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Verfahren zur Herstellung neuer quaternärer Ammoniumsalze Es wurde
gefunden, daß man zu wertvollen, neuen quaternären Ammoniumsalzen gelangt, wenn
man tertiäre Amine der allgemeinen Formel (1)
worin R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen,
A einen niedrigmolekularen Alkylenrest und R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen,
z. B. Äthyl- oder Methylgruppen bedeuten, mit Verbindungen der allgemeinen Formel
(2)
quaterniert, worin R1 einen gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochenen Alkylenrest
mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 Wasserstoff, einen Alkylrest oder
substituierten Alkylrest und X einen zur Bildung des Anions einer quaternären Ammoniumverbindung
befähigten Substituenten bedeuten.
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Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden tertiären Amine leiten sich
von aliphatischen Carbonsäuren, wie Caprinsäure, Laurinsäure, Myi istinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, Ölsäure oder Linolsäure. und einem mindestens eine Aminogruppe aufweisenden
Alkanolamin, wie Dimethyläthanolamin, Diprnpyläthanolamin oder Triäthanolamin, ab.
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Allgemein werden die Ausgangsstoffe des vorliegenden Verfahrens mit
Vorteil in der Weise hergestellt, daß man die obenerwähnten Alkanolamine mit den
ebenfalls obenerwähnten Carbonsäuren oder funktionellen Derivaten davon, wie Säurechloriden,
Estern oder Anhydriden, acyliert und, sofern noch keine tertiäre Aminogruppe in
den Ausgangsmaterialien vorhanden ist, eine solche tertiäre Aminogruppe durch Alkylierung
oder Oxalkylierung, insbesondere durch Osäthylierung mit Hilfe von Äthylenoxyd,
herstellt.
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Als Verbindungen der Formel (2), welche beim vorliegenden Verfahren
zur Quaternierung der tertiären Amine benutzt werden, verwendet man mit Vorteil
diejenigen, die als zur Bildung der quaternären Verbindung befähigte:l Substituenten
X ein Halogenatom, z. B. ein Bromatom oder insbesonderc ein Chloratom, aufweisen.
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R1 kann ein niedrigmolekularer Alkylenrest, z. B. eine Äthylen- oder
Methylengruppe sein, und das Stickstoffatom kann mit einer oder zwei niedrigmolekularen
Alkylgruppen weitersubstituiert oder vorzugsweise nicht weitersubstituiert sein.
Dementsprechend kommt für die Quaternierung in erster Linie eine Verbindung der
Formel (3)
wie Bromessigsäureamid, vor allem Chloressigsäureamid in Betracht.
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Weil zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte vorzugsweise
Halogencarbonsäureamide verwendet werden, enthalten die quaternären Ammoniumsalze
in der Regel als Anion ein Halogenion, insbesondere ein Chlorion.
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Diese Halogenionen können selbstverständlich gegen die Ionen anderer
anorganischer oder organischer Säuren ausgetauscht werden.
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Im übrigen kann die Quaternierung der tertiären Amine nach den üblichen,
an sich bekannten Methoden durchgeführt werden, z. B. durch Erwärmen der tertiären
Amine mit den Verbindungen der Formel (2) auf Temperaturen bis etwa 100 C, mit oder
zweckmäßig ohne Zusätze und vorteilhaft unter Ausschluß von Sauerstoff, z. B. in
einer Stickstoffatmosphäre.
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Die nach dem Verfahren erhältlichen neuen Verbindungen sind quaternäre
Ammoniumsalze, deren Kation der Formel (4)
entspricht, worin R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen,
A einen niedrigmolekularen Alkylenrest, R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen,
z. B. Äthyl- oder Methylgruppen, R1 einen gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochenen
Alkylenrest mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen und R2 und R Wasserstoff, einen
Alkyl-oder substituierten Alkylrest, bedeuten.
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Die neuen quaternären Ammoniumverbindungen zeigen starke kationaktive
Eigenschaften und sind in der Regel in Wasser gut löslich, wobei die Lösungen einen
ausgiebigen Schaum entwickeln, sie lassen sich als Wasch-, Netz-, Dispergier- oder
Emulgiermittel verwenden. Beispielsweise können sie zur Herstellung von sehr gut
schäumenden und wirksamen Haanvaschmitteln oder anderen kosmetischen Präparaten
verwendet werden. Gegen Oxydationsmittel, insbesondere Wasserstoffperoxyd, erweisen
sie sich in der Regel als sehr beständig.
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Die USA.-Patentschrift 2 407 703 beschreibt als Waschmittel Verbindungen
der allgemeinen Formel
worin R unter anderem einen aliphatischen Rest mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen,
R1 und R2 niedere Alkylgruppen, R3 und R4 Wasserstoffatome oder niedere Alkylgruppen
und Y ein Anion bedeuten.
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Gegenüber den letzteren Verbindungen zeichnen sich die neuen Verbindungen
insbesondere durch eine viel bessere Beständigkeit und ferner durch eine bessere
Schaumkraft, Schaumbeständigkeit und Waschkraft aus.
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Beispiel 28,3 Gewichtsteile mit Kokosfettsäure verestertes N,N-Dimethyläthanolamin
und 10,3 Gewichtsteile Chloressigsäureamid werden im Stickstoffstrom in einem siedenden
Wasserbad unter Rühren erhitzt, bis das Reaktionsprodukt in Wasser klar löslich
ist, was nach kurzer
Zeit der Fall ist. Das so erhaltene quaternäre Ammoniumsalz
erzeugt in wäßriger Lösung einen starken Schaum.
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PATENTANSPR OCEIE: 1. Verfahren zur Herstellung neuer quaternärer
Ammoniumsalze der allgemeinen Formel (1)
dadurch gekennzeichnet, daß man tertiäre Amine der allgemeinen Formel (2)
worin R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen,
A einen niedrigmolekularen Alkylenrest und R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen
bedeuten, mit Verbindungen der allgemeinen Formel (3)
quaterniert, worin R, einen gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochenen Aklylenrest
mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 Wasserstoff, einen Alkylrest oder
substituierten Alkylrest und X einen zur Bildung des Anions einer quaternären Ammoniumverbindung
befähigten Substituenten bedeuten.