DE2926772A1 - Quaternaere alkylamino-di-alkylcarbonsaeure-di-ester, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents
Quaternaere alkylamino-di-alkylcarbonsaeure-di-ester, verfahren zu deren herstellung und deren verwendungInfo
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- C11D1/38—Cationic compounds
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 79/F 168 Dr.Ot/hka
Quaternäre Alkylamino-di-alkylcarbonsäure-di-ester, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
Gegenstand der Erfindung sind quaternäre Alkylamino-dialkylcarbonsäure-di-ester
der Formel 1
R2 (CH2)n-C0-CO-CH2-CH-)p-0-
(D
wobei R1 und R„ Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1-4 C-Atomen
oder Benzyl, R-. und R4 Wasserstoff oder Methyl, Rn. und
Rg- Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m und η Zahlen
von 1 bis 4, ο und ρ Zahlen von 0 bis 10, und X ein Halogen-, Methosulfat-, Äthosulfat- oder Alkylphosphatanion
bedeutet.
15
15
Bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel 1, wobei R1
und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, R3
und R. Wasserstoff, R5 und R-. Alkyl oder Alkenyl mit 16
bis 22 C-Atomen, X Cl , Br^ oder CH SO. , m und η 1
oder 2 und ο und ρ Zahlen von 0 bis 5 bedeuten.
Insbesondere bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel
1, wobei R1 und R-, Methyl, R0 und R. Wasserstoff,
/Cr
Rc und R, C1,-C,„-Alkyl, X Cl , m und η T und ρ und ο
O OtO /<£
Zahlen von 0 bis 2 bedeuten.
Diese Verbindungen werden hergestellt, indem man zunächst eine Verbindung der Formel 2
R1
(2)
030063/0408
mit einer Verbindung der Formel 3
X-(CH0) -CO-(O-CH0-CH) -0-R1-
Zm 2 t ο b
(3)
umsetzt, wobei X Halogen bedeutet. Dabei erhält man die Verbindung der Formel
N-(CH,,) -CO-(OCH0CH) -OR,
2'm
R,
die dann mit einer Verbindung der Formel 4
X-(CH0) -CO-(QCH0CH) -OR,-
2. Ώ. 2 j ρ 6
(4)
weiter umgesetzt wird. Es versteht sich, dass man das Amin
der Formel 2 zunächst auch mit dem Halogencarbonsäureester der Formel 4 und dann mit dem Halogencarbonsäureester der
Formel 3 umsetzen kann. Sind die Symbole m und η bzw. ο und
p, R, und R., R1- und Rfi identisch, sind auch die Verbindungen
der Formeln 3 und 4 identisch und man wird das Amin 2 zunächst mit der Hälfte der benötigten Menge des
Halogencarbonsäureesters und dann in der zweiten Stufe mit der anderen Hälfte umsetzen.
Diese Reaktion erfolgt in der ersten Stufe in einem inerten Lösungsmittel, wie etwa Benzol, Toluol, Xylol oder einem
paraffinischen Kohlenwasserstoff oder deren Gemischen-bei
Temperaturen von ca. -20c C bis ca. 100° C. Zunächst wird
das Dialkylamin der Formel 2 in dem Lösungsmittel vorgelegt und stark gekühlt. Dann wird der Halogencarbonsäureester
der Formel 3 zugegeben und die Temperatur langsan gesteigert, wobei dann ein etwaiger Überschuss an nicht umgesetztem
Dialkylamin entweicht. Um den freiwerdenden Halogenwasserstoff
abzufangen, nimmt man einen entsprechenden
030063/0408
Überschuss des Dialkylamins und trennt das anfallende Ammoniumsalz
durch Filtration ab- Aus diesem Salz kann das Dialkylamin wieder regeneriert und erneut verwendet werden.
Nach Abdestillation des inerten Lösungsmittels erhält man die Dialkylaminoalkancarbonsäureester in einer Reinheit
von über 95 %. Im Fall des Dimethylaminoessigsäureesters kann das Produkt auch durch Hochvakuumdestillation gereinigt
werden.
ο Diese Dialkylaminoalkancarbonsäureester werden dann in einem Alkohol
gelöst oder vorzugsweise in Wasser dispergiert und erneut mit einem Halogenalkancarbonsäureester der Formel 3 bzw. 4 bei Temperaturen unter
100° C, vorzugsweise bei 40 - 80° C, umgesetzt. Man kann diese Reaktion aber auch völlig ohne jedes Lösungsmittel durchführen.-Nach Abdestination
des Wassers oder des Lösungsmittels erhält man so die reinen Verbindungen der Formel 1. Nach einer
bevorzugten Ausführungsform arbeitet man in wässriger Dispersion, wobei dann ca. 20%ige wässrige Dispersionen der
Verbindungen 1 anfallen, die nach weiterer Verdünnung mit Wasser direkt als Wäscheweichspülmittel verwendet werden
können.
Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der Verbindungen
der Formel 1 besteht darin, dass man 1 Mol eines Monoalkylamins der Formel 5
(5)
zunächst mit 2 Mol eines Halogenalkancarbonsäureesters der Formel 3 bzw. 4 umsetzt und das Reaktionsprodukt mit einer
Verbindung der Formel
oder
quaterniert, wobei Y Halogen bedeutet. Die Umsetzung des Monoalkylamins zunächst mit den Halogenalkancarbonsäureestern
erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie in der
030083/0408
ersten Stufe des zuvor beschriebenen Verfahrens. Zum Abfangen des entstehenden Halogenwasserstoffs dient in diesem
Fall ein zweites Amin, wie etwa Triethylamin oder Pyridin, und das gebildete Aminsalz wird ebenfalls durch Filtration
abgetrennt. Auch in diesem Fall kann man mit einer Mischung zweier verschiedener Halogenalkancarbonsaureestern der Formel
3 und 4 arbeiten oder aber mit 2 Mol von einer einzigen dieser Verbindungen. Die anschliessende Quaternisierung
erfolgt ebenfalls wie oben angegeben bei ca. 40 - 100° C in einem Alkohol/ vorzugsweise jedoch in Wasser mit einem Alkylhalogenid
oder mit Dialkylsulfat, womit der Rest R0 eingeführt wird, wenn das Monoalkylamin 5 bereits den Rest R1
enthält. Umgekehrt kann man selbstverständlich auch von einem Monoalkylamin 5 ausgehen, das bereits den Rest R0 enthält und führt dann
bei der abschlies senden Quaternierung den Rest R1 ein. Man kann diese
Quaternisierung aber auch völlig ohne jedes Lösungsmittel durchführen.
Die als Ausgangsverbindungen dienenden&)-Halogenalkancarbonsäureester
der Formeln 3 und 4 können nach bekannten Methoden erhalten werden durch Umsetzung einer Säure der
Formel
X-(CH0) -COOH bzw. X-(CH0) -COOH
2 m l η
bzw. des entsprechenden Säurechlorids mit einem oxalkylierten
Alkohol der Formel
H(OCH0CH) -0Rc bzw. H(OCH0CH) -OR,
21 O b λ \ ρ ο
R3 R4
Als Alkohole kommen verzweigte oder unverzweigte, gesättigte
oder ungesättigte Alkohole mit 8 bis 2 4 C-Atomen in Frage wie beispielsweise Dodecyl-, Myristyl-, Cetyl-,
Oleyl- oder bevorzugt Stearyl- und Behenylalkohol bzw. Gemische
dieser Alkohole. Aus wirtschaftlichen Gründen wird man bevorzugt Gemische der aus natürlichen Fetten gewonnenen
Alkohole auf Basis Cocosöl oder Talg oder in Form von
030083/0408
■ Destillationsschnitten synthetischer Alkohole (Zieglerbzw.
Oxoalkohole) verwenden. Vor der Umsetzung mit dem
Halogencarbonsäurederivat wird der Alkohol in bekannter Weise mit Propylenoxid oder vorzugsweise Ethylenoxid oxalkyliert.
Die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel 1 eignen
sich als Wäscheweichspülmittel und wexden in Form wässriger Dispersionen mit einem Wirksubstanzgehalt von 1 bis
15 Gew.% meist 4-10 Gew.% der Verbindungen der Formel 1 im Anschluss an die Wäsche des Textilmaterial^ in das
letzte Spülbad gegeben. Danach wird das Textilmaterial getrocknet. Diese Wäscheweichspülmittel können ausserdem
noch weitere Substanzen und Hilfsmittel enthalten wie sie üblicherweise in Wäscheweichspülmitteln mitverwendet werden.
Hierzu gehören z.B. kationische oder nichtionische oberflächenaktive Substanzen, Elektrolyte, Absäuerungsmittel,
organische Komplexbildner, optische Äufhellungsmittel
oder Lösungsvermittler sowie Färb- und Duftstoffe. Die Produkte
dienen zur zusätzlichen Beeinflussung des Wärengriffs
oder sonstiger Eigenschaften der zu behandelnden Textilien
oder zur Viskositätseinstellung, der pH-Regulierung oder zur Erhöhung der Kältestabilität der Lösungen.
