PL115527B2 - Process for manufacturing novel,surface-active derivatives of 2-alkyl-5,5-di/hydroxymethyl/-1,3-dioxanes - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest, sposób wytwarzania nowydi powierzchniowo-aktywnych pochodnych 2-alki- lo-5,5-dwu/hydroksymetylo/-l,3-dioksanów o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza atom wodoru,prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony podstawnik weglowodorowy zawierajacy 1—19 atomów wegla.Pochodne te odznaczaja sie aktywnoscia powierzchniowa i dzieki temu znajduja zastosowanie jako srodki piora¬ ce, myjace, czyszczace, zwilzajace, dyspergujace, emulgujace, pieniace itp. srodki powierzchniowo-czynne.Z opisów patentowych: (RFN nr 1543671 i Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3909460 i nr 3948953) znane sa niejonowe zwiazki powierzchniowo czynne, otrzymane z pochodnych 2-alkilo-4-hydroksymetylo/ -1,3-dioksolanów lub 2-alkilo-5-hydroksy- 1,3-dioksanów, uzytych jako pólprodukty hydrofobowe. Hydrofoby te uzyskuje sie najczesciej w wyniku reakcji dlugolancuchowych aldehydów lub ketonów z gliceryna. Gecha charakterystyczna tego typu zwiazków"powierzchniowo czynnydi jest to, iz bedac pochodnymi cyklicznych acetali, latwo ulegaja hydrolizie w roztworach kwasnydi.Znane sa z publikacji E.Berlow, R.RBarth, J.E.Snow — „ThePentaerythritols", Reinhold Publishing Corp.New York 1958, str. 142—180 pochodne 2-alkiio-5,5-dwu-/hydroksymetylo/- 1,3-dioksanu. Zwiazki te naleza do grupy cyklicznych acetali i mozna je otrzymac w znanej reakcji aldehydów alifatycznych i pentaerytrytu, lub tez innymi znanymi sposobami Zwiazki te o wzorze 2 nie byly jednak stosowane dotad do syntezy niejonowych zwiazków powierzchniowo czynnych. Ze zwiazków tych mozna otrzymac pochodne odznaczajace sie aktywno¬ scia powierzchniowa, a ich wodne roztwory wykazuja szereg typowych wlasnosci uzytkowych.Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania nowych pochodnych 2-alkilo-5,5-dwu- /hydroksymetylo/-l ,3-dio- ksanów, o wzorze 1, w którym R oznacza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasyco¬ ny podstawnik weglowodorowy, zawierajacy 1—19 atomów wegla, x oznacza liczbe 1—19, ay oznacza liczbe 19—1 tak, aby suma x + y = m zawierala sie w przedziale 2 < m < 20.Istota wynalazku polega na tym,ze pochodne 2-alkilo-5,5-dwu-/hydroksymetyio/ -1,3-dioksanu o wzorze 2, w którym R oznacza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony podstawnik weglowodorowy, zawierajacy 1—19 atomów wegla, indywidualne lub w mieszaninie pochodnydi homologicz-2 115 527 nych, poddaje sie reakcji z tlenkiem etylenu, pizy czym stosunek molowy zwiazku o wzoize 2 do tlenku etylenu wynosi 1:2 — 1:20, a reakcje prowadzi sie w obecnosci ogólnie znanych katalizatorów reakcji oksyetylenowania, w temperaturze podwyzszonej i ewentualnie pod zwiekszonym cisnieniem.Zasadniczymi korzysciami technicznymi, wynikajacymi z zastosowania sposobu wytwarzania nowych pochodnych 1,3-dioksanów o wzoize 1 wedlug wynalazku sa: latwa dostepnosc wyjsciowych surowców, tj. l-alkilo-5,5-dwu-/hydroksymetylo/ -1,3-dioksanów, latwosc pizeprowadzenia syntezy nowych ich pochodnych w reakcji addycji tlenku etylenu, brak produktów odpadowych reakcji oksyetylenowania oraz latwosc oczyszcza¬ nia produktów koncowych. Otrzymane produkty maja dobra rozpuszczalnosc w wodzie oraz trwalosc w obojet¬ nym lub zasadowym srodowisku wodnym, zas ulegaja stosunkowo latwo hydrolizie w srodowisku kwasnym, co pozwala na ich chemiczna degradacje na produkty nieszkodliwe dla naturalnego srodowiska wodnego.