DE1793740C3 - Quaternary ammonium compounds - Google Patents
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Description
CH2-C11H5 CH 2 -C 11 H 5
C11H5-CH2 C 11 H 5 -CH 2
worinX für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, Z ein beliebigesAnion bedeutet, dessen Wenig keit der Ladung des Kations entspricht, B für einewhereinX is an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, Z is any anion, a few of which speed corresponds to the charge of the cation, B for a
oderor
—CHi-Gruppe—CHi group
-CH2-N-CH2-GrUpPe-CH 2 -N-CH 2 -GrUpPe
A steht, in der X die obige Bedeutung besitzt und A ein Wasserstoffatom oder eine Benz) !gruppe ist.A stands in which X has the above meaning and A is a hydrogen atom or a Benz) group.
Gegenstand der Erfindung sind wasserlösliche, quaternäre Ammoniumverbindungen der allgemeinen FormelThe invention relates to water-soluble, quaternary ammonium compounds of the general formula
C11H5-CH2 C 11 H 5 -CH 2
X CH2-C11H5 X CH 2 -C 11 H 5
N—CH,—(B)-CH2-NN-CH, - (B) -CH 2 -N
C11H5-CH2 C 11 H 5 -CH 2
worin X für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht und Z ein beliebiges Anion bedeutet, dessen Wertigkeit der Ladung des Kations entspricht, B für einewhere X is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms and Z is any anion, whose valence corresponds to the charge of the cation, B for a
—CH,-Gruppe—CH, group
CH2-C11H5 CH 2 -C 11 H 5
-CH2-N-CH2-GrUpPe
A-CH 2 -N-CH 2 -GrUpPe
A.
steht, in der X die obige Bedeutung besitzt und A ein Wasserstoffatom oder eine Benzylgruppe ist.in which X has the above meaning and A is a hydrogen atom or a benzyl group.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäßen quaternären Ammoniumverbindungen ein Molekulargewicht zwischen 464 und etwa 40 000.The quaternary ammonium compounds according to the invention preferably have a molecular weight between 464 and about 40,000.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen gute Affinität zum Fasermaterial und beeinflussen das Aufziehen der basischen Farbstoffe in günstiger Weise. Im Gegensatz zu bekannten Mitteln erzeugen sie in wäßrigen Lösungen wesentlich geringere Mengen an störendem Schaum. In Färbebädern bewirken sie ein verlangsamtes Aufziehen der basischen Farbstoffe auf das Fasermaterial und sind zur Regulierung der Aufziehgeschwindigkeit basischer Farbstoffe beim Färben von Polyacrylnitrilfasern oder -fäden vorzüglich geeignet. Im Vergleich zu Handelspräparaten ähnlicher Zusammensetzung (bei einem von diesen wurde als »chemische Charakteristik« angegeben: »Lösung eines quaternären Ammoniumsalzes«, während das andere Dimethyl-benzyl-lauryl-ammoniumchlorid darstellt), mit denen Vergleichsversuche durchgeführt wurden, ergaben die erfindungsgemäßen Ammoniumverbindungen bei ihrer Anwendung als Retardiermittel einen bedeutend regelmäßigeren Aufzug des Farbstoffes auf das Substrat während der gesamten Färbedauer.The compounds according to the invention have a good affinity for the fiber material and influence it The basic dyes are absorbed in a favorable manner. In contrast to known means, they produce in aqueous solutions have significantly lower amounts of disruptive foam. They have an effect in dye baths slower absorption of the basic dyes on the fiber material and are used to regulate the The absorption rate of basic dyes when dyeing polyacrylonitrile fibers or threads is excellent suitable. Compared to commercial preparations of similar composition (one of these was labeled as »Chemical characteristics« indicated: »solution of a quaternary ammonium salt«, while the other Dimethyl-benzyl-lauryl-ammonium chloride), with which comparative tests were carried out, resulted the ammonium compounds according to the invention have an important role in their use as retarding agents More regular application of the dye to the substrate during the entire dyeing period.
Wie bereits ausgeführt, ist darüber hinaus festzustellen, daß die erfindungsgemäßen Ammoniumverbindungen bedeutend weniger schäumen als die bekannten handelsüblichen Retardiermittel, was insbesondere bei kontinuierlichen Färbeverfahren einen wesentlichen Vorteil darstellt.As already stated, it should also be noted that that the ammonium compounds according to the invention foam significantly less than the known commercially available retarding agents, which is an essential factor, especially in the case of continuous dyeing processes Represents advantage.
