KR19990048304A

KR19990048304A - 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제

Info

Publication number: KR19990048304A
Application number: KR1019970066967A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 최정진
Original assignee: 성재갑; 주식회사 엘지화학
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 1999-07-05
Also published as: KR100498268B1

Abstract

본 발명은 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제는 하기 화학식 2로 표시되는 것으로 피롤리돈환을 가짐으로 인해 양쪽성 계면활성을 갖게 되고, 이를 제조하는 방법은 양쪽성 계면활성제와 이타코닉산과 디알킬아미노알킬아민의 탈수축합반응을 통하여 중간체를 제조하는 제 1 단계; 상기 중간체를 용매에 용해시키고 여기에 염기로써 중화시킨 다음, 알킬할로겐화물과의 4급화반응을 통하여 목적 화합물인 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하는 제 2 단계;로 이루어진 것이다.

화학식 2

(식중의 n은 1에서 6까지의 정수를, R1과 R2는 같거나 다른 탄소수 1~5의 저급알킬기를, R3은 탄소수 8~22의 직쇄 또는 분기 알킬기나 시클로알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다)

Description

피롤리돈계 양쪽성 계면활성제(Amphoteric surfactant having pyrrolidone group)

본 발명은 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 경수에 대하여 높은 용해도를 갖는 피롤리돈환을 가지는 양쪽성 계면활성제와, 2가산인 이타코닉산과 디아민을 사용하여 탈수 축합반응에 의해 N-디알킬아미노알킬 피롤리돈 4-카르복시산을 합성하고 피롤리돈 치환기의 말단 아민기에 알킬 할라이드로 4급화시켜 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

피롤리돈환은 γ-락탐계로서 페니실린이나 세팔로스포린 등의 β-락탐계와 같은 동족체로 분류되어진다. β-락탐계 물질들이 항균제, 항생제 및 여러 의약품으로 많이 쓰여지고 있는 것은 주지의 사실이며 동족체의 하나를 이루는 γ-락탐계 물질인 피롤리돈계 물질들도 이와 같은 생물학적 활성을 가지리라는 기대를 할 수 있다.

피롤리돈환은 평면을 이루는 5각형 고리의 락탐으로, N-메틸 피롤리돈의 경우 쌍극자 모멘트가 4.06으로 비교적 큰 값을 가지고 있다. N-알킬 피롤리돈환은 하기 화학식 1과 같이 질소원자와 산소원자에 기인하는 공명 안정화 구조를 가진다.

따라서 산, 염기 등에 의한 가수분해에 큰 저항성을 보이며 또한 큰 극성으로 인해 물과 수소결합을 할 수 있어서 물과 쉽게 혼합되며 유기화합물에 대해서도 친유성을 가지는 범용적인 용매이다. 이러한 점 때문에 피롤리돈환 자체만으로도 친수성을 나타내어 물에 쉽게 가용, 분산된다고 하는 장점이 있다. 피롤리돈환은 공명에 기인하는 부분적 전하를 가지고 있어 완전한 전하를 갖는 일반의 이온성 계면활성제와 다른 물성을 나타내며 비고리형 아미드보다 큰 극성을 나타낸다.

피롤리돈환은 구조적으로 생물학적 활성이 기대되며 또한 생체에 적합하다는 보고가 많은데 이는 이 화합물들이 생체에서 유래하는 글루탐산에 기인하는 구조를 갖기 때문이며 또한 많은 알칼로이드처럼 헤테로원자를 함유한다는 사실에 기인하는 것이다. 여기에 몇가지 피롤리돈환을 포함하는 화합물의 특징적인 예가 있다.

피롤리돈 5-카르복시산은 천연 보습인자의 하나로서 인체피부가 보습을 유지하는데 필수적인 요소중의 하나로 알려져 있다. 이는 근원적으로 글루탐산이 열적으로 탈수축합되어 생성되는 형태로서 인체의피부에 존재하여 다른 물질들과 같이 수분의 출입을 통제하여 피부 건조를 예방한다. 이것이 부족하면 피부가 쉽게 건조해지고 거칠어져 피부질환을 일으키기 쉬운 상태를 유발한다.

바리오틴은 곰팡이에서 유래하는 물질로써 장쇄의 불포화 알킬기가 피롤리돈환의 질소원자에 결합되어 있는 것으로 미생물에 대해 활성을 가지고 있어서 항곰팡이 작용을 나타내며 진균감염증에 유효하다. 이물질은 독성이 낮으며 특히 무좀균에 특효가 있다. 이물질은 생합성적으로 폴리케티드 사슬을 경유하는 불포화산 부분과 글루탐산에서 유래하는 피롤리돈환이 축합된 것이다(S. Takeuchi, H. Yonehara, J. Antibiot, 17A, 267, 1964).

