DE1595302A1 - Process for the production of water-soluble condensation products - Google Patents

Process for the production of water-soluble condensation products

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DE1595302A1
DE1595302A1 DE19661595302 DE1595302A DE1595302A1 DE 1595302 A1 DE1595302 A1 DE 1595302A1 DE 19661595302 DE19661595302 DE 19661595302 DE 1595302 A DE1595302 A DE 1595302A DE 1595302 A1 DE1595302 A1 DE 1595302A1
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mole
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/0206Polyalkylene(poly)amines
    • C08G73/0213Preparatory process
    • C08G73/022Preparatory process from polyamines and epihalohydrins

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Description

BAD ISCHE ANILIN- * S ODA-PABRIK AG ■ -— 'BAD ISCHE ANILIN- * S ODA-PABRIK AG ■ -— '

Unsere Zeichen: O. Z. 24 094 Mi/Bö Ludwigshafen/Rh., den 7.Febr. I966Our reference: O. Z. 24 094 Wed / Bö Ludwigshafen / Rh., February 7th. I966

Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen KondensationsproduktenProcess for the preparation of water-soluble condensation products

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer wasserlöslicher Kondeneationsprodukte aus £ -Caprolaotam, Alkylenpolyaminen und Epiohlorhydrin,The present invention relates to a process for the preparation of new water-soluble condensation products from ε-caprolaotam, alkylene polyamines and epiohlorohydrin,

Aus der US-Patentschrift 2 720 508 ist die Herstellung wasserlöslicher und wasserunlöslicher Kondensationsprodukte aus £-Caprolaotae und Alkylenpoly aminen bekannt. Diese Kondensationsprodukte lassen in ihrer Eigenschaft als Textil- und Papierhilfaaittel jedoch su wünschen übrig, da sie su Textil-■aterialien und Papier nur eine mäßige Affinität haben, so daß es Aufgabe der Torliegenden Erfindung war, die Technik üb besser geeignete Mittel dieser Art su bereichern.US Pat. No. 2,720,508 describes the preparation of water-soluble and water-insoluble condensation products £ -Caprolaotae and alkylenepoly amines known. These condensation products leave in their property as textile and Paper auxiliaries, however, are to be desired, as they have only a moderate affinity for textiles and paper, see above that it was the object of the present invention to enrich the technology over more suitable means of this type su.

Es wurde gefunden, daß nan wertvolle Kondensationsproduktβ u.a. für die Zwecke der Textil- und Papierveredlung erhält, wenn manIt has been found that valuable condensation products et al. for the purpose of textile and paper finishing, if one receives

a) je 1 Mol eines Alkylenpolyamins mita) each with 1 mole of an alkylenepolyamine

b) 1 Mol bis 1,3r Mol g-Caprolactamb) 1 mole to 1.3 mole of g-caprolactam

009810/1843009810/1843

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

—ά— υ·ώ. et —Ά— υ · ώ. et

in an sich bekannter Weise umsetzt, wobei r die Anzahl der Aminogruppen im Alkylenpolyamin ist, und das so erhaltene Zwischenkondensationsprodukt im wässrigen Medium mitreacted in a manner known per se, where r is the number of amino groups in the alkylene polyamine, and the resultant Intermediate condensation product in the aqueous medium with

c) 1 bis 2,5 Mol Epichlorhydrin pro Mol basischer Aminogruppen, die in dem Zwischenkondensationsprodukt vorhanden sind,c) 1 to 2.5 moles of epichlorohydrin per mole of basic amino groups present in the intermediate condensation product,

in ebenfalls an sich bekannter Weise weiterreagieren Läßt,, bis eine 15-#ige wässrige Lösung bei 2O0C eine Viskosität von zwischen 30 und 100 cP hat, worauf man die Lösung durch Zugabe einer Säure auf einen powert unterhalb 6 stellt, üb die Reaktion abzubrechen.likewise in a manner known per se further allowed to react until a ,, # 15 aqueous solution at 2O 0 C a viscosity of between 30 and 100 cP, after which the solution is by addition of an acid to a powert below 6, the reaction üb cancel.

Als Alkylenpolyaaine (a) kommen in «reter Linie solche der allgemeinen ?or»el IAs alkylenepolyaines (a) come in the third line those of general? or »el I

H2N-(R-NH)n-H (I)H 2 N- (R-NH) n -H (I)

in Betracht, in der R «in gegebenenfalls duroh Aalno« oder Hydroxylgruppen substituierter unverzweigter oder verzweigter Alkylenrest mit 2 bis 6 C-Atomen und η ein Wert von 1 bis 5 ist und wobei die Gesamtzahl aller C-Ato»e 2 bis 12 beträgt.in consideration, in the R «in possibly duroh Aalno« or Substituted unbranched or branched hydroxyl groups Alkylene radical with 2 to 6 carbon atoms and η a value of 1 to 5 and where the total number of all carbon atoms is 2 to 12.

