DE3131683A1

DE3131683A1 - "alkyl-sulfonamido-alkylcarbonsaeure-ester, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung"

Info

Publication number: DE3131683A1
Application number: DE19813131683
Authority: DE
Inventors: Hans-Walter Dr. 6233 Kelkheim Bücking; Adolf Dr. 6239 Hofheim May; Werner Dr. 6238 Hofheim Ritschel
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-02-24
Also published as: JPS5841859A; EP0071993A1

Description

Alkyl-Sulfonamido-alkylcarbonsäure-ester, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Gegenstand der Erfindung sind quaternäre Alkyl-sulfonamidoalkylcarbonsäure-ester der Formel 1

R₁-SO₂

R_

N-(CH₀)
λ m

N-CH₀-C-(Z) -0-R₁-2 no

(D

in der R Alkyl mit 8 bis 22 C-Atomen, -(Z) - einen Oxalkyl- oder Polyoxalkylrest mit η Oxethyl und/oder Oxypropyleinheiten, R₀, R^ und R. Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen .einen Rest -(Z) - oder R» auch Wasser-

Z₁ η 2

stoff, R- Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m eine Zahl von 2 bis 6, η 0 oder eine Zahl von 1 bis 10, y eine Zahl von 1 bis 4 und A ChJorid oder Bromid bedeuten.

Bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel 1, in der R₁ Alkyl mit 10 bis 18 C-Atomen, R₂ = Wasserstoff, R₃ und P. = Methyl, m = 3, η =0, y = 1 und R₅ Alkyl oder Alkenyl mit 14 bis 22 C-Atomen und A Chlorid bedeuten.

Die quaternären Verbindungen gemäß der Erfindung werden hergestellt, indem man zunächst ein Alkansulfochlorid der Formel 2

R₁-SO₂Cl

(2)

mit einem Amin der Formel 3

(3)

- z-

zu Alkansulfonamido-aminen der Formel 4 umsetzt.

-(CH

Die Alkansulfonamido-amine der Formel 4 können auch erhalten werden, indem ein Alkansulfochlorid der Formel 2 zunächst mit einem unsubstituierten Amin der Formel 6

Hf-NH-

zu einer Verbindung der Formel 7

(6)

umsetzt und diese dann durch Reaktion mit Ethylenoxid und/odor Propylenoxid oder mit einem Alkylierungsmittel, wie z.B. Dimethylsulfat oder Methylchlorid in die Verbindung der Formel 4 überführt.

Die Alkansulfonamido-amine der Formel 4 werden bei erhöhter Temperatur mit einem Halogenessigsäureester der Formel 5

X-CH_n-CO-(Z) -0-R₁. 2. η 5

(5)

.in der X Halogen bedeutet/weiter umgesetzt. Man erhält die Verbindung der Formel 1

R- O

N-CH-C-(Z)-O-R,

Als Amine der Formel 3 kommen z.B. N.N-Dimethylethylendiamin, Trihydroxyethyl-ethylendiamin, N.N-Dihydroxyethylendiamin, sowie die entsprechenden Propylendiamine, Tetra- und Hexamethylendiamine· in Betracht. Geeignet sind auch alkylierte oder oxethylierte bzw. oxpropylierte Triünd Tetramine, wie Diethylentriamine oder Triethylentetramine, die wenigstens noch ein Wasserstoff an einem Stickstoffatom aufweisen.

Als Amine der Formel 6 kommen insbesondere Ethylen- oder Propylendiamin, Tetramethylen- oder Hexamethylendiamin sowie Diethylentriamin und Triethylentetramin in Betracht.

Allgemeine Vorschrift zur Herstellung von Sulfonamidoaminen der Formel 4

Zur Lösung von 1 Mol Alkansulfochlorid in einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Toluol oder Petrolether werden langsam, z.B. innerhalb von 2 Stunden 2 Mol eines Diamins der Formel 3 zugetropft. Man rührt zur Vervollständigung der Reaktion kurze Zeit nach, filtriert vom Aminhydrochlorid ab, wäscht die Lösung mit Wasser und destilliert das Lösungsmittel ab.