N-메틸 피롤리돈은 피롤리돈환을 가진 화합물이 공업적으로 사용되는 시초가 된 물질이며 공업적으로는 레페공정(W. Reppe, Bibliogr. Tech. Rep. 10:348, 1948)으로 합성되어지기 시작하였으며 독성이 거의 없는 용매로 알려져 있다. 이 물질은 양이온성 화합물에 대한 용매화 효과가 높으며 상대적으로 큰 유전상수를 갖고 있어서 여러 가지 고유결합 화합물이나 이온성 화합물들도 쉽게 가용화할 수 있으며 비양성자성 용매의 주요 용도인 고분자 등의 겔화용매로 사용되고 있다.

폴리비닐피로리돈은 레페에 의해 개발된 고분자 물질로서 N-비닐 피롤리돈을 단위체로하는 고분자 화합물이다. 폴리비닐피롤리돈은 알콜, 산 및 아민 등의 다양한 유기용매에 용해될 뿐만 아니라 물에도 잘 용해된다. 폴리비닐피롤리돈은 화학적으로 매우 안정하며 극히 저독성으로 그 안정성이 입증되어 의료용 타블렛이나 의료용 소독제의 하나인 포비돈-요오드액에 사용되고 있다. 또한 샴푸, 스타일링제에 사용되어 점도 증가효과와 큰 용매효과를 이용한 상안정제 및 착화합물 형성제로서 사용되고 있다.

상기한 예에서 볼 수 있듯이 피롤리돈환을 포함하고 있는 화합물들은 생체 적합성이 우수하며 인체에 대한 독성이 낮다. 또한 이 화합물들은 특유하거나 범용적인 생물학적 활성을 나타내기 때문에 이 활성도를 이용하기 위하여 다양한 유도체들이 합성되고 있으며 유효성분 첨가제로서 다양한 처방이 모색되고 있다. 다음에 최근 관련 자료중에 몇가지 예를 든다.

미국특허 USP5294644에 따르면 N-알킬피롤리돈이 중성, 산성 및 염기성 수용액서도 쉽게 미셀 구조를 형성하며 착화합물 형성효과가 커서 계면활성제 또는 착화합물제의 안정성 향상에 도움을 준다고 하였으며, 미국특허 USP4122170에서는 N-알킬피롤리돈이 생리화학적 전달체 조성에 사용되어 생체막을 통하여 생리화학 물질을 이동시키는데 사용된다고 하였다.

그리고 미국특허 USP3085931에 따르면 N-알킬피롤리돈이 식물을 공격하는 바이러스의 성장을 저해하는 억제 효과를 가지고 있으며 특히 10-5에서 10-3몰농도의 범위에서 우수한 효과를 발휘한다고 하였고, 미국특허 USP5250194에서는 N-알킬피롤리돈이 공업적으로 항균제나 방부제로 사용될 수 있다고 하였는데 이는 미생물들이 생산과정중 공정내에 유입되어 표면코팅제나 나무, 플라스틱 및 섬유 등을 분해할 때 이를 방지함으로써 이루어진다고 하였다.

또한 미국특허 USP5206386에 따르면 피롤리돈환의 질소치환기에 생물활성을 가진 유기산 등을 결합시킴으로써 생체내에서 천천히 방출하게 할 수 있다고 하였는데 이는 피롤리돈환이 가지는 생체 적합성를 이용하여 약을 전달시키는 응용방법중 한가지의 예라고 할 수 있다.

미국특허 USP4732990에 따르면 3급아민과 N-할로알킬 피롤리돈과의 4급화 반응에 의해서 합성되어진 양이온성 화합물들은 수용액의 점도 증가에 매우 효과적이며 음이온성 계면활성제와의 혼합처방에서도 착체형성에 의한 침전물 생성없이 모발과 피부에 콘디셔닝 효과를 줄 수 있으며 생물학적 활성을 나타내어 비듬처방이나 두피 및 피부처방에 유용하고 일반적인 박테리아인 녹농균이나 포도상구균을 억제하여 주방세정제나 의료용품 세정제에 사용되어 소독작용을 나타낼 수 있다고 기술하였다. 이러한 화합물들은 린스나 모발 콘디셔너로 사용가능하며 또한 구강청정제로도 그 효과를 발휘할 수 있다고 하였다.

