NO116720B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av bis-kvartære ammoniumsalter.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av bis-kvartære ammoniumsulfatsalter fra dialkylsulfat-estere og trialkylaminer.

Det er velkjent at omsetning av en dialkylsulfatester og et trialkylamin vil fØre til dannelse av et kvartært ammoniumalky1-sulfatsalt av den generelle formel R^NOSO^R', hvor R og R<*>er like eller forskjellige alkylgrupper. Det antas imidlertid å være ukjent å fremstille et bis-kvartært ammoniumsulfatsalt, (R^R'N)2SO^, hvor R og R<*>er like eller forskjellige alkylgrupper, ut fra en dialkylsulfatester og et trialkylamin.

Det har du vist seg at et bis-kvartært ammoniumsulfatsalt fåes i godt utbytte nåx man istedenfor å la reaksjonen mellom de ovennevnte, xeaktanter pågå i lengre tid, slik tfet er nfidvendi-a—,' for fremstilling av det mono-kvartære ammoniumsulfat, stopper reak*

sjonen efter relativ kort tid.

i Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes der således en frem- i gangsmåte ved fremstilling av bis-kvartære ammoniumsulfatsalter

ved omsetning av et dialkylsulfat med et overskudd av et trialkyli amin, i hvilke reaktanter hver alkylgruppe inneholder fra 1 til 8 carbonatomer, hvilken fremgangsmåte utmerker seg ved at omsetning-; en enten utfores i ett trinn ved en temperatur fra 100° til 200°C i et tidsrom fra 0,25 til 3,0 timer.

eller at reaktantene forst holdes i kontakt med hverandre en kort tid ved en temperatur fra 0° til 50°C, og at reaksjonen derefter fullfores ved en temperatur fra ioo° til 200°C, således at den totale reaksjonstid blir fra 0,25 til 3,0 timer,

idet omsetningen foretas under et trykk som er tilstrekkelig til å forhindre fordampning av trialkylarainet ved den anvendte

reaksjonstemperatur.

De bis-kvartære ammoniumsulfater hvor hver alkylgruppe er et

mettet alifatisk radikal inneholdende fra 1 til 4 carbonatomer, fremstilles med særlig fordel efter den foreliggende fremgangsmåte.

Når fremgangsmåten utfores i ett trinn, vil en reaksjonstid på 0,5 - 1,0 time vanligvis være tilstrekkelig.

Både reaksjonstemperatur og reaksjonstid må dkes med okende molekylvekt av det onskede bis-kvartære ammoniumsulfat. Eksem-pelvis kan omsetningen av dimethylsulfat med trimethylamin utfores ved en lavere reaksjonstemperatur og med en kortere reaksjonstid enn omsetningen av dipropylsulfat. med tripropylamin.

Ved forhbyede temperaturer finner hydrolyse av sulfatestere sted. Sådan hydrolyse virker til å redusere produktutbyttet og til å forurense sluttproduktet. Det har vist seg at sulfatester-<:>hydrolyse kan reduseres til et minimum ved at man danner en kvar-tær gruppe (-O-NR^R') ved en relativt lav temperatur (0 - 50°C). Efter at den forste kvartære gruppe er dannet, dkes reaksjonstem-peraturen for å danne den annen kvartære gruppe. Denne forhoyede \ temperatur er mellom 100° og 200°C.

Den totale reaksjonstid ved denne utforelsesform er den samme

(fra 0,25 til 3,0 timer) som i den forst beskrevne utforelsesform. Reaksjonstiden som kreves ved lavtemperaturtrinnet av reaksjonen,j

er vanligvis enten kortere enn eller like lang som den reaksjonstid som kreves for hoytemperaturtrinnet.

For å oppnå hoy reaksjonshastighet og godt utbytte anvendes'et stokiometrisk overskudd av trialkylaminet i begge de beskrevne utforelsesformer av oppfinnelsen.

i Reaksjonen utfores vanligvis i et opplosningsmiddel, fortrinns-vis vann. Imidlertid kan man utmerket godt anvende et<:>hvilket

som helst inert opplosningsmiddel i hvilket reaktantene og produktet opploses.

I de utforelsesformer som er beskrevet ovenfor og som skal be-skrives i det nedenstående, blir, såsnart reaksjonen i det vesentlige er fullfort, overskudd av amin separert fra reaksjonsmassen og gjenvunnet, vanligvis for gjentatt bruk som reaktant. 1 de beskrevne utforelsesformer inndampes produktet vanligvis til torr-het eller konsentreres ved fordampning såsnart overskuddet av amin er fjernet fra reaksjonsproduktet.