Die erfindungsgemäßen Ammoniumverbindungen können in Form reiner Verbindungen oder als technische Gemische angewandt werden.The ammonium compounds according to the invention can be in the form of pure compounds or as technical mixtures are used.
Als Peralkylierungsmittel zur Herstellung der erfindungsgemäßen quaternären Ammoniumverbindungen sind beispielsweise Alkylhalogenide· und Alkylsulfate, die Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen aufweisen, geeignet, beispielsweise n-Hexyljodid, n-Butylbromid, Methylbromid, Äthyljodid, Diäthylsulfat und insbesondere Dimethylsulfat.As a peralkylating agent for the preparation of the quaternary ammonium compounds according to the invention are for example alkyl halides and alkyl sulfates, which have alkyl radicals with 1 to 6 carbon atoms, suitable, for example n-hexyl iodide, n-butyl bromide, Methyl bromide, ethyl iodide, diethyl sulfate and especially dimethyl sulfate.
Die erfindungsgemäßen Ammoniumverbindungen sind bei Zimmertemperatur Flüssigkeiten hoher Viskosität oder zähe klebrige Pasten oder feste kristalline Stoffe. Sie sind in Alkohol-Wasser-Gemischen, wie z. B.The ammonium compounds according to the invention are liquids of high viscosity at room temperature or tough, sticky pastes or solid crystalline substances. They are in alcohol-water mixtures, such as. B.
IOIO
fcopropanol-Wasser-Gemisch, oder in Wasser unter den beim Färben mit basischen Farbstoffen üblichen Bedingungen löslich.fcopropanol-water mixture, or in water among those usual for dyeing with basic dyes Conditions soluble.
Die folgenden Beispiele dienen zur veiteren Erläutefutig der vorliegenden Erfindung.The following examples serve to provide further explanation of the present invention.
In diesen Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen find in Celsiusgraden angegeben.In these examples, parts are by weight, percentages are by weight and temperatures in degrees Celsius f ind specified.
Zu einer auf 8O0C erwärmten Lösung von 74 Teilen (1 Mol) Trimethylendiamin in 125 Teilen Wasser werben unter Rühren 506 Teile (4 Mol) Benzylchlorid tugetropft. Die Innentemperatur des Reaktionsgemiiches soll dabei nicht über 1000C ansteigen.To a warmed at 8O 0 C solution of 74 parts (1 mole) of trimethylene diamine in 125 parts of water 506 parts of referencing with stirring (4 mol) of benzyl chloride tugetropft. The internal temperature of Reaktionsgemiiches should not rise above 100 0C.
Nach dem Zutropfen rührt man noch 90 Minuten bei 90 bis 95°C und versetzt dann mit 533 Teilen einer 30%igen Natriumhydroxidlösung (4 Mo1 NaOH).After the dropwise addition, the mixture is stirred for a further 90 minutes at 90 to 95 ° C. and then 533 parts of a 30% strength sodium hydroxide solution (4 Mo 1 NaOH) are added.
Das wasserunlösliche Amin scheidet sich ab und wird abgetrennt. Durch Umkristallisation aus Äthanol erhält man es in kristalliner Form mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 410C (nicht korrigiert). 434 Teile (1 Mol) des so erhaltenen Amins werden in 525 Teilen Benzol gelöst und auf Siedetemperatur des Benzols erhitzt. Unter Rühren werden 252 Teile (2 Mol) Dimethylsulfat züge- :s geben und 4 bis 5 Stunden bei Rückflußtemperatur des Benzols gehalten. Die entstehende quaternäre Verbindung ist in Benzol unlöslich und scheidet sich als zähe Flüssigkeit ab. Das überstehende Benzol wird a'_>dekantiert, das Reaktionsprodukt vom festgehaltenen Benzol durch Vakuumdestillation (etwa 20 Torr und 70 bis 8O0C) befreit. Es entsteht eine braune, sehr zähe Masse.The water-insoluble amine separates out and is separated off. It is obtained in crystalline form with a melting point of 40 to 41 ° C. (not corrected) by recrystallization from ethanol. 434 parts (1 mol) of the amine thus obtained are dissolved in 525 parts of benzene and heated to the boiling point of benzene. 252 parts (2 mol) of dimethyl sulfate are added with stirring and kept at the reflux temperature of the benzene for 4 to 5 hours. The resulting quaternary compound is insoluble in benzene and separates out as a viscous liquid. The supernatant benzene is a '_> decanted, the reaction product from benzene held by vacuum distillation removed (about 20 Torr and 70 to 8O 0 C). The result is a brown, very viscous mass.