미국특허 USP2757125에서는 이타코닉산과 1급알킬아민의 탈수 축합반응에서 얻어진 N-알킬-4-카르복시-2-피롤리돈을 알칼리로 중화하여 생성된 염은 음이온성 화합물로서 구강에 존재하는 충치의 원인균인 락토바실리의 탄수화물 발효를 억제하여 결과적으로 충치의 원인균 증식을 저하시키며, N-라우릴-4-카르복시-2-피롤리돈 0.1%용액은 포도상구균의 생육을 억제하는 효과가 있어서 이 화합물들을 치약이나 구강청정제, 츄잉검 및 린스에 응용될 수 있다고 하였다.

이와 같이 현재까지 개발된 피롤리돈계 계면활성제는 주로 비이온성, 양이온성 및 음이온성의 화합물이다. 그러나 비이온성 계면활성제의 경우 수용액에 대한 용해도가 낮아 단독으로 사용하기 어렵다는 처방적 문제점을 가지고 있으며, 양이온성 계면활성제는 음이온성 계면활성제와 같이 사용할 때 침전물을 형성하기 때문에 혼합처방에는 응용될 수 없다는 단점이 있다. 또한 음이온성 계면활성제는 경수에 포함되어 있는 2가 금속이온과 염을 형성하기 쉬워 경수에 대한 안정성이 낮다고 하는 단점을 가지고 있다.

이에 본 발명은 상기한 여러 가지 단점을 해소하기 위한 것으로, 피롤리돈계 화합물들이 가진 다양한 성질과 생물학적 활성을 이용한 피롤리돈환을 갖는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제와 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다음 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제공한다.

상기 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제의 예로서, N'-(N,N-디메틸옥틸)에틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)에틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)부틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)펜틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)헥실 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸옥틸)메틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)메틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)에틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)부틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)펜틸 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트, N'-(N,N-디메틸도데실)헥실 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 등을 들 수 있다.

이와 같은 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제의 제조방법으로 들 수 있는 것은, 이타코닉산과 디알킬아미노알킬아민의 탈수축합반응을 통하여 중간체를 제조하는 제 1 단계; 상기 중간체를 용매에 용해시키고 여기에 염기로써 중화시킨 다음, 알킬할로겐화물과의 4급화반응을 통하여 상기 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하는 제 2 단계;로 이루어진 것으로 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이와 같은 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제의 제조방법에서, 상기 중간체로 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물을 얻을 수 있다.

(식중의 n은 1에서 6까지의 정수를, R1과 R2는 같거나 다른 탄소수 1~5의 저급알킬기를 나타낸다)

그리고, 상기 제조방법중, 제 2 단계에서 사용되는 용매는 이소프로필 알콜, 디옥산, 테트라히드로퓨란, 에탄올 중에서 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제는 상기 화학식 2로 표시되는 것으로서, 피롤리돈환을 가짐으로 인하여 경수에 대하여 높은 용해도를 가지고, 산성과 알칼리성 수용액에 모두 잘 용해되며, 음이온성 또는 양이온성 계면활성제와도 혼합하여 사용할 수 있다.

그리고 양쪽성 화합물이기 때문에 어떠한 pH영역에서도 사용할 수 있고, 분자내에 카르복실레이트기를 가지면서 피롤리돈환의 큰 극성으로 인하여 경수에 포함되어 있는 2가의 금속이온과 난용성의 염을 형성하지 않으므로 공업적으로 다양한 응용성을 가지는 화합물이다.

또한 양이온성과 음이온성을 동시에 가짐으로 피부에 대한 자극성도 낮다.

