DE2319047B2

DE2319047B2 - Zwitterionische Phosphorverbindungen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2319047B2
Application number: DE2319047A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.- Chem. Dr. 6238 Hofheim Cuntze; Helmut Dipl.-Chem. Dr. 6233 Kelkheim Diery
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1973-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1975-12-18
Also published as: ZA742327B; DE2319047A1; JPS5761036B2; JPS505330A; NL7404829A; ATA308374A; US3928509A; BE813768R; CA1012158A; IT1046356B; FR2225439B2; FR2225439A2; AU6783774A; CH597252A5; AT334396B; GB1441529A

Description

R³

R¹¹

in der R¹ Wasserstoff oder die Methylgruppe, R² und R³ Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die gleich oder verschieden sein können, R⁷ einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, R⁸ Wasserstoff oder einen Alkyl oder Alkenylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, R⁹, R¹⁰ und R¹¹ Wasserstoff oder eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeuten und m Tür eine Zahl von 0 bis 4 und η für 2 oder 3 steht.

2. Verfahren zur Herstellung von zwitterionischen Phosphorverbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cyclisches Phosphit der allgemeinen Formel III

R¹

15 nen Formel 1

O R¹

R²

HP-O-CH-C-CH₂-N-R⁵

R³

R⁶

25

O O —CH R²

II/ \ /

H-P C

(III)

30

O —CH₂ R³
mit einem Polyamin der allgemeinen Formel V

R⁹ R¹⁰ R"

R⁷+N-(CH₂)_n-_7i;N-(CH₂)_n-N-R⁸ (V)

LJ

umsetzt, wobei R¹, R², R³, R⁷, R⁸ und R⁹, R¹⁰ und R^u sowie m und η die im Anspruch 1 genannten Bedeutungen besitzen.

3. Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel IV gemäß Anspruch 1 als Tenside.

in der R¹ für Wasserstoff oder die Methylgruppe, R² und R³ Wasserstoff oder Alkylreste mit ! bis 4 Kohlenstoffatomen, die gleich oder verschieden sein können, R⁴ für Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis ^Kohlenstoffatomen, R⁵ Tür Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und R⁶ für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, wobei wenigstens einer der Reste R⁴, R⁵ oder R^ft einen wenigstens 8 Kohlenstoffatome umfassenden Alkyl- oder Alkenylrest darstellt.

Das Hauptpatent betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen der Formel I, bei dem ein cyclisches Phosphit der allgemeinen Formel 111

R¹

O O —CH R²

II/ \ /

HP C

R³

(III)

Gegenstand des Hauptpatents P 22 60 326 sind zwitterionische Phosphorverbindungen der allgemei-0-CH₂

in der R¹, R² und R³ die obengenannten Bedeutungen besitzen, bei erhöhter Temperatur mit einem primären, sekundären oder tertiären Amin der allgemeinen Formel Il

NR⁴R⁵R⁶ (II)

in der R⁴, R⁵ und R⁶ die obengenannten Bedeutungen besitzen, umgesetzt wird.

In weiterer Ausgestaltung des Hauptpatents wurden nun strukturanaloge zwitterionische Phosphorverbindungen gefunden, die man erhält, wenn man bei der Herstellung dieser Verbindungen nach dem Hauptpatent statt eines Monoamins ein aliphatisches Polyamin einsetzt. Man gelangt hierbei zu neuen Verbindungen der allgemeinen Formel IV

R¹ R²

R⁸

10

H — P—O—CH- C—CH₂- N—(CH₂),,- N-

R³

R¹

R⁹
(CH₂J_n-N-

-R⁷

(IV)

in der Formel steht R¹ für Wasserstoff oder die Methyl- Wasserstoff oder einen Alkyl- oder Alkenylrest mit gruppe, R² und R³ für Wasserstoff oder Alkylreste 65 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, R⁹, R¹⁰ und R" Wassermit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die gleich oder verschieden sein können, R⁷ für einen Alkyl- oder

