DE4218585A1 - 1,2,4-triazoliumsalze oder 1,2,3,4-tetrazoliumsalze, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft neue 1,2,4-Triazolium- oder 1,2,3,4-
Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel (I), ein Verfahren zur
Herstellung dieser Verbindungen sowie die Verwendung dieser Ver
bindungen, insbesondere als Korrosionsschutzmittel sowie ferner als
Konservierungs- und Desinfektionsmittel oder als Avivagemittel für
Textilien.
In der Trinkwasserversorgung und in Heiz- und Kühlkreisläufen fin
den metallische Werkstoffe, insbesondere Kupfer, bekanntermaßen
breite Anwendung. Wie allgemein bekannt ist, führt jedoch agres
siver Sauerstoff über längere Zeiträume zu erheblichen Korrosions
schäden. Aus diesen Gründen setzt man im allgemeinen
umweltverträgliche und kostengünstige Inhibitoren ein, die in Form
wäßriger Lösungen selbst unzugängliche Stellen temporär gegen Kor
rosion schützen können.
Als Korrosionsinhibitoren haben sich in der Praxis aromatische
Heterocyclen wie Benzotriazol, Tolyltriazol, Benzimidazol-Derivate
oder Mercaptobenzothiazol (siehe J. Penninger, K. Wippermann und J.
W. Schultze, "Werkstoffe und Korrosion", Vol. 38 (1987), Seite 649)
bewährt. Gute Korrosionsinhibitoren bilden normalerweise mehrmole
kulare Deckschichten auf der Metalloberfläche, so daß die Oxidbil
dung auf der Metalloberfläche unterdrückt wird. Die Inhibitorwir
kung wird üblicherweise durch den Schutzfaktor
S (%) = 100 · (1-a/b) beschrieben, wobei a bzw. b den Gewichtsver
lust in inhibitorhaltiger bzw. inhibitorfreier Lösung angeben.
Die obengenannten Korrosionsinhibitoren haben jedoch den entschei
denden Nachteil, daß sie den toxikologischen Anforderungen nicht
immer gewachsen sind und aufgrund ihrer schlechten Wasserlöslich
keit nicht in allen pH-Bereichen eingesetzt werden können.
In der DE-A-29 34 461 werden bereits 3-Amino-5-alkyl-1,2,4-triazole
als Korrosionsinhibitoren für Buntmetalle in wäßrigen Systemen in
einem pH-Bereich von 6 bis 10 beschrieben.
Weiterhin ist aus der DE-B-20 03 175 die Verwendung von 2-Alkyl
imidazolen oder deren Säureadditionssalzen als Korrosionsschutz
mittel für Kupfer- und Kupferlegierungsoberflächen bekannt. In
dieser Schrift wird unter anderem davon ausgegangen, daß insbeson
dere Imidazole, die lange geradkettige Alkylgruppen in der 2-Stel
lung tragen, die Fähigkeit besitzen, Micellen zu bilden und infol
gedessen auch eine zufriedenstellende korrosionsinhibierende Wir
kung besitzen.
Aus der EP-B-2 00 947 sind ferner 1,3-Di-substituierte Imidazolium
salze bekannt, die entweder durch Umsetzung von aminosubstituierten
Imidazolen mit Aldehyden oder Ketonen in Form einer Kondensations
reaktion oder durch N-Alkylierung von Imidazolderivaten hergestellt
werden. Die dort beschriebenen Verbindungen werden insbesondere in
Arzneimitteln als anthelmintisch wirksame Mittel eingesetzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nunmehr darin, neue
1,2,4-Triazolium- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze zur Verfügung zu
stellen, die sich auf einfache Weise herstellen lassen und aufgrund
ihrer guten Wasserlöslichkeit eine vielfältige Verwendbarkeit auf
verschiedenen Einsatzgebieten gewährleisten. In diesem Sinne be
stand eine weitere, bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, neue Korrosionsschutzmittel auf Basis der genannten
Azoliumsalze zur Verfügung zu stellen, die über den gesamten pH-
Wert-Bereich einsetzbar sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend 1,2,4-
Triazolium- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel
(I)
wobei
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander für einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach un gesättigten Alkylrest mit 5 bis 21 C-Atomen oder einen gege benenfalls mit Alkylresten substituierten Arylrest mit insge samt 6 bis 10 C-Atomen,
n und m jeweils unabhängig voneinander für 2 oder 3,
R3 für Wasserstoff oder einen gesättigten, geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine NH2-Gruppe,
A für Stickstoff oder einen Rest < C-R4, mit R4 gleich Wasserstoff oder gesättigter, geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen,
X für ein Moläquivalent eines Anions, ausgewählt aus Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Sulfat, Hydrogensulfat, Perchlorat, Phosphat, Mono- oder Dihydrogenphosphat, Carboxylaten mit 1 bis 30 C-Atomen oder Alkylsulfonaten mit 1 bis 4 C-Atomen oder Arylsulfonaten
stehen sowie ihre Stellungsisomeren und Gemische derselben.