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladach wytwarzania nowych pochodnych 2-alkilo-5,5-dwu/- hydroksymetylo/-1,3-dioksanów oraz na rysunku, na którym schemat 1 przedstawia reakcje 2-alkilo-5,5-dwu- /hydroksymetylo/-l,3-dioksanów z tlenkiem etylenu. Wzór 1 przedstawia oksyletylenowane 2-alkilo-5,5-dwu- /hydroksymetylo/-l,3-dioksany.Wzór 2 przedstawia 2-alkilo-5,5-dwu-/hydroksymetylo/-l ,3-dioksany.Przyklad I. Do okraglodennej kolby, zaopatrzonej w mieszadlo, termometr, chlodnice zwrotna z zabezpieczeniem wodnym i belkotke do wprowadzenia tlenku etylenu, wprowadza sie 2,04xl0"2kg (0,1 mola) 2-butylo-5,5-dwu- /hydroksymetylo/-l,3-dioksanu. Po stopieniu substancji i uruchomieniu mieszadla wprowadza sie 4,6x10"4kg (0,02 mola) Na w postaci metanolami sodu. Po calkowitym odparowaniu metanolu i osiagnieciu temperatury 393 K, aparature przedmuchuje sie azotem, a nastepnie wprowadza sie przez belkotke 3,08xl0~2kg (0,7 mola) gazowego tlenku etylenu i prowadzi reakcje w temperaturze 393—403 K. Po calkowi¬ tym przylaczeniu tlenku etylenu produkt chlodzi sie do temperatury pokojowej, uzyskujac produkt dobrze rozpuszczalny w wodzie.W razie potrzeby z produktu usuwa sie katalizator przez wprowadzenie do niego przy ciaglym mieszaniu 5,72xl0"3kg zywicy jonowymiennej w formie wodorowej np. typu Wofatit-37. Mieszanine ogrzewa sie w tempe¬ raturze 353 K, az do uzyskania wartosci pH = 7. Po odsaczeniu zywicy uzyskuje sie okolo 5,12xl0~2kg produk- 293 293 tu o nastepujacych wlasnosciach: d = 1,1095, n = 1,4684, Mn = 560,76, Loh = 200,09.Przyklad II. Do kolby, jak w przykladzie I, wprowadza sie 2,46xl0"2kg (0,1 mola) 2-/l-etylopen- tylo/-5,5-dwu -/hydroksymetylo/-l,3-dioksanu, a po jego stopieniu i uruchomieniu mieszadla wprowadza sie 4,6xl0~4kg (0,02 mola) Na w postaci metanolami sodu. Po calkowitym odparowaniu metanolu i osiagnieciu temperatury 393 K, aparature przedmuchuje sie azotem, a nastepnie wprowadza przez belkotke 4,4xl0"2kg (1 mola) gazowego tlenku etylenu i prowadzi reakcje w temperaturze 393-403 K. Po calkowitym przylaczeniu tlenku etylenu produkt chlodzi sie do temperatury pokojowej, uzyskujac zwiazek dobrze rozpuszczalny w wo¬ dzie.W razie potrzeby z produktu usuwa sie katalizator przez wprowadzanie do niego, przy ciaglym mieszaniu 5,72x10"3kg zywicy jonowymiennej w formie wodorowej np. typu Wofatit-37. Mieszanine ogrzewa sie przy temperaturze 353 K, az do uzyskania pH = 7. Po odsaczeniu zywicy uzyskuje sie okolo 6,86xl0"2kg produktu 293 293 o nastepujacych wlasnosciach: d = 1,066, Mn = 736,80,n = 1,4670, Loh = 157,8.Przyklad III. Do kolby, jak w przykladzie I, wprowadza sie 2,46xl0"2kg (0,1 mola) 2-heptylo-5,5- dwu- /hydroksymetylo/-l,3-dioksanu. Po jego stopieniu i uruchomieniu mieszadla wprowadza sie 4,6xl0"4kg (0,02 mola) Na w postaci metanolami sodu. Po calkowitym odprowadzeniu metanolu i osiagnieciu temperatury 393 K, aparature przedmuchuje sie azotem, a nastepnie wprowadza sie przez belkotke 5,72xl0"2kg (1,3 mola) gazowego tlenku etylenu i prowadzi reakcje w temperaturze 393-403 K. Po calkowitym przylaczeniu tlenku etylenu produkt chlodzi sie do temperatury pokojowej uzyskujac zwiazek dobrze rozpuszczalny w wodzie.W razie potrzeby z produktu usuwa sie katalizator, jak w