Die Verbindungen gemäss der Erfindung verleihen beliebigen Textilmaterialien, besonders solchen aus-natürlicher oder
regenerierter Cellulose, Wolle, Celluloseacetat, Triacetat, Polyamid, Polyacrylnitril, Polyester, Polypropylen einen
angenehmen und weichen Griff. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz als Wäschenachbehandlungsmittel für Frottee-
und Leibwäsche.
Der Vorteil dieser Verbindungen ist darin zu sehen, dass sie bei der Herstellung bereits in Form wässriger Dispersionen
anfallen, die nach weiterer Verdünnung direkt verwendet werden können, während die in der Praxis üblicherweise
zu diesem Zweck benutzten Dialkyldimethylammonium-
3 0.0 8.3/0
salze in ihrer bevorzugten Handelsform als konzentrierte Lösung einen brennbaren Alkohol enthalten. Diese Produkte
fallen damit auf Grund des niedrigen Flammpunktes für Transport, Lagerung und Bearbeitung unter die Richtlinien
für gefährliche Arbeitsstoffe. Eine solche Einschränkung entfällt für die Verbindungen der vorliegenden Erfindung.
410 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters, hergestellt aus Chloracetylchlorid und einem Ziegler-Alkohol der Kettenverteilung
60 % C2Q-Alkyl und 4 0 % C22-Alkyl werden in
500 Gewichtsteilen Toluol gelöst und bei 20° C zu einer Lösung von 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Gewichtsteilen
Toluol getropft. Man lässt 5 Stunden bei Raumtemperatur und anschliessend 3 Stunden bei 70° C nachrühren.
Nach dem Abkühlen saugt man vom ausgefallenen Dimethylaminhydrochlorid
ab und vertreibt das Lösungsmittel im Vakuum. Man erhält 420 Gewichtsteile eines gelblichen Öls. Bei
70° C fügt man 430 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters hinzu, hergestellt aus Chloracetylchlorid und einem
Ziegler-Alkohol der Kettenverteilung 65 % C. ,-Alkyl und
35 % C1 „".Alkyl, der zuvor mit 2 Mol Ethylenoxid umgesetzt
wurde. Das Gemisch lässt man unter gutem Rühren in 34 00 Gewichtsteile
dest. Wasser der Temperatur 70° C einfliessen und rührt 15 Stunden bei dieser Temperatur. Nach dieser
Zeit ist kein freies Amin mehr feststellbar. Der Chloridgehalt liegt bei über 95 % des erwarteten Wertes. Man erhält
eine 20 %ige weisse, stabile, giessbare Dispersion.
der Verbindung der Formel
CH_. Q. CH0-CO-O-R1,
5 j/ I O
CH-. CH0-CO- (OCH0CH0) O~0-R,
R5 = C20/C22-Alkyl, R6 = Cl6/C18-Alkyl
030063/0408
Die reine Verbindung kann durch Abdestillation des Wassers in reiner Form erhalten werden.
Beispiel 2:
5
5
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren werden 340 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters aus einem Ziegler-Alkohol
mit 65 % C,,-Alkvl und 35 % C0-AIkVl in 400
Gev/ichtsteilen Benzol mit 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Gewichtsteilen Benzol umgesetzt.
Man erhält 350 Gewichtsteile des entsprechenden Dimethylaminoessigsaureesters,
der bei 15Q- 170° C bei einem Druck von 0,05 mbar destilliert werden kann. Das Produkt
wird unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen mit 34 0 Teilen des zuvor verwendeten C. fi/C„-Chloressigsäureesters
zum quaternären Produkt umgesetzt. Man erhält eine stabile wässrige Dispersion der Verbindung der Formel
CH,
CH., CH0-CO-OR,
R5 = R6 = Cl6/C18
25
25
Durch Abdestillation des Wassers kann diese Verbindung in reiner Form erhalten werden.
Analog Beispiel 2 v/erden 495 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters
aus einem Alkohol mit 6 0 % C_n~Alkyl und
40 %'C„2-Alkyl, dessen Alkoholkomponente zuvor mit 2 Mol
Ethylenoxid umgesetzt wurde, 36 5 Teile Diethylamin und nochmals 495 Teile des gleichen Chloressigsäureesters umgesetzt.
Als Lösungsmittel verwendet man im ersten Reaktionsschritt Toluol, im zweiten Wasser.
0063/0408
CH0CO-(OCH0CK1J0-OR1.
' 2 2 <£ b
CH3CH2 CH2CO-(OCH2CH2)2-ORg
R5 = R6 = C20/C22-Alky1
Die Isolierung dieser Verbindung erfolgt wie in Beispiel 2.