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander für einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach un gesättigten Alkylrest mit 5 bis 21 C-Atomen oder einen gege benenfalls mit Alkylresten substituierten Arylrest mit insge samt 6 bis 10 C-Atomen,
n und m jeweils unabhängig voneinander für 2 oder 3,
R3 für Wasserstoff oder einen gesättigten, geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine NH2-Gruppe,
A für Stickstoff oder einen Rest < C-R4, mit R4 gleich Wasserstoff oder gesättigter, geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen,
X für ein Moläquivalent eines Anions, ausgewählt aus Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Sulfat, Hydrogensulfat, Perchlorat, Phosphat, Mono- oder Dihydrogenphosphat, Carboxylaten mit 1 bis 30 C-Atomen oder Alkylsulfonaten mit 1 bis 4 C-Atomen oder Arylsulfonaten
stehen sowie ihre Stellungsisomeren und Gemische derselben.
Beispielhaft seien nachstehend Verbindungen der allgemeinen Formel
(I) angeführt:
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl )-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2-4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumhydrogensulfat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumpropionat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumdihydrogenphosphat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazolium-p-toluolsulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-3,5-dimethyl-1,2,4-triazolium chlorid,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumch lorid,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazolium chlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4 -triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(3-decanoylaminopropyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(3-dodecanoylaminopropyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4(3)-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliumperchlorat,
1,4(3)-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2 ,3,4-tetrazoliummethansulfo net.
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl )-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2-4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumhydrogensulfat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumpropionat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumdihydrogenphosphat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazolium-p-toluolsulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-3,5-dimethyl-1,2,4-triazolium chlorid,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumch lorid,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-3(5)-methyl-1,2,4-triazolium chlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4 -triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(3-decanoylaminopropyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(3-dodecanoylaminopropyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4(3)-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliumperchlorat,
1,4(3)-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2 ,3,4-tetrazoliummethansulfo net.
Im Hinblick auf die vorstehend beispielhaft angeführten Verbindun
gen der allgemeinen Formel (I) sei ausdrücklich vermerkt, daß in
gleicher Weise hierzu auch die Stellungsisomeren dieser Verbindung
zählen sowie auch Mischungen der jeweiligen Stellungsisomeren.
Ferner sind hier beispielhaft zu nennen: Die 2:1-Addukte von 2-
Nonyl-2-oxazolin an 3(5)-Amino-1,2,4-triazoliumchlorid und an 5-
Amino-1,2,3,4-tetrazoliu-ethansulfonat sowie die 2:1-Addukte von
2-Undecyl-2-oxazolin an 5-Amino-1,2,3,4-tetrazoliumchlorid und
-methansulfonat.
Bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind 1,2,4-Tri- oder
1,2,3,4-Tetrazoliumsalze der vorstehenden allgemeinen Formel (I),
wobei
A die vorstehend genannte Bedeutung aufweist und
R1 gleich R2 ist und beide Reste einen geradkettigen, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen oder einen Phenylrest bedeuten,
n gleich m ist und für die Zahl 2 steht,
R3 für Wasserstoff oder eine NH₂-Gruppe steht,
R4 Wasserstoff bedeutet und
X für Chlorid oder Methansulfonat steht.
