges gewünschtes und mögliches Ringglied des Heterocyclylrestes mit einer „Aryl”-, „Cycloalkyl”-, „Heteroaryl”- oder „Heterocyclyl”-Gruppe wie hier definiert kondensiert ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel kann über jedes beliebige mögliche Ringglied des Heterocyclylrestes erfolgen. Beispiele geeigneter „Heterocyclyl”-Reste sind Pyrrolidinyl, Thiapyrrolidinyl, Piperidinyl, Piperazinyl, Oxapiperazinyl, Oxapiperidinyl, Oxadiazolyl, Tetrahydrofuryl, Imidazolidinyl, Thiazolidinyl, Tetrahydropyranyl, Morpholinyl, Tetrahydrothiophenyl, Dihydropyranyl, Indolinyl, Indolinylmethyl, Imidazolidinyl, 2-Aza-bicyclo[2.2.2]octanyl.The term "heterocyclyl" for the purposes of this invention refers to a mono- or polycyclic system having 3 to 20, preferably 5 or 6 to 14 ring atoms containing carbon atoms and 1, 2, 3, 4, or 5 heteroatoms, especially nitrogen, oxygen and / or sulfur which are the same or different. The cyclic system may be saturated or mono- or polyunsaturated, but not aromatic. In a cyclic system consisting of at least two rings, the rings may be fused or linked spiro or otherwise. Such "heterocyclyl" radicals can be linked via any ring member. The term "heterocyclyl" also encompasses systems in which the heterocycle is part of a bi- or polycyclic saturated, partially unsaturated and / or aromatic system, as is the case when the heterocycle has any desired and possible ring member of the heterocyclyl radical "Aryl", "cycloalkyl", "heteroaryl" or "heterocyclyl" group as defined herein. The binding to the compounds of the general formula can be effected via any possible ring member of the heterocyclyl radical. Examples of suitable "heterocyclyl" radicals are pyrrolidinyl, thiapyrrolidinyl, piperidinyl, piperazinyl, oxapiperazinyl, oxapiperidinyl, oxadiazolyl, tetrahydrofuryl, imidazolidinyl, thiazolidinyl, tetrahydropyranyl, morpholinyl, tetrahydrothiophenyl, dihydropyranyl, indolinyl, indolinylmethyl, imidazolidinyl, 2-azabicyclo [2.2. 2] octanyl.
Der Ausdruck „Aryl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf ein mono- oder polycyclisches aromatisches Kohlenwasserstoffsystem mit 3 bis 14, vorzugsweise 5 bis 14, besonders bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatomen. Der Ausdruck „Aryl” umfasst auch Systeme, in denen der aromatische Cyclus Teil eines bi- oder polycyclischen gesättigten, teilweise ungesättigten und/oder aromatischen Systems ist, wie es der Fall ist, wenn der aromatische Cyclus über ein beliebiges gewünschtes und mögliches Ringglied des Arylrestes mit einer „Aryl”-, „Cycloalkyl”-, „Heteroaryl”- oder „Heterocyclyl”-Gruppe wie hier definiert kondensiert ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel kann über jedes beliebige mögliche Ringglied des Arylrestes erfolgen. Beispiele geeigneter „Aryl”-Reste sind Phenyl, Biphenyl, Naphthyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl und Anthracenyl, aber ebenso Indanyl, Indenyl oder 1,2,3,4-Tetrahydronaphthyl. Das insbesondere bevorzugte Aryl ist Phenyl.The term "aryl" for the purposes of this invention refers to a mono- or polycyclic aromatic hydrocarbon system having 3 to 14, preferably 5 to 14, more preferably 6 to 10 carbon atoms. The term "aryl" also includes systems in which the aromatic cycle is part of a bi- or polycyclic saturated, partially unsaturated and / or aromatic system, as is the case when the aromatic cycle is over any desired and possible ring member of the aryl radical having an "aryl", "cycloalkyl", "heteroaryl" or "heterocyclyl" group as defined herein. The bond to the compounds of the general formula can be made via any possible ring member of the aryl radical. Examples of suitable "aryl" radicals are phenyl, biphenyl, naphthyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl and anthracenyl, but also indanyl, indenyl or 1,2,3,4-tetrahydronaphthyl. The most preferred aryl is phenyl.
Der Ausdruck „Heteroaryl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen 3- bis 15-, vorzugsweise 5- bis 14-, besonders bevorzugt 5-, 6- oder 7-gliedrigen mono- oder polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, der mindestens 1, gegebenenfalls auch 2, 3, 4 oder 5 Heteroatome enthält, vorzugsweise Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel, wobei die Heteroatome gleich oder verschieden sind. Die Anzahl der Stickstoffatome beträgt vorzugsweise 0, 1, 2, oder 3 und die der Sauerstoff- und Schwefelatome unabhängig 0 oder 1. Der Ausdruck „Heteroaryl” umfasst auch Systeme, in denen der aromatische Cyclus Teil eines bi- oder polycyclischen gesättigten, teilweise ungesättigten und/oder aromatischen Systems ist, wie es der Fall ist, wenn der aromatische Cyclus über ein beliebiges gewünschtes und mögliches Ringglied des Heteroarylrestes mit einer „Aryl”-, „Cycloalkyl”-, „Heteroaryl”- oder „Heterocyclyl”-Gruppe wie hier definiert kondensiert ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel kann über jedes beliebige mögliche Ringglied des Heteroarylrestes erfolgen. Beispiele geeigneter „Heteroaryl”-Reste sind Acridinyl, Benzdioxinyl, Benzimidazolyl, Benzisoxazalyl, Benzodioxolyl, Benzofuranyl, Benzothiadiazolyl, Benzothiazolyl, Benzothienyl, Benzoxazolyl, Carbazolyl, Cinnolinyl, Dibenzofuranyl, Dihydrobenzothienyl, Furanyl, Furazanyl, Furyl, Imidazolyl, Indazolyl, Indolinyl, Indolizinyl, Indolyl, Isobenzylfuranyl, Isoindolyl, Isochinolinyl, Isochinolyl, Isothiazolyl, Isoxazolyl, Naphthyridinyl, Oxadiazolyl, Oxazolyl, Phenazinyl, Phenothiazinyl, Phenoxazinyl, Phthalazinyl, Pteridinyl, Purinyl, Pyrazinyl, Pyrazolyl, Pyridazinyl, Pyridinyl, Pyridyl, Pyrimidinyl, Pyrimidyl, Pyrrolyl, Chinazolinyl, Chinolinyl, Chinolyl, Chinoxalinyl, Tetrazolyl, Thiadiazolyl, Thiazolyl, Thienyl, Thiophenyl, Triazinyl, Triazolyl.The term "heteroaryl" for the purposes of this invention refers to a 3-15, preferably 5-14, more preferably 5-, 6- or 7-membered mono- or polycyclic aromatic hydrocarbon radical containing at least 1, optionally also contains 2, 3, 4 or 5 heteroatoms, preferably nitrogen, oxygen and / or sulfur, wherein the heteroatoms are the same or different. The number of nitrogen atoms is preferably 0, 1, 2 or 3 and that of the oxygen and sulfur atoms is independently 0 or 1. The term "heteroaryl" also includes systems in which the aromatic cycle is part of a bi- or polycyclic saturated, partially unsaturated and / or aromatic system, as is the case when the aromatic cycle is over any desired and possible ring member of the heteroaryl group having an "aryl", "cycloalkyl", "heteroaryl" or "heterocyclyl" group as herein is defined condensed. The binding to the compounds of the general formula can be effected via any possible ring member of the heteroaryl radical. Examples of suitable "heteroaryl" radicals are acridinyl, benzodioxinyl, benzimidazolyl, benzisoxazalyl, benzodioxolyl, benzofuranyl, benzothiadiazolyl, benzothiazolyl, benzothienyl, benzoxazolyl, carbazolyl, cinnolinyl, dibenzofuranyl, dihydrobenzothienyl, furanyl, furazanyl, furyl, imidazolyl, indazolyl, indolinyl, indolizinyl, Indolyl, isobenzylfuranyl, isoindolyl, isoquinolinyl, isoquinolyl, isothiazolyl, isoxazolyl, naphthyridinyl, oxadiazolyl, oxazolyl, phenazinyl, phenothiazinyl, phenoxazinyl, phthalazinyl, pteridinyl, purinyl, pyrazinyl, pyrazolyl, pyridazinyl, pyridinyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyrimidyl, pyrrolyl, quinazolinyl, Quinolinyl, quinolyl, quinoxalinyl, tetrazolyl, thiadiazolyl, thiazolyl, thienyl, thiophenyl, triazinyl, triazolyl.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geben die Ausdrücke „Alkyl-cycloalkyl”, „Cycloalkylalkyl”, „Alkyl-heterocyclyl”, „Heterocyclylalkyl”, „Alkyl-aryl”, „Arylalkyl”, „Alkyl-heteroaryl” und „Heteroarylalkyl” an, dass Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl jeweils wie oben definiert sind und der Cycloalkyl-, Heterocyclyl-, Aryl- und Heteroarylrest über einen Alkylrest, vorzugsweise C1-C8-Alkylrest, besonders bevorzugt C1-C4-Alkylrest an die Verbindungen der allgemeinen Formel gebunden ist.For the purposes of the present invention, the terms "alkylcycloalkyl", "cycloalkylalkyl", "alkylheterocyclyl", "heterocyclylalkyl", "alkylaryl", "arylalkyl", "alkylheteroaryl" and "heteroarylalkyl", the alkyl, cycloalkyl, heterocyclyl, aryl and heteroaryl are each as defined above and the cycloalkyl, Heterocyclyl, aryl and heteroaryl via an alkyl radical, preferably C 1 -C 8 alkyl, particularly preferably C 1 -C 4 alkyl radical is bonded to the compounds of the general formula.