Das entstandene Produkt (Ammoniumverbindung Nr. 1) ist in Wasser-Isopropanol(l : 1) löslich. Es besitzt ein vorzügliches Rückhaltevermögen für basische Farbstoffe beim Färben von Polyacrylnitrilfasern.The resulting product (ammonium compound no. 1) is soluble in water-isopropanol (1: 1). It owns an excellent retention capacity for basic dyes when dyeing polyacrylonitrile fibers.
103 Teile (1 Mol) Diäthylentriamin werden in 250 Teilen Wasser gelöst und auf 80 bis 900C erhitzt. Zu dieser Lösung werden 569 Teile (4,5 Mol) Benzylchlorid zugetropft. Die Temperatur des Reaktionsgemisches soll 1000C nicht überschreiten. Nachdem man 90 Minuten bei 90 bis 1000C gerührt hat, versetzt man mit 600 Teilen einer 30%igen Natriumhydroxidlösung (4,5 Mol NaOH) und rührt noch weitere 15 Minuten.103 parts (1 mole) of diethylenetriamine is dissolved in 250 parts of water and heated to 80 to 90 0 C. 569 parts (4.5 mol) of benzyl chloride are added dropwise to this solution. The temperature of the reaction mixture should not exceed 100 0 C. After stirring for 90 minutes at 90 to 100 ° C., 600 parts of a 30% strength sodium hydroxide solution (4.5 mol of NaOH) are added and the mixture is stirred for a further 15 minutes.
Das in Wasser unlösliche Reaktionsprodukt wird abgetrennt und im Vakuum von etwa 15 Torr bei 100° C getrocknet.The reaction product, which is insoluble in water, is separated off and in a vacuum of about 15 torr at 100.degree dried.
Das Reaktionsprodukt ist eine braune zähe Flüssig-The reaction product is a brown viscous liquid
508 Teile (1 Mol) des so erhaltenen Amins werden auf 60 bis 65°C erwärmt. Unter Rühren werden 290 Teile Dimethylsulfat in etwa 30 bis 40 Minuten zugetropft. Die Temperatur steigt beim Zutropfen an und soll ss 100°C nicht überschreiten. Etwa 15 Minuten nach dem Zutropfen wird das Reaktionsprodukt pastig-dick. Es werden 66 Teile Isopropanol zugegeben und 2 Stunden bei 85 bis 9O0C gerührt. Danach werden weitere 66 Teile Isopropanol eingerührt und unter Rühren auf Zimmertemperatur abgekühlt.508 parts (1 mol) of the amine thus obtained are heated to 60 to 65.degree. With stirring, 290 parts of dimethyl sulfate are added dropwise in about 30 to 40 minutes. The temperature rises when it is added and should not exceed 100 ° C. About 15 minutes after the dropwise addition, the reaction product becomes pasty-thick. There are 66 parts of isopropanol was added and stirred for 2 hours at 85 to 9O 0 C. Then a further 66 parts of isopropanol are stirred in and cooled to room temperature with stirring.
Das quaternierte Produkt (Ammoniumverbindung Nr. 3) wird in lsopropanol-Wasser gelöst, es besitzt gute
Retardiereigenschaften. Die Qdaternisierung mit Dimethylsulfat
kann auch in einem inerten Lösungsmittel wie Benzol, in einer Menge von etwa 500 bis 1000 Teilen
je Mol des zu quaternisierenden Amins, ausgeführt Versuchsbericht
AufziehkurvenThe quaternized product (ammonium compound no. 3) is dissolved in isopropanol / water; it has good retarding properties. The quaternization with dimethyl sulfate can also be carried out in an inert solvent such as benzene, in an amount of about 500 to 1000 parts per mole of the amine to be quaternized
Wind-up curves
A!s Substrat für das Färben nach der Aufziehmethode wird vorgeschrumpftes Polyacrylnitril-Garn verwendet; das Vorschrumpfen erfolgt durch Behandeln des Polyacrylnitrilgarnes für 10 Minuten, in der Nähe der Kochtemperatur, mit einer wäßrigen Lösung, die 1,0 g/l p-Octylphenyldecaäthylenglykol und 0,5 g/l Ameisensäure enthält, anscnließend wird heiß gespült und getrocknetPre-shrunk polyacrylonitrile yarn is used as the substrate for the draw-on dyeing; pre-shrinking is done by treating the polyacrylonitrile yarn for 10 minutes, near the Boiling temperature, with an aqueous solution containing 1.0 g / l of p-octylphenyldecaethylene glycol and 0.5 g / l of formic acid contains, then it is rinsed with hot water and dried
Teile vorgeschrumpftes Polyacrylnitrilgarn in Form von Strängen werden in 5000 Teilen einer Färbeflotte folgender Zusammensetzung gegeben:Parts of pre-shrunk polyacrylonitrile yarn in the form of strands are in 5000 parts of a Dye liquor given the following composition:
1,0 Teile eines Farbstoffpräparates, daß zu 20% aus dem Farbstoff der Formel1.0 part of a dye preparation that 20% consists of the dye of the formula
O NHCH,O NHCH,
ι ι
O NH-CH3CH2-CH2-NiCH.,).,O NH-CH 3 CH 2 -CH 2 -NiCH.,).,
und zu 80% aus Glaubersalz besteht.and consists of 80% Glauber's salt.