Noen representanter for de bis-kvartære ammoniumsulfatsalter som kan fremstilles ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte,

er bis-tetramethyl-ammoniumsulfat, bis-triethylraethylammonium-sulfat, bis-tetraethylammoniumsulfat, bis-trimethylethylammonium-sulfat og bis-tetrapropylamraoniurasulfat.

De nedenstående eksempler vål ytterligere illustrere oppfinnelsen.

Eksempel 1

Dette eksempel illustrerer satsvis fremstilling av tetramethyl-ammoniumsulfat. 1 mol (126,5 g) dimethylsulfat ble tilsatt til 4,00 mol (236,4 g) trimethy;laniin opplost i 551,6 g vann. Oppløs-ningens temperatur ble holdt ved ca. 5°C ved hjelp av et kjdlebad. Denne opplesning ble, efter at reaksjonen i det vesentlige var fullfort, overfort til en rystebombe og oppvarmet til ca. l80°C under autogent trykk (48,2 kg/cm 2). Efter avkjoling til romtemperatur ble reaksjonsopplosningen fjernet fra rystebomben. Overskudd av trimethylamin ble fjernet ved oppvarmning av reaksjonsoppi losningen til ca. 125°C ved atmosfæretrykk. Resultatene og betingelsene ved dette forsok er oppfort i den nedenstående tabell, j

; Eksempel 2

j 1,99 mol (251 g) dimethylsulfat ble tilsatt langsomt til en 25 volumprosent vandig oppldsning av trimethylamin» Under tilsetningen av dimethylsulfat ble opplosningen vedvarende omrbrt,

'iog temperaturen ble holdt ved 28 - 30°C. Molforholdet amin : estejr jvar ca. 2,5 : 1. Tilsetningen av ester ble foretatt over et tids-J

'rom av 1 time. Reaksjonsproduktet ble så fbrt kontinuerlig til en med dampkappe forsynt reaktor som ble holdt ved ca. 125°C og ;12,3 kg/cm 2. Kontakttiden var 1 time.

Reaksjonsproduktet fra denne reaktor ble oppsamlet og befridd for overskudd av trimethylamin under atmosfæretrykk. Resultater og betingelser ved forsbket er oppført i den nedenstående tabell. i

Eksempel3

Dimethylsulfat og 25,1 volumprosent vandig trimethylamin ble | tilfbrt kontinuerlig til en med dampkappe forsynt reaktor som ble holdt ved ca. 125°C og 12,3 kg/cm2. Tilfbrselshastighetene J ble avpasset for å opprettholde bnskede kontakttider og et mol- j forhold på 2,5 mol amin pr. mol ester. Dette forsok ble utfbrt to ganger, med kontakttider på 0,5 time og 1,0 time. Overskyten-de amin ble fjernet fra hvert reaksjonsprodukt. Den nedenstående tabell gjengir betingelsene og resultatene av begge forsbk.

Eksempel 4

To mol (252 g) dimethylsulfat ble tilsatt langsomt til en blanding av 2000 ml vann og 505 g triethylamin avkjblt til ca. 10°C.Reaksjonstemperaturen fikk ikke overskride 15°C. Sul-i fat-tilsetningen krevde 1 time. Reaksjonsproduktet ble oppvarmet til romtemperatur. Dette produkt ble derefter kontinuerlig tilfort til en hoytrykkreaktor.

Tabell IV gjengir betingelsene og resultatene av dette forsok.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av bis-kvartære ammonium* sulfatsalter ved omsetning av et dialkylsulfat med et overskudd;;av et trialkylamin, i hvilke reaktanter hver alkylgruppe inneholder fra 1 til 8 carbonatomer,karakterisert, ved at omsetningen enten utfores i ett trinn.ved en temperatur fra 100° til 200°C i et tidsrom fra 0,25 til 3,0 timer,;eller at reaktantene forst holdes i kontakt med hverandre en kort tid ved en temperatur fra 0° til 50°C, og at reak- ;;sjonen derefter fullfores ved en temperatur fra 100° til 200°C .'således at den totale reaksjonstid blir fra 0,25 til 3,0 timer, i;idet omsetningen foretas under et trykk som er tiistrek*

   kelig til å forhindre fordampning av trialkylaminet ved den anvendte reaksjonstemperatur.

   Anførte publikasjoner<:>-