Der Ausdruck „Alkyloxy” oder „Alkoxy” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen Alkylrest gemäß der obigen Definition, der an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Bindung an die Verbindungen der allgemeinen Formel erfolgt über das Sauerstoffatom. Beispiele sind Methoxy, Ethoxy und n-Propyloxy, Propoxy, Isopropoxy. Bevorzugt ist „C1-C4-Alkyloxy” mit der angegebenen Anzahl Kohlenstoffatome.The term "alkyloxy" or "alkoxy" for the purposes of this invention refers to an alkyl radical as defined above attached to an oxygen atom. The binding to the compounds of the general formula takes place via the oxygen atom. Examples are methoxy, ethoxy and n-propyloxy, propoxy, isopropoxy. Preference is given to "C 1 -C 4 -alkyloxy" with the specified number of carbon atoms.
Der Ausdruck „Cycloalkyloxy” oder „Cycloalkoxy” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen Cycloalkylrest gemäß der obigen Definition, der an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel erfolgt über das Sauerstoffatom. Beispiele sind Cyclopropyloxy Cyclobutyloxy, Cyclopentyloxy, Cyclohexyloxy, Cycloheptyloxy, Cyclooctyloxy. Bevorzugt ist „C3-C9Cycloalkyloxy” mit der angegebenen Anzahl Kohlenstoffatome.The term "cycloalkyloxy" or "cycloalkoxy" for the purposes of this invention refers to a cycloalkyl radical as defined above attached to an oxygen atom. The binding to the compounds of the general formula takes place via the oxygen atom. Examples are cyclopropyloxy cyclobutyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cycloheptyloxy, cyclooctyloxy. Preferred is "C 3 -C 9 cycloalkyloxy" having the specified number of carbon atoms.
Der Ausdruck ”Heterocyclyloxy” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen Heterocyclylrest gemäß der obigen Definition, der an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel erfolgt über das Sauerstoffatom. Beispiele sind Pyrrolidinyloxy, Thiapyrrolidinyloxy, Piperidinyloxy, Piperazinyloxy.The term "heterocyclyloxy" for the purposes of this invention refers to a heterocyclyl radical as defined above attached to an oxygen atom. The binding to the compounds of the general formula takes place via the oxygen atom. Examples are pyrrolidinyloxy, thiapyrrolidinyloxy, piperidinyloxy, piperazinyloxy.
Der Ausdruck „Aryloxy” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen Arylrest gemäß der obigen Definition, der an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel erfolgt über das Sauerstoffatom. Beispiele sind Phenyloxy, 2-Naphthyloxy, 1-Naphthyloxy, Bipheryloxy, Indanyloxy. Bevorzugt ist Phenyloxy.The term "aryloxy" for the purposes of this invention refers to an aryl radical as defined above attached to an oxygen atom. The binding to the compounds of the general formula takes place via the oxygen atom. Examples are phenyloxy, 2-naphthyloxy, 1-naphthyloxy, biphenyloxy, indanyloxy. Preferred is phenyloxy.
Der Ausdruck „Heteroaryloxy” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf einen Heteroarylrest gemäß der obigen Definition, der an ein Sauerstoffatom gebunden ist. Die Bindung zu den Verbindungen der allgemeinen Formel erfolgt über das Sauerstoffatom. Beispiele sind Pyrrolyloxy, Thienyloxy, Furyloxy, Imidazolyloxy, Thiazolyloxy.The term "heteroaryloxy" for the purposes of this invention refers to a heteroaryl radical as defined above attached to an oxygen atom. The binding to the compounds of the general formula takes place via the oxygen atom. Examples are pyrrolyloxy, thienyloxy, furyloxy, imidazolyloxy, thiazolyloxy.
Der Ausdruck „Carbonyl” oder „Carbonylteil” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine -C(O)-Gruppe.The term "carbonyl" or "carbonyl moiety" for the purposes of this invention refers to a -C (O) group.
Der Ausdruck „Alkylcarbonyl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine „Alkyl-C(O)-”Gruppe, worin Alkyl wie hier definiert ist.The term "alkylcarbonyl" for the purposes of this invention refers to an "alkyl C (O) -" group wherein alkyl is as defined herein.
Der Ausdruck „Alkoxycarbonyl” oder „Alkyloxycarbonyl” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine „Alkyl-O-C(O)-”Gruppe, worin Alkyl wie hier definiert ist.The term "alkoxycarbonyl" or "alkyloxycarbonyl" for the purposes of this invention refers to an "alkyl-O-C (O) -" group wherein alkyl is as defined herein.
Der Ausdruck „Alkoxyalkyl„ bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine „Alkyl-O-alkyl-”Gruppe, worin Alkyl wie hier definiert ist.The term "alkoxyalkyl " for the purposes of this invention refers to an "alkyl-O-alkyl" group wherein alkyl is as defined herein.
Der Ausdruck „Haloalkyl„ bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine Alkylgruppe wie hier definiert, welche mindestens ein mit mindestens einem Halogen wie hier definiert substituiertes Kohlenstoffatom enthält.The term "haloalkyl " for the purposes of this invention refers to an alkyl group as defined herein which contains at least one carbon atom substituted with at least one halogen as defined herein.
