SU1154282A1 - Способ получени алкилфосфорных поверхностно-активных веществ - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛФОСФОРНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ с использованием фосфорного ангидрида , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии процесса, улучшени  качества и повышени  моющего действи  целевых продуктов , C,Q-C|4 -алкилбензолы подвергают взаимодействию с сульфирующим агентом при их мол рном сротношении Т:

Description

1

00

Изобретение относитс  к химии фос форорганических соединений, а именно к новому способу получени  алкилфосфорных поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые наход т применение в качестве, составл ющих компонентов моющих композиций бытового и технического назначений, диспергаторов и эмульгаторов.

Известен способ получени  алкилфосфорных ПАВ взаимодействием спиртов , R которые предварительно добавлены гидразины, с фосфорным ангидридом при 60-70° С l .

Недостаток этого способа состоит в том, что в продуктах реакции нар ду с целевыми ПАВ присутствуют токсичные гидразины, которые трудно отделить от целевого продукта, ; Известен также способ получени  алкилфосфорных ПАВ путем загрузки в реактор инертного органического растворител , добавлени  к нему при интенсивном перемешивании фосфорного ангидрида и спиртов при нагревании до 110°С 2 .

Недостатком данного способа  вл етс  то, что после получени  ПАВ из целевого продукта необходимо регенерировать инертный растворитель.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  алкилфосфорных ПАВ, заключающийс  в том, что спирты подвергают взаимодействию с фосфорным ангидридом в среде алкилфосфатов в присутствии уксусного ангидрида, вз того в количестве 0,5-1,5 мас,% от массы спиртов, при 30-35 С с последующей нейтрализацией полученного продукта триэтаноламином при 80-90 С 3J .

Недостатки известного способа - сложность технологии процесса, св занна  с необходимостью использовани  уксусного ангидрида, который  вл етс  дефицитным, токсичным и взрывоопасным веществом; протекание побочной реакции этерификации, привод щей к образованию сложных эфиро уксусной кислоты, не растворимых в воде; наличие в целевых продуктах ацетатов триэтаноламина, не  вл ющихс  ПАВ; светло-коричнева  окраска целевых продуктов и их недостаточно высокое моющее действие.

Целью изобретени ,  вл етс  упрощение технологии процесса, улучшени

качества и повышение моющего действи  целевых продуктов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  алкилфосфорных ПАВ Сц, -С | -алкилбензолы подвергают взаимодействию с сульфирующим агентом при их мол рном соотношении 1:(1-2) и поддержании температуры ЗЗ-бЗ С в течение

0 0,02-40 мин, образующиес  алкилбензолсульфокислоты смешивают с высшими жирными спиртами при их мол рное соотношении (1-6):1 и температуре 23-60 С, полученную смесь обрабаты5 вают фосфорным ангидридом при мол рном соотношении спиртов и фосфорного ангидрида (1-3):(1-2,1) в течение 20-110 мин при поддержании температуры 50-70 С и образующийс  продукт

0 нейтрализуют моноэтаноламином, триэтаноламином или водным раствором едкого натра.

Пример 1.В объемный реактор снабженный мешалкой, рубашкой, термо5 метром, патрубками дп  ввода реагентов помещают при линейные алкилбензолы , содержащие в боковой цепи от 10 до 14 атомов углерода, молекул рной массы 240 в количестве 48 г

0 (0,2 г-моль). Через вводный патрубок к алкилбензолам непрерывно при интен сивном перемешивании и температуре 40 С, котора  поднимаетс  за счет тепла реакции, прибавл ют 39,2 г (0,4 г-моль) серной кислоты. Реакцию

5 осуществл ют в течение 20 мин. Мол рное соотношение серна  кислота:алкилбензолы составл ет 2:1, К полученной реакционной массе прибавл ют при 40 С и перемешивании 10,7 г

0 ( 0,03 г-моль) высших жирных спиртов фракции C|(j-C2o с гидроксильным числом 262 мг К0{1,/г средней молекул рной массы 214, Мол рное соотношение ал5 килбензолсульфокислоты: спирты составл ет 4:1, К полученной массе при, перемешивании и 40с в течение 1 мин прибавл ют 10,89 г (0,0767 гмоль ) фосфорного ангидрида. Мол р0 ное соотношение фосфорный ангидрид: органическое сырье составл ет 1:3.26 Реакционную смесь перемешивают при в течение 40 мин и получают 108,79 г продукта. Полученный кислый продукт нейтрализуют 13%-ным водным

