DE2619846A1 - Verfahren zur herstellung reiner 2-acyloxyalkansulfonaten-1 - Google Patents

Verfahren zur herstellung reiner 2-acyloxyalkansulfonaten-1

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Siegfried Dipl Che Billenstein
Herbert Dipl Chem Dr Hartung
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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    • A61K8/466—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds containing sulfur containing sulfonic acid derivatives; Salts
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Description

  • Verfahren zur Herstellung reiner 2-Acyloxyalkansulfo-
  • naten- 1 2-Acetoxyalkansulfonate sind, wie beispielsweise in Brit. Pat.
  • 1 338 966 oder DOS 1 467 668 beschrieben, als wertvolle oberflächenaktive Stoffe bekannt. Ihre Herstellung erfolgt durch Umsetzung von 1-Alkenen mit Acetylschwefelsäure und anschließende Neutralisation (US-PS 2 086 215; US-PS 2 09k 451; BE-PS 650 323). Die auf diese Weise erhaltenen Produkte haben allerdings den Nachteil, daß sie, da durch "Eintopfreaktion" hergestellt, aus der Synthese Ausgangs- und Nebenprodukte enthalten und deshalb nicht klar wasserlöslich sind. Besonders nachteilig an dieser Herstellungsweise ist die Tatsache, daß bei geringfügig veränderten Herstellungsbedingungen, wie in BE-PS 650 323 beschrieben, Sultone entstehen, denen nach Literaturangaben cancerogene Eigenschaften zugeschrieben werden müssen.
  • Andererseits werden für den Einsatz auf dem Gebiet der kosmetischen Reinigungsmittel, speziell dem Sektor der Zahn- und Mundpflegemittel, stark schäumende, hartwasserbeständige, geschmacksfreie Substanzen gesucht. Diese Eigenschaften werden von den 2-Acetoxyalkansulfonaten-1 erfüllt. Allerdings sind die nach den bekannten Verfahren herstellbaren Substanzen, wie beschrieben, wegen ihres möglichen Gehaltes an toxikologisch bedenklichen Nebenprodukten nicht einsetzbar.
  • Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Herstellung von reinen 2-Acyloxyalkansulfonaten-l der Formel I in der R1 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen, RZ einen gersdkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen oder Phenyl und M ein einwertiges Metallion, vorzugsweise ein Alkalimetallion, bedeutet, gelingt, wenn man ein 2-Hydroxyalkansulfonat-1 der Formel II R1 - CH(OH)CH2SO3M (II) mit einem aktivierten Säurederivat der Formel III R2 - COX (III) umsetzt1 wobei R1, R2 und M die oben angegebenen Bedeutungen haben und X eine Acyloxygruppe mit 2 bis 18 C-Atomen oder ein Halogenatom bedeutet.
  • Das 2-Hydroxyalkansulfonat-1 der Formel II wird hergestellt, indem man das entsprechende Epoxid der Formel in einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Aethanol löst, die wässrige Lösung von 1 bis 1,5 Äquivalenten, vorzugsweise 1 bis 1,2 Äquivalenten eines Sulfits, vorzugsweise Natriumsulfit, zusetzt und unter Rühren ggf. in einer geschlossenen Apparatur bei Temperaturen von 100 bis 1400C umsetzt. Nach ca.