Alkenvlrest mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, R⁸ für stoff oder eine Methyl- oder Äthylgruppe und m für eine Zahl von 0 bis 4 und n für 2 oder 3.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiter-

hin ein Verfahren zur Herstellung der vorstehend durch die allgemeine Formel IV gekennzeichneten zwitterionischen Phosphorverbindungen, bei dem ein cyciisches Phosphit der allgemeinen Formel III

R¹

O OCH R²

II/ \ /

Η —P C

OCH, R³

(III)

in der R¹, R² und R³ die obengenannten Bedeutungen besitzen, bei erhöhter Temperatur, zweckmäßig unter Rühren, mit einem Polyamin der allgemeinen Formel V ι $

R⁹ Ί R¹⁰ R^u

R⁷4-N-(CH₂)„-N-(CH₂)„-N-R⁸ (V)

_ ^m

in der R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, Rⁿ, η und m die obengenannten Bedeutungen besitzen, umgesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formel IV als Tenside.

Die bei dieser Umsetzung als Ausgangsmaterialien zu verwendenden Verbindungen sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.

Als Amine der allgemeinen Formel V, wie sie bei dem Verfahren der Erfindung zur Anwendung kommen können, seien beispielsweise folgende genannt: N-n-Dodecyldiäthylentriamin, N-n-Octyl-diäthylentriamin, N-Cocosalkyl-propylendiamin, N-Stearylpropylendiamin, N - Talgfettalkylpropylendiamin, N - Talgfettalkyl - dipropylentriamin und N,N' - Din-dodecyl-diäthylentriamin.

Aus wirtschaftlichen Gründen finden bevorzugt die Diamine Verwendung.

Zur Herstellung der zwitterionischen Phosphorverbindungen setzt man etwa 1 Mol Amin mit 1 Mol Phosphit um. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 60 bis 150⁰C durchgeführt. Die Umsetzung kann je nach Siede- und Schmelztemperatur des eingesetzten Amins in der Schmelze oder unter Verwendung eines geeigneten polaren Lösungsmittels wie z. B. Wasser oder Alkoholen erfolgen. Die Umsetzungsprodukte fallen unmittelbar in guter Reinheit an, so daß sich im allgemeinen eine besondere Reinigung der Produkte erübrigt. Wenn die Um-Setzung in Gegenwart von Wasser oder eines Löse-

C₁₂H₂₅-N-

mittels vorgenommen wurde, ist es lediglich erforderlich, dieses durch Destillation zu entfernen.

Im allgemeinen wird die Durchführung der Umsetzung gemäß der Erfindung in Lösemitteln oder insbesondere in Wasser bevorzugt. Hierbei ist die Reaktion je nach angewandter Temperatur meist innerhalb von etwa 1 bis 3 Stunden abgeschlossen. Das Ende der Reaktion ist in diesem Falle wegen der Löslichkeit der Umsetzungsprodukte in Wasser und anderen polaren Lösemitteln meist an dem Verschwinden von vorher unlöslichen Ausgangsprodukten zu erkennen.

Die neuen zwitterionischen Phosphorverbindungen sind vielseitig verwendbare Zwischenprodukte zur Herstellung von z. B. Schädlingsbekämpfungsmitteln oder Textilhilfsmitteln.

Die neuen Verbindungen besitzen grenzflächenaktive Eigenschaften. Sie können als Tenside vielseitige Anwendung finden und stellen z.B. ausgezeichnete Emulgatoren zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen dar. Außerdem zeigen die Verbindungen eine sehr gute bakterizide Wirksamkeit gegen Krankheitserreger, vornehmlich gegen Helminthen-Stadien und insbesondere gegen Spulwurmeier.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. In den Beispielen bedeuten die Prozentangaben Gewichtsprozente.

