NO801343L - Alkylerte diaminforbindelser og fremgangsmaate for fremstilling av slike forbindelser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører alkylerte aminer, produkter som er basert på disse aminer og fremstilling og anvendelse av disse aminer og produkter.

Produkter som er basert på langkjedede aminer og deres de-rivater, er blitt foreslått for et stort bruksområde, f.eks. •• som tøymykningsmidler og som emulgatorer. Imidlertid har slike tidligere kjente produkter ikke alltid vært helt ut tilfreds-stillende, f.eks. er deres effektivitetsgrad mindre enn hva man kunne ønske, eller de er vanskelige å håndtere.

Vi har nå overraskende funnet at visse langkjedede diamin-derivater og produkter basert på disse har noen fordelaktige egenskaper og et stort brukdsområde.

Følgelig omfatter foreliggende oppfinnelse alkylerte di-aminf orbindelser med formelen:

hvor R^, , R~og R^, som kan være like eller forskjellige, er utvalgt blant hydrogen og alkylgrupper som inneholder 8-30 karbonatomer, fortrinnsvis 12-18 karbonatomer, under den forutsetning at minst én av R^, R2, R3og R^ikke er hydrogen, og hvor p er et he\ t. tall i området. 2-12, fortrinnsvis i området 2-6.

I foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter eller flere av substituentene R^, R2 1 R3og R4langkjedede alkylgrupper som inneholder 13 eller 15 karbonatomer, idet mengden av forgrening ligger i området 30-70 %. I spesielt foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er tallet p lik 6.

Spesielt foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen inklu-derer forbindelser med formel:

De alkylerte diaminforbindelser i henhold til oppfinnelsen fremstilles bekvemt ved omsetning av ett eller flere aldehyder R.CHO, hvor R er R^, R£/ R^ og/eller R^ , med et a.w-diamin, f.eks. heksamétylendiamin, i nærvær av en egnet katalysator, f. eks. en hydrogeneringskatalysator; f.eks. nikkel. Produktet N-alkyldiaminer som oppnås, vil være avhengig av det eller de aldehyder som anvendes, og også av forholdet mellom aldehydet eller aldehydene til a,a)-diamin i reaksjonsblandingen. Det er bekvemt å utføre fremstillingen av de alkylerte diaminforbin-. deiser i et egnet løsningsmiddel. Metanol f.eks. er spesielt egnet, siden den ikke bare er lett blandbar med vann og vanlig-vis med diaminproduktene, men den er også lett å separere ved destillasjon fra vann og produktene. En 'egnet fremgangsmåte for fremstilling av alkyl-1,3-propandiaminforbindelser i henhold til oppfinnelsen (dvs. p=3 i formelen

innebærer å tilsette et

primært eller sekundært alkylamin til akrylnitril fulgt av hydrogenering av det resulterende nitril. De diaminer som oppbås, vil generelt ha hydrogenatomer som R^ og R^, men alkyl- . substituering i disse posisjoner kan fås ved ytterligere omsetning, f.eks. med aldehyder.

Produktene i henhold til oppfinnelsen er nyttige på en rekke måter, f.eks. som adhesjonsmidler for bitumen, .som bitumen-emulgatorer, korrosjonsinhibitorer, og som tøymyknere.

Forbindelsene i henhold til oppfinnelsen, deres fremstilling og anvendelse illustreres nærmere i de følgende eksempler.

EKSEMPLER 1 TIL 3

En rekke forbindelser i henhold til oppfinnelsen ble frem-stilt under anvendelse av den følgende generelle metode.

Heksamétylendiamin, metanol og en katalysator ble oppvarmet i en autoklav under hydrogen. En blanding av C.^/c^,--aldehyder ble tilsatt i løpet av en viss tid, og reaksjonsblandingen ble så omrørt ved konstant temperatur og trykk i et ytterligere tidsrom. (Blandingen av C-^- og C^-aldehyder hadde følgende sammensetning, i vektdeler):

Etter avkjøling ble produktet filtrert, og metanolen ble fjernet ved inndampning ved redusert trykk. Overskudd av heksamétylendiamin ble fjernet ved destillasjon under redusert trykk.

En oppsummering er gitt i tabell 1 angående mengdene, av reaktanter, reaksjonsbetingelser og produktanalyse for tre pre-parative forsøk.

Tabell 1 ( forts.) :

PRODUKTANALYSE:

Primært amin som NH2(0^2)3-

Sekundært' amin som (C.^_.j^-alkyl) NH (Cr^) ^

Tertiært amin som (C^2_i5~alkyl)2N(CH2)^

Iminoforbindelse (biprodukt) som (C-^^cj-alkyl) =N (CH2) 3

Kjernemagnetisk resonans- og infrarød-spektra var i over-ensstemmelse med nærvær av disse substanser.

EKSEMPEL 4

200 g av bitumen med lavt syretall og penetrasjon 200 ble oppvarmet til 80°C. Til dette ble tilsatt 0,24 g av produktet fra eksempel 1, og blandingen ble omrørt. En del av dette behandlede bitumen ble anbragt i en lett tilstoppet flaske og oppvarmet ved 125°C i 5 dager.

