DE1116234B

DE1116234B - Verfahren zur Herstellung kapillaraktiver Mittel

Info

Publication number: DE1116234B
Application number: DEP18963A
Authority: DE
Inventors: Dr Henry Poltz
Original assignee: HENRY POLTZ DR
Current assignee: HENRY POLTZ DR
Priority date: 1957-07-20
Filing date: 1957-07-20
Publication date: 1961-11-02

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

P 18963 IVb/12q

ANMELDETAG: 20. JULI 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIETi 2. NOVEMBER 1961

Es ist bekannt, Wasch-, Reinigungs-, Dispergier- und Schaummittel durch Amidierung und anschließende Kondensation von 2 Molekülen Diäthanolamin mit 1 Molekül Kokosfettsäure oder auch Kokosöl herzustellen. Diese Stoffe finden vielfache Verwendung, insbesondere auch als Zusätze in aufgebauten synthetischen Waschmitteln zur Erhöhung der Schaumkraft. Obgleich derartige Verbindungen in großem Umfange hergestellt werden, sind über ihre Struktur in der Literatur bisher keine Angaben gemacht worden.

Um eine Arbeitshypothese zu haben, wird im folgenden angenommen — ohne daß hierfür der Beweis erbracht wird —, daß es sich bei diesen Verbindungen um substituierte Diamide von Orthocarbonsäuren folgender Strukturformel handelt:

OH

R-Ci-N(C₂H₄OH)₂

^N(C₂H₄OH)₂

Verfahren zur Herstellung
kapillaraktiver Mittel

wobei R den aliphatischen Rest der entsprechenden Säure bedeutet. Für die Richtigkeit dieser Formel spricht manches bei der Bildung und im Verhalten dieser Verbindungen.

Es wurde nun gefunden, daß man kapillaraktive Mittel hoher Wirksamkeit erhält, wenn man «-Methylcarbonsäuren oder α,α'-Dimethylcarbonsäuren mit einer Kettenlänge von C₈ bis C₂₀, vorzugsweise aber C₁₈ bis C₁₈ bzw. ihren hierzu geeigneten Derivaten mit Dialkanolaminen, vorzugsweise Diäthanolamin, im Molverhältnis 1:2 kondensiert. Diese Stoffe eignen sich vorzüglich als Zusätze zu synthetischen Waschmitteln zur Schaumverstärkung, aber auch für viele andere Zwecke, wie etwa in der Textilindustrie oder für die Herstellung von Shampoos usw.

Entsprechend der oben angegebenen Strukturformel für die bisher bekannten Verbindungen dieser Klasse wird für die nach der vorliegenden Erfindung herstellbaren Stoffe folgende allgemeine Formel angenommen, ohne daß durch eine etwaige Unrichtigkeit dieser Formel der Anmeldungsgegenstand berührt werden soll:

CH₃

I /^0H

R-C-C^-N(ROH)₂

I N(ROH)₂

Anmelder:
Dr. Henry Poltz, Wolfenbüttel, Neuer Weg 48

Dr. Henry Poltz, Wolfenbüttel,
ist als Erfinder genannt worden

beziehungsweise

CH₃

R-C-Ci-N(ROH)₂

I N(ROH)₂

CH₃

Darin bedeutet R den aliphatischen Rest der Carbonsäure und R' die Gruppen CH₂, C₂H₄ oder C₃H₆.

Die als Ausgangssubstanzen benutzten Methylcarbonsäuren sind neuerdings leicht zugänglich geworden, z. B. durch die Synthese von Koch («-Methyl- und «,«'-Dimethylcarbonsäuren) oder die Synthese von Reppe («-Methylcarbonsäuren). Man geht dabei von «-Olefinen entsprechender Kettenlänge aus und lagert Kohlenoxyd und Wasser an. Es gibt aber auch andere Wege zur Gewinnung dieser Säuren, z. B. über die Oxosynthese.

Für die Herstellung von Verbindungen nach dem hier beschriebenen Verfahren eignen sich Carbonsäuren, die aus «-Olefinen beliebiger Herkunft gewonnen wurden, z. B. aus Primärolefinen der Fischer-Tropsch-Synthese, Spaltolefinen aus Paraffmen, Olefinen entstanden durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von niedrigmolekularen Olefinen

wie Äthylen, Propylen, Butylen usw. oder auf einem anderen Wege.

Ein entscheidender Nachteil der eingangs erwähnten bereits bekannten Mittel besteht darin, daß sie nur eine beschränkte Stabilität gegenüber den Härtebildnern des Wassers sowie gegenüber verdünnten Mineralsäuren besitzen. Auch reagieren sie in stärkerer Verdünnung alkalisch, was für manche Anwendungsgebiete unerwünscht ist. Sie weisen ferner — je nach der Herkunft der als Rohstoffe verwendeten natürlich vorkommenden Fette oder Fettsäuren — stets noch

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einen bestimmten Anteil an ungesättigten Fettsäuren auf, der infolge von Oxydation — entweder beim Lagern der Verbindungen selbst oder von diese enthaltenden Gemischen, z. B. aufgebauten Waschmitteln — zur Bildung von, Gerüchen .Anlaß gibt, die besonders unangenehm sind, wenn Reste der Stoffe auf Wäschestücken verbleiben.