Der Ausdruck „Halogen”, „Halogenatom”, „Halogensubstituent” oder „Hal” bezieht sich für die Zwecke dieser Erfindung auf eine oder gegebenenfalls eine Mehrzahl von Fluor-(F, Fluoro), Brom-(Br, Bromo), Chlor-(Cl, Chloro) oder Iodatomen (I, Iodo). Die Bezeichnungen „Dihalogen”, „Trihalogen” und „Perhalogen” beziehen sich auf zwei, drei bzw. vier Substituenten, wobei jeder Substituent unabhängig aus der Gruppe bestehend aus Fluor, Chlor, Brom und Iod ausgewählt sein kann. „Halogen” bedeutet vorzugsweise ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom. Fluor ist insbesondere bevorzugt, wenn die Halogene an einer Alkyl-(Haloalkyl) oder Alkoxygruppe (z. B. CF3 und CF3O) substituiert sind.The term "halogen", "halogen atom", "halo substituent" or "Hal" for the purposes of this invention refers to one or optionally a plurality of fluoro (F, fluoro), bromo (Br, bromo), chloro ( Cl, chloro) or iodine atoms (I, iodo). The terms "dihalo", "trihalogen" and "perhalo" refer to two, three or four substituents, respectively, wherein each substituent may be independently selected from the group consisting of fluoro, chloro, bromo and iodo. "Halogen" preferably means a fluorine, chlorine or bromine atom. Fluorine is particularly preferred when the halogens are substituted on an alkyl (haloalkyl) or alkoxy group (e.g., CF 3 and CF 3 O).
Der Ausdruck „Hydroxyl” oder „Hydroxy” bezeichnet eine OH-Gruppe.The term "hydroxyl" or "hydroxy" refers to an OH group.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können durch Verfahren hergestellt werden, die dem Fachmann aus der Literatur bekannt sind.The compounds of the present invention may be prepared by methods known to those skilled in the literature.
In einem weiteren Aspekt wurde die Aufgabe der Erfindung überraschend gelöst durch Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung von Verbindungen der Erfindung umfassend die Schritte:
- (a) Umwandeln des Substituenten U einer Verbindung der Formel (II)
U-(Ar)n1-(O)n2-(CH2)n3-OSF5 (II) Z-(Ar)n1–(O)n2–(CH2)n3-OSF5 (I) - (b) Umwandeln eines Substituenten Z mit oben angegebener Bedeutung in einen anderen Substituenten Z mit oben angegebener Bedeutung, z. B. durch Ersetzen einer Hydroxyl-Gruppe durch eine -O(CH2CH2O)nH Gruppe oder Einführung einer Natriumsulfat-Gruppe.
- (a) converting the substituent U of a compound of the formula (II)
U- (Ar) n1 - (O) n2 - (CH 2) n3 -OSF 5 (II) Z- (Ar) n1 - (O) n2 - (CH 2) n3 -OSF 5 (I) - (B) converting a substituent Z as defined above into another substituent Z as defined above, z. By replacing a hydroxyl group with a -O (CH 2 CH 2 O) n H group or introducing a sodium sulfate group.
Vorteile der erfindungsgemäßen Verbindungen können insbesondere sein:
- – eine Oberflächenaktivität, die der konventioneller Kohlenwasserstoff-Tenside hinsichtlich Effizienz und/oder Effektivität gleich oder überlegen ist,
- – biologische und/oder abiotische Abbaubarkeit der Substanzen ohne Bildung persistenter perfluorierter Abbauprodukte wie PFOA (Perfluoroctansäure) oder PFOS (Perfluoroctansulfonat). Die biologische und abiotische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Substanzen ist erheblich besser, da der Kohlenwasserstoffteil leicht metabolisiert werden kann. Die letztendlich verbleibende Pentafluorschwefelsäure (
K. Seppelt, Angew. Chem. 1976, 88, 56–59 - – schwache Schaumbildung,
- – gute Verarbeitbarkeit in Formulierungen und/oder
- – Lagerstabilität.
- A surface activity equal or superior to conventional hydrocarbon surfactants in terms of efficiency and / or effectiveness,
- - biological and / or abiotic degradability of the substances without formation of persistent perfluorinated degradation products such as PFOA (perfluorooctanoic acid) or PFOS (perfluorooctanesulfonate). The biological and abiotic degradability of the substances according to the invention is considerably better, since the hydrocarbon part can be easily metabolized. The final remaining pentafluorosulphuric acid (
K. Seppelt, Angew. Chem. 1976, 88, 56-59 - - weak foaming,
- Good processability in formulations and / or
- - storage stability.
Bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine besondere Oberflächenaktivität auf.The compounds according to the invention preferably have a particular surface activity.
Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen Verbindungen als oberflächenaktive Mittel, beispielsweise zur Verbesserung des Verlaufsverhaltens und des Benetzungsvermögens von Coatingformulierungen.A second object of the present invention is the use of compounds according to the invention as surfactants, for example for improving the flow behavior and the wetting power of coating formulations.
Dabei können die im Vorangegangenen beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbindungen besonders vorteilhaft verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch als Isomerengemische (Konstitutions- und/oder Konfigurationsisomerengemische) verwendet werden. Insbesondere Diastereomeren- und/oder Enantiomerengemische sind möglich.In this case, the preferred embodiments of the compounds according to the invention described above can be used particularly advantageously. The compounds according to the invention can also be used as mixtures of isomers (mixtures of constitution and / or isomers of isomers). In particular, diastereomeric and / or enantiomeric mixtures are possible.
Einsatzgebiete sind beispielsweise die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Additive in Zubereitungen zur Oberflächenbeschichtung, wie Farben, Lacken, Schutzanstrichen, Spezialcoatings in elektronischen oder Halbleiter-Anwendungen (z. B. Photolacken, Top Antireflective Coatings, Bottom Antireflective Coatings) oder in optischen Anwendungen (z. B. photographischen Beschichtungen, Beschichtungen optischer Elemente) oder in Additivzubereitungen zur Additivierung entsprechender Zubereitungen.Areas of use are, for example, the use of the compounds according to the invention as additives in surface coating preparations, such as paints, lacquers, protective coatings, special coatings in electronic or semiconductor applications (for example, photoresists, top anti-reflective coatings, bottom anti-reflective coatings) or in optical applications (eg B. photographic coatings, coatings of optical elements) or in additive formulations for the addition of appropriate preparations.
Dabei werden die erfindungsgemäßen Verbindungen für die Anwendung üblicherweise in entsprechend ausgelegten Zubereitungen eingebracht. Entsprechende Mittel, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung, sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt enthalten solche Mittel einen für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten Träger, sowie gegebenenfalls weitere Aktivstoffe und/oder gegebenenfalls Hilfsstoffe. Bei bevorzugten Mitteln handelt es sich dabei um Farb- und Lackzubereitungen sowie Druckfarben.The compounds according to the invention for the application are usually incorporated in appropriately designed preparations. Corresponding agents containing at least one compound according to the invention are likewise provided by the present invention. Such agents preferably contain a carrier suitable for the respective intended use, as well as optionally further active ingredients and / or optionally adjuvants. Preferred agents are color and lacquer preparations and printing inks.
Außerdem sind auch wasserbasierte Lackformulierungen, die mindestens eine der erfindungsgemäßen Verbindungen allein oder im Gemische mit anderen Tenside enthalten, Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt werden Lackformulierungen auf Basis der folgenden synthetischen Filmbildner verwendet:
- – Polykondensationsharze wie Alkydharze, gesättigt/ungesättigte Polyester,
- – Polyamide/imide, Silikonharze; Phenolharze; Harnstoffharze und Melaminharze,
- – Polyadditionsharze wie Polyurethane und Epoxidharze,
- – Polymerisationsharze wie Polyolefine, Polyvinylverbindungen und Polyacrylate.
- Polycondensation resins such as alkyd resins, saturated / unsaturated polyesters,
- - polyamides / imides, silicone resins; Phenol resins; Urea resins and melamine resins,
- Polyaddition resins such as polyurethanes and epoxy resins,
- - Polymerization resins such as polyolefins, polyvinyl compounds and polyacrylates.