A die vorstehend genannte Bedeutung aufweist und
R1 gleich R2 ist und beide Reste einen geradkettigen, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen oder einen Phenylrest bedeuten,
n gleich m ist und für die Zahl 2 steht,
R3 für Wasserstoff oder eine NH₂-Gruppe steht,
R4 Wasserstoff bedeutet und
X für Chlorid oder Methansulfonat steht.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind somit symmetrische Tri-
oder Tetrazoliumsalze bevorzugt, die in der allgemeinen Formel (I)
die gleichen Substituenten in 1- und 4-Stellung aufweisen. Dies
bedeutet mit anderen Worten, daß in der allgemeinen Formel (I) die
Reste R1 und R2 sowie die Indices n und m gleich sind.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind somit
die nachstehend angeführten Verbindungen:
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4(3)-Bis-(2-decanolyaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfo nat,
die Stellungsisomeren der genannten Verbindungen, Mischungen dieser Stellungsisomeren sowie die 2:1-Addukte von 2-Nonyl-2-oxazolin an 3(5)-Amino-1,2,4-triazoliumchlorid und von 2-Nonyl-2-oxazolin an 5-Amino-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfonat und -chlorid.
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliummethansulfonat,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4(3)-Bis-(2-decanolyaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfo nat,
die Stellungsisomeren der genannten Verbindungen, Mischungen dieser Stellungsisomeren sowie die 2:1-Addukte von 2-Nonyl-2-oxazolin an 3(5)-Amino-1,2,4-triazoliumchlorid und von 2-Nonyl-2-oxazolin an 5-Amino-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfonat und -chlorid.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfin
dung ein Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Tri- oder 1,2,3,4-
Tetrazoliumsalzen, wobei man mindestens ein 2-Alkyl(oder Aryl)-
2-oxazolin und/oder ein 2-Alkyl(oder Aryl)-5,6-dihydro-4H-1,3-
oxazin der allgemeinen Formel (II)
mit einem 1,2,4-Triazoliumsalz oder einem 1,2,3,4-Tetrazoliumsalz
der allgemeinen Formel (III)
wobei R1, R2, n, m, A, R3 und X die oben genannten Bedeutungen
aufweisen, durch Ringöffnungsreaktion umsetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der
allgemeinen Formel (I) durch Ringöffnungsreaktion von 2-Alkyl- oder
2-Aryl-2-oxazolinen oder 2-Alkyl- oder 2-Aryl-5,6-dihydro-4H-1,3-
oxazinen mit Triazoliumsalzen oder Tetrazoliumsalzen ist trotz der
bereits bekannten Ringöffnungsreaktion von Oxazolinen mit primären
oder sekundären offenkettigen Aminen (siehe M. J. Fazio, Journal of
Organic Chemistry, Band 49, S. 4889-4893, 1984) als interessante,
neue Variante zur Synthese von N-substituierten, basischen Stick
stoffheterocyclen aufzufassen.
In der allgemeinen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können
durchaus unterschiedliche 2-Alkyl- oder 2-Aryl-2-oxazoline und/oder
2-Alkyl- oder 2-Aryl-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazine der allgemeinen
formel (II) mit Triazoliumsalzen oder Tetrazoliumsalzen der all
gemeinen Formel (III) umgesetzt werden. Im Hinblick auf die all
gemeine Formel (II) bedeutet dies, daß die Reste R1 oder R2 sowie
die Indices n oder m durchaus verschieden sein können. Es resul
tieren hierbei somit unsymmetrische Tri- oder Tetrazoliumsalze der
allgemeinen Formel (I). Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann
das Molverhältnis zwischen den eingesetzten 2-Alkyl- oder 2-Aryl-
2-oxazolinen und/oder den eingesetzten 2-Alkyl- oder 2-Aryl-5,6-
dihydro-4H-1,3-oxazinen zu den eingesetzten Triazolium- oder
Tetrazoliumsalzen der allgemeinen Formel (III) im Bereich von 1,8:1
bis 2,2:1 liegen. Dies bedeutet, daß - sofern voneinander ver
schiedene Oxazoline oder Dihydrooxazine der allgemeinen formel (II)
zum Einsatz gelangen sollen - die Reaktionskomponente Oxazolin bzw.