  • stündiger Reaktion wird auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Wasser verdünnt und abgesaugt; (siehe auch J. Am. Chem. Soc. 75, 1636 (1953) und Chem. Ber.
  • 97 2903 (1964). Zur weiteren Reinigung kann das 2-Hydroxyalkansulfonat-1 aus einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Essigsäure, umkristallisiert werden. Die Ausbeuten bei dieser Reaktion betragen >90 % gegenüber Literaturangaben von 69 % bei 1,2-Epoxyoctan und 19 % bei 1,2-Epoxydodecan.
  • Die als Ausgangsverbindung dienenden Epoxyde können nach dem in J. Am. Chem. Soc. 68, 1504 ff angegebenen Verfahren gewonnen werden.
  • Zur weiteren Umsetzung der 2-Hydroxyalkansulfonate-1 löst oder suspendiert man diese Verbindungen in einem geeigneten Lösungsmittel und setzt dann das Säurederivat der Formel III zu.
  • Dabei sind folgende Reaktionsmöglichkeiten möglich: a) Die Umsetzung mit einem niedrigen Säureanhydrid, vorzugsweise Acetanhydrid, wobei das 2-Hydroxyalkansulfonat-1 der Formel II in der dem Anhydrid entsprechenden Säure gelöst oder suspendiert und mit 1 bis 5 Mol, vorzugsweise 1 bis 1,5 Mol Säureanhydrid versetzt wird. Nach einer Reaktionszeit von ca. 4 Std. bei 100 bis 1500C wird das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft und der Rückstand bei Bedarf aus einem niedrigen Alkohol, vorzugsweise Aethanol, umkristallisiert.
  • Die Ausbeuten liegen bei dieser Reaktion bei über 90 %.
  • b) Die Umsetzung mit einem Säurehalogenid, vorzugsweise Säurechlorid, wobei das 2-Hydroxyalkansulfonat-1 in einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Essigsäure gelöst und das Säurehalogenid innerhalb von wenigen Minuten zugetropft wird. Nach mehrstündigem Kochen unter Rückfluß wird das Lösungsmittel im Vakuum verdampft. Das dabei anfallende 2-Acyloxyalkansulfonat-1 kann gegebenenfalls wie unter a) angegeben umkristallisiert werden. Die Ausbeuten betragen ca.
  • 90 % der Theorie.
  • Durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren können besonders reine 2-Acyloxyalkansulfonate erhalten werden, die sich als schaumgebende Komponenten in kosmetischen Zubereitungen eignen, insbesondere. für Zahnpasten- und Mundpflegemittel. Die 2-Acyloxyalkansulfonate ergeben hierbei hervorragend schäumende, gut reinigende und geschmacklich neutrale Endformulierungen.
  • Beispiel 1) Natrium-2-hydroxy-tetradecansulfonat-1 106 g (0,5 Mol) 1,2-Epoxytetradecan in 150 ml Aethanol werden im Autoklaven mit 151 g (0,5 Mol) Natriumsulfit. 7 H2O in 350 ml Wasser versetzt und unter Rühren ca. 600 UpM 4 Std. bei 130 -1400c gehalten. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur fällt aus der fast klaren Reaktionslösung ein dicker Kristallbrei aus, der mit Wasser verdünnt und abgesaugt wird. Nach dem Trocknen bei ca.
