-
Verfahren zur Herstellung von quaternären Stickstoffverbindungen Es
wurde gefunden, daB man,zu wertvollen quaternären Stickstoffverbindungen gelangt,
wenn man auf Carbon- oder Sulfonsäureamide oder Carbaminsäureester in Gegenwart
von Halogenwasserstoffsäure Oxoverbindungen oder Oxoverbindungen abgebende Stoffe
in äquivalenten Mengen einwirken läBt und die erhaltenen Einwirkungsprodukte an
tertiäre organische Basen anlagert.
-
Als Ausgangsstoffe kommen für dieses Verfahren acyclische und/oder
cyclische Carbonsäure- oder Sulfonsäureamide oder Carbaminsäureester in Betracht,
wie Essigsäureamid, Capronsäureamid Stearinsäureamid, Ölsäureamid, Montansäureamid,
Naphthensäureamide, Harzsäureamide, Alkylbenzoesäureamide, Alkylnaphthoesäureamide
u. dgl., ferner Carbaminsäureäthylester, Carbaminsäureoctylester, Carbaminsäurecetylester,
Carbaminsäurebehenylester, Carbaminsäurenaphthenylester u. dgl. Die Kohlenwasserstoffreste
dieser Verbindungen können ganz allgemein nieder- oder höhermolekularer, verzweigt-
oder unverzweigtkettiger Natur sein und können auch Substituenten oder Heteroatome,
wie Sauerstoff oder Schwefel bzw. bekannte, diese Atome enthaltende Atomgruppen,
enthalten.
-
Als Oxoverbindungen, welche bei vorliegendem Verfahren Verwendung
finden, kommen Aldehyde und Ketone in Betracht, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Butyraldehyd
u. dgl., Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon u. dgl., sowie als Oxoverbindungen
abgebende Mittel Paraformaldehyd, Trioxymethylen, Hexamethylentetramin, Formaldehydbisulfit,
Methylal u. dgl. Als Halogenwasserstoffsäure
kommt praktisch Chlorwasserstoffsäure
in Betracht, aber auch mit Brom- und jodwasserstoffsäure ist das Verfahren durchführbar.
-
Die Umsetzung zwischen diesen Ausgangsstoffen erfolgt in äquivalenten
Mengen, d. h. auf i Mol Säureamid bzw. Carbaminsäureester wird ein i Mol Oxoverbindung
oder Oxoverbindung abgebende Substanz in Gegenwart von Halogenwasserstoffsäure zur
Einwirkung gebracht. Die Umsetzungsprodukte führen dann zu Produkten von besonderem
technischem Interesse, wenn darin wenigstens ein höhermolekularer Kohlenwasserstoffrest
enthalten ist, wenn also von höhermolekularen, wenigstens 6 Kohlenstoffatome enthaltenden
Säureamiden oder Carbaminsäureestern für sich oder in Mischung mit niedermolekularen
Säureamiden oder Carbaminsäureestern ausgegangen wird. Die Umsetzung erfolgt bei
gewöhnlichen oder erhöhten Temperaturen und kann in Gegenwart von Lösungs-und Verdünnungsmitteln,
wie Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzol, Halogenkohlenwasserstoffen u. dgl., geführt
werden.
-
Verbindungen, die nach dieser Verfahrensstufe erhalten werden, sind
z. B. N, N'-Dilauroyl-N-chlormethyl-methylendiamin, N, N'-Dimontanyl-N-Chlormethyl-methylendiamin,
N-Palmitoyl-N'-caproyi-N-achloräthyl-äthylidendiamin, N, N'-Dioctadecoxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin,
N, N'-Didödecylsulfo-N-chlormethyl-methylendia.min, N, N'-Diäthoxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin
u. dgl.
-
Diese Halogenalkylverbindungen werden nunmehr an tertiäre organische
Basen zur Anlagerung gebracht. Als tertiäre organische Basen kommen hierfür alle
bekannten tertiären Amine in Betracht, die man vom Ammoniak oder von den bekannten
heterocyclischen Stickstoffbasen der organischen Chemie ableiten kann, also z. B.