2,0 Teile Essigsäure2.0 parts acetic acid
2,0Teile Natriumacetat2.0 parts sodium acetate
10,5 Teile kalziniertes Natriumsulfat10.5 parts of calcined sodium sulfate
(vor der Zugabe des Retardiermittels beträgt der(before adding the retarding agent, the
pH-Wert 4,2) und χ Teile Retardiermittel.pH value 4.2) and χ parts retarding agent.
In 15 Minuten wird die Flottentemperatur von 900C zur Siedetemperatur gebracht, wonach 60 Minuten lang kochend gefärbt wird. The liquor temperature is brought to the boiling temperature of 90 ° C. in 15 minutes, after which the dyeing is carried out at the boil for 60 minutes.
In definierten Zeitintervallen werden Proben des Färbebades entnommen, deren Farbstoffgehalte anschließend colorimeirisch bestimmt werden.Samples of the dyebath are taken at defined time intervals and their dye content is then taken colorimirisch determined.
Die Proben wurden in folgenden Abständen entnommen: The samples were taken at the following intervals:
bei 95° Cat 95 ° C
bei Kochbeginnat the start of cooking
10 Minuten nach Kochbeginn10 minutes after the start of cooking
20 Minuten nach Kochbeginn20 minutes after the start of cooking
30 Minuten nach Kochbeginn30 minutes after the start of cooking
60 Minuten nach Kochbeginn.60 minutes after the start of cooking.
Die colorimetrische Bestimmung erfolgte bei 610 nm gegen Wasser. Die in den Kurven auf der Ordinatenachse angegebenen Prozentzahlen des aufgezogenen Farbstoffes wurden einer zuvor erstellten Eichkurve entnommen.The colorimetric determination was carried out at 610 nm against water. The ones in the curves on the ordinate axis The specified percentages of the absorbed dye were taken from a calibration curve prepared beforehand taken.
Die Retardiermittel wurden in 2 Konzentrationen verglichen: X= 0,75 (Tabelle 1) und ,Y = 1,0 (Tabelle
2).
In den Tabellen bedeutetThe retardants were compared in 2 concentrations: X = 0.75 (Table 1) and, Y = 1.0 (Table 2).
In the tables means
in Prozent des eingesetzten Farbstoffes, der auf dieas a percentage of the dye used, which is based on the
laser aufgezogen ist,
t Färbedauer in Minutenlaser is wound,
t staining time in minutes
Retardiermittel I: Produkt gemäß Beispiel B des Stammpatentes 16 43 526 (Spalte 4, Zeilen 45 ff.) in
Form von Lösung enthaltend 19% Aktivsubstanz und insgesamt 43% Trockensubstanz, Retardiermittel II: Dimethyl-benzyl-lauryl-ammoniumchlorid
Retardiermittel III: Handelsübliches quaternäresRetarding agent I: product according to example B of the parent patent 16 43 526 (column 4, lines 45 ff.) In the form of a solution containing 19% active substance and a total of 43% dry matter, retarding agent II: dimethyl-benzyl-lauryl-ammonium chloride
Retarding agent III: Commercially available quaternary
5 ^ 65 ^ 6
Ammoniumsalz mit 2 quaternären N-Atomen und 2 hierauf das Gesamtvolumen (Schaum + Flüssigkeit)Ammonium salt with 2 quaternary N atoms and 2 on top of this the total volume (foam + liquid)
höhermolekularen (Fett)-Resten (Cu bis C22). sofort abgelesen.higher molecular weight (fat) residues (Cu to C22). read immediately.