Dihydrooxazin ungefähr in der doppelten Molmenge, bezogen auf
Triazoliumsalz bzw. Tetrazoliumsalz, eingesetzt wird. Somit
eröffnet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einen Weg zur
Gewinnung durchaus unterschiedlicher Tri- oder Tetrazoliumsalze der
allgemeinen Formel (I), die in den Resten R1 und R2 voneinander
verschiedene Substituenten aufweisen. Auch läßt sich die Anzahl der
Zwischenglieder - CH₂-Gruppen - durch die Wahl der eingesetzten
Verbindungen bezüglich der Indices n und m entsprechend variieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens werden jedoch einander gleiche Oxazoline oder Dihydrooxazine
der allgemeinen Formel (II) zur Ringöffnungsreaktion mit den Tri
azoliumsalzen oder Tetrazoliumsalzen der allgemeinen Formel (III)
eingesetzt. Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß man 2-
Alkyl-substituierte Oxazoline oder 2-Alkyl-substituierte
Dihydrooxazine zur Ringöffnungsreaktion einsetzt. Im Hinblick auf
die allgemeine Formel (II) bedeutet dies, daß die Reste R1 und R2
einander gleich sind und geradkettige oder verzweigte, gesättigte
oder einfach oder mehrfach ungesättigte Alkylreste mit 5 bis 21
C-Atomen darstellen. In diesem Sinne werden auch bevorzugt solche
Oxazoline oder Dihydrooxazine der allgemeinen Formel (II) zur
Ringöffnungsreaktion eingesetzt, welche die gleiche Anzahl von
CH₂-Gruppen aufweisen, dies heißt, daß die Indices n und m gleich
sind.
Somit ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß man 2 Mol eines 2-
Alkyl-2-oxazolins oder eines 2-Alkyl-5,6-dihydro-4H-1,3-oxazins der
allgemeinen Formel (II) mit einem Mol eines Triazoliumsalzes oder
eines Tetrazoliumsalzes der allgemeinen Formel (III) umsetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden 2-Alkyl-2-oxazoline, die einen geradkettigen,
gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit
7 bis 17 C-Atomen aufweisen, zur Ringöffnungsreaktion eingesetzt.
Insbesondere bevorzugt werden hierbei 2-Heptyl-2-oxazolin, 2-
Nonyl-2-oxazolin, 2-Undecyl-2-oxazolin, 2-Tridecyl-2-oxazolin, 2-
Pentadecyl-2-oxazol in und 2-Heptadecyl-2-oxazolin eingesetzt. In
diesem Sinne sind auch solche Oxazoline für die erfindungsgemäße
Ringöffnungsreaktion besonders bevorzugt, welche einen Alkylrest
als Substituenten aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung werden unsubstituierte Triazoliumsalze oder Tetrazolium
salze der allgemeinen Formel (III) für die erfindungsgemäße Ring
öffnungsreaktion eingesetzt. Im Hinblick auf die allgemeinen For
meln (I) und (III) bedeutet dies, daß die Reste R3 und R4 Wasser
stoff darstellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung werden NH₂-substituierte Triazoliumsalze oder
Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel (III) für die
erfindungsgemäße Ringöffnungsreaktion eingesetzt. Im Hinblick auf
die allgemeinen Formeln (I) und (III) bedeutet dies, daß der Rest
R3 die NH₂-Gruppe und der Rest R4 Wasserstoff darstellen.
Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, solche Triazolium- oder
Tetrazoliumsalze einzusetzen, die als Anion X Chlorid oder
Methansulfonat aufweisen.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Ver
fahren in der Weise durchgeführt, daß man die Ringöffnungsreaktion
unter Erwärmen, vorzugsweise auf Temperaturen im Bereich von 50 bis
120°C, durchführt. Ferner ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt,
die Ringöffnungsreaktion in einem organischen Lösungsmittel durch
zuführen. Als Lösungsmittel kommen hierbei beispielsweise
aliphatische, geradkettige oder verzweigte Alkohole mit 1 bis 6
C-Atomen oder auch chlorierte Kohlenwasserstoffe in Frage. Erfin
dungsgemäß bevorzugt sind die genannten Alkohole, d. h. beispiels
weise Methanol, Ethanol, Propanol, i-Butanol, Butanol, Pentanol
oder Hexanol, wobei i-Propanol als Lösungsmittel besonders bevor
zugt ist. Die erfindungsgemäße Ringöffnungsreaktion läßt sich mit
dem letztgenannten Lösungsmittel leicht durch Erwärmen unter Rück
fluß bei Normaldruck durchführen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden
die Tri- oder Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel (I) als Kor
rosionsschutzmittel für Kupfer- oder Kupferlegierungsoberflächen in
wasserführenden Systemen eingesetzt. Auch gegenüber Aluminium und
seinen Legierungen zeigen diese Verbindungen Korrosionsschutzwir
kung im alkalischen Milieu.