przykladach I i II, i uzyskuje sie okolo 293 293 8,18xl0"2kg produktu o nastepujacych wlasnosciach: d =1,1923, Mn = 840,00, n =1,4696, LOH = 137,93.Przyklad IV. Do kolby, jak w przykladzie I, wprowadza sie 3,84xl0"2kg (0,1 mola) 2-/heptadec-9- en/- 5,5-dwu-/hydroksymetylo/ -1,3-dioksanu, po czym stapia sie go i uruchamia mieszadlo. Nastepnie wprowa¬ dza sie 4,6x10"4kg (0,02 mola) Na w postaci metanolami sodu, a nastepnie odparowuje sie wprowadzony metanol, podnoszac jednoczesnie temperature do 393 K i przedmuchujac aparature azotem. Z kolei wprowadza115527 3 sie pizez belkotke 8,8x10"2kg (2 mole) gazowego tlenku etylenu i prowadzi reakcje w temperaturze 393—403 K. Po calkowitym przylaczeniu tlenku etylenu postepuje sie, jak w przykladach I—III i uzyskuje sie okolo 12,62xl0~2kg produktu, stanowiacego pastowata mase o nastepujacych wlasnosciach: Mn = 1302,0; LOH = 97,6.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania nowych, powierzchniowo aktywnych pochodnych 2-alkilo- 5,5-dwu-/hydroksymetylo- /-1,3-dioksanów o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony, podstawnik weglowodorowy zawierajacy 1—19 atomów wegla, x oznacza liczbe 1—19, a y oznacza liczbe 19—1 tak, aby suma x + y = m zawierala sie w przedziale 2 < m < 20, znamienny tym, ze 2-alkilo-5,5- dwu-/hydroksymetylo/-l,3-dioksany, oznaczone ogólnym wzorem 2, w którym R ozna¬ cza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony podstawnik weglowodorowy zawie¬ rajacy 1—19 atomów wegla, indywidualnie lub w mieszaninie homologów, poddaje sie reakcji z tlenkiem etylenu, przy stosunku molowym zwiazku o wzorze 2 do tlenku etylenu, wynoszacym 1:2—1:20, a reakcje prowadzi sie w obecnosci ogólnie znanych katalizatorów oksyetylenowania, w temperaturze podwyzszonej i ewentualnie pod zwiekszonym cisnieniem. 0-H2C CH20(CH2CH20)xH R-C-H C \ / \ 0-H2C CH OfCH^O) H m=x+y Wzór 1. 0-HX CH,0H R-C-H C \ / \ 0-H2C CH20H Wzór 2.115 527 O rUC CrLOH u r—ru • / 2 \ / 2 • "»(H2CVCH2l :-H c - ^ / \ kot. 0 H C CH OH Schemat 1. 0-H.C CHLOtCH-CH-O) H f \/ * :H A 0-H2C CH20(CH2CK20} H Pzac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Ona 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania nowych, powierzchniowo aktywnych pochodnych 2-alkilo- 5,5-dwu-/hydroksymetylo- /-1,3-dioksanów o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony, podstawnik weglowodorowy zawierajacy 1—19 atomów wegla, x oznacza liczbe 1—19, a y oznacza liczbe 19—1 tak, aby suma x + y = m zawierala sie w przedziale 2 < m < 20, znamienny tym, ze 2-alkilo-5,5- dwu-/hydroksymetylo/-l,3-dioksany, oznaczone ogólnym wzorem 2, w którym R ozna¬ cza atom wodoru, prosty lub rozgaleziony, nasycony wzglednie nienasycony podstawnik weglowodorowy zawie¬ rajacy 1—19 atomów wegla, indywidualnie lub w mieszaninie homologów, poddaje sie reakcji z tlenkiem etylenu, przy stosunku molowym zwiazku o wzorze 2 do tlenku etylenu, wynoszacym 1:2—1:20, a reakcje prowadzi sie w obecnosci ogólnie znanych katalizatorów oksyetylenowania, w temperaturze podwyzszonej i ewentualnie pod zwiekszonym cisnieniem. 0-H2C CH20(CH2CH20)xH R-C-H C \ / \ 0-H2C CH OfCH^O) H m=x+y Wzór 1. 0-HX CH,0H R-C-H C \ / \ 0-H2C CH20H Wzór 2.115 527 O rUC CrLOH u r—ru • / 2 \ / 2 • "»(H2CVCH2l :-H c - ^ / \ kot. 0 H C CH OH Schemat

1. 0-H.C CHLOtCH-CH-O) H f \/ * :H A 0-H2C CH20(CH2CK20} H Pzac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Ona 45 zl PL