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Verfahren zur Herstellung von sulfonierten Fettsäuren oder deren Derivaten
In der Textil- und Lederindustrie verwendet man für verschiedene Zwecke, wie z.
B. Benetzen, Bleichen, Färben, Ernulgiereri und Appretieren, Sulfonierungserzeugnissie
aus Fettsäuren und deren Ester.
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Durch 2verschiedene Zusätze beim Sulfonieren kann man die Ausbeute
an gebundener Schwefelsäure steigern, z. B. durch den Zusatz anorganischer, Wasser
entziehender Phosphorverbindungen, niedrigmolekularer Fettsäureanhydride oder -chloride,
Alkylester von Phosphorsäure, ferner durch den Zusatz von phosphoriger Säure, Borsäure,
Schwefel-, Carbonyl-, Thionyl-, Sulfuryl- oder Borchlorid, Borsäure oder Borsäureanhydrid.
Als die Stilfonierung fördernde Zusätze sind auch geeignet die gemischten Anhydride
von Essigsäurc oder homologen Säuren mit anorganischen Säuren, wie z. B. Borsäure,
schwefligger Säure, Chromsäure oder Oxysäuren von Phosphor. Andere geeignete Zusätze
sind Sulfodi-essigsäure, ihre Homologen oder ihre Salze, Acetylsubstitutionsprodukte
der Oxysäurm von Phosphor und ihre Salze, niedrigmolekulare aliphatische Oxysulfonsäure,
ihre schwefelsauren Ester oder deren innere Anhydride, insbesondere Isäthionsäure,
Äthionsäure und Carbylsulfat oder deren Salze. Unter Verwendung dieser Zusätze bei
der Sulfonierung Z>
werden Körper erhalten, die gegenüber den ohne solche
Hilfsstoffe hergestellten Sulfonaten eine bessere Säure-, Kalk-, Salz- und Alkalibeständigkeit
sowie eine höhere Netzfähigkeit und ein besseres Egalisierungsvermögen aufweisen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Netzfähigkeit und das Egalisierungsvermögen
noch wesentlich verbessern kann, wenn man das gewaschene, nicht neutralisierte Sulfoniterungserzeugnis
in der im folgenden angegebenen Weise weiterbehandelt.
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Gemäß der Erfindung werden die durch Sulfonieruhg unter Anwendung
der obengenannten Hilfsstoffe aus Fettsäuren mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen
bzw. ihren Derivaten z. B. Fettsäureestern von ein- oder mehrwertigen Alkoholen,
Polymerisationsprodukten von Fettsäuren und Fettsäureestern, z. B. Estoliden, acylierten
Fettsäuren u. dgl., erhaltenen Reaktionsprodukte gewaschen und darauf mit Alkylestern
von phosphoriger Säure oder Phosphorigsäurechloriden, von Phosphorsäure.oder Phosphorsäurechloriden
oder von Borsäure und bzw. oder mit Monoalkylestern von Schwefelsäure oder Chlorsulfosäure
und deren Salzen, mit Dialkylestern der Schwefelsäure und bzw. oder mit den Alkoholen
selbst nachbehandelt. Diese Nachbehandlung kann bei
a ewöhnlicher
Temperatur stattfinden, indem man das Gemisch längere Zeit, z. B. mehrere Tage,
stehenläßt. Die Behandlung wird aber vorzugsweise so ausgeführt, daß die Sulfonierungserzeugnisse
mit den Estern bmv. Alkoholen erhitzt werden, gegebenenfalls unter Rückflußkühlung
und bzw. oder unter Druck.
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Es wurde gefunden, daß d-_«e derart be-
handelten Sulfonierungserzeugnisse
gegenüber den nicht in dieser Weise nachbehandelten Sulfonaten eine wesentlich höhere
benetzende und dispergierende Wirkung aufweisen.
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Beispiel I Ein Gemisch von 4o Gewichtsteilen Rizinus-U 4o Gewichtsteilen
Butylphosphorigsätirechloranhydrid und io Gewichtsteilen PCI.", wird mit 5o bis
8o Gewichtsteilen Schwefelsäure sulfoniert. Das Sulfonat wird mit Eiswasser, gewünschtenfalls
unter Salzzusatz, gewaschen.
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Nach einiger Zeit findet die Bildung von zwei Scbichten-statt. Die
beiden Schichten werden getrennt und die ülschicht wird mit 4o Teilen Butylphosphori-säurechloranhydrid
erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird neutralisiert.