본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하기 위한 방법으로 상술한 바와 같이, 이타코닉산과 디알킬아미노알킬아민의 탈수축합반응을 통하여 중간체를 제조하는 제 1 단계; 상기 중간체를 용매에 용해시키고 여기에 염기로써 중화시킨 다음, 알킬할로겐화물과의 4급화반응을 통하여 상기 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하는 제 2 단계;로 이루어진 것으로서, 상기 제 1 단계에서 2가산인 이타코닉산과 디알킬아미노알킬아니의 탈수축합반응은 USP2757125에 명시된 방법을 본 발명에 응용한 것으로, 반응 중에 생성되는 물을 제거하기 위하여 톨루엔이나 벤젠을 용매로 사용하는 것이 바람직하다. 반응온도는 섭씨 80도에서 140도 사이가 좋으며 섭씨 105~115도가 가장 바람직하다. 물이 모두 제거되면 용매를 진공 건조하여 10%미만으로 제거하고 아세토나이트릴이나 아세톤 하에서 결정화시킨다. 상기 디알킬아미노알킬아민중 본 발명에 사용된 것은 N,N-디알킬아미노알킬아민에서 R1, R2는 같거나 다른 탄소수 1~5의 저급알킬기이며 이의 예로는 N,N-디메틸아미노메틸아민, N,N-디메틸아미노에틸아민, N,N-디메틸아미노프로필아민, N,N-디메틸아미노부틸아민, N,N-디메틸아미노펜틸아민, N,N-디메틸아미노헥실아민, N,N-디에틸아미노메틸아민, N,N-디에틸아미노에틸아민, N,N-디에틸아미노프로필아민, N,N-디에틸아미노부틸아민, N,N-디에틸아미노펜틸아민, N,N-디에틸아미노헥실아민 등이 있으며 응용상 여기에 한정되는 것은 아니다.

상기 제 2 단계에서는 제 1 단계에서 얻어진 중간체를 용매에 용해시키고 수산화나트륨이나 나트륨 메톡사이드 등의 염기로 처리하여 중화시킨 다음, 알킬할로겐화물과의 4급화반응을 시켜 목적 화합물을 합성하는 것으로, 사용되는 알킬할로겐화물의 예로는 옥틸클로라이드, 옥틸브로마이드, 옥틸요오드, 데실클로라이드, 데실브로마이드, 데실요오드, 도데실클로라이드, 도데실브로마이드, 도데실요오드, 테트라데실클로라이드, 테트라데실브로마이드, 테트라데실요오드, 헥사데실클로라이드, 헥사데실브로마이드, 헥사데실요오드, 옥타데실클로라이드, 옥타데실브로마이드, 옥타데실요오드, 에이코실클로라이드, 에이코실브로마이드, 에이코실요오드, 도코실클로라이드, 도코실브로마이드, 도코실요오드 등이 있으며 응용상 여기에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 제 2 단계에서, 상기 중간체를 용해시키기 위한 용매로는 이소프로필 알콜, 테트라히드로퓨란, 디옥산, 에탄올 등이며, 반응온도는 섭씨 80~130도에서 행하고 섭씨 105~115도가 가장 바람직하다.

상기 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조할 수 있는 또다른 방법으로, 제 1 단계로는 상기 제조방법과 동일하게 하고, 제 2 단계 반응시 오토클레이브(autoclave)를 사용하여 목적 화합물을 합성하는 것이다.

이 방법의 장점은 수율을 전기한 제조방법보다 5~10%정도 높일 수 있으며 반응시간을 단축시킬 수 있다. 이때의 반응온도는 섭씨 110에서 150도사이에서 행하여지고 섭씨 120~130도가 가장 바람직하다.

다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하여 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 실시예에 의해 국한되는 것은 아니다.

실시예 1. N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산의 제조

3구 플라스크에 Dean-Stark trap을 설치하고 이타코닉산 130g에 N,N-디메틸아미노프로필아민 112g을 넣고 톨루엔 용매를 200g을 넣어 교반시키고, 중탕의 온도를 톨루엔과 물이 같이 증류될 때까지 반응을 진행시킨 다음, 제거된 물이 95%이상이 되었을 때 진공 감압하에서 용매를 10%만 남도록 증류시켜 제거하고, 냉각하여 섭씨 70도가 되었을 때 아세토나이트릴에서 결정화시킨 후, 이를 필터링하여 흰색 분말의 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 203g을 얻었다.

실시예 2. N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산의 제조

3구 플라스크에 Dean-Stark trap을 설치하고 이타코닉산 130g에 N,N-디메틸아미노프로필아민 110g을 넣고 벤젠 용매를 200g을 넣어 교반시키고, 중탕의 온도를 톨루엔과 물이 같이 증류될 때까지 반응을 진행시킨 다음, 제거된 물이 95%이상이 되면 진공 감압하에서 용매를 10%만 남도록 증류시켜 제거하고, 냉각하여 섭씨 70도가 되었을 때 아세토나이트릴에서 결정화시킨 후, 이를 필터링하여 흰색 분말의 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 198g을 얻었다.