Beispiele für derartige Verbindungen sind Äthylendiaein, 1,3-Propylendiaeln, Hexamethylendiamin, Triaainopropan, 1,3-Diamino-2-hydroxypropan, Triäthylentetramin, Pentaäthylenhexamin, Dihexamethylentriamin sowie insbesondere Dir(i,3-propylen)-triamin, Di-(I,2-propylen)-triamin und vor allem Examples of such compounds are ethylene diamine, 1,3-propylene diael, hexamethylene diamine, triaainopropane, 1,3-diamino-2-hydroxypropane, triethylenetetramine, pentaethylenehexamine, dihexamethylene triamine and, in particular, dir (i, 3-propylene) triamine, di- (I, 2-propylene) -triamine and above all

BADBATH

Diathylentriamin. Weiterhin eignen sich Gemische verschiedener Verbindungen (a). Diethyl triamine. Mixtures of different compounds (a) are also suitable.

Die Umsetzung dieser Alkylenpolyamine (β) mit dem 6-Caprolactam, die unter Abspaltung von Wasser verläuft, kann in an.sich bekannter Weise durch Erhitzen dftr Komponenten auf Temperaturen zwischen 150 und 280, vorteilhaft 200 und 2600C, erfolgen.The reaction of these alkylene polyamines (β) with the 6-caprolactam, which runs with elimination of water, can in a known manner an.sich DFTR by heating the components to temperatures between 150 and 280 advantageously 200 and 260 0 C, take place.

Hierbei ist es zweckmäßig, das Wasser aus dem Reaktionsgemisch laufend zu entfernen. Weiterhin empfiehlt es sich, zur Vermeidung unerwünschter Verfärbungen. unter Luftausschluß zu arbeiten, z.B. unter Stickstoffatmosphäre.It is useful here to remove the water from the reaction mixture to be removed continuously. It is also recommended to avoid unwanted discoloration. in the absence of air to work, e.g. under a nitrogen atmosphere.

Die Umsetzung von (a) mit (b) ist im wesentlichen beendet, wenn sich kein Wasser mehr abspaltet, jedoch kann man sie über diesen Zeitpunkt hinaus zur weiteren Erhöhung des Kondensationsgrades noch langer fortsetzen. Danach noch unverändert gebliebenes Ausgangsmaterial wird vorteilhafterweise destillativ entfernt.The reaction of (a) with (b) is essentially complete, if no more water splits off, however, you can use them beyond this point in time to further increase the degree of condensation continue even longer. After that still unchanged remaining starting material is advantageous removed by distillation.

Das so erhaltene Zwischenkond ens ati ons produkt -wird, unabhängig davon9 ob.es völlig wasserlöslich ist oder noch wasserunlösliche, Anteile'enthältr iß wässrige® Medium in einer Anfangs !consent rat ion you 20 bis 50 fo in an sich bekannter Weise bei 50 "bia 8ö% ©it' der iefiait Menge ρ-"vorzugsweise I0 2 Ms 1^6 jS0JLä<p.i¥©X©st ©a aydrin weiteruHigeB et.2t οThe Zwischenkond ens ati ons -is product thus obtained, regardless of 9 ob.es is completely water-soluble or water-insoluble yet, Anteile'enthält r ISS wässrige® medium in an initial! Consent rat ion you fo 20 to 50 in a known manner with 50 "bia 8ö% © it 'der iefiait quantity ρ-" preferably I 0 2 Ms 1 ^ 6 jS0JLä <pi ¥ © X © st © a aydrin weiteruHigeB et.2t ο

