NO116466B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av overflateaktive cykloimidin-forbindelser.

Foreliggende oppfinnelse angår deri-vater av metallsalter av substituerte kvar-tære alkoholater av hydroksy-cyklomidin-syre. Eksempler på slike metallsalter er gitt i US-patent nr. 2.528.378 og de skal her be-tegnes «cykloimidater».

Disse cykloimidater har vist seg å være nyttige da de renser( skummer, virker som emulgeringsmiddel, lar seg emulgere, dis-pergere, er bakteristatiske, baktericide, fungicide og fjerner lukt. De er lett opp-løselige i vann og stabile i vandig oppløs-ning i pH-området 1—14, og de felles ikke ut av oppløsning ved hjelp av de salter som normalt er tilstede i hårdt vann. De er ikke skadelige og giftige for mennesker og dyr og kan føres inn i blodomløpet uten dårlige virkninger. De er overflateaktive midler og kan med hell brukes som kun-stige rensemidler, bløtgjøringsmidler og farve-tilsetninger i tekstil- og liknende in-dustrier og spesielt ved vasking og rensing av bomullfibre og tekstiler. De kan også brukes som terapeutika og er spesielt bru-kelige som germicider, fungicider og anti-septika.

Disse cyklomidater har følgende almin-

nelige formel I:

hvor R er et kullvannstoffradikal som inneholder minst 4 og fortrinsvis ikke mere enn 18 kullstoff atomer; R2 er en alifatisk kullvannstoffgruppe med 1—4 kullstoffatomer f. eks. - CH2 -, - C2H4 -, - CsHr. - og - C4HR -, eller er en av disse grupper hvor ett eller flere av hydrogenatomene er hydroksy-substituert, f. eks. - CH- - CHOH --CH2-, - CH2 - CHOH - CHOH - CH2-, eller er en slik gruppe, eventuelt hydroksy-substituert.med en eneste eter-(-0-) eller keto-(- CO -) binding, f. eks. - C2H4 - O - C2H4 -, - CH2 - CHOH - O - C2H4 -, - CHu - CO - CH2. De to M-atomene kan være like eller forskjellige og hvert er et alkalimetall og for de fleste formål er de natrium eller kalium.

Fremgangsmåter for fremstilling av disse cykloimidater og illustrende eksempler på flere spesielle cykloimidater er gitt i det amerikanske patent nr. 2.528.378 som er nevnt ovenfor.

Det er tidligere kjent at kationiske overflateaktive midler i anioniske overflateaktive midler når de er sammen i vandig oppløsning bevirker fremstilling eller dannelse av forbindelser som ikke er opp-løselige i vann, og at tilsetning av et anionisk overflateaktivt middel til en vandig oppløsning av et annet anionisk overflateaktivt middel resulterer i en ren fysisk kombinasjon av disse midler, og at det ikke finner sted noen reaksjon mellom dem.

De foreliggende cykloimidater oppfører seg normalt anionisk i vandige oppløsnin-ger med en pH-verdi over 7, og det var føl-gelig å vente at de, i vandig oppløsning sammen med anioniske overflateaktive midler bare ville bli kombinert fysisk og at det ikke ville finne sted noen annen reaksjon mellom dem. Foreliggende oppfinnelse bygger imidlertid på den oppdagelse at disse cykloimidater kan bringes til å reagere med visse anioniske overflateaktive midler ved en pH over 7 slik at det fremkommer vannløselige reaksjonsprodukter og at vandige oppløsninger av slike reaksjonsprodukter har høyere viskositet enn tilsvarende vandige oppløsninger av cyklo-imidåtene og også oppviser bedre skumme-egenskaper enn disse i meget lav fortyn-ning i meget hårdt vann. Disse reaksjonsprodukter er ikke giftige og ikke irriterende for den menneskelige hud. De er frem-rakende som rensemidler for alminnelig bruk, f. eks. for vognvasking, oppvask, klesvask og andre formål.