Außerdem sind die erfindungsgemäßen Verbindungen auch zum Einsatz in Lacken auf Basis von Naturstoffen und modifizierten Naturstoffen geeignet. Bevorzugt sind Lacke auf Basis von Ölen, Polysacchariden wie Stärke und Cellulose als auch auf Basis von Naturharzen wie cyclischen Oligoterpenen, Polyterpenen und/oder Schellack. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können sowohl in physikalisch härtenden (Thermoplaste) als auch in vernetzenden (Elastomere und Duromere) wässrigen Lacksystemen verwendet werden. Bevorzugt verbessern die erfindungsgemäßen Verbindungen die Verlaufs- und Benetzungseigenschaften der Lacksysteme. In addition, the compounds of the invention are also suitable for use in paints based on natural substances and modified natural products. Preference is given to lacquers based on oils, polysaccharides such as starch and cellulose and also based on natural resins such as cyclic oligoterpenes, polyterpenes and / or shellac. The compounds according to the invention can be used both in physically curing (thermoplastics) and in crosslinking (elastomers and duromers) aqueous coating systems. The compounds according to the invention preferably improve the flow and wetting properties of the coating systems.
Ein weiterer Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Verbindungen liegt in Herstellprozessen von Polymeren, insbesondere von Fluorpolymeren. Wichtige technische Methoden zur Herstellung von Fluorpolymeren wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE) sind z. B. Emulsions- und Suspensionspolymerisation. Suspension- und Emulsionspolymerisationsverfahren sind gängige, dem Fachmann wohl bekannte Polymerisationsverfahren. Bei Suspension- und Emulsionspolymerisationsverfahren enthält das System immer mindestens vier Bestandteile: (überwiegend) wasserunlösliches Monomer, Wasser, Dispergiermittel bzw. Emulgiermittel und Initiator. Die Durchführung der genannten Polymerisationsverfahren ist dem Fachmann geläufig. Bei diesem Prozess wird das Polymer in einem Autoklaven, der Wasser, das oder die entsprechenden, meist gasförmigen, Monomere, Initiatoren, Tenside und andere Hilfsmittel enthält, unter Rühren und ständiger Temperatur- und Druckkontrolle hergestellt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind geeignet, als Tenside die sehr hydrophoben Fluorpolymertropfen bzw. -teilchen in der wässrigen Lösung dispergiert zu halten.Another area of use of the compounds according to the invention lies in production processes of polymers, in particular of fluoropolymers. Important technical methods for the preparation of fluoropolymers such. B. polytetrafluoroethylene (PTFE) are z. B. emulsion and suspension polymerization. Suspension and emulsion polymerization processes are common polymerization processes well known to those skilled in the art. In suspension and emulsion polymerization processes, the system always contains at least four components: (predominantly) water-insoluble monomer, water, dispersant or emulsifier and initiator. The implementation of said polymerization is familiar to the expert. In this process, the polymer is prepared in an autoclave containing water or the corresponding, usually gaseous, monomers, initiators, surfactants and other auxiliaries, with stirring and constant temperature and pressure control. The compounds according to the invention are suitable as surfactants to keep the very hydrophobic fluoropolymer droplets or particles dispersed in the aqueous solution.
Außerdem können die erfindungsgemäßen Verbindungen in Hydrophobiermitteln, Oleophobiermitteln, Netz-Verlaufsmitteln, Schutz-/Reinigungsmitteln gegen Flecken und Verschmutzungen, Stain Releases, Beschlagschutzmitteln, Gleitmitteln, Entschäumern, Entlüftern, Trocknungsbeschleunigern, Verbesserern der Abriebfestigkeit und mechanischen Strapazierfähigkeit, und Antistatika, insbesondere in der Behandlung von Textilien (insbesondere Bekleidung, Teppiche und Teppichböden, Polsterbezüge in Mobiliar und Automobilen) und harte Oberflächen (insbesondere Küchenoberflächen, Sanitäranlagen, Kacheln, Glas), nicht-gewobenen textilen Werkstoffen, Lederwaren, Papieren und Kartonnagen, Holz und holzbasierten Werkstoffen, mineralischen Substraten wie Stein, Zement, Beton, Gips, Keramiken (glasierte und unglasierte Ziegel, Steingut, Porzellan) und Gläsern, sowie für Kunststoffe und metallische Substrate eingesetzt werden. Für metallische Substrate ist zusätzlich auch die Verwendung in Korrosionsschutzmitteln Gegenstand der Ansprüche. Für Kunststoffe und Formen für die Kunststoffverarbeitung ist zusätzlich auch die Verwendung in Formtrennmitteln Gegenstand der Ansprüche. Im Falle der Reinigungsmittel und Fleckentferner ist zusätzlich auch die Verwendung als Detergenz bzw. Schmutzemulgier- und -dispergiermittel Gegenstand der Ansprüche.In addition, the compounds of the present invention can be used in water repellents, oil repellents, wetting agents, stain and soil protectants, stain releases, antifoggants, lubricants, defoamers, deaerators, drying accelerators, abrasion and mechanical durability improvers, and antistatics, especially in the treatment of textiles (in particular clothing, carpets and rugs, upholstery coverings in furniture and automobiles) and hard surfaces (in particular kitchen surfaces, sanitary facilities, tiles, glass), non-woven textile materials, leather goods, papers and cartons, wood and wood-based materials, mineral substrates such as Stone, cement, concrete, plaster, ceramics (glazed and unglazed bricks, stoneware, porcelain) and glasses, as well as for plastics and metallic substrates. For metallic substrates, the use in anticorrosion agents is additionally the subject matter of the claims. For plastics and molds for plastics processing, the use in mold release agents is additionally subject matter of the claims. In the case of detergents and stain removers, the use as detergents or soil emulsifying and dispersing agents is additionally the subject matter of the claims.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verbindungen als antimikrobieller Wirkstoff, insbesondere als Reagenz für die antimikrobielle Oberflächenmodifikation, verwendet werden.Furthermore, the compounds of the invention can be used as antimicrobial agent, in particular as a reagent for the antimicrobial surface modification.
Ein weiterer Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Verbindungen liegt in Additiven oder in Additivzubereitungen in Druckfarben, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Entschäumer, Entlüfter, Mittel zur Reibungskontrolle, Netzmittel, Verlaufsmittel, Verbesserer der Pigmentkompatibilität, Verbesserer der Druckauflösung, Trocknungsbeschleuniger.Another area of use of the compounds according to the invention is additives or additive formulations in printing inks, having one or more of the following functions: defoamer, deaerator, friction control agent, wetting agent, leveling agent, pigment compatibility improver, printing resolution improver, drying accelerator.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch als Schaumstabilisatoren und/oder zur Unterstützung der Filmbildung, insbesondere in wässrigen filmbildenden Feuerlöschschäumen, sowohl synthetisch als auch proteinbasiert, auch für alkoholresistente Formulierungen (AFFF und AFFF-AR, FP, FFFP und FFFP-AR) verwendet werden.The compounds according to the invention can also be used as foam stabilizers and / or to support film formation, in particular in aqueous film-forming fire-extinguishing foams, both synthetic and protein-based, also for alcohol-resistant formulations (AFFF and AFFF-AR, FP, FFFP and FFFP-AR).
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verbindungen als Additive in polymeren Werkstoffen (Kunststoffen), mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen eingesetzt werden: Gleitmittel, Verminderer der inneren Reibung, UV-Stabilisator, Hydrophobiermittel, Oleophobiermittel, Schutzmittel gegen Flecken und Verschmutzungen, Kupplungsmittel für Füllstoffe, Flammschutzmittel, Migrationsinhibitor (insbesondere gegen Migration von Weichmachern), Beschlagschutzmittel.Furthermore, the compounds according to the invention can be used as additives in polymeric materials (plastics) with one or more of the following functions: lubricants, internal friction reducers, UV stabilizers, water repellents, oil repellents, stain and soil protectants, fillers, flame retardants , Migration inhibitor (especially against migration of plasticizers), anti-fogging agents.