5 раствором едкого натра, получают пасту белого цвета, котора  содержит 30,6% анионных ПАВ, Выход анионных ПАВ составл ет 97,1% по отношению к вз тому органическому сырью. Пример 2. В услови х приме ра 1 получают 87,2 г реакционной массы путем взаимодействи  алкилбен золов и серной кислоты. К реакционной смеси прибавл ют при 35 С и пер мешивании 21,4 г (0,1 г-моль) высши спиртов (по примеру 1). Мол рное соотношение алкилбензолсульфокислоты:спирты составл ет 2:1. К получен ной смеси при и перемешивании в течение 5 мин прибавл ют 13,25 г (0,0934 г-моль) фосфорного ангидрида . Мол рное соотношение фосфорный ангидрид: органическое сырье состав л ет 1:3,2.. Реакционную смесь перем шивают при 50 С в течение 60 мин и получают 121,85 г продукта, который нейтрализуют водным раствором е кого натра, получа  пасту белого цвета с содержанием 32% анионных ПА Выход анионных ПАВ составл ет 98,8% по отношению к вз тому органическому сырью. Бельш нейтрализованный продукт направл ют на получение син тетических моющих средств по примеру 1 . Пример 3. В объемный реактор снабженный турбинной мешалкой, рубашкой, термометром, патрубками ввода и вывода газа, помещают при 20С линейные алкилбензолы, содержа щие в боковой цепи от 10 до 14 атомов углерода, молекул рной массы 240 в количестве 48 г (0,2 г-моль). Через барботажное устройство к алкилбензолам непрерывно при интенсив ном перемешивании и 60 С прибавл ют 16 г (0,2 г-моль) серного ангидрида разбавленного сухим воздухом до 7% по объему. Мол рное соотношение алкилбензолы: серный ангидрид составл ет 1:1. Расход воздуха 3 л/мин. Реакцию осуществл ют в течение 20 мин. Получают 64 г реакционной смеси, содержащей 94% (0,188 г-моль) поверхностно-активных алкилбензол- сульфокислот. Полученный продукт направл ют в другой объемный реак- тор, снабженный мешалкой, рубашкой, термометром, к которому через загру зочньп патрубок при перемешивании и прибавл ют 35 г (0,188 г-моль додецилового спирта (молекул рна  масса 186), получа  99 г смеси. Мол рное соотношение алкилбензолсульфокислота: додециловьй спирт со тавл ет 1:1. К полученной смеси при посто нном интенсивном перемешивании через загрузочный патрубок непрерывно в течение 20 мин прибавл ют 53 г (0,376 г-моль) фосфорного ангидрида, поддержива  температуру 60 С, кото .ра  поднимаетс  за счет теплового эффекта реакции. Мол рное соотношение додециловьв спирт: фосфорный ангидрид равно 1:2. Послезавершени  прибавлени  фосфорного ангидрида реакционную смесь перемешивают 10 мин и получают 152 г продукта, содержащего 95% 1ИВ. Часть продукта (76 г) нейтрализуют до рН 7 водны -: раствором едкого натра и получают 280,6 г пасты, содержащей 33,2% ПЛВ. Вторую часть (76 г) нейтрализуют триэтаноламином и получают 113,3 г продукта, содержащего 96,5% ПАВ. Натриевые и триэтаноламиновые соли направл ют на применение дл  получени  моющих средств бытового и технического назначени . Пример 4. В услови х примера 3 при мол рном отношении алкилбензолы: серный ангидрид, равном 1:1,1, получают в течение 40 мин при 50 С 65 г реакционной смеси, содержащей 98,4% (0,2 ,г-моль) поверхностно-активных алкилбензолсульфокислот . Полученный продукт в услови х примера 3 направл ют в другой объемньй реактор и при перемешивании и 60 С прибавл ют к нему 8,91 г (0,033 г-моль) октадецилового спирта (молекул рна  масса 270), получа  73,91 1 смеси. Мол рное соотношение алкилбензолсульфокислоты: октадеци- ловый спирт равно 6:1. К полученной смеси при интенсивном перемешивании и 70°С непрерывно ввод т 7,1 г (0,0495 г-моль) фосфорного ангидрида в течение 10 мин. Мол рное соотношение фосфорный ангидрид: октадецнповьй спирт 1,5:1. После прибавпени  фосфорного ангидрида реакционную смесь перемешивают 10 мин и получают 81,01 г продукта, содержащего 98%-ПАВ. Нейтрализацией продукта водным раствором едкого натра получают пасту с содержанием ПАВ, равным 42,2%. Продукт далее направл ют дл  получени  синтетических моющих средств. Пример 5. В услови х примера 4 алкилбензолы обрабатывают серным ангидридом, а