300 g vaskede og tørkede granitt-fragmenter fra Mountsorrel-bruddet i Leicestershire som passerte 3/4" (19,2 mm), men ble holdt tilbake på 1/2" (12,7 mm) B.S. sikt, ble anbragt i et begerglass og oppvarmet til 50°C. Det behandlede bitumen (15 g) ble oppvarmet til 100°C og tilsatt til granittfragmentene. Blandingen ble omrørt i 5 minutter for å sikre at ingen flekker forble udekket på noe fragment. De belagte fragmenter ble umiddelbart deretter anbragt i en glasskrukke, tildekket og fikk henstå i 30 minutter ved romtemperatur. Etter denne tid ble tilstrekke-lig avmineralisé^rt vann tilsatt til å dekke fragmentene til en dybde på ca. 10 'mm, og blandingen ble holdt på 40°C i 3 timer. Prosent stener belagt med bitumen ble så anslått til nærmeste 5 %. Testen ble gjentatt med bitumen som ikke var blitt varme-behandlet.

For sammenligningens skyld ble testen gjentatt under anvendelse av bitumen som inneholdt 0,12 % N-talg-alkylpropan-diamin og under anvendelse av bitumen som ikke inneholdt noe adhesj onsmiddel.

Resultatene av alle disse tester er oppsummert i tabell 2, idet tallene er prosenter av belagt areal på granittfragmentene.

EKSEMPEL 5

Til 1 kg av en blanding av C, ,-dg C-^-prim.-alkylaminer kjent som "Synprolam" 35 ved 70°C ble det tilsatt 254 g akrylnitril i et tidsrom av 3 timer. Aminblandingen omfatter tilnærmet 65-75 % C,og tilnærmet 35-25 % C, c-aminer (disse

13 lb

prosenter er beregnet på summen av langkjedede alkylgrupper) med tilnærmet 40-55 vekt% rett kjede og 60-45 vekt% 2-alkyl-forgrenet kjede hvor 2-alkylgruppen overveiende er metyl. Blandingen av aminer og akrylnitril ble holdt på 70°C i ytterligere 2 timer. Det resulterende nitril (1,25 kg) ble oppvarmet med 347 g ammoniakk og 55 g Raney-nikkelkatalysator ("Nicat" 101 levert av Joseph Crosfields and Sons Ltd) i 460 g metanol til 120°C, og trykket ble hevet til 90 atm. under anvendelse av hydrogen. Etter 5 timer ble det flytende reaksjons-produkt avkjøl-^ og analysert ved potensiometrisk titrering som 98 % alkyl-1,3-propandiamin (som molekylvekt 266).

Fire prøver av 50 g av tørkede granittfragmenter fra Mountsorrel-bruddet i Leicestershire som passerte en 3/8 ," sikt, men som ble holdt tilbake på en 1/4 " sikt,ble veid inn i fire 250 ml begerglass. 250 g destillert vann ble tilsatt til hver prøve, oc7 f ragmentene ble agitert til de var gjennomvåte. Til hver prøve ble tilsatt 4 g av bitumen-emulsjon, og prøvene ble hensatt for herding ved romtemperatur i henholdsvis 1, 2, 3 og 4 timer. Etter herding ble hver prøve hensatt i 4 timer i 10 ml destillert vann. Visuell vurdering ble foretatt av graden av bitumendekking på fragmentene.Emulsjoner som ga 100 % dekning etter 1, 2, 3 og 4 timer ble henholdsvis beskrevet som hurtig, raskt, middels og langsomt brytende.

Som i eksempel 4 ble det utført en sammenligningstest under anvendelse av N-talgalkylpropahdiamin. Resultatene er

vist i tabell 3.

Ytelsen til forbindelsen i henhold til eksempel 5 er

så god som hos talgdiaminet, men forbindelsen fra eksempel 5 har den meget-betydelige fordel, hva angår håndtering og lett-het i bruk, at den er flytende og ikke fast.

Claims (7)

1. Alkylerte diaminforbindelser,karakterisert vedat de har formelen:

hvor R^, R2, R^ og R^, som kan være like eller forskjellige, er utvalgt blant hydrogen og alkylgrupper som inneholder 8-30 karbonatomer, under den forutsetning at minst én av R^, R2, R3og R4ikke er hydrogen, og hvor p er et helt tall i området 2-12.

2. Alkylerte diaminforbindelser som angitt i krav 1,karakterisert vedat R^, R^, og R4er utvalgt blant hydrogen og alkylgrupper som inneholder 12-18 karbonatomer.

3. Alkylerte diaminforbindelser som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat p er et helt tall i området 2-6.

4. Alkylerte diaminforbindelser som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisert ved at en eller flere av substituentene R-^, R2, R^ og R^omfatter langkjedede alkylgrupper som inneholder 13 eller 15 karbonatomer, idet mengden av forgrening er i området 30-70 %.

5. • Fremgangsmåte for fremstilling av en alkylert diaminforbindelse som angirr i krav 1,karakterisert vedå omsette et eller flere aldehyder R.CHO, hvor R er R^, R2, R3og/eller R^, som definert i krav 1, med et a,u)-diamin i nærvær av en hydrogeneringskatalysator.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat R^, R2, R^og R4er som definert i hvilket som helst av kravene 2 og 4.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5 for frem stilling av en forbindelse med formel

karakterisert vedå tilsette et primært eller sekundært alkylamin til akrylnitril fulgt av hydrogenering av det resulterende nitril.