Das Verfahren kann wie folgt abgeändert werden:

a) anstelle von 2 Mol Amin der Formel 3 kann 1 Mol dieho« Amins und 1 Mol NaOH oder KOH verwendet werden,

b) anstelle 2 Mol Amin der Formel 3 kann 1 Mol dieses Amins eingesetzt werden, wenn gleichzeitig NH_ durch die Lösung geleitet wird,

c) anstelle eines organischen Lösungsmittels kann Wasser verwendet werden, wobei das entstehende Salz mit dem ■ Wasser abgeschieden wird.

- ir-

. 6·

Die Umsetzung des Alkansulfochlorids mit dem unsubstituierten Amin der Formel 6 erfolgt in gleicher Weise. Die hierbei erhaltene Verbindung der Formel 7 wird in bekannter Weise durch Umsetzung mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid oder durch Umsetzung mit einem Alkylierungsmittel, in Gegenwart von NaOH oder KOH bei erhöhter Temperatur, z.B. bei etwa 50 bis 80⁰C, in die Verbindung der Formel 4 überführt.

Allgemeine Vorschrift zur Herstellung von Quats der Formel 1

1 Mol einer Verbindung der Formel 4 wird ohne Lösungsmittel mit 1 Mol eines Halogenessigsäureesters der Formel 5 unter Rühren auf etwa 70 bis 140⁰C, vorzugsweise 90 bis 110⁰C, erhitzt, wobei die quaternäre Verbindung der Formel 1 entsteht.

Das quaternäre Reaktionsprodukt kann sofort mit Wasser auf die gewünschte Konzentration eingestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel 1 eignen sich als Wäscheweichspülmittel und werden in Form wäßriger Dispersionen mit einem Wirksubstanzgehalt von etwa 1 bis 15 Gew.-% meist 4 bis 10 Gew.-% der Verbindungen der Formel 1 im Anschluß an die Wäsche des Textilmaterials in das letzte Spülbad gegeben.

Danach wird das Textilmaterial getrocknet. Diese Wäscheweichspülmittel-Dispersionen 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 Aufhellungs-

mittel oder Lösungsvermittler sowie Färb- und Duftstoffe. Die Produkte dienen zur zusätzlichen Beeinflussung des Warengriffs 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 angenehm und weichen Griff. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz als Wäschenachbehandlungsmittel für Frottee- und Leibwäsche.

Beispiel 1

Zur Lösung von 315 g (1 Mol) eines sek. Alkansulfochlorids mit R„ = C₁ _ .,o in 300 ml Toluol werden innerhalb

I Ί j— I ο

2 Stunden 204 g (2 Mol) N.N-Dimethyl-1,3-propylendiamin zugetropft. Man rührt 1 Stunde bei 50⁰C nach, filtriert vom Aminhydrochlorid ab, wäscht einmal mit Wasser und destilliert das Toluol ab. Es werden 380 g N-(3-Dimethylamino-propyl)-alkansulfonamid (Verbindung 4 a) erhalten, das mit 340 g (1 Mol) Chloressigsäureester mit R₅ = C_16-0 auf 90^qC erhitzt und bei dieser Temperatur 2 Stunden lang gerührt wird. Es wird in praktisch vollständiger Umsetzung die der Formel 1 entsprechende quaternäre Verbindung 1 a erhalten.

Beispiel 2

Das gemäß Beispiel 1 hergestellte Ämin 4 a wird mit 400 g (1 Mol) Chloressigsäureester mit R₅ = C₂0-2^ auf 110⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur 2 Stunden gerührt. Es wird die Verbindung 1 b erhalten.

- fir -

Beispiel 3

Durch Umsetzung der Verbindung 4 a aus Beispiel 1 mit 335 g (1 Mol) Chloressigsäureester mit R_n. = C₁ ._,.„ bei 85⁰C während 2 Stunden unter Rühren erhält man die Verbindung 1c.

Beispiel 4

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise wird aus· 760 g (1 Mol) sek. Alkansulf ochlorid mit R = Q. , das noch Paraffin enthält und 204 g (2 Mol) N.N-Dimethyl-1.3-propylendiamin die Verbindung 4 b hergestellt. Die weitere Umsetzung der Verbindung 4 b mit 340 g (1 Mol) Chloressigsäureester mit R = C-I_6-20 gemäß Beispiel 1 ergibt die quatcrnäre Verbindung 1 d.