Trialkylamine, wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tricycloalkylamine, Triarylamine
bzw. Mischtypen dieser Reihen, Pyridin, Chinolin, Alkylpyridine, Alkylchinoline,
Alkylpiperidine u. dgl. Dabei können die tertiären Amine auch höhermolekulare Kohlenwasserstoffreste
von wenigstens 6 Kohlenstoffatomen enthalten.
-
Die Umsetzung zwischen den Halogenalkylverbindungen und den tertiären
Basen erfolgt in an sich bekannter Weise unter Bildung einer quaternären Stickstoffverbindung.
Man kann die Anlagerung bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur; gegebenenfalls
in Gegenwart von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln, wie Benzol; Toiuol, Benzin, Chlorkohlenwasserstoffe,
Aceton, Äther; Butylacetat, Pyridin usw., vollziehen.
-
Verbindungen, die auf diesem Wege erhalten werden, sind z. B. das
Anlagerungsprodukt von N, N'-Dioctadecoyl-N-chlormethyl-methylendiamin an Trimethylamin,
das Anlagerungsprodukt von N, N'-Dimontanoyl-N-a-chlorbutyl-butylidendiamin an Pyridin,
das Anlagerungsprodukt von N, N'-Dihexadecyloxycarbo-hT-chlormethyl-methylendiamin
an Metbylpiperidin, das Anlagerungsprodukt von N-Dodecyloxycarbo-N'-octyloxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin
an Chinolin u. dgl.
-
Diese Verbindungen sind in Wasser und in organischen Lösungsmitteln
löslich und haben den Charakter von oberflächenaktiven, seifenartigen Substanzen.
Die Verbindungen haben ferner die Eigenschaft, sich mit Hydroxyl-, Amino- oder Mercaptogruppen
enthaltenden Stoffen zu chemischen Verbindungen umzusetzen. Insbesondere können
mit Lösungen dieser Stoffe Textilien aller Art, wie Baumwolle, Zellwolle, Kunstseide,
Wolle, Naturseide in Flocken-, Faser, Gespinst-oder Gewebeform, Pelzwerk, Federn
u. ä. Materialien getränkt, getrocknet und zweckmäßig anschließend bei höheren Temperaturen
behandelt werden, wobei auf diesen Materialien beständige wasserabstoßende Imprägnierungen
entstehen.
-
Die erfindungsgemäßen quaternären Stickstoffverbindungen zeichnen
sich vor allem auch dadurch aus, daß sie weder kleben, noch hygroskopisch sind,
sondern trockene Pulver darstellen, die sich sehr gut handhaben lassen und einen
sparsamen Verbrauch ermöglichen. Beispiel Eine Mischung aus iooo Gewichtsteilen
Octadecylcarbaminsäureester, 28oo Gewichtsteilen Benzol und io6 Gewichtsteilen Trioxymethylen
wird bei 5o bis 6o° unter Rühren so lange mit Chlorwasserstoffgas behandelt, bis
eine klare Lösung entstanden ist. Nach Abtrennen des Reaktionswassers und Abkühlen
auf Zimmertemperatur wird gegebenenfalls filtriert und im Vakuum vom Lösungsmittel
befreit. Die als Rückstand verbleibende Chlormethylverbindung stellt eine wachsartige
Masse dar und hat einen Chlorgehalt von 5,7 %.
-
Zoo Gewichtsteile dieser Chlormethylverbindung werden zusammen mit
14o Gewichtsteilen Benzol und 27 Gewichtsteilen Pyridin unter Rühren auf etwa 4o
bis 5o° erwärmt, bis eine klare Lösung entstanden ist. Aus der Lösung wird das erhaltene
Anlagerungsprodukt von N, N'- Dioctadecyloxycarbo - N - chlormethyl-methylendian-iin
an Pyridin isoliert, welches nach dem Trocknen ein weißes, staubfeines Pulver darstellt,
das wasserlöslich ist und schäumende wäßrige Lösungen ergibt.
-
Gewebe aus Kunstseide, Zellwolle u. dgl., die mit einer derartigen
wäßrigen Lösung behandelt sind, weisen nach dem Trocknen bei etwa 50° und Nacherhitzen
während etwa io Minuten auf ioo bis 14o° einen beständigen wasserabstoßenden Effekt
auf, der sich weder durch Seifen- noch durch Benzinwäsche entfernen läßt.