DE871154C

DE871154C - Process for the production of surface-active compounds

Info

Publication number: DE871154C
Application number: DEB7104D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Krzikalla; Curt Dr Schuster
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-08-26
Filing date: 1942-08-26
Publication date: 1953-03-19

Description

Verfahren zur Herstellung oberflächenwirksamer Verbindungen Es wurde befunden, daß man neue oberflächenwirksame Verbindungen erhält, wenn man nach an sich bekannten Verfahren Verbindungen der allgemeinen Formel aufbaut, wobei R einen aliphatischen Rest mit min-Bestens 6 C-Atomen, Y eine zweiwertige Briülce wie -0-, -5-, -SO,-, -NH-, -NT (Alkyl)-,-N (Acyl)-,-CO-. -C00-, -COHN-, -S0,0-, -S02NH- -SO=iZ (Allcyl)- oder -CON (Alkyl) -, k' einen zweiwertigen aliphatischen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit mindestens z C-Atomen und Y eine aliphatische Kohlenstofflcette mit 3 bis 5 C-Atomen bedeuten, Um Verbindungen der genannten Art herzustellen, kann man z. B. N-Aminoalkylpyrrolidone mit höheren Alkyl.sulfo- oder Carbonsäurechloriden oder Sulfonsäure- oder Carbonsäureestern umsetzen oder Alkylcarbonsäu.ren, deren Alkylgruppe mindestens 6 Kohlenstoffatome enthält, mit N-Oxalkylpyrroli:donen verestern. Man kann auch N-Halogenalkylpyrrölidone mit Alkylaminen umsetzen und gegebenenfalls acylieren oder auch die Verbindung aus Epichlorhydrin und Pyrrolidon mit Alkoholen umsetzen. Dabei werden die entsprechenden Oxyallcylpyrroli.donalkyläther erhalten. Bei Verbindungen, die einen höheren Alkylrest und eine Aminogruppe enthalten, z. B. den Aminoäther des Aufbaus N H2 - C HZ - C H2 - O - C7Hlw kann man denLactamring auch durchEinwirkung von Butyrolacton bei erhöhter Temperatur einführen.Process for the preparation of surface active compounds It has been found that new surface active compounds are obtained by using compounds of the general formula according to methods known per se builds up, where R is an aliphatic radical with min-at least 6 carbon atoms, Y a divalent Briülce such as -0-, -5-, -SO, -, -NH-, -NT (alkyl) -, - N (acyl) -, - CO-. -C00-, -COHN-, -S0,0-, -S02NH- -SO = iZ (alkyl) - or -CON (alkyl) -, k 'is a divalent aliphatic, optionally substituted hydrocarbon radical with at least z carbon atoms and Y mean an aliphatic carbon chain with 3 to 5 carbon atoms. B. converting N-aminoalkylpyrrolidones with higher alkyl, sulfo- or carboxylic acid chlorides or sulfonic acid or carboxylic acid esters or esterifying alkylcarboxylic acids whose alkyl group contains at least 6 carbon atoms with N-oxalkylpyrrolidones. N-haloalkylpyrrolidones can also be reacted with alkylamines and, if appropriate, acylated, or the compound of epichlorohydrin and pyrrolidone react with alcohols. The corresponding Oxyallcylpyrroli.donalkyläther are obtained. For compounds containing a higher alkyl radical and an amino group, e.g. B. the amino ether of the structure N H2 - C HZ - C H2 - O - C7Hlw one can also introduce the lactam ring by the action of butyrolactone at elevated temperature.