Beispiel 5

Zur Lösung von 315 g (1 Mol) Alkansulfochlorid mit R = C _1R in 300 ml Petrolether werden 192 g (1 Mol) Trihydroxethy!ethylendiamin und 80 g (1 Mol) 50 %ige Natronlauge gleichzeitig zugetropft. Es wird noch 1 Stunde bei 60⁰C gerührt, danach mit Wasser nachgewaschen und das Lösungsmittel abdestilliert. Durch Umsetzung der so erhaltenen Verbindung 4 e mit 340 g (1 Mol) Chloressigester mit R₅ = ^cifi-2o ^wie ^^m Beispiel 1 erhält man die Verbindung 1 e.

Beispiel 6

Zu 76 0 g (1 Mol) paraffinhaltigem Alkansulfochlorid mit R₁ = C₁„ρ« in 500 ml Toluol wird das Umsetzungs produkt von 103 g (1 Mol) Diethylentriamin mit 224 g

(4MoI) Propylenoxid zugetropft, wobei gleichzeitig Ammoniak durch die Lösung geleitet wird. Man saugt ab, wäscht mit Wasser und destilliert das Toluol ab. Weitere Umsetzung der so erhaltenen Verbindung 4 f wie im Beispiel 1 mit 484 g (1 Mol) Chloressigester mit -(Z) - = (OCH-CHL·-),. und R_c = C₁ . _Λ

Vl I δ ο Dl 4— I ο

liefert die Verbindung 1 f. CH₃

Beispiel 7

Zu 76 0 g (1 Mol) paraffinhaltigem Alkansulfochlorxd mit R₁ = C₁₉_2_ werden 120 g (2 Mol) Ethylendiamin langsam zugetropft. Es wird noch 2 Stunden bei 50 bis 70⁰C nachgerührt und danach abgesaugt. Es werden 500 ml Methanol zugegeben, gerührt und die entstandene Paraffinphase abgetrennt. Nach Abdestillieren des restlichen Methanols wird mit wäßriger Natronlauge gewaschen, dann werden bei 90 bis 11O⁰C 2 Mol Ethylenoxid angelagert. Die so erhaltene Verbindung 4g wird bei 115°C unter Rühren während 2 Stunden mit 335 g (1 Mol) Chloressigsäureester mit R₁. = C-I_4--I₈ ^zu ^^er Verbindung 1g umgesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

in der R Alkyl mit 8 bis 22 C-Atomon, -(Z) - oiru-n Oxalkyl- oder Polyoxalkylrest mit η Oxethyl- und/oder Oxypropyleinheiten,^R2' ^R3 ^{und R}4 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, einen Rest -(Z) - oder

R₂ auch Wasserstoff, R Alkyl oder

Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m eine Zahl von 2 bis 6, η 0 oder eine Zahl von 1 bis 10, y eine Zahl von 1 bis 4 und A Chlorid oder Bromid bedeuten.
2. Quaternäre Alkyl-sulfonamido-alky!carbonsäureester oder deren Mischungen der allgemeinen Formel 1 gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel R. Alkyl mit 10 bis 18 C-Atomen, R₉ Wasserstoff, R^ und R. Methyl, m = 3, η = O, y = 1 und R₅ Alkyl oder Alkenyl mit 14 bis 22 C-Atomen und A Chlorid bedeuten.
3. Verfahren zur Herstellung von quaternären Alkylsulfonamido-alky learbonsäureestern der Formel 1 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkylsulfonamido-amin der Formel 4

R₁-SOi-N-(CH₀) +N-R₁ 1 2\ Z m/ 4

(4)

in der R./ R„, R-, R. und m und y die im Anspruch 1 genannten Bedeutungen besitzen, bei erhöhter Temperatur mit einem Halogenessigsäureester der Formel 5

X-CH₉-CO-(Z) -0-R (5)

in der X Halogen bedeutet und R und (Z) die in

Anspruch 1 genannten Bedeutungen besitzen, umsetzt. 10
4. Verwendung von quaternären Alkyl-sulfonamido-alkylcarbonsäureestern der Formel 1 gemäß Ansprüchen 1 oder 2 als Wäscheweichspülmittelrohstoff.