I henhold til oppfinnelsen blir ett eller flere av disse cykloimidater med den alminnelige formel I som kan oppnås ved at a) etylendiamin, N-substituert med en alifatisk kullvannstoffgruppe med 1—4 kullstoffatomer som er substituert med minst en hydroksylgruppe og som kan inneholde en enkel eter- eller ketogruppe, og som fortrinnsvis er N-substituert ved hjelp av en p-hydroksy-etyl-gruppe, kondenseres med

b) en monokarboksylsyre som inneholder minst.5, og fortrinnsvis ikke mere enn 19

kullstoffatomer, inntil tilnærmet 2 mol. vann er dannet og fjernet, hvoretter dette kondenseringsprodukt bringes til å reagere med c) en monohalokarboksylsyre sammen med et alkalimetallhydroksyd hvorpå dette produkt bringes til å reagere med et anionisk overflateaktivt organisk sulfat eller sulfonat med formelen II: R - C(O) - N(R3)Ri - XM, hvor R er et kullvannstoffradikal som inehnolder minst 4, og fortrinnsvis ikke mere enn 18 kullstoffatomer, Rs er hydrogen eller et ikke substituert eller hydroksy-substituert alifatisk kullvannstoff-radikal med 1—8 kullstoffatomer, hvilket radikal kan inneholde en eller flere eter-grupper, R4 er en ikke substituert eller hydroksysubstituert alifatisk, aromatisk eller alifatisk-aromatisk kullvannstoffgruppe med 1—12 kullstoffatomer, hvilken gruppe kan inneholde en eter- eller en (CONH)-gruppe, X er (S02 - O) eller (O - SC-2 - O), og M er et alkalimetallatom, hvorved det fremkommer vannløselige forbindelser med den alminnelige strukturformel III, som har gode fukte-, rense- og overflateaktive egenskaper og er istand til

å danne voluminøst og stabilt skum i vandige oppløsninger.

Formel II:

hvor R3 er hydrogen eller et alifatisk kullvannstoffradikal med 1—8 kullstoffatomer, eller et slikt kullvannstoffradikal med ett eller flere av hydrogenatomene substituert med en eller flere hydroksyd-grupper, eller et slikt substituert eller ikke substituert kullvannstoffradikal med en eller flere eterbindinger (-0-);R4 er en alifatisk, aromatisk eller alifatisk-aromatisk kullvannstoffgruppe med 1—12 kullstoffatomer, eller en slik kullvannstoffgruppe med ett eller flere av hydrogenatomene substituert med en hydroksygruppe, eller en slik substituert eller ikke substituert kullvannstoffgruppe med en eller flere eterbindinger, eller en slik substituert eller ikke substituert kullvannstoffgruppe med en - CONH - binding; X er SO- - O eller O - SOa - O ; M er et alkalimetall eller dets ek-vivalent og fortrinsvis natrium eller kalium, og R og R2 har de betydninger som er angitt ovenfor.

Reaksjonen kan utføres i en oppløs-ning som inneholder forbindelsene I og II og som er tilsatt en mengde av et surt middel, f.. eks. en sterk mineralsyre, f. eks. saltsyre eller svovelsyre eller dens ekviva-lent, for å nedsette pH-verdien for opp-løsningen til ca. 7—9, samtidig som massen holdes på en temperatur mellom ca. 38 og 93° C. Ved denne reaksjon under disse forhold blir den kvarternære hydroksy-gruppe av forbindelsen I kombinert med metallet i forbindelse II slik at det dannes metallhydroksyl, og metallet i OH-gruppen i forbindelse I blir erstattet med hydrogen på grunn av tilsetningen av det sure middel som også i det minste delvis reagerer med den dannede metallhydroksylforbin-delse slik at det dannes et vannløselig salt. Den resulterende forbindelse kan brukes direkte som overflateaktivt middel, fuktemiddel eller rensemiddel for de formål som er angitt for cykloimi-datene. Mens mengdene av forbindelsen I og forbindelse II kan være ekvimole-kylære for godt utbytte av forbindelse III, kan det brukes et overskudd av hvilket som helst av dem, og i alminnelighet kan mol-forholdet mellom forbindelse I og forbindelse II være 2 mol av den første til 1—3 mol av den siste.