실시예 3. N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산의 제조

3구 플라스크에 Dean-Stark trap을 설치하고 이타코닉산 130g에 N,N-디메틸아미노프로필아민 112g을 넣고 벤젠 용매를 200g을 넣어 교반시키고, 중탕의 온도를 톨루엔과 물이 같이 증류될 때까지 반응을 진행시킨 다음, 제거된 물이 95%이상이 되었을 때 진공 감압하에서 용매를 10%만 남도록 증류시켜 제거하고, 냉각하여 섭씨 70도가 되었을 때 아세토나이트릴에서 결정화시킨 후, 이를 필터링하여 흰색 분말의 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 203g을 얻었다.

실시예 4. N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트의 제조

3구 플라스크에 환류 콘덴서를 설치하고 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 이소프로필 알콜 200g에 현탁시키고 수산화나트륨 20g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 도데실클로라이드 102g을 넣고 이소프로필 알콜이 환류되도록 중탕을 가열하고, 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 153g을 얻었다.

상기 실시예 1 내지 4는 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제의 제조방법중 제 1 단계에 따른 것이다.

실시예 5. N'-(N,N-디메틸테트라데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트의 제조

3구 플라스크에 환류 콘덴서를 설치하고 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 디옥산 200g에 현탁시키고 나트륨 메톡사이드 27.5g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 테트라데실클로라이드 116g을 넣고 디옥산이 환류되도록 중탕을 가열하고, 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸테트라데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 165g을 얻었다.

실시예 6. N'-(N,N-디메틸헥사데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트의 제조

3구 플라스크에 환류 콘덴서를 설치하고 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 에탄올 250g에 현탁시키고 나트륨 메톡사이드 27.5g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 헥사데실클로라이드 130g을 넣고 에탄올이 환류되도록 중탕을 가열하고, 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸헥사데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 176g을 얻었다.

실시예 7. N'-(N,N-디메틸옥타데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트의 제조

3구 플라스크에 환류 콘덴서를 설치하고 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 디옥산 300g에 현탁시키고 수산화나트륨 20g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 옥타데실클로라이드 144g을 넣고 디옥산이 환류되도록 중탕을 가열하고, 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸옥타데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 176g을 얻었다.

실시예 8. N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트의 제조

오토클레이브장치에 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 디옥산 50g에 넣고 나트륨 메톡사이드 20g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 도데실클로라이드 102g을 넣고 가열하여 섭씨 120도로 유지되도록하여 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸도데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 162g을 얻었다.

실시예 9. N'-(N,N-디메틸테트라데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트

오토클레이브장치에 N'-(N,N-디메틸아미노)프로필 피롤리돈-4-카르복시산 107g을 이소프로필 알콜 50g에 넣고 수산화나트륨 20g을 첨가하여 산을 중화시킨 다음, 테트라데실클로라이드 116g을 넣고 가열하여 섭씨 130도로 유지되도록하여 반응이 완결되었을 때 실온으로 냉각시킨 후, 거름종이로 걸러서 생성된 염화나트륨을 제거하고, 용매를 감압하에서 진공건조하여 제거한 다음, 아세톤에서 결정화시켜 N'-(N,N-디메틸테트라데실)프로필 암모늄 피롤리돈-4-카르복실레이트 175g을 얻었다.

상기 실시예 5 내지 9는 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제의 제조방법중 제 2 단계에 따른 것으로, 이중 실시예 8과 실시예 9는 오토클레이브 장치를 이용하여 목적 화합물을 제조한 실시예이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제는 피롤리돈환을 가짐으로 인하여 경수에 대하여 높은 용해도를 가지고, 산성과 알칼리성 수용액에 모두 잘 용해되며, 음이온성 또는 양이온성 계면활성제와도 혼합하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

다음 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제.

화학식 2

(식중의 n은 1에서 6까지의 정수를, R1과 R2는 같거나 다른 탄소수 1~5의 저급알킬기를, R3은 탄소수 8~22의 직쇄 또는 분기 알킬기나 시클로알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다)
이타코닉산과 디알킬아미노알킬아민의 탈수축합반응을 통하여 중간체를 제조하는 제 1 단계; 상기 중간체를 용매에 용해시키고 여기에 염기로써 중화시킨 다음, 알킬할로겐화물과의 4급화반응을 통하여 상기 화학식 2로 표시되는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제를 제조하는 제 2 단계;로 이루어진 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 중간체는 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제 제조방법.

화학식 3

(식중의 n은 1에서 6까지의 정수를, R1과 R2는 같거나 다른 탄소수 1~5의 저급알킬기를 나타낸다)
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 사용되는 용매가 이소프로필 알콜, 디옥산, 테트라히드로퓨란, 에탄올 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 피롤리돈계 양쪽성 계면활성제 제조방법.