Zur Abwandlung der Eigenschaften, besonders zur Erzielung größerer Wasserlöslichkeit der Verbindungen ist es oft angezeigt, Verbindungen mit mehreren Lactamrin:gen aufzubauen. Dies kann man z. B. erreichen, indem man die Einwirkungsverbindung von q., q.'-Dichlor-2, 3-byutanoxyd auf 2 Mol Pyrrolidon mit Alkoholen oder Aminen umsetzt, die einen Rest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen enthalten, oder man kann! auf Verbindungen des Aufbaus (durch Einwirkung von Butyrolacton auf Diäthylentriamin zugänglich) Alkylsulfon- oder- carbonsäurechloride oder -carbonsäureester einwirken lassen.To modify the properties, especially to achieve greater water solubility of the compounds, it is often advisable to build up compounds with several lactam rings. This can be done e.g. B. achieve by the action compound of q., Q .'-dichloro-2, 3-byutane oxide to 2 moles of pyrrolidone with alcohols or amines which contain a radical with at least 6 carbon atoms, or you can! on connections of the structure (accessible by the action of butyrolactone on diethylenetriamine) Allow alkyl sulfonic or carboxylic acid chlorides or carboxylic acid esters to act.

Die so erhältlichen Verbindungen s-irid mehr oder minder wasserlöslich. Sie können für die verschiedensten technischenZwecke angewandtwerden, z. B.,ials Hilfsmittel in der Textil-, Leder-, Lack-, Papier-, Film- und Kautschukindustrie. Sie zeigen Netz-, Schaum- und Reinigungsvermögen, so daß sie z. B. zum Appretieren, Waschen, Walken, Spalten von Emulsionen, beim Färben, Drucken, Egalisieren usw. angewandt werden können. Sie eignen sich auch als Dispergier- .und Lösungsmittel für Fette, öle, Harze, Wachse, Farbstoffe, Ruß, Kohlenwarsserstoffe u. dgl.; sie lassen sich auch als Weicbmachungsmittel für Celluloseabkömmlinge, Lacke, Zellwolle, 'Kunststoffe u. dgl. anwenden. Auch fündie kosmetische sowie die pharmazeutische Industrie oder bei enzymatischen Arbeitsvorgängen können sie verwendet werden.The compounds obtainable in this way are more or less water-soluble. They can be used for a wide variety of technical purposes, e.g. B., ials Aids in the textile, leather, paint, paper, film and rubber industries. They show wetting, foaming and cleaning properties, so that they can be used for. B. for finishing, Washing, fulling, splitting emulsions, dyeing, printing, leveling etc. can be applied. They are also suitable as dispersants and solvents for fats, oils, resins, waxes, dyes, carbon black, carbons and the like; she can also be used as a softening agent for cellulose derivatives, varnishes, rayon, 'Use plastics and the like. There are also cosmetic and pharmaceutical products They can be used in industry or in enzymatic operations.

Man kann sie auch in Mischung mit anderen Mitteln anwenden, z. B. mit Seife, Sulfonsäuren oder Schwefelsäureestern von organischen Verbindungen, wie Türkischrotöl, mit Polyalky lenoxyden, Leim, Dextrin, Sulfitablauge, Celluloseäthern oder anderen Kolloiden. In vielen Fällen ist es auch vorteilhaft, sie zusammen mit Salzen anorganischer oder organischer Säuren und Basen, Hydroxyden oder Oxyden ein- oder mehrwertiger Metalle oder mit organischen Aminen, z. B. Alkylaminen, Alkylolaminen, Piperidin, Pyridin, Nikotin usw., oder organischen Lösungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, Alkoholen u. dgl., Bleichmitteln, wie Persulfaten, oder anderen Zusatzstoffen, wie Wasserglas, Phosphaten usw., zu verwenden.They can also be used in combination with other agents, e.g. B. with soap, sulfonic acids or sulfuric acid esters of organic compounds, such as Turkish red oil, with polyalkylene oxides, glue, dextrin, sulphite waste liquor, cellulose ethers or other colloids. In many cases it is also beneficial to use them along with Salts of inorganic or organic acids and bases, hydroxides or oxides or polyvalent metals or with organic amines, e.g. B. alkylamines, alkylolamines, Piperidine, pyridine, nicotine etc., or organic solvents such as hydrocarbons, Alcohols and the like, bleaching agents such as persulfates, or other additives such as Water glass, phosphates, etc. to use.