En av de foretrukne spesielle fremgangsmåter er først å oppløse en forbindelse med formelen I i vann og derpå innstille pH-verdien for denne til ca. 12— 13, målt elektrisk, ved tilsetning av vandig kaustisk soda hvis det trenges. Temperaturen for denne oppløsning heves til 38 —93° C og i industriell målestokk fortrinsvis til 60° C. Derpå blir en mengde av en forbindelse med formelen II oppløst i vann i en særskilt beholder og denne oppløsning blir satt til den første oppløsning, og massen holdes i det nevnte temperaturområde, mens den stadig røres, og et surt middel blir tilsatt for å senke pH-verdien til ca. 7—9, og fortrinsvis til ca. 8,2 — 8,7. Ved slutten av tilsetningen av det sure middel, fortsettes omrøringen, og temperaturen holdes i ca. 10—20 minutter, hvoretter oppløs-ningen får kjøles og er et ferdig produkt.

Det skal nå gis noen eskempler på oppfinnelsen, idet alle deler er angitt i vekt, hvis intet annet er bemerket.

Eksempel 1.

En vandig oppløsning av 400 deler laurinsure cykloimidater, i henhold til eksempel 1 i US-patent nr. 2 528 378, i 600 deler vann blir varmet til 60° C og dets pH-verdi innstillet på 12—13, målt elektrisk, ved tilsetning av vandig kaustisk soda. Under stadig omrøring og holdt på denne temperatur blir det tilsatt en oppløsning av 400 deler natriumsalt av lauroylmono-etanolamidsulf at: i 600 deler vann. Under omrøring og opp-rettholdelse av temperaturen blir det tilsatt 30—40 deler 32 pst.'s saltsyreoppløs-ning hvorved pH-verdien for massen blir senket til området 8,2—8,7. Omrøringen fortsettes, og temperaturen holdes i ytter-ligere ca. 10 minutter. Det endelige produkt er en oppløsning av reaksjonsproduktet med følgende formel:

Eksempel 2.

Den samme fremgangsmåte og de samme komponenter som i Eksempel 1 blir benyttet, med unntagelse av at det brukes bare 200 deler av laureoyl-monoetanol-amidsulfatet. I dette tilfelle er det endelige produkt en oppløsning av reaksjonsproduktet hvis strukturformel er vist i Eksempel 1 sammen med ikke reagert laurinsurt cykloimidat, i et forhold av tilnærmet 2 deler av det første til 1 del av det siste.

Når samme fremgangsmåte benyttes som i Eksempel 1, men under anvendelse av de komponenter som er angitt i de føl-gende eksempler 3—9, er mengden av 32 pst.'s saltsyreoppløsning variabel for å senke pH-verdien til de verdier som er angitt i Eksempel 1 for å oppnå de reaksjonsprodukter som er angitt i Eksempel 3—9.

Eksempel 3.

Det brukes 400 deler laurinsure cykloimidater som i Eksempel 1, i 600 deler vann og 400 deler lauryl-taurat-natriumsalt:

i 600 deler vann.

Reaksjonsproduktet har formelen

Eksempel 4.

Det brukes 350 deler kaproyl-cykloimidat i henhold til Eksempel 3 i US-patent nr. 2 528 378 i 650 deler vann og 450 deler oleyl-dietanolamidsulfat-natriumsalt:

i 550 deler vann.

Reaksjonsproduktet har formelen:

Eksempel 5.

Det brukes 400 deler laurinsurt cykloimidat, som i eksempel 1, i 600 deler vann og 400 deler lauroyl-trietoksyeteramid-sulf at-natriumsalt:

i 600 deler vann.

Reaksjonsproduktet har formelen:

Eksempel 6.

Det brukes 400 deler laurinsurt cykloimidat, som i eksempel 1, i 600 deler vann og 400 deler lauroyl-amid-dietoksyeter-etanol-monosulf at-natriumsalt:

i 600 deler vann.

Reaksjonsproduktet har formelen:

Eksempel 7.

Det brukes 600 deler stearoyl cyklo-lmidat i henhold til eksempel 6 i US-patent nr. 2 528 378 oppløst i 900 deler vann og 400 deler lauroyl-amido-etyl-amido-acetyl-sulf atnatriumsalt:

oppløst i 600 deler vann.

Reaksjonsproduktet har formelen:

Eksempel 8.

Det brukes 450 deler myristoyl cykloimidat i henhold til eksempel 8 i US-patent nr. 2 528 378 oppløst i 700 deler vann, og 300 deler lauryl-sulfanilamid-natriumsalt:

oppløst i 450 deler vann. Reaksjonsproduktet har formelen

Eksempel 9.