Demgegenüber haben die gemäß der Erfindung hergestellten Verbindungen den entscheidenden Vorteil, daß sie weitgehend stabil gegenüber den Härtebildnern des Wassers sind und auch eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Mineralsäuren zeigen. Offenbar bewirkt die der Carboxylgruppe benachbarte Methylgruppe — in verstärktem Maße, wenn zwei Methylgruppen vorhanden sind — eine Stabilisierung und Erschwerung der Aufspaltbarkeit. Die Verbindungen sind daher auch — insbesondere in verdünnten Lösungen — weniger hydrolytisch gespalten und ergeben somit Lösungen, die dem Neutralpunkt wesentlich näher liegen. Da sie ferner aus völlig abgesättigten Fettsäuren hergestellt werden, etwa wie sie unter den Bedingungen der Koch-Synthese bzw. Reppe-Synthese anfallen, können unangenehm riechende Oxydationsprodukte nicht auftreten. Ein weiterer Vorteil dieser Verbindungen besteht darin, daß sie niedriger viskos sind und — insbesondere, wenn man von Säuregemischen ausgeht — keine Kristallisationstendenz mit unerwünschter Schichtenbildung zeigen, was ihre Handhabung vereinfacht.

Die Herstellung der Verbindungen der Erfindung erfolgt nach einem an sich bekannten Schema: 1 Mol Fettsäure wird mit 2 Mol Dialkanolamin umgesetzt, wobei zunächst 1 MoI Wasser abgespalten und dann unter Rückfluß so lange kondensiert wird, bis eine Probe vollkommene Wasserlöslichkeit — klare Lösungen in jedem Mischungsverhältnis — zeigt. Bei der Verwendung bestimmter Methylcarbonsäuren, insbesondere Dimethylcarbonsäuren, kann der erste Schritt — die Bildung des einfachen Amids der Carbonsäure — auf Schwierigkeiten stoßen, indem die Reaktion zu langsam abläuft. In diesem Falle greift man zu den üblichen Hilfsmitteln, z. B. der Umsetzung der entsprechenden Methylester, die ja nach den beiden erwähnten Synthesen für derartige Carbonsäuren ebenfalls leicht direkt zugänglich sind. Dabei wird im ersten Schritt Methanol abgespalten, gegebenenfalls auch unter Anwendung erhöhten Drucks, um die nötige Umsetzungstemperatur zu erreichen. Aber auch andere Wege, z. B. der Umweg über die Säürechloride, sind gangbar.

Da die naheliegende Verwendung von a-methylierten Carbonsäuren, nämlich der Einsatz zur Herstellung von Alkaliseifen ergab, daß diese wegen mangelnder Schaumwirkung und Waschkraft nicht brauchbar waren, konnte nicht erwartet werden, daß jene Carbonsäuren als Komponenten kationaktiver Verbindungen irgendeinen besonderen Vorteil zur Herstellung oberflächenaktiver Verbindungen bieten würden.

Das folgende Beispiel beschreibt eine der verschiedenen Möglichkeiten, eine Verbindung aus dem Bereich der Anmeldung herzustellen:

ίο 265 g einer α,α'-Dimethylcarbonsäure, die nach der Synthese von Koch durch Anlagerung von Kohlenoxyd und Wasser an Tetramerpropylen gewonnen wurde, werden zusammen mit 225 g Diäthanolamin unter Zugabe von 3 g Zinnspänen in einem gewöhn-

liehen Destillationskolben im Ölbad auf 140° C unter Rühren erhitzt. Die Amidierung verläuft in etwa 3 Stunden, wobei 18,5 g Wasser abgespalten werden. Hierauf wird der Luftkühler mit anschließendem absteigendem Kühler durch einen Rückflußkühler ersetzt und der Kolbeninhalt weitere 5 Stunden bei einer Temperatur von 210° C gerührt, worauf die Reaktion beendet ist. Man erhält eine wasserklare, niedrigviskose, in Wasser in jedem Verhältnis vollkommen klar lösliche Flüssigkeit, welche die oben beschriebenen günstigen Eigenschaften hat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung kapillaraktiver Mittel durch Kondensation von höhermolekularen aliphatischen Monocarbonsäuren mit Dialkanolaminen im Molverhältnis 1:2, dadurch gekenn zeichnet, daß als Carbonsäurekomponente ali-phatische «-Methyl- und '«,«'-Dimethylcarbonsäuren mit einer Kettenlänge von 8 bis 20, vorzugsweise 12 bis 15 Kohlenstoffatomen bzw. ihre hierzu geeigneten funktionellen Derivate verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Carbonsäurekomponente solche Methyl- bzw. Dimethylcarbonsäuren verwendet werden, wie sie nach den bekannten Synthesen von Reppe oder von Koch aus Olefinen beliebiger Herkunft erhältlich sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Angew. Chemie, 1957, Nr. 11, Beiblatt; Nachrichten aus Chemie und Technik, S. 162;

W. Reppe, »Neue Entwicklungen auf dem Gebiete der Chemie, des Äcetylens und, Kohlenoxyds« (1949), Springer-Verlag, S. 106, Abs. 3;

deutsche Patentschrift Nr. 927 032;

USA.-Patentschriften Nr. 2 540 678, 2 589 674.