  • 500C/15 Torr erhält man ca. 150 g (95 %) Natrium-2-hydroxy-tetradecansulfonat-1 in Form glänzender blättriger Kristalle, die folgende 1H-NMR-Daten (d6-DMSO, TMS ext.) aufweisen: #0,8 ppm (CH3-C), #1,3 pm (CH2-), #2,6 ppm (-CH2-SO3Na), #3,8 ppm (-CH(OH)-) Analog können hergestellt werden: Natrium-2-hydroxy-dodecansulfona t- 1 Natrium-2-hydroxy-C12/l'alkansulfonat-l Natrium-2-hydroxy-C14/16-Alkansulfonat-1 Natrium-2-hydroxy-hexadecansulfonat-1 Natrium-2-hydroxy-C16/18-alkansulfonat-1 Natrium-2-hydroxy-octadecansulfonat- 1 Beispiel 2) Natrium-2-acetoxy-tetradecansulfonat-1 Man suspendiert 158 g (0,5 Mol) Natrium-2-hydroxytetradecansulfonat-1 in 400 ml Essigsäure, fügt 51 g (0,5 Mol) Acetanhydrid zu und kocht 4 Std. unter Rückfluß. Nach Abdampfen der Lösungsmittel aus der klaren Lösung wird der bräunliche Rückstand bei Bedarf aus Aethanol umkristallisiert. Nach den üblichen Isolier-und Trockenoperationen erhält man 159 g (89 %) Natrium-2-acetoxy-tetradecansulfonat, dessen Struktur mit folgenden 1H-NMR-Daten (d6-DMSO, TMS ext.) belegt wird: #0,8 ppm (CH3-C), #1,3 ppm (-CH2-), #1,9 ppm (O-CO-CH3), Analog können hergestellt werden: Natrium-2-acetoxy-dodecansulfonat- 1 Natrium-2-acetoxy-C12/C14-alkansulfonat-1 Natrium-2-acetoxy-01 4/16-alkansulfonat- 1 Natrium-2-acetoxy-hexadecansulfonat- 1 Natrium-2-acetoxy-C1 6/18-alkansulfonat- 1 Natrium-2-acetoxy-octadecansulfonat- 1 Beispiel 3) Natrium-2-benzoyloxy-tetradecansulfonat-1 Man suspendiert 79 g (0,25 Mol) Natrium-2-hydroxy-tetradecansulfonat-1 in 200 ml Essigsäure und läßt bei Raumtemperatur 38 g (0,27 Mol) Benzoylchlorid zutropfen. Nach beendeter Zugabe kocht man 4 Std. am Rückfluß und dampft anschließend im Vakuum zur Trockne ein.
  • Der Rückstand kann aus Aethanol umkristallisiert werden. Dabei erhält man nach dem Trocknen im Vakuum 93 g (87 %) Natriumbenzoyloxy-tetradecansulfonat-1 vom Schmelzpunkt 660C.
  • Auf analoge Weise können folgende Natrium-2-acetoxy-alkansulfonate-1 der allgemeinen Formel hergestellt werden Tabelle: R1 R2 C10H21 CH3 C10H21 n-C11H23 C10H21 n-C17H23 C10H21 C6H5 C10H21/C12H25 CH3 C10H21/C12H25 n-C11H23 C10H21/C12H25 n-C17H35 C10H21/C12H25 C6H5 C12H25 CH3 C12H25 n-C11H23 C12H25 n-C17H35 C12H25 C6H5 C12H25/C14H29 CH3 C12H25/C14H29 n-C11H23 C12H25/C14H29 n-C17H35 C12H25/C14H29 C6H5 C14H29 CH3 C14H29 n-C11H23 C14H29 n-C17H35 C14H29 C6H5 C14H29/C16H33 CH3 C14H29/C16H33 n-C11H23 C14H29/C16H33 n-C17H35 C14H29/C16H33 C6H5 C16H33 CH3 R1 R2 C16H33 n-C11H23 C16H33 n-C17H35 C16H33 C6H5 #0,8 pm (CH3-C), #1,3 pm (-CH2-), #1,9 ppm (O-CO-CH3),

Claims (2)

  1. Patentansprüche: erfahren zur Herstellung von 2-Acyloxyalkansulfonaten-l der Formel I in der R1 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen, R2 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen oder Phenyl und M ein einwertiges Metallion bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 2-Hydroxyalkansulfonat der Formel II R1 - CH(OH) - CH2 - SO3M (II) mit einem aktivierten Säurederivat der Formel III R2 ~ CO - X (III) umsetzt, wobei R1, R2 und M die oben angegebenen Bedeutungen haben und X eine Acyloxygruppe mit 2 bis 18 C-Atomen oder ein Halogenatom bedeutet.
  2. 2) Verwendung von 2-Acyloxyalkansulfonaten-1 gemäß Anspruch 1) als schaumgebende Komponenten in kosmetischen Zubereitungen.
DE19762619846 1976-05-05 1976-05-05 Verfahren zur herstellung reiner 2-acyloxyalkansulfonaten-1 Withdrawn DE2619846A1 (de)

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