Det brukes 400 deler laurinsurt cykloimidat, som i eksempel 1, i 600 deler vann, og 350 deler lauryl-amido-metyl-metylfenyl-sulfonat-natriumsalt:

oppløst i 500 deler vann. Reaksjonsproduktet har formelen

De spesielle cykloimidater som er brukt i eksemplene 1—9 kan erstattes med hvilket som helst av de andre cykloimidater som er angitt i US-patent nr. 2.528.378, f. eks. de som er angitt i eksempel 2, 4, 5, 7, 10—14 i patentet. Dessuten kan de spesielle reaktanter som er brukt skille seg fra dem som er brukt her ved at radikalet R

kan være et kullvannstoffradikal med ferre

eller flere kullstoffatomer, men i alle til-feller har minst 4 kullstoffatomer og fortrinsvis 4—18 kullstoffatomer slik at det

fremkommer en stor mengde forskjellige

forbindelser i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Det er også klart at i stedet for først

å innstille pH-verdien for cykloimidatet på

12—13 før tilsetningen av forbindelsen med

formel II, kan det brukes hvilken som helst

annen metode for å oppnå den tilstand hvor

pH-verdien for oppløsningen av I og II

blir minst 10 og fortrinsvis 10,5—11 før tilsetningen av det sure middel for å senke

pH-verdien for massen til ca. 7—9. Eksem-pelvis kan I og II oppløses sammen, og pH-verdien for denne oppløsning kan innstilles på minst 10 ved tilsetning av kaustisk

soda hvis det trenges, og derpå er oppløs-ningen, ved 38—93° C ferdig for tilsetning

av det sure middel for å senke pH-verdien

til ca. 7—9. Eventuelt kan den nødvendige

mengde surt middel tilsettes enten før

eller etter at oppløsningen med pH-verdi

= minst 10 er bragt til en temperatur i området 38—93° C.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av

overflateaktive sulfat- eller sulfonat-salter av cykloimidin-forbindelser, karakterisert ved at en forbindelse 1) med formelen: sem kan oppnås ved å kondensere a) etylendiamin, N-substituert med en alifatisk kullvannstoffgruppe med 1—4 kullstoffatomer som er substituert med minst en hydroksy-gruppe og som kan inneholde en enkel eter- eller en enkel keto gruppe og som fortrinsvis er N-substituert med en p-hydroksy-etyl-gruppe og b) en monokarboksylsyre som inneholder minst 5, og fortrinsvis ikke mere enn 19 kullstoffatomer, inntil omtrent 2 mol. vann er dannet og fjernet, og så bringe dette kondenseringsprodukt til å reagere med c) en monohalogenkarboksylsyre sammen med et alkalimetallhydroksyd, hvorpå det dannede produkt bringes til å reagere med 2) en anionisk overflateaktiv forbindelse med formelen: R - C(O) - N(Rn)R4 - XM, hvor R er et kullvannstoffradikal som inneholder minst 4, og fortrinsvis ikke mere enn 18 kullstoffatomer, R<i er hydrogen eller et ikke substituert eller hydroksy-substituert alifatisk kullvannstoff-radikal med 1—8 kullstoffatomer, hvilket radikal kan inneholde en eller flere eter-grupper, Rt er en ikke substituert eller hydroksy-substituert alifatisk, aromatisk eller alifatisk-aromatisk kullvannstoffgruppe med 1—12 kullstoffatomer, hvilken gruppe kan inneholde en eter- eller en (CONH)-gruppe, X er (SO—O) eller (O-SO2-O), og M er et alkalimetallatom.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1. karakterisert ved at reaksjonen mellom forbindelsene 1) og 2) utføres i nærvær av et oppløsningsmiddel ved en pH-verdi på mellom 7 og 9 og fortrinsvis mellom 8,2 og 8,7.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2, karakterisert ved at reaksjonen utføres ved en temperatur mellom ca. 38° C og 93° Celsius.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2 eller 3, karakterisert ved at det først fremstilles en oppløsning av reagensene 1) og 2) med en pH-verdi på minst 10, fortrinsvis mellom 10,5 og 11 hvoretter pH-verdien for oppløsningen innstilles på mellom 7 og 9.

5. Fremgangsmåte som angitt i påstand 2—4, karakterisert ved at det brukes 1—3 mol. av forbindelse 2) for 2 mol. av forbindelse 1).