Es ist übrigens auch möglich, in an sich oberflächenwirksame Verbindungen, z. B. solche, die bereits Su.lfonsäure-, Carboxyl- oder qu@artäre Ammoniumgruppen oder Polyätherreste enthalten, noch einen oder mehrere Lactarnringe einzubauen und so die Eigenschaften, insbesondere die Wasserlöslichkeit dieser Verbindungen, abzuwandeln. Beispiel i Zu 128 Teilen N-Aminoäthylpyrrolidon werden unter Rühren und Kühlen gleichzeitig 3oo Teile eines höhermolekularen aliphatischen Sulfochlorids (Verseifungszahl 390) und eine Lösung von q:o. Teilen Natriumhydroxyd in 16o Teilen Wasser derart zugetropft, W die Umsetzungstemperatur zwischen io bis 2o° -gehalten wird. Das erhaltene wasserlösliche Kondensationsprodukt ist unmittelbar als Weichmachungsm-ittel für Fasergut geeignet. Wenn man es als Emulgator verwenden will, befreit man es zweckmäßig von -dem beigemengten Natriumchlorid, z. B. durch Ausziehen mit einem Alkohol oder durch Ausschütteln mit Natriumacetatlösung. Das :salzfreie Erzeugnis kann auch in der photographischen Industrie Verwendung finden.Incidentally, it is also possible to use surface-active compounds per se, e.g. B. those that already contain sulfonic acid, carboxyl or qu @ artary ammonium groups or polyether radicals, to incorporate one or more lactam rings and so modify the properties, especially the water solubility of these compounds. EXAMPLE i To 128 parts of N-aminoethylpyrrolidone, 300 parts of a higher molecular weight aliphatic sulfochloride (saponification number 390) and a solution of q: o are added simultaneously with stirring and cooling. Parts of sodium hydroxide in 160 parts of water are added dropwise in such a way that the reaction temperature is kept between 10 and 20 °. The water-soluble condensation product obtained is directly suitable as a softening agent for fiber material. If you want to use it as an emulsifier, it is expedient to remove it from the added sodium chloride, e.g. B. by pulling out with an alcohol or by shaking with sodium acetate solution. The: salt-free product can also be used in the photographic industry.

In gleicher Weise können auch z. B. N-Aminopropyl- oder -hexylpyrrolndon mit aliphatischen Sulfoch@lorfden zur Umsetzung gebracht werden. Die Wasserlöslichkeit und auch die Eigenschaften ändern sich je nach der Länge und dem Bau der Alkylgruppe. Beispiel 2 Auf 239 Teile Imino-di-äthylpyrrolidon läßt man, wie in Beispiel i angegeben, eine Lösung von ¢o Teilen Natriumhydroxyd in 16o Teile Wasser und 3oo Teile des höhermolekularen aliphatischen Sulfochlorids einwirken. Das erhaltene Erzeugnis enthält zwei Laetamringe und ist sehr gut wasserlöslich.In the same way, z. B. N-aminopropyl- or -hexylpyrrolndon be brought to implementation with aliphatic Sulfoch @ lorfden. The water solubility and the properties also change depending on the length and structure of the alkyl group. Example 2 In 239 parts of imino-di-ethylpyrrolidone, as indicated in Example i, a solution of ¢ o parts of sodium hydroxide in 160 parts of water and 300 parts of the higher molecular weight aliphatic sulfochloride act. The product obtained contains two laetam rings and is very soluble in water.

Beispiel 3 Man erhitzt ein Gemisch aus 279 Teilen eines aus der Paraffinoxydation stammenden Fettsäuregemisches mit der durchschnittlichen Kohlenstoffatomzahl i i und 387 Teilen Oxäthylpyrrolidon 5 Stunden lang auf Zoo bis 22o'. Nach beendigter Wasserabspaltung wird,das überschüssige Oxäthylpyrrolidon unter vermindertem Druck abdestilliert. Der ölige Ester gibt mit Wasser eine klare, stark schäumende Lösung. Ähnliche Eigenschaften besitzen auch die Verbindungen, die an Stelle des Pyrrolidonringes den Valerolactamring enthalten.Example 3 A mixture of 279 parts of one from paraffin oxidation is heated derived fatty acid mixture with the average number of carbon atoms i i and 387 parts of oxethylpyrrolidone for 5 hours at zoo to 22o '. After finished Dehydration is eliminated, the excess oxethylpyrrolidone under reduced pressure distilled off. The oily ester gives a clear, strongly foaming solution with water. The compounds that replace the pyrrolidone ring also have similar properties contain the valerolactam ring.