Außerdem sind die erfindungsgemäßen Verbindungen auch zum Einsatz als Additive in flüssigen Medien zur Reinigung, zum Ätzen, zur reaktiven Modifikation und/oder Substanzabscheidung auf Metalloberflächen (insbesondere auch Galvanik und Eloxierung) oder Halbleiteroberflächen (insbesondere für die Halbleiter-Photolithographie: Entwickler, Stripper, Edge Bead Remover, Ätz- und Reinigungsmittel), als Netzmittel und/oder Verbesserer der Qualität von abgeschiedenen Filmen geeignet.In addition, the compounds according to the invention are also suitable for use as additives in liquid media for cleaning, etching, reactive modification and / or substance deposition on metal surfaces (in particular electroplating and anodization) or semiconductor surfaces (in particular for semiconductor photolithography: developer, stripper, edge Bead Remover, etching and cleaning agents), suitable as a wetting agent and / or improvers of the quality of deposited films.
Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäß als Tensid verwendbaren Verbindungen für Wasch- und Reinigungsanwendungen, sowie für eine Verwendung als Additive/Tenside in kosmetischen Produkten wie z. B. Haar- und Körperpflegeprodukten (z. B. Shampoos, Haarspülungen und Haarkonditionierern), Schaumbädern, Cremes oder Lotionen mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Emulgatoren, Netzmittel, Schaummittel, Gleitmittel, Antistatikum, Erhöher der Resistenz gegen Hautfette. In addition, the compounds useful according to the invention as surfactant for washing and cleaning applications, as well as for use as additives / surfactants in cosmetic products such. Hair and body care products (eg shampoos, hair conditioners and hair conditioners), foam baths, creams or lotions having one or more of the following functions: emulsifiers, wetting agents, foaming agents, lubricants, antistatic agents, skin fats resistance enhancers.
Für die erfindungsgemäßen Verbindungen besteht weiterhin die Verwendung als Additive in Herbiziden, Pestiziden und Fungiziden, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Substratnetzmittel, Adjuvans, Schauminhibitor, Dispergiermittel, Emulsionsstabilisator.The compounds of the invention further comprise the use as additives in herbicides, pesticides and fungicides having one or more of the following functions: substrate wetting agent, adjuvant, foam inhibitor, dispersing agent, emulsion stabilizer.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch als Additive in Enteisungsmitteln oder Vereisungsverhinderern verwendet werden.In addition, the compounds according to the invention can also be used as additives in deicing or anti-icing agents.
Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen als Additive in Zubereitungen zur Erzaufbereitung, insbesondere Flotations- und Auslaugungslösungen, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Netzmittel, Schaummittel, Schauminhibitor, sowie als Additive in Mitteln zur Stimulation von Erdölquellen, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Netzmittel, Schaummittel, Emulgator.In addition, the compounds of the invention are useful as additives in ore processing formulations, particularly flotation and leaching solutions, having one or more of the following functions: wetting agents, foaming agents, foam inhibitors, and as additives in petroleum source stimulation agents, with one or more of the following Functions: Wetting agent, foaming agent, emulsifier.
Ein weiterer Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Verbindungen liegt in der Verwendung als Additive in Klebstoffen, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen: Netzmittel, Penetrationsmittel, Substrat-Haftverbesserer, Entschäumer.Another area of use of the compounds according to the invention is the use as additives in adhesives, with one or more of the following functions: wetting agent, penetrating agent, substrate adhesion promoter, defoamer.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verbindungen als Additive in Schmierstoffen und Hydraulikflüssigkeiten, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen eingesetzt werden: Netzmittel, Korrosionsinhibitor. Im Falle der Schmierstoffe ist zusätzlich auch die Verwendung als Dispergiermittel (insbesondere für Fluorpolymerpartikel) Gegenstand der Ansprüche.Furthermore, the compounds according to the invention can be used as additives in lubricants and hydraulic fluids, with one or more of the following functions: wetting agent, corrosion inhibitor. In the case of lubricants, the use as a dispersant (in particular for fluoropolymer particles) is additionally the subject of the claims.
Auch können die erfindungsgemäßen Verbindungen als Additive in Kitt- und Füllmassen, mit einer oder mehreren der folgenden Funktionen verwendet werden: Hydrophobiermittel, Oleophobiermittel, Schutzmittel gegen Verschmutzungen, Verbesserer der Witterungsbeständigkeit, UV-Stabilisator, Mittel gegen Silikon-Ausblutung.Also, the compounds of the invention may be used as additives in putties and fillers, with one or more of the following functions: water repellents, oil repellents, soil protectants, weatherability improvers, UV stabilizers, silicone bleed-off agents.
Alle hier genannten Verwendungen erfindungsgemäß einzusetzender Verbindungen sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die jeweilige Anwendung von Tensiden zu den genannten Zwecken ist dem Fachmann bekannt, so dass der Einsatz der erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen keine Probleme bereitet. Bevorzugt werden die Verbindungen der Formel (I) in Farb- und Lackzubereitungen und in Herstellprozessen von Polymeren, insbesondere von Fluorpolymeren, verwendet.All uses of compounds according to the invention to be used according to the invention are the subject of the present invention. The particular use of surfactants for the stated purposes is known to the person skilled in the art, so that the use of the compounds to be used according to the invention causes no problems. The compounds of the formula (I) are preferably used in color and lacquer preparations and in the production processes of polymers, in particular of fluoropolymers.
In einem weiteren Aspekt wurde die Aufgabe der Erfindung überraschend gelöst durch Bereitstellen der Verwendung von erfindungsgemäßen Verbindungen als Tenside, als Hydrophobiermittel oder Oleophobiermittel, insbesondere in der Oberflächenmodifikation von Textilien, Papier, Glas, poröser Baustoffe oder Adsorbentien, als Antistatikum, insbesondere in der Behandlung von Textilien, wie Bekleidung, Teppiche und Teppichböden, Polsterbezüge in Mobiliar und Automobilen, nicht-gewobenen textilen Werkstoffen, Lederwaren, Papieren und Kartonnagen, Holz und holzbasierten Werkstoffen, mineralischen Substraten wie Stein, Zement, Beton, Gips, Keramiken, wie glasierte und unglasierte Ziegel, Steingut, Porzellan, und Gläsern, sowie für Kunststoffe und metallische Substrate, als Additive in Zubereitungen zur Oberflächenbeschichtung, wie Druckfarben, Anstrichen, Farben, Lacken, photographischen Beschichtungen, Spezialcoatings für die Halbleiter-Photolithographie, wie Photolacke, Top Antireflective Coatings, Bottom Antireflective Coatings, oder in Additivzubereitungen zur Additivierung entsprechender Zubereitungen, als Schaumstabilisator und/oder zur Unterstützung der Filmbildung, insbesondere in Feuerlöschschäumen, als Grenzflächenvermittler oder Emulgator, insbesondere für die Herstellung von Fluorpolymeren, oder als antimikrobieller Wirkstoff, insbesondere als Reagenz für die antimikrobielle Oberflächenmodifikation.In a further aspect, the object of the invention was surprisingly achieved by providing the use of compounds of the invention as surfactants, as hydrophobing or Oleophobiermittel, in particular in the surface modification of textiles, paper, glass, porous building materials or adsorbents, as an antistatic agent, in particular in the treatment of Textiles such as clothing, carpets and rugs, upholstery coverings in furniture and automobiles, non-woven textile materials, leather goods, papers and cartons, wood and wood-based materials, mineral substrates such as stone, cement, concrete, plaster, ceramics, such as glazed and unglazed bricks , Stoneware, porcelain, and glasses, as well as for plastics and metallic substrates, as additives in surface coating formulations, such as printing inks, paints, paints, coatings, photographic coatings, special coatings for semiconductor photolithography, such as photoresists, top antirefle ctive coatings, bottom antireflective coatings, or in additive formulations for the addition of appropriate preparations, as a foam stabilizer and / or to aid film formation, in particular in fire-extinguishing foams, as an interface mediator or emulsifier, in particular for the production of fluoropolymers, or as an antimicrobial agent, in particular as a reagent for the antimicrobial surface modification.