Gegenüber den bekannten Korrosionsinhibitoren eröffnen die neuen
erfindungsgemäßen Verbindungen eine preiswerte, umweltverträgliche
und alternative Möglichkeit, Kupferoberflächen, beispielsweise in
Wasserkreislaufsystemen, vor Korrosionsschäden zu bewahren. Hierbei
eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Tri-
oder Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel (I) die Möglichkeit,
insbesondere die Wasserlöslichkeit und die korrosionsinhibierenden
Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen gezielt zu vari
ieren.
Als Korrosionsschutzmittel werden die Verbindungen der allgemeinen
Formel (I) im allgemeinen bei der Trinkwasserversorgung oder in
Heiz- und Kühlkreisläufen in Form einer wäßrigen Lösung mit einer
Einsatzkonzentration von 0,1 bis 50 ppm, vorzugsweise 0,1 bis 10
ppm, bezogen auf die wäßrige Lösung, eingesetzt. Prinzipiell können
auch höhere Konzentrationen eingesetzt werden, die jedoch aus öko
nomischen Gründen nur in Ausnahmefällen erwünscht sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen der
allgemeinen Formel (I) in Form einer wäßrigen Lösung bei einem pH-
Wert von 1 bis 14, vorzugsweise von 7 bis 12, des wasserführenden
Systems eingesetzt.
Die Einsatztemperatur der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzmittel
kann im allgemeinen zwischen 0° und ca. 200°C liegen, wobei jedoch
im allgemeinen die Raumtemperatur bevorzugt wird.
Außer der korrosionsinhibierenden Wirksamkeit weisen die Tri- oder
Tetrazoliumsalze der allgemeinen Formel (I) auch antimikrobielle
Wirkungen auf, beispielsweise gegenüber E. coli, Ps. aeruginosa,
Cand. albicans oder Asperg. niger. Somit lassen sich die erfin
dungsgemäßen Tri- oder Tetrazoliumsalze auch als Konservierungs-
und Desinfektionsmittel verwenden, wobei hier Einsatzkonzentrati
onen der erfindungsgemäßen Verbindungen in wäßrigen Lösungen im
Bereich von 50 bis 100 ppm bevorzugt sind. Im Sinne der Erfindung
wird hierzu insbesondere das 1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-
triazoliumchlorid, beispielsweise in Desinfektionsmitteln oder zur
Konservierung technischer oder kosmetischer Produkte, eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Tri- oder Tetrazoliumsalze lassen sich auch
mit Vorteil als Avivagemittel für Textilien verwenden.
In einer Rührapparatur wurden 0,2 Mol 1,2,4-Triazoliumsalz oder
1,2,3,4-Tetrazoliumsalz in 250 ml i-Propanol vorgelegt, unter Rüh
ren und Stickstoffeinleitung unter Rückfluß erwärmt und eine Lösung
von 0,4 Mol 2-Alkyl-2-oxazolin in möglichst wenig i-Propanol in 30
min. zugetropft. Nach 6 h Erhitzen (80°C) unter Rückfluß und Ste
henlassen über Nacht wurde der Ansatz eingeengt und der Rückstand
aus Essigsäureethylester/Isopropanol umkristallisiert.
Auf entsprechende Weise erhält man die in Tabelle 1 angegebenen
Verbindungen.
Alle übrigen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden analog
der vorstehend angegebenen allgemeinen Arbeitsvorschrift herge
stellt.
Testkörper E-Cu; Couponfläche: 25,7 cm2, Versuchstemperatur: 20°C,
Versuchsdauer: 24 h, Rührgeschwindigkeit: 80 U/min, Puffer: pH 9;
Ammoniumchlorid/Ammoniak.
- a) mit einem Aceton-getränkten Leinentuch entfetten
- b) 30 min in verdünnter Salzsäure (1 Teil Konz. HCl/ 4 Teile H2O)
- c) 2 × im Wasserbad schwenken
- d) mit Aceton-getränktem Leinentuch reinigen
- e) wägen.