Verwendet man zur Umsetzung eine höhere Paraffinfettsäure, z. B. Öl- oder Stearinsäure, so erhält man weniger hydrophile Ester, die aber in vielen organischen Lösu gsmitteln gut löslich sind, einen sehr hohen Siedepunkt haben und als Weichmacher für Kunststoffe dienen können. Sollen die hydrophilen Eigenschaften erhöht werden, so geht man von Oxäthylpyrrolidonen aus, die an der Hydroxylgruppe z. B. mit mehreren Molekülen Äthylenoxyd oder Propylenoxyd veräthert sind. Beispiel ¢ I28 Teile Aminopropylpyrroli,don werden mit 29o Teilen des 1Vlethylestcrs aus dem in Beispiel i angewandten Sulfochlorid so lange erhitzt, bis kein Jlethylalkohol mehr übergeht. Man erhält ein wasserlösliches Erzeugnis, das mit dem nach Beispiel i hergestellten übereinstimmt. Beispiel s 536 Teile Chloräthylpyrroli.don werden mit d23 Teilen Falmkernfettamin (Aminzahl 315) unter Rühren auf etwa ioo bis i io° erhitzt. Dabei steigt die Temperatur von selbst in kurzer Zeit auf etwa 17o bis iSo°. Das erhaltene wasserlösliche Chlorhydrat der sekundären Base kann als solches oder nach einer Umsetzung mit Natriumacetat zum Weichmachen von Kunstseide Verwendung finden. Durch Natronlauge kann die Base in Freiheit gesetzt wenden; sie ist ein dickes 01, das in Wasser leicht emulgierbar ist. Sie kann mit Essigsäureanhydrid oder Säurechloriden acyliert werden; die Acylverbindungen sind mit Kunststoffen der verschiedensten Art verträglich und können als Weichmacher Verwendung finden.If you use a higher paraffin fatty acid, z. B. oleic or stearic acid, the result is less hydrophilic esters, but they are easily soluble in many organic solvents, have a very high boiling point and can serve as plasticizers for plastics. If the hydrophilic properties are to be increased, one starts from Oxäthylpyrrolidonen, which z on the hydroxyl group. B. are etherified with several molecules of ethylene oxide or propylene oxide. EXAMPLE 28 parts of aminopropylpyrrolite are heated with 29o parts of the methyl ester from the sulfochloride used in Example 1 until no more ethyl alcohol passes over. A water-soluble product is obtained which corresponds to that prepared according to Example i. Example s 536 parts of Chloräthylpyrroli.don are heated with 23 parts Falmkernfettamin (amine number 315) with stirring to about 100 to 10 °. The temperature rises by itself to around 17o to iSo ° in a short time. The resulting water-soluble chlorohydrate of the secondary base can be used as such or after a reaction with sodium acetate to soften rayon. The base can be set free by caustic soda; it is a thick oil that is easily emulsifiable in water. It can be acylated with acetic anhydride or acid chlorides; the acyl compounds are compatible with a wide variety of plastics and can be used as plasticizers.

Claims

PATE: \ TANSPRLCII: Process for the preparation of surface-active compounds, characterized in that compounds of the general formula builds up, where R is an aliphatic radical with at least 6 carbon atoms, K is a divalent bridge, such as -C-, -S-, -S02-, -NH-. -N (alkyl) -, -N (acyl) -, -C 0-. -C00-, -COHN-, -S020-, -S O2 N H-, -S O .., N (alkyl) - or -C 0 N (alkyl) -, R 'is a z-, polyvalent aliphatic, optionally substituted hydrocarbon radical with at least 2 carbon atoms and Y is an aliphatic carbon chain with 3 to 5 carbon atoms.