In einem weiteren Aspekt wurde die Aufgabe der Erfindung überraschend gelöst durch Bereitstellen eines Mittels enthaltend mindestens eine Verbindung der Erfindung.In a further aspect, the object of the invention was surprisingly achieved by providing an agent containing at least one compound of the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Mittel enthaltend mindestens eine Verbindung der Erfindung bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneter Träger sowie gegebenenfalls weitere spezifische Aktivstoffe enthalten sind. In a preferred embodiment, an agent containing at least one compound of the invention is provided, characterized in that a carrier suitable for the respective intended use and optionally further specific active substances are contained.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Mittel wie oben dargestellt bereitgestellt dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mittel um Farb- und Lackzubereitungen, Feuerlöschmittel, Schmierstoffe, Wasch- und Reinigungsmittel, Enteiser oder Hydrophobiermittel zur Textilausrüstung oder Glasbehandlung handelt.In a preferred embodiment, an agent as set forth above is provided characterized in that the agent is paint and lacquer preparations, fire-extinguishing agents, lubricants, detergents and cleaners, de-icers or water repellents for textile finishing or glass treatment.
In einem weiteren Aspekt wurde die Aufgabe der Erfindung überraschend gelöst durch Bereitstellen von Zwischenverbindungen gemäß Formel (III)
V ausgewält ist aus der Gruppe bestehend aus H2C=CH-, alkyl-HC=CH-, Cl, Br, I, OH, -OCH2-phenyl, -BR2, -SiR3, -O3SR, wobei R alkyl, aryl, F, CF3, phenyl-CH3 bedeutet,
Ar einen aromatischen mono- oder bicyclischen Kohlenstoffring mit 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18 C-Atomen bedeutet,
n1, n2 unabhängig voneinander 0 oder 1, bevorzugt 0 bedeuten,
n3 0–1000, bevorzugt 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, besonders bevorzugt 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet.In a further aspect, the object of the invention was surprisingly achieved by providing intermediates according to formula (III)
V is selected from the group consisting of H 2 C = CH-, alkyl-HC = CH, Cl, Br, I, OH, -OCH 2 -phenyl, -BR 2 , -SiR 3 , -O 3 SR, wherein R is alkyl, aryl, F, CF 3 , phenyl-CH 3 ,
Ar is an aromatic mono- or bicyclic carbon ring having 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18 carbon atoms,
n1, n2 independently of one another
n3 0-1000, preferably 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, particularly preferably 2, 3, 4, 5 or 6 means.
Kurze Beschreibung der AbbildungenBrief description of the illustrations
Außer den in der Beschreibung genannten bevorzugten Verbindungen, deren Verwendung, Mitteln und Verfahren sind weitere bevorzugte Kombinationen der erfindungsgemäßen Gegenstände in den Ansprüchen offenbart.In addition to the preferred compounds mentioned in the description, their use, compositions and methods, further preferred combinations of the subject matters of the invention are disclosed in the claims.
Die Offenbarungen in den zitierten Literaturstellen gehören hiermit ausdrücklich auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung.The disclosures in the cited references are hereby also expressly incorporated into the disclosure of the present application.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung näher, ohne den Schutzbereich zu beschränken. Insbesondere sind die in den Beispielen beschriebenen Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der den betreffenden Beispielen zugrunde liegenden Verbindungen und Reaktionsbedingungen auch auf andere nicht im Detail aufgeführte, aber unter den Schutzbereich fallende Stoffe und Verbindungen anwendbar, sofern an anderer Stelle nicht Gegenteiliges gesagt wird. Im Übrigen ist die Erfindung im gesamten beanspruchten Bereich ausführbar und nicht auf die hier genannten Beispiele beschränkt.The following examples further illustrate the present invention without limiting the scope of protection. In particular, the features, properties and advantages of the compounds and reaction conditions underlying the examples in question are also applicable to other substances and compounds not mentioned in detail but covered by the scope of protection, unless otherwise stated elsewhere. Incidentally, the invention is embodied in the entire claimed area and is not limited to the examples mentioned here.
BeispieleExamples
Allgemeine SynthesemethodenGeneral Synthetic Methods
Die aliphatische OSF5-Gruppe ist prinzipiell nach zwei Methoden zugänglich.
- (1) Addition von SF5OCl (
C. J. Schack, R. D. Wilson, J. S. Muirhead, S. N. Cohz, J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 2907–2911 L. R. Anderson, D. E. Young, D. E. Gould, R. Juurik-Hogan, D. Neuchterlein, W. B. Fox, J. Org. Chem. 1970, 35, 3730–3733 - (2) Nukleophile Substitution von z. B. Triflaten mit TAS+ F5SO– (
W. Heilemann, R. Mews, S. Pohl, W. Saak, Chem. Ber. 1989, 122, 427–432 G. L. Trainor, J. Carbohydr. Chem. 1985, 4, 545–563
- (1) addition of SF 5 OCl (
CJ Schack, RD Wilson, JS Muirhead, SN Cohz, J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 2907-2911 LR Anderson, DE Young, DE Gould, R. Juurik-Hogan, D. Neuchterlein, WB Fox, J. Org. Chem. 1970, 35, 3730-3733 - (2) nucleophilic substitution of e.g. B. Triflates with TAS + F 5 SO - (
W. Heilemann, R. Mews, S. Pohl, W. Saak, Chem. Ber. 1989, 122, 427-432 GL Trainor, J. Carbohydr. Chem. 1985, 4, 545-563
Aromatische OSF5-Verbindungen sind durch Umsetzung des entsprechenden Aromaten mit F5SOOSF5 zugänglich (
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind nach dem Fachmann bekannten Methoden analog zu den entsprechenden CF3- oder OCF3-Derivaten herstellbar. Allgemeines Syntheseschema A) Synthesebeispiele 16: Zu einer Mischung von 80 mmol 15, 200 mmol getrocknetem K2CO3 und 300 ml CH2C12 werden bei 0°C 100 mmol Trifluormethansulfonsäureanhydrid getropft. Man rührt 4 h nach, arbeitet wie üblich wäßrig auf und chromatographiert über Kieselgel (Pentan). Ausbeute 63% 16.
17: Eine Mischung von 20 mmol 16 und 25 mmol TAS+OSF5 – (TAS+ = Tris(dimethylamino)sulfonium) in 100 ml Acetonitril wird 1 h bei –20°C gerührt. Dann läßt man auf Raumtemperatur kommen, rührt weitere 18 h, arbeitet wäßrig auf und chromatographiert über Kieselgel (Pentan). Ausbeute 54% 17.
18: 20 mmol 17 in 400 ml THF werden in Gegenwart von 2 g 5% Pd-C bei RT und Normaldruck bis zum Ende der Wasserstoffaufnahme hydriert. Man filtriert über Celite vom Katalysator ab, und reinigt das Produkt durch fraktionierte Destillation. Ausbeute 92% 18, farbloses Öl. 19: Eine Lösung von 100 mmol 18 in 200 ml Toluol wird unter Eiskühlung mit 120 mmol PBr3 versetzt und für 3 h zum Rückfluß erhitzt. Man läßt abkühlen und arbeitet wie üblich wäßrig auf. Das Rohprodukt wird destillativ gereinigt. Ausbeute: 62% 19, farbloses Öl.
20: Eine Mischung von 10 mmol 19 und 30 ml Pyridin wird für 2 h zum Sieden erhitzt. Man engt im Vakuum ein und fällt den Rückstand mit Diethylether aus. Ausbeute: 89% 20, blaßrosa Feststoff.