In 800 ml Testlösung und 30 ml Pufferlösung (pH 9) wurde der zu
untersuchende Korrosionsinhibitor (Beispiele 1 bis 3, 6, 7, 9 und
11 sowie Vergleichsbeispiele 1 und 2) in der in Tabelle 2 angege
benen Konzentration gelöst und der Cu-Coupon vollständig in die
Flüssigkeit eingetaucht. Nach 24 h wurden die Korrosionsstellen am
Cu-Coupon unter leichtem Bürsten abgespült, der Coupon in Aceton
geschwenkt, getrocknet, gewogen und in Relation zum Blindwert
(Wasser) gesetzt.
Der Korrosionsschutz (in %) ergibt sich anschließend aus der For
mel:
Auf diese Weise ergaben die Verbindungen aus den Beispielen und
Vergleichsbeispielen bei einer Doppelbestimmung die in Tabelle 2 angegebenen Korrosionsschutzwerte.
Claims (11)
1. 1,2,4-Triazolium- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze der allgemeinen
Formel (I)
wobei
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander für einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach un gesättigten Alkylrest mit 5 bis 21 C-Atomen oder einen gege benenfalls mit Alkylresten substituierten Arylrest mit insge samt 6 bis 10 C-Atomen,
n und m jeweils unabhängig voneinander für 2 oder 3,
R3 für Wasserstoff oder einen gesättigten, geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen,
A für Stickstoff oder einen Rest < C-R4, mit R4 gleich Wasserstoff oder gesättigter, geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine NH₂-Gruppe,
X für ein Moläquivalent eines Anions, ausgewählt aus Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Sulfat, Hydrogensulfat, Perchlorat, Phosphat, Mono- oder Dihydrogenphosphat, Carboxylaten mit 1 bis 30 C-Atomen oder Alkylsulfonaten mit 1 bis 4 C-Atomen oder Arylsulfonaten
stehen sowie ihre Stellungsisomeren und Gemische derselben.
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander für einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder einfach oder mehrfach un gesättigten Alkylrest mit 5 bis 21 C-Atomen oder einen gege benenfalls mit Alkylresten substituierten Arylrest mit insge samt 6 bis 10 C-Atomen,
n und m jeweils unabhängig voneinander für 2 oder 3,
R3 für Wasserstoff oder einen gesättigten, geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen,
A für Stickstoff oder einen Rest < C-R4, mit R4 gleich Wasserstoff oder gesättigter, geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine NH₂-Gruppe,
X für ein Moläquivalent eines Anions, ausgewählt aus Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Sulfat, Hydrogensulfat, Perchlorat, Phosphat, Mono- oder Dihydrogenphosphat, Carboxylaten mit 1 bis 30 C-Atomen oder Alkylsulfonaten mit 1 bis 4 C-Atomen oder Arylsulfonaten
stehen sowie ihre Stellungsisomeren und Gemische derselben.
2. Tri- oder Tetrazoliumsalze nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
A die vorstehend genannte Bedeutung aufweist und
R1 gleich R2 ist und beide Reste einen geradkettigen, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen oder einen Phenylrest bedeuten,
n gleich m ist und für die Zahl 2 steht,
R3 für Wasserstoff oder eine NH2-Gruppe steht,
R4 Wasserstoff bedeutet und
X für Chlorid oder Methansulfonat steht.
A die vorstehend genannte Bedeutung aufweist und
R1 gleich R2 ist und beide Reste einen geradkettigen, gesättigten oder einfach oder mehrfach ungesättigten Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen oder einen Phenylrest bedeuten,
n gleich m ist und für die Zahl 2 steht,
R3 für Wasserstoff oder eine NH2-Gruppe steht,
R4 Wasserstoff bedeutet und
X für Chlorid oder Methansulfonat steht.
3. Tri- oder Tetrazoliumsalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie ausgewählt sind aus:
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliuminethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2-4-triazoliuminethansulfonat,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfonat,
den Stellungsisomeren der genannten Verbindungen, Mischungen dieser Stellungsisomeren sowie den 2:1-Addukten von 2-Nonyl-2-oxazolin an 3(5)-Amino-1,2,4-triazoliumchlorid und von 2-Nonyl-2-oxazolin an 5-Amino-1,2,3;4-tetrazoliuminethansulfonat und -chlorid.