BAD 0RiQS^5ALBAD 0RiQS ^ 5AL

-4- U.Δ. *4-4- U. Δ. * 4

Die Menge des Epichlorhydrins richtet sich nach der Anzahl der im Zwischenkondensationsprodukt vorhandenen basischen Gruppen, deren Ermittlung am besten durch potentiometrische Titration mit Salzsäure geschieht, wobei je nach verwendetem Polyamin der Umschlagpunkt für die quantitative Erfassung der Amino-, gruppen verschieden ist. Bei Polyaminen mit schwach basischen sekundären Aminogruppen, wie z.B. Diäthylentriamin werden alle Aminogruppen erst durch den Verbrauch an HCl bis etwa p„ 2,0 erfasst. Die Zugabe des Epichlorhydrins kann vorteil-The amount of epichlorohydrin depends on the number of basic groups present in the intermediate condensation product, which are best determined by potentiometric titration happens with hydrochloric acid, depending on the polyamine used the transition point for the quantitative recording of the amino, groups is different. In the case of polyamines with weakly basic secondary amino groups, such as diethylenetriamine all amino groups only recorded through the consumption of HCl up to about p "2.0. The addition of the epichlorohydrin can be advantageous

hafterweise in Portionen erfolgen. Die stufenweise Kondensation mit Epichlorhydrin wirkt beschleunigend auf den Kondensationsverlauf. Während der Kondensation wird im allgemeinen mit weiterem Wasser verdünnt, so daß die Endprodukte in 10 bis 20-^iger Lösung mit einer bevorzugten Viskosität von 30 bis 100 cP bei 2O0C vorliegen. Es ist weiterhin vorteilhaft, nach genügend langer Einwirkung des Epichlorhydrins auf das Zwischenprodukt Alkalihydroxyd, Alkalicarbonat oder Ammoniak bis zu 1 Mol pro Mol Epichlorhydrin zuzusetzen. Um die Weiterkondensation zu unterbinden, werden die Endprodukte mit einer Säure auf einen p„-Wert unter 6 gestellt. Als Säuren eignen sich z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure und Toluolsulfonsäure.may be done in portions. The gradual condensation with epichlorohydrin has an accelerating effect on the course of the condensation. During the condensation is diluted with additional water, in general, so that the final products in 10 to 20 ^ strength solution having a preferred viscosity of 30 to 100 cP at 2O 0 C are present. It is also advantageous to add up to 1 mole per mole of epichlorohydrin after the epichlorohydrin has acted on the intermediate alkali metal hydroxide, alkali metal carbonate or ammonia for a sufficiently long time. In order to prevent further condensation, the end products are brought to a p "value below 6 with an acid. Suitable acids are, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and toluenesulfonic acid.

Die Verfahrensprodukte werden als wässrige Lösungen, wie man sie unmittelbar bei der Umsetzung erhält, den verschiedensten Verwendungszwecken, z.B. als Textilveredlungsmittel, Papier-The products of the process are available as aqueous solutions, as one it receives immediately in the implementation, the most diverse Uses, e.g. as a textile finishing agent, paper

-5-009810/1643 -5- 009810/1643

-5- O.Z. 24 094-5- O.Z. 24 094

naßverfestigungsmittel, Fulls toff retentions mittel für Papier, Flockungsmittel, Fixiermittel oder Terankerungsmittel für Kunststoffolien mit Cellulosematerialien, zugeführt.wet strength agent, filler retention agent for paper, Flocculants, fixatives or anchoring agents for Plastic films with cellulosic materials are supplied.

BeispieleExamples

1 Mol eines Alkylenpolyamins der Formel I1 mole of an alkylene polyamine of the formula I.

H2N-(R-NH)n-H,H 2 N- (R-NH) n -H,

charakterisiert durch R und n,'wurde unter Durchleiten von Stickstoff mit χ Mol f-Caprolactam erhitzt. Von 2000C an wurde die Reaktionszeit t gemessen und allmählich weiter auf 25O0C erwärmt und bei 25O0G gehalten, wobei sich etwa y Mol Wasser bildeten, die laufend aus dem"Reaktionsgemisch abdestilliert wurden. Die Ausbeuten an höhermolekularen Kondensationsprodukten betrugen nach Entfernung der bis 2400C bei 20 Torr flüchtigen wieder verwendungsfähigen Anteile ρ #, bezogen auf das eingesetzte (Jesamtmaterial. Als Basenäquivalent für T Mol Salzsäure wurden m Gramm dieses Zwischenkondensationsproduktes ermittelt, das bei etwa 40 bis 7O0C in 25-#iger wässriger lösung mit ζ Mol Epichiorhydrin pro Basenäcfuivalent umgesetzt wurde. Die Zugabe des Epichlornydrins erfolgte hierbei in 2 Portionen mit zunächst 0,75 Mol Epi chi orhy drin. Nach Abklingen der verhältnismäßig heftigen Reaktion unter Selbsterwärmung auf ca. 9O0C wurde die Temperatur durch Zugabe von Wasser auf 600C gesenkt und mit der Restmenge (z - 0,75) Mol Epichiorhydrin weiter kon-characterized by R and n, 'was heated with χ mol of f-caprolactam while passing nitrogen through. Of 200 0 C to the reaction time t was measured and gradually further heated to 25O 0 C and held at 25O 0 G to give about y moles of water formed that were continuously distilled off from the "reaction mixture. The yields of higher molecular weight condensation products amounted after removal of up to 240 0 C at 20 Torr volatile permitting re-use of play ρ #, based on the employed (Jesamtmaterial. the base equivalent of t moles of hydrochloric acid m gram were determined this intermediate condensation product, the strength at about 40 to 7O 0 C in 25 # aqueous solution the addition of the Epichlornydrins was reacted with epichlorohydrin per mole ζ Basenäcfuivalent. the lane involved in 2 portions with 0.75 moles first Epi chi Orhy it. After resolution of the relatively violent reaction with self-heating to about 9O 0 C, the temperature was by addition of water lowered to 60 0 C and with the remaining amount (z - 0.75) mol of epichiorhydrin further