21: Eine Lösung von 100 mmol 18, 100 mmol Acrylsäure, 105 mmol DCC (N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid) und 5 mmol DMAP (4-(N,N-Dimethylamino)pyridin) in 300 ml THF wird 18 h bei RT gerührt. Man gießt in Wasser und arbeitet wie üblich wäßrig auf. Das Rohprodukt wird durch Chromatographie (Kieselgel; Pentan) gereinigt. Ausbeute: 87% 21, farbloses Öl.
22: Eine Mischung von 100 mmol 19 und 150 mmol Dicyclohexylamin wird für 18 h auf 180°C erhitzt. Das Produkt wird abdestilliert, gegen Ende bei verringertem Druck und erhöhter Temperatur. Das Rohprodukt wird durch fraktionierte Desillation gereinigt. Ausbeute: 68% 22, farbloses Öl.
23: Eine Lösung von 10 mmol 22 und 20 mmol Triethoxysilan in 80 ml CH2Cl2 wird mit 16 mg H2PtCl6·6H2O in 1 ml iso-Propanol versetzt und 4 d bei RT gerührt. Nach beendeter Umsetzung wird das Produkt destillativ gereinigt. Ausbeute: 73% 23, farbloses Öl. 28: In einer Vakuumapparatur wird zu einer Lösung von 3.0 g (22 mmol) 24 in 10 ml trockenem CH3CN 2,7 g (22 mmol) OSF4 (25) einkondensiert. Die Suspension läßt man 1 h bei –30°C rühren, danach wird die Mischung langsam auf die Raumtemperatur erwärmt. Zu dem so (22 mmol) pregenerierten Salz 26 (Q+-OSF5 –) wurden bei –10°C 6.3 g (22 mmol) 27 langsam zugegeben. Danach wird für 1 h bei 0°C und dann 12 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Gemisch wird mit Et2O extrahiert und die organische Phase mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wird über Na2SO4 getrocknet, das Lösungsmittel abgezogen und im Hochvakuum getrocknet. Der Rückstand wird durch Silicagel filtriert (Laufmittel: Hexan/CHCl3). Das Eluat wird eingeengt. Man erhält ein farbloses Öl. Ausbeute 4,2 g (68%) 28. Sdp. 225°C.
19F-NMR δ (CDCl3) = AB4X System: 77,57 (FA, 1F, m mit übergeordnetem q), 59,37 (F8, 4F, m mit übergeordnetem d).
1H-NMR δ (CDCl3) = 5,81 (m, 1H, CH), 4,97 (m, 2H, CH2), 4,36 (t, 2H, CH2), 2,04 (m, 2H, CH2), 1,70 (m, 2H, CH2), 1,33 (m, 12H, CH2).
HRMS: gef. 282,10768 ber. 282,10885 C10H19F5OS 29: Darstellung von Thioessigsäure-S-(10-(pentafluorosulfanyloxy)decyl)ester The compounds according to the invention can be prepared analogously to the corresponding CF 3 or OCF 3 derivatives by methods known to the person skilled in the art. General synthesis scheme A) Synthesis examples 16: To a mixture of 80
17: A mixture of 20 mmol 16 and 25 mmol TAS + OSF 5 - (TAS + = tris (dimethylamino) sulfonium) in 100 ml acetonitrile is stirred for 1 h at -20 ° C. Then allowed to come to room temperature, stirred for a further 18 h, worked up in water and chromatographed on silica gel (pentane). Yield 54% 17.
18:20 mmol 17 in 400 ml of THF are hydrogenated in the presence of 2 g of 5% Pd-C at RT and normal pressure until the end of the hydrogen uptake. The mixture is filtered through Celite from the catalyst, and the product is purified by fractional distillation. Yield 92% 18, colorless oil. 19: A solution of 100 mmol of 18 in 200 ml of toluene is added under ice-cooling with 120 mmol of PBr 3 and heated to reflux for 3 h. Allow to cool and works as usual on water. The crude product is purified by distillation. Yield: 62% 19, colorless oil.
20: A mixture of 10 mmol of 19 and 30 ml of pyridine is heated to boiling for 2 h. It is concentrated in vacuo and the residue is precipitated with diethyl ether. Yield: 89% 20, pale pink solid.
21: A solution of 100 mmol of 18, 100 mmol of acrylic acid, 105 mmol of DCC (N, N'-dicyclohexylcarbodiimide) and 5 mmol of DMAP (4- (N, N-dimethylamino) pyridine) in 300 ml of THF is stirred at RT for 18 h , It is poured into water and worked up as usual on water. The crude product is purified by chromatography (silica gel, pentane). Yield: 87% 21, colorless oil.
22: A mixture of 100 mmol 19 and 150 mmol dicyclohexylamine is heated to 180 ° C for 18 h. The product is distilled off, towards the end at reduced pressure and elevated temperature. The crude product is purified by fractional distillation. Yield: 68% 22, colorless oil.
23: A solution of 10 mmol of 22 and 20 mmol of triethoxysilane in 80 ml of CH 2 Cl 2 is admixed with 16 mg of H 2 PtCl 6 .6H 2 O in 1 ml of isopropanol and stirred for 4 d at RT. After completion of the reaction, the product is purified by distillation. Yield: 73% 23, colorless oil. 28: In a vacuum apparatus, 2.7 g (22 mmol) of OSF 4 (25) are condensed into a solution of 3.0 g (22 mmol) of 24 in 10 ml of dry CH 3 CN. The suspension is allowed to stir for 1 h at -30 ° C, then the mixture is slowly warmed to room temperature. To the thus (22 mmol) pregenerated salt 26 (Q + -OSF 5 - ) 6.3 g (22 mmol) of 27 were slowly added at -10 ° C. The mixture is then stirred for 1 h at 0 ° C and then for 12 h at room temperature. The mixture is extracted with Et 2 O and the organic phase washed with water. The organic phase is dried over Na 2 SO 4 , the solvent is stripped off and dried under high vacuum. The residue is filtered through silica gel (eluent: hexane / CHCl 3 ). The eluate is concentrated. A colorless oil is obtained. Yield 4.2 g (68%) 28. Bp 225 ° C.
19 F-NMR δ (CDCl 3 ) = AB 4 X system: 77.57 (F A , 1 F, m with superordinate q), 59, 37 (F 8 , 4 F, m with superordinate d).
1 H-NMR δ (CDCl3) = 5.81 (m, 1H, CH), 4.97 (m, 2H, CH 2), 4.36 (t, 2H, CH 2), 2.04 (m , 2H, CH 2 ), 1.70 (m, 2H, CH 2 ), 1.33 (m, 12H, CH 2 ).
HRMS: gef. 282,10768 ber. 282,10885 C 10 H 19 F 5 OS 29: Preparation of thioacetic acid S- (10- (pentafluorosulfanyloxy) decyl) ester
In ein ausgeheiztes, stickstoffgefülltes Schlenkgefäß werden unter Stickstoff 5 ml getrocknetes Hexan gegeben, hinzu kommen 1.04 g (3.54 mmol) des OSF5-Alkens, 0,514 g (6.75 mmol) frisch destillierte und unter N2 aufbewahrte Thioessigsäure und eine Spatelspitze AlBN. Anschließend wird der Inhalt des Schlenkgefäßes entgast und unter N2 im geschlossenen Zustand über Nacht auf 60°C erhitzt. Danach wird der Überschuß an Thioessigsäure und das Lösemittel Hexan im Vakuum entfernt. Kugelrohrdestillation des Rückstandes liefert ein farbloses Produkt.
Substanz: C12H23F5O2S2; M = 358.43 g/mol
Analytik:
1H-NMR (500 MHz; CDCl3)
4.32 (t); 2.84 (t); 2.30 (s); 1.80–1.20 (m) ppm.