Die Aufziehkurven beim Färben des Polyacrylnitril- Es wurde je eine Doppelbestimmung bei Raumtem-The drawing-up curves during the dyeing of the polyacrylonitrile - a duplicate determination was made at room temperature
Textilmaterials mit dem genannten basischen Farbstoff peratur und bei 70°C durchgeführt,Textile material with said basic dye temperature and carried out at 70 ° C,
in Gegenwart des Retardiermittels I verlaufen über den 5 Essigsäure 0,8 g/l 1in the presence of the retarding agent I, 0.8 g / l of acetic acid run over the 5
gesamten Färbebereich annähernd linear, d.h., die Na-Acnat 0,8g/l [ Lösungenentire staining range almost linear, i.e. the Na-Acnat 0.8g / l [solutions
Baderschöpfung und die Farbstoffaufnahme erfolgen Retardiermittel 0,5 g/l JThe bath is exhausted and the dye is absorbed by a retarding agent 0.5 g / l J
gleichmäßig über die ganze Färbezeit (geradliniger evenly over the entire dyeing time (more straightforward
Verlauf der Aufziehkurve in den beiden graphischen Raum- 70" CCourse of the pull-up curve in the two graphic spaces - 70 "C
Darstellungen). 10 temperaturRepresentations). 10 temperature
Die Baderschöpfung bzw. Farbstoffaufnahme beim The bath exhaustion or dye absorption at
Färben in Gegenwart der geprüften bekannten Retardiermitteil 160 ml 177 mlDyeing in the presence of the tested known retarding components 160 ml 177 ml
Produkte erfolgt nicht linear, d. h., in einem bestimmten Retardiermittel Il 200 ml 191mlProducts are not linear, i. i.e., in a certain slow-release agent II 200 ml 191 ml
Temperaturbereich zieht der Farbstoff rasch auf. Die Redardiermittel III 209 ml 248 mlThe dye is absorbed quickly in the temperature range. The Redardiermittel III 209 ml 248 ml
Aufziehkurve beim Färben in Gegenwart der bekannten 15Pull-up curve when dyeing in the presence of the well-known 15
Produkte erfährt, im Vergleich zu einer Färbekurve Aus dem Vergleich des Schaumverhaltens derFinds out in comparison to a coloring curve from the comparison of the foaming behavior of the products
ohne Retardiermittel, nur eine Verschiebung nach geprüften Retardiermittel ist klar ersichtlich, daß daswithout retarding agent, only a shift after tested retarding agent is clearly evident that the
einem höheren Temperaturbereich (S-förmige Aufzieh- erfindungsgemäß zu verwendende Retardiermittel 1a higher temperature range (S-shaped retarding agents to be used according to the invention 1
kurve in einem Diagramm, bei dem die Farbstoffmenge bedeutend weniger schäumt als die verglichenencurve in a diagram in which the amount of dye foams significantly less than the compared
im Färbebad gegen die Färbezeit aufgetragen ist). 20 bekannten Produkte, was zum Beispiel bei kontinuierlichen Färbeverfahren (z.B. im Jigger) von besonderemis applied in the dye bath against the dyeing time). 20 well-known products, for example in the case of continuous Dyeing process (e.g. in a jigger) of special
Schaum-Verhalten Vorteil ist-Foam behavior advantage is -
Die übrigen, unter die allgemeine Formel desThe rest, under the general formula of
Je 100 ml der nachstehenden Lösungen wurden in Anspruchs der vorliegenden Anmeldung fallenden100 ml each of the following solutions were covered by the claims of the present application
250-ml-Schüttelzylinder 40mal kräftig geschüttelt und 25 Verbindungen zeigen eine vergleichbare Wirkung.250 ml shaking cylinder shaken vigorously 40 times and 25 compounds show a comparable effect.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1862966 | 1966-12-28 | ||
CH1862966A CH484319A (en) | 1966-12-28 | 1966-12-28 | Process for dyeing polyacrylonitrile textile material with basic dyes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1793740A1 DE1793740A1 (en) | 1973-04-26 |
DE1793740B2 DE1793740B2 (en) | 1976-03-04 |
DE1793740C3 true DE1793740C3 (en) | 1976-10-21 |
Family
ID=
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