008810/1641008810/1641

-6- ' O.Z. 24 094-6- 'O.Z. 24 094

densiert. Mit zunehmender Umsetzung wurde dieN Reaktionslösung unter Beibehaltung der Temperatur von etwa 600C laufend mit
Wasser auf eine etwa 15-%ige Lösung verdünnt. Weiterhin wurden dem Ums et zungs gemisch nach fortgeschrittener Reaktion · q, Mol einer Base in wässriger Lösung zugesetzt. Nach Erreichen der Viskosität V wurde die Lösung mit konzentrierter Salzsäure
auf Ptt 3,5 gestellt, wodurch sich die Endviskosität der so,
erhaltenen Lösung um etwa 10 bis 20$ erhöhte.
condensed. With increasing conversion, the N reaction solution was continuously with the temperature of about 60 0 C being maintained
Water diluted to an approximately 15% solution. In addition, q mol of a base in aqueous solution were added to the reaction mixture after the reaction had progressed. After the viscosity V was reached, the solution was treated with concentrated hydrochloric acid
set to Ptt 3.5, as a result of which the final viscosity of the
obtained solution increased by about $ 10 to $ 20.

Die Viskositäten V der Verfahrensprodukte wurden für 15-#ige wässrige Lösungen bei 250C mit Hilfe des Tausz-Viskosimeters gemessen.The viscosities of the products were V for 15 # aqueous solutions at 25 0 C with the aid of Tausz viscometer.

Die unmittelbar erhaltenen wässrigen Lösungen der Verfahrensprodukte eigneten sich hervorragend für die Verwendung in
der Textil- und Papierindustrie· ·
The immediately obtained aqueous solutions of the process products were outstandingly suitable for use in
the textile and paper industry

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die im einzelnen ausgeführten BeispielesThe following table gives an overview of the individual examples

009810/1643009810/1643

159530;159530;

rHrH WW. VOVO UNU.N. CUCU OO CUCU coco ·> α·> Α OO VOVO ONON >> ■*'■ * ' l>-l> - ■^■ ^ UNU.N. OSOS t*~ Firt * ~ Fir Ul OUl O OSOS votrvotr KNWKNW ■a ^■ a ^ incinc O KNO KN ·> β·> Β UNU.N. KNO
·> «J
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·> «J
UN KNUN KN
inin °8 ° 8 OSOS CUCU OSOS OSOS οπ=ροπ = ρ OJOJ r-lr-l UNU.N. UNU.N. t-Ht-H inin inin UNU.N. CUCU CUCU «\«\ •v• v ·» ■· »■ UNU.N. ·>·> •Η N
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rHrH CUCU t-Ht-H rHrH rHrH •ι• ι rHrH •H•H
VOVO OO OO CUCU ■ ■■ ■ OO OO ONON t«-t «- CUCU OO Ί toΊ to rHrH •l• l •ι• ι r-ir-i * ** * ONON coco coco OO UNU.N. OO iHiH VOVO KNKN EE. inin OO KNKN KNKN C-C- rHrH KNKN OO VOVO t-Ht-H rHrH iHiH UNU.N. CUCU t-Ht-H COCO CUCU CUCU UNU.N. VOVO UNU.N. II. vovo ■st■ st I——JI - J VDVD KNKN UNU.N. PlPl VOVO COCO CUCU CUCU coco VOVO inin CUCU C-C- VOVO C-C- HO)HO) C-C- C-C- O OO O UNU.N. OO II. UNU.N. OJ, E ■OJ, E ■ OO C-C- inin UNU.N. UNU.N. UNU.N. t-lt-l CUCU (( OO OO OO OO OO coco OO OO CjCj coco inin UNU.N. I—JI-J ·»· » CUCU -P-P OO VOVO VOVO KNKN £$■£ $ ■ J*J * rHrH coco EE. cdCD οο VOVO «J «J inin H ΤΤ·"H ΤΤ · " ο οο ο t-Ht-H inin mm OO OO UNU.N. UNU.N. mm Pi' J
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CUCU CH2 CH 2 OO CHgCHg CHgCHg (CH(CH ?? O OO O
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ir6o 17S #Z'ir6o 17S # Z '