Beispiel 1

27,4 g N-Kokosalkylpropylendiamin und 12,2 g 2-Oxo-(2H)-l,3-dioxa-2-phosphorinan werden in 80 ecm Wasser während 90 Minuten am Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird die Lösung zur Trockne eingedampft. Man erhält 36 g einer Verbindung der Formel

HH O

I el Ii

R-N-(CHi)₃-N-CH₂-CH₂-CH₂-O-P-H

. H Ο^Θ

(R = Alkylrest mit der Kettenverteilung der Kokosfettsäure) in Form eines wasserlöslichen, farblosen Öls.

Äquivalentgewicht, ber. 396, gef. 400.

Basischer Stickstoff, ber. 7,1, gef. 6,9%.

Beispiel 2

54,2 g N-n-Dodecyldiäthylentriavnin und 30 g 2-Oxo-(2H)-5,5-dimethyl-l,3-dioxa-2-phosphorinan werden zusammen mit 150 ecm Wasser 2 Stunden lang am Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird die Lösung zur Trockne eingedampft. Man erhält 81 g einer Verbindung der Formel

CH,

-(CH₂)₂—N—(CH₂)₂—N—CH₂-C-CH₂-O-P-H

in Form eines farblosen, wasserlöslichen Öls.
Äquivalentgewicht, ber. 421, gef. 440.
Basischer Stickstoff, ber. 10,0, gef. 9,7%.

Beispiel 3

CH₃
dung der Formel

60

H CH₃ O

J I Il

R-NH-(CHj)₃-N-CH₂-C-CH₂-O-P-H

H CH₃ O'

27,5 g N-Kokosalkylpropylendiamin und 15 g

2-Oxo-(2H)-5,5-dimethyl-l,3-dioxa-2-phosphorinan 65 (R = Alkylrest mit der Kettenverteilung der Kokos-

werden in 80 ecm Wasser 2 Stunden lang am Rück- fettsäure) in Form eines farblosen, wasserlöslichen Öls.

fluß zum Sieden erhitzt. Dann wird die Lösung zur Äquivalentgewicht, ber. 424, gef. 436.

Trockne eingedampft. Man erhält 40 g einer Verbin- Basischer Stickstoff, ber. 6,6, gef. 6,4%.

_Beisp_iel 4 fettsäuren Form eines farblosen, wasserlöslichen

27.4g Kokosalkylpropylendiamin und 20,6g 2-Oxo- Ok. , _icht ^. ₄₈₀, gef. 495.

(2H^5-äthyl-5-n-butyl-U-cüoxa-2-phos_Phonnan wer_ß Äqu vai g^ ^ ^ ^ ^_%

den in 150 ecm Wasser 2 Stunden lang am RuckfluU d<imm.u

zum Sieden erhitzt. Dann wird die Losung zur Trockne 5

eingedampft. Man erhält 45 g einer Verbmdung der B e i s ρ ι e 1 5

Formel

H H OQH₆ 9 43 g ρ ν NT - Di - η - dodecy· - diäthyleritriamin und

I „j j ;; _15g2-Oxo-(2H)-5,5-dimeihyl-l,3-dioxa-2-phosphor-

R-N-(CH₂J₃ -N-CH^-C-CH₂-O- P-H ^ _{werden ZUS}ammen mit 200 ecm Wasser während

I I 1 ~> Stunden am Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird

H C₂H₅ O _die Lösung zur Trockne eingedampft. Man erhält

(R = Alkylrtst mit der Kettenverbindung der Kokos- 56 g einer Verbindung der Formel

H H C₁₂H₂₅ CH₃ O

_Ci2H₂₅-N-(CH₂₎₂-N-(CH₂)₂-4-CH₂-C-CH₂-O-P-H

H CH₃ O

in Form eines farblosen öis. Aquivalentgewicht, berechnet 588, gefunden 600^ Basischer Stickstoff, berechnet 7.1. gefunden 6.9 /o.

Claims

Patentansprüche: 1. Zwitterionische Phosphorverbindungen gemäß Patent P 22 60 326 der allgemeinen Formel IV

R²

R⁸

O R¹

Uli U I

H—P—O—CH- C—CH₂- N—(CH₂!,- N ¹⁰

R⁹
-(CH₂).-N-

-R⁷