Beispiel 4:
10
10
340 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters, hergestellt aus einem nativen, hydrierten Talgfettalkohol der Kettenverteilung
65 % C10-AIkVl und 35 % C1,-Alkyl werden analog
Io Io
Beispiel 1 in 700 Gewichtsteilen Toluol mit 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Teilen Toluol umgesetzt. Als
Quaternisierungskomponente dienen 385 Gewichtsteile des
Chloressigsäureesters des gleichen, jedoch zuvor mit 1 Mol Ethylenoxid umgesetzten Talgfettalkohols. Man quaternisiert
in soviel Wasser, dass eine 20 %ige Dispersion der Verbindung der Formel
CH_ χ. CH0COOR,-
j Nsv Ci' jS*
- N ' Cl~
CH0 ^CH0CO-OCH0CH0-Or,-j JL δ 2. Ό
resultiert. Die Isolierung dieser Verbindung erfolgt ebenfalls durch Abdestillation des Wassers.
680 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters aus einem Alkohol mit 60 % C2Q-Alkyl und 40 % C33-AlKyI, dessen Alkoholkor.iponente
zuvor mit 2 Mol Ethylenoxid umgesetzt wurde, in 1250 Gewichtsteilen Toluol werden bei 20° C zu
einer Lösung von 31 Gewichtsteilen Methylamin und 202 Gewichtsteilen Triethylamin in 250 Gewichtsteilen Toluol getropft.
Man rührt 1 Stunde bei 20° C, anschliessend
030063/0408
7 Stunden bei 60° C nach, filtriert bei 40° C vom ausgefallenen Triethylamin-Hydrochlorid ab und vertreibt das
Lösungsmittel im Vakuum. Man erhält 7 20 Teile des rohen Methyliminodiessigsäurediesters, der unter starkem Rühren
in 3400 Gewichtsteilen Wasser von 50° C dispergiert wird. Man tropft 126 Teile Dimethylsulfat zu, wobei die Temperatur
70° C nicht überschreiten sollte. Es resultiert eine 20 %ige stabile Dispersion der quaternären Verbindung
der Formel
10
10
CH-. ~ CH„-CO-(OCH„CH„) -OR,
^N CH3OSO3 0
CH0-CO-(OCH0CH0)o-0R,
2 ZZZb
R5 = R5 = C20/C22-Alkyl
Die Reindarstellung dieser Verbindung erfolgt ebenfalls durch Abdestillation des Wassers.
030063/0
Claims (1)
- HOE 79/F 168Patentansprüche:1. / Quaternäre Alkylamino-di-alkylcarbonsäure-di-ester der Formel 1R^(CH0) -CO- (0-CH0-CH) -0-R, δ Vl ^jp dR4wobei R1 und R„ Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 - 4 C-Atomen oder Benzyl, R-. und R. Wasserstoff oder Methyl, Rj. und Rfi Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m und ji Zahlen von 1 bis 4, ο und ρ Zahlen von 0 bis 10, und X ein Halogen-, Methosulfat-, Äthosulfat- oder Alkylphosphat-anion bedeutet.Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, wobei R1 und R- Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, R_ und R. Wasserstoff, R1. und R, Alkyl oder Alkenyl mit 1.6 bis 22 C-Atomen, X Cl", Br" oder CH3SO4", m und η 1 oder 2, und ο und ρ Zahlen von 0 bis 5 bedeuten.Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, wobei und R0 Methyl,R3 und R.Rc undWasserstoff,C1f)-C20-Alkyl, X Cl , m und η l·, und ρ und ο Zahlen von O bis 2 bedeuten.Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man. zunächst eine Verbindung der Formel 2NH(2)HOE 79/Fmit einer Verbindung der Formel 3X-(CH2J1n-CO-(O-CH2-CH)0-O-R5 (3)umsetzt, wobei X Halogen bedeutet, und dann mit einer Verbindung der Formel 4X-(CH-) -CO-(O-CH0-CH) -0-R,- (4)zn zip οR4umsetzt.5. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst 1 Mol einer Verbindung der Formelmit 2 Mol einer Verbindung der FormelX-(CH0) -CO-(O-CH0CH) -0-R1-2 m ζ j O DR3oder
25X-(CH0) -CO-(OCH0CH) -0Rc zn ζ ι ρ οR4umsetzt und dann mit einer Verbindung der Formel 30R9-Y oder (Ro0)oS00quaterniert, wobei Y Halogen bedeutet.6. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als Wascheweichspülmittel,030063/0408
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8130 | Withdrawal |