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

810/1643810/1643

Claims (6)

-8- O.Z. 24 094 Patentansprüche-8- O.Z. 24 094 claims 1. Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen !Condensations· produkten, ausgehend von 6-Caprolactam und Alkylenpolyaminen, dadurch gekennzeichnet, daß man1. A process for the preparation of water-soluble condensation products, starting from 6-caprolactam and alkylene polyamines, characterized in that a) je 1 Mol eines Alkylenpolyamins mit .a) each with 1 mole of an alkylenepolyamine. b) 1 Mol bis 1,3r Mol 6-Caprolactamb) 1 mole to 1.3 mole of 6-caprolactam in an sich bekannter Weise umsetzt, wobei r die Anzahl der Aminogruppen im Alkylenpolyamin ist, und daß man das so erhaltene Zwischenkondensationsprodukt im wässrigen Medium mitimplemented in a manner known per se, where r is the number of Amino groups in the alkylenepolyamine, and that the intermediate condensation product thus obtained is in an aqueous medium with c) 1 bis 2,5 Mol Epichlorhydrin pro Mol basischer Aminogruppen, die in dem Zwischenkondensationsprodukt vorhanden sind,c) 1 to 2.5 moles of epichlorohydrin per mole of basic amino groups present in the intermediate condensation product are, in ebenfalls an sich bekannter Weise weiter reagieren läßt, bis eine 15-^ige wässrige lösung bei 200C eine Viskosität zwischen 30 und 100 cP hat, wonach die Lösung durch Zugabe einer Säure auf einen pH-Wert unterhalb 6 gestellt wird, um die Reaktion abzubrechen.can react further in a likewise known per se, until a 15- ^ aqueous solution at 20 0 C a viscosity between 30 and 100 cP, after which the solution is adjusted by adding an acid to a pH value below 6, to cancel the reaction. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet t daß man die Umsetzung des Alkylenpolyamins (a) mit dem £-Caprolactam (b) etwa soweit führt, bis hierbei kein Wasser mehr abgespalten wird.2. The method of claim 1, characterized in that t the extent the reaction of the alkylene polyamine (a) with the £ -caprolactam (b) about until this case no more water is eliminated. -9-009810/1643-9-009810 / 1643 -9- O.Z. 24 094-9- O.Z. 24 094 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das bei der Reaktion entstehende Wasser laufend aus dem Reaktionsgemisch entfernt.3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the water formed in the reaction is continuously removed from the reaction mixture. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem Alkylenpolyamin (a) der allgemeinen Formel I · 4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that one of an alkylenepolyamine (a) of the general formula I in der R ein gegebenenfalls durch Amino- oder Hydroxylgruppen substituierter unverzweigter oder verzweigter Alkylenrest mit 2 bis 6 C-Atomen und η ein Wert von 1 bis 5 ist, und wobei die Gesamtzahl aller C-Atome 2 bis 12 beträgt.in the R one optionally by amino or hydroxyl groups substituted unbranched or branched alkylene radical having 2 to 6 carbon atoms and η is a value of 1 to 5, and the total number of all carbon atoms being 2 to 12. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4ι dadurch gekennzeichnet, daß man von Diäthylentriamin als Alkylenpolyamin ausgeht.5. Process according to Claims 2 to 4ι, characterized in that diethylenetriamine is used as the alkylenepolyamine. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man von 1,2 bis 1,6 Mol Epichlorhydrin ausgeht.6. Process according to Claims 1 to 5, characterized in that one starts from 1.2 to 1.6 mol of epichlorohydrin. BADISCHB ANILIN- & SODA-FABRIK AGBADISCHB ANILIN- & SODA-FABRIK AG 009 810/164009 810/164
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3300866A1 (en) * 1983-01-13 1984-07-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen OXALKYLATED POLYAMIDOAMINE, THEIR PRODUCTION AND THEIR USE AS A PETROLEUM EMULSION SPLITTER

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CH495385A (en) 1970-08-31
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