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Beispiel II ioo Teile Rizinusöl werden mit 2o Teilen Schwefelsäure
sulfoniert, dann werden 2o Teile P Cl. hinzugefügt. Darauf wird die -Sulfonierung
mit 8o Teilen Schwefelsäure fortgesetzt und erhitzt. Man wäscht in bekannter Weise
und erhitzt das saure Sulfonat mit 500,10 seines Gewichts einer %igen Lösung
3 e von Natriumamylsulf-,it. Nach der Erhitzung wird neutralisiert. Beispiel
III Das nach Beispielll erhaltene saure und gewaschene Sulfonat wird mit 400,'o
seines Gewichts an Isobutylalkohol erhitzt und danach neutralisiert.
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Wie oben angegeben ist, haben die in dieser Weise behandelten Erzeugnisse
eine erhöhte benetzende und dispergierende Wirkung gegenüber den nicht nachbehandelten
Produkten. Ihre Beständigkeit gegen Säuren. Erdalkalien, Laugen und Salzlösungen
ist indessen geringer geworden.
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Man kann nun diese Beständigkeit wieder verbessern, ohne daß die Sulfonate
wesent-]ich an netzender und dispergierender Eigenschaft einbüßen, indem man die
in ol)iger Weise nachbehandelten Körper aufs neue sul-
foniert. Diese Sulfonierung
wird vorzugsweise in Gegenwart der obenerwähnten Hilfs-Stoffe ausgeführt.
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Zu diesem Zweck werden die Sulfonate. nachdem sie gewaschen sind,
in der oben beschriebenen Weise mit einein alkylierenden Mittel erhitzt. Die, ölartige
Schicht wird möglichst gut von der wässerigen, Säuren und bzw. oder Salz enthaltenden
Schicht befreit. Darauf wird die ölartige Schicht stilfoniert und wieder gewaschen.
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Beispiel IV i oo Teile Rizintisölfettsäure, die durch Polymerisation
einen hohen Estolidgehalt zeigt, werden acetyliert, danach wird die Acetylverbindung
sulfoniert mit ioo Teilen Schwefelsäure 66"B# in Gegenwart von 2o Teilen P C13.
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Nach der Sulfonierung wird gewaschen und das saure Sulfonierungserzeugnis
(1) gesammelt. Dieses saure Sulfonierungsprodukt zeigt eine bedeutende Säurebeständigkeit,
i des Erzeugnisses löst sich klar in 4f) ti oiger Schwefelsäure. Der saure Sulfoester
wird erhitzt mit ioo Teilen einer 25011bigen Lösung des Natriumsalzes von Amylschwefelsäure.
Nach dem Erhitzen läßt man das Reaktionsgemisch wieder stehen und sammelt die ölartige
Schicht (II). Diese Schicht besitzt keine nennenswerte Säurebeständigkeit, sondern
ein Benetzungsvermögen, das viele Male -,rößcr ist als dasjenige des nicht mit Natriumall,-ylsulfat
erhitzten Sulfonates. Die alk-ylierte ölartige Schicht wird aufs neue sulfoniert,
und zwar Mit 2oo Teilen eines Gemisches, bestehend aus 66Teilen Oleum mit einem
freien SO3-Gehalt von 75N und 33 Teilen Phosphor-Säure.
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Nach der Sulfonierung wird aufs neue ge-
waschen. jetzt hat
die ölartige Schicht (Ilft ein größeres Benetzungsvermögen und löst sich klar in
2#,loi,-er Schwefelsäure, Es besteht nunmehr noch die Möglichkeit einer wiederholten
Behandlung Mit alkylierenden Mitteln, man erhält alsdann Erzeugnisse mit einem wieder
größeren Benetzungsvermögen je Einheit Fettsäuregewicht. Beispiel V Die ölartige
Schicht (III) aus Beispiel IV wird aufs neue erhitzt mit ioo Teilen eim-r 250joigen
Lösung des Natriumsalzes von Amylschwefelsäure. Danach wird neutralisiert.
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Für einige Anwendungszwecke ist es vor teilhaft, die nach dem beschriebenen
Verfahren erhaltenen Sulfonate mit Aminen zu neu tralisieren, die selbst eine netzende
und bziv-oder dispergierende Wirkung zeigen, wie z. B. Diäthylamin, Triäthanolamin,
Guanidin, Anilin, Pyridin.