13C-NMR (126 MHz; CDCl3)
195.89; 74.16; 30.53; 29.47; 29.25; 29.08; 28.99; 28.91; 28.80; 28.72; 25.29 ppm.
19F-NMR (470 MHz; CDCl3)
–28.8 (quint); –47.2 (d) ppm. 30: Darstellung von 10-(Pentafluorosulfanyloxy)decylsulfonsäure, Natrium-Salz 5 ml of dried hexane are added under nitrogen to a heated, nitrogen-filled Schlenk tube, and 1.04 g (3.54 mmol) of the OSF 5 alkene, 0.514 g (6.75 mmol) of freshly distilled thioacetic acid stored under N 2 and a spatula tip of AlBN are added. Subsequently, the contents of the Schlenk vessel is degassed and heated under N 2 in the closed state overnight at 60 ° C. Thereafter, the excess of thioacetic acid and the solvent hexane is removed in vacuo. Kugelrohr distillation of the residue gives a colorless product.
Substance: C 12 H 23 F 5 O 2 S 2 ; M = 358.43 g / mol
analytics:
1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 )
4.32 (t); 2.84 (t); 2.30 (s); 1.80-1.20 (m) ppm.
13 C-NMR (126 MHz; CDCl3)
195.89; 74.16; 30.53; 29.47; 29.25; 29.08; 28.99; 28.91; 28.80; 28.72; 25.29 ppm.
19 F-NMR (470 MHz; CDCl3)
-28.8 (quint); -47.2 (d) ppm. Figure 30: Preparation of 10- (pentafluorosulfanyloxy) decylsulfonic acid, sodium salt
In einen 25 ml-Rundkolben mit Rückflußkühler werden 3.0g (8.4 mmol) Thioessigsäure-S-(10-(pentafluorosulfanyloxy)decyl)ester und 7 ml Eisessig vorgelegt. Das Gemisch wurde mittels Ölbad auf 60°C erwärmt und mittels Tropftrichter ein Gemisch aus 1.42 g (38.1 mmol) 92%iges H2O2 (1.02 ml) und 5 ml Eisessig langsam zugetropft. Nach 45 min Nachreaktionszeit wurden ca. 3 g (35.7 mmol) NaHCO3 zur Bindung der entstandenen starken Säure zugesetzt und die flüchtigen Komponenten im Vakuum abgezogen. 3 g des Rückstands wurden in 37 ml Methanol gelöst und der ungelöste Rückstand wurde abfiltriert. Die erhaltene Lösung wurde mit 60 ml Diethylether versetzt, das kristalline Fällungsprodukt wurde abgesaugt und im evakuierten Exsikkator getrocknet. Das Filtrat wurde einrotiert, der Rückstand in 10 ml Methanol aufgenommen und erneut mit 60 ml Ether gefällt, so konnte eine zweite Fraktion des Produkts gewonnen werden.
Substanz: C10H20F5NaO4S2; M = 386.38 g/mol
Analytik:
1H-NMR (500 MHz; CD3OD)
4.43 (t); 2.82–2.75 (m); 1.83–1.65 (m); 1.48–1.30 (m) ppm.
13C-NMR (126 MHz; CD3OD)
76.20; 52.76; 30.53; 30.47; 30.42; 30.14; 30.00; 29.87; 26.52; 26.05 ppm.
19F-NMR (470 MHz; CD3OD)
–29.7 (quint); –48.3 (d) ppm.
MS (API) m/z: 363 [M-Na]; 212; 143.In a 25 ml round bottom flask with reflux condenser 3.0 g (8.4 mmol) of thioacetic acid S- (10- (pentafluorosulfanyloxy) decyl) ester and 7 ml of glacial acetic acid are presented. The mixture was heated to 60 ° C. by means of an oil bath, and a mixture of 1.42 g (38.1 mmol) of 92% H 2 O 2 (1.02 ml) and 5 ml of glacial acetic acid was slowly added dropwise by means of a dropping funnel. After a reaction time of 45 minutes, about 3 g (35.7 mmol) of NaHCO 3 were added to bind the resulting strong acid, and the volatile components were removed in vacuo. 3 g of the residue was dissolved in 37 ml of methanol and the undissolved residue was filtered off. The resulting solution was mixed with 60 ml of diethyl ether, the crystalline precipitate was filtered off with suction and dried in an evacuated desiccator. The filtrate was concentrated by rotary evaporation, the residue was taken up in 10 ml of methanol and precipitated again with 60 ml of ether, so that a second fraction of the product could be recovered.
Substance: C 10 H 20 F 5 NaO 4 S 2 ; M = 386.38 g / mol
analytics:
1 H-NMR (500 MHz, CD 3 OD)
4.43 (t); 2.82-2.75 (m); 1.83-1.65 (m); 1.48-1.30 (m) ppm.
13 C-NMR (126 MHz, CD 3 OD)
76.20; 52.76; 30.53; 30.47; 30.42; 30.14; 30.00; 29.87; 26.52; 26.05 ppm.
19 F NMR (470 MHz, CD 3 OD)
-29.7 (quint); -48.3 (d) ppm.
MS (API) m / z: 363 [M-Na]; 212; 143rd
B) Bestimmung der statischen OberflächenspannungB) Determination of the static surface tension
Für die Testsubstanz 30 wurden die Oberflächenspannungen γ von wässrigen Lösungen mit verschiedenen Konzentrationen ermittelt.
Gefunden wurden folgende Werte:
Die Testsubstanz 30 ist deutlich oberflächenaktiv.The
C) AbbaueigenschaftenC) degradation properties
Als vorbereitender/vorläufiger Test wurde die Bestimmung der inhärenten Bioabbaubarkeit der Testsubstanz 30 gemäß dem Zahn-Wellens/EMPA-test (
Eine Mischung, die die Testsubstanz, Mineralnährstoffe sowie eine relativ große Menge an aktiviertem Klärschlamm (1 g/L Trockensubstanz) in einem wäßrigen Medium enthielt, wurde bei 20–25°C in diffusem Licht für bis zu 28 Tage geschüttelt und belüftet.A mixture containing the test substance, mineral nutrients and a relatively large amount of activated sewage sludge (1 g / L dry matter) in an aqueous medium was shaken and aerated at 20-25 ° C in diffused light for up to 28 days.
Der Prozeß der Bioabbaubarkeit wurde durch DOC Bestimmung in gefilterten Proben überwacht, die täglich oder in anderen Intervallen entnommen wurden. Das Verhältnis von gelöschter DOC (Leerkontrollen korrigiert) zur Anfangs-DOC nach jedem Zeitintervall wurde als Prozent Bioabbaubarkeit zum Zeitpunkt der Probenentnahme ausgedrückt. Die spezifische Analyse von anorganischen Parametern, wie Fluoridion und Sulfat, durch Ionenchromatographie wurde ebenfalls durchgeführt.The process of biodegradability was monitored by DOC determination in filtered samples taken daily or at other intervals. The ratio of deleted DOC (blank controls corrected) to initial DOC after each time interval was expressed as percent biodegradability at the time of sampling. Specific analysis of inorganic parameters such as fluoride ion and sulfate by ion chromatography was also performed.
Ergebnisse:Results:
Der Zahn-Wellens Test zeigte, dass die Testverbindung 30 nach 28 Tagen zu 76% bioabbaubar war – basierend auf einer DOC-Abnahme („Dissolved Organic Carbon”). Zusätzlich wurde die Bildung einer beträchtlichen Menge an anorganischem Fluorid und Sulfat zum Ende der Testzeit beobachtet, Die Ergebnisse sind ein Hinweis auf die teilweise Mineralisierung der SF5O- und SOS-Gruppe während der Testphase (siehe
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