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliuminethansulfonat,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2-4-triazoliuminethansulfonat,
1,4-Bis-(2-dodecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-tetradecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-octadecanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-talgalkanoylaminoethyl)-1,2,4-triazoliumchlorid,
1,4-Bis-(2-decanoylaminoethyl)-1,2,3,4-tetrazoliummethansulfonat,
den Stellungsisomeren der genannten Verbindungen, Mischungen dieser Stellungsisomeren sowie den 2:1-Addukten von 2-Nonyl-2-oxazolin an 3(5)-Amino-1,2,4-triazoliumchlorid und von 2-Nonyl-2-oxazolin an 5-Amino-1,2,3;4-tetrazoliuminethansulfonat und -chlorid.
4. Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Tri- oder 1,2,3,4-Tetra
zoliumsalzen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß man mindestens ein 2-Alkyl(oder Aryl)-
2-oxazolin und/oder ein 2-Alkyl(oder Aryl)-5,6-dihydro-4H-1,3-
oxazin der allgemeinen Formel (II)
mit einem 1,2,4-Triazoliumsalz oder einem 1,2,3,4-Tetrazoliumsalz
der allgemeinen Formel (III)
wobei R1, R2, n, m, A, R3 und X die oben genannten Bedeutungen
aufweisen, durch Ringöffnungsreaktion umsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 2
Mol eines 2-Alkyl-2-oxazolins oder eines 2-Alkyl-5,6-dihydro-4H-
1,3-oxazins der allgemeinen Formel (II) mit einem Mol eines Tri
azoliumsalzes oder eines Tetrazoliumsalzes der allgemeinen formel
(III) umsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Ringöffnungsreaktion unter Erwärmen, vorzugsweise auf Tem
peraturen im Bereich von 50 bis 120°C, in einem organischen Lö
sungsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus aliphatischen, gerad
kettigen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen, insbe
sondere i-Propanol, durchführt.
7. Verwendung der 1,2,4-Tri- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 in wasserführenden Sy
stemen als Korrosionsschutzmittel für Kupfer- oder Kupferlegie
rungsoberflächen sowie für Aluminium- oder Aluminiumlegierungs
oberflächen.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tri- oder Tetrazoliumsalze in Form wäßriger Lösungen in einer Kon
zentration von 0,1 bis 50 ppm, insbesondere von 0,1 bis 10 ppm,
bezogen auf die wäßrige Lösung, eingesetzt werden.
9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Tri- oder Tetrazoliumsalze bei einem pH-Wert des wasserführen
den Systems im Bereich von 1 bis 14, insbesondere von 7 bis 12,
eingesetzt werden.
10. Verwendung der 1,2,4-Tri- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 als Konservierungs- und
Desinfektionsmittel.
11. Verwendung der 1,2,4-Tri- oder 1,2,3,4-Tetrazoliumsalze nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 als Avivagemittel für
Textilien.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924218585 DE4218585A1 (de) | 1992-03-02 | 1992-06-05 | 1,2,4-triazoliumsalze oder 1,2,3,4-tetrazoliumsalze, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4206470 | 1992-03-02 | ||
DE19924218585 DE4218585A1 (de) | 1992-03-02 | 1992-06-05 | 1,2,4-triazoliumsalze oder 1,2,3,4-tetrazoliumsalze, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4218585A1 true DE4218585A1 (de) | 1993-09-09 |
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ID=25912383
Family Applications (1)
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DE19924218585 Withdrawn DE4218585A1 (de) | 1992-03-02 | 1992-06-05 | 1,2,4-triazoliumsalze oder 1,2,3,4-tetrazoliumsalze, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4218585A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000066810A1 (en) * | 1999-05-03 | 2000-11-09 | Betzdearborn Inc. | Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems |
WO2000066809A1 (en) * | 1999-05-03 | 2000-11-09 | Hercules Incorporated | Inhibition of corrosion in aqueous systems |
US6585933B1 (en) | 1999-05-03 | 2003-07-01 | Betzdearborn, Inc. | Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems |
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CN105732527A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-07-06 | 陕西科技大学 | 一种三氮唑改性曼尼希碱化合物及其制备方法 |
-
1992
- 1992-06-05 DE DE19924218585 patent/DE4218585A1/de not_active Withdrawn
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