к 65 г полученной смеси прибавл ют 7,06 г (0,033 г-моль) высших спиртов фракции С,- -С,, молекул рного веса 21, получа  72,06 г новой смеси. Мол рное соотношение алкилбензолсульфокислоты: спирты равно 6:1, К полученной смеси при пе ремешивании и прибавл ют 1,56 г (0,011 г-моль) фосфорного ангидрида в течение 1 мин. Мол рное соотношение фосфорный ангидрид:спирты равно 1:3. После прибавлени  фосфорного ангидрида реакционную смесь перемеши вают 30 мин при 60 С и получают 73,62 г продукта, которьй после нейтрализации моиоэтаноламином содержит 98,7% анионных ПАВ, Пример 6. В услови х примера 3 в реактор загружают 49,2 г (0,2 )алкилбензолов молекул рной массы 246„ В этот же реактор непрерьгоно поддют 16,8 г (0,2 г-моль ) серного ангидрида, разбавленн го воздухом до 6% по объему. Расход воздуха составл ет 2,45 При мол рном cooTHoiuenHH алкилбензольг. серный ангидрид 1:1,05 получают в течение 30 мин при 55 С 66 г реакци онной смэси, содержащей 96% (0,194 г--мол7-) поверхностно-активны алкилбензолсульфоккслот, Палученную реакционную смесь направл ют в другой реактор, в котором при перемеакт вании и 25°С добавл ют 11,8 г (0,0486 г-моль) гексадецилового cnsi fa (молекул рна  масса 242) , получа 77,8 г смеси. Мол рное соотношение алкилбензолсульфокислоты: гексадеци™ ловый спирт составл ет 4:1. к полученной смеси при интенсивном перемешивании непрерывно прибавл ют в течение 10 мин 13,8 г (0,097 г-моль фосфорного ангидрида. Мол рное соот ношение фосфорный ангидрид- спирт составл ет 2,1:1. Температуру реакц поддерживают . Затем после прибавлени  фосфорного ангидрида реакционную смесь перемашивают 100 мин при 50°С и получа 1Т продукт, содержащий 96% ПАВо После нейтрализации 9,5%-ным воднь м раствором едкого натра до рН 7 получают пасту, включающую 39,5% поверхностно-актизпюго продукта. Продукт направл ют дл  получени  синтетических моюшдх средств. Пример 7. В пленочный реак тор, снабженный охлаждающей py6aiiJкой , представл ющий собой трубу с ниутренним диаметром 5 мм и длиной 800 мм через вводнь Й патрубок, расположенный по центру от реакционной зоны, lienpepMfjHO ввод т сульфирующий агент - сместэ воздуха и газообразного серного ангидрида Расход воздуха составл ет 6,2 л/мин. Расход сер) ного ангидрида составл ет 1,67 г/мин (0,0208 моль/мин). Концентраци  серного ангидрида в газовоздутиной смеси равна 7 об.%. Одновременно через другой патрубок ввод т а.-шилбанзолы средней молекул рнсй массы 240 с расходом 5 г/мин (0,0208 моль/мин). Мол рное соотношение аг килбензолы: серзый ангипг д составл ет 1:1, Тем1 ературу сул-фировани  в этом реакторе поддерживают в среднем по длине реактора 54 С, врем  контактировани  0,6 с. Выход щие газовую и жидкую фазы на 1равл ют в объемньш реактор интенсивного перемешивани , в котором завершаетс  взаимодействие .серного ангидрида и алкилбензолов при времени пребывании 10 мин и 65 С. В течение 10 мин получают 66 5 7 г регКЩЮниой смеси, содержащей 94.8% (О,197 г-моли п о в с рхн о с ТКО-- актив пьх ajn ил бе и з ол- . ульфокисло,;. которые направл ют в следующий объемный реактор интенсивного переметливани . В зтот же реактор при ггеремешизанин и прибавл ют г (0,046 г-моль) высших первичных жирных спиртов фракции с гидроксильным числом 24. мг.КОН/1-J средней молекул рной MHCcbs 230, Мол рное соотношение алкш1бензолсу1;ьфокислоты: с пираты соет  вл ет 4,3:1, Получают 77,3 г смеси . к которой при интенсивном переке111ир;л ии прибавл ют в течение 10 мин при 12,6 г (0,089 г-моль) фосфорь :го йнгидрида. Мол рное соотношенпе фосфорньй, ангидрид: спирт составл ет i,93:1. Реакционную смесь перомешиг . ают еще 60 мин и получают про...укт, содер.капщй 95,4% ПАВ, котор; ,|;м нейтрализуют водным 8,5%-ным раст вором едкого натри  до рИ 7. Продукт, содержрлцмй 35,8% ПЛВ, направл ют дл  полу-/ен;;  сиыгетических моющих средств Сра1;1й :иг результатов, полученных согласно пр длагаемоь.у способу и известчому , )7редст зле 1о в таблице, H:i пс-пуче:-5ных  лкнлфосфориых ПАВ готод г мою::;ее средство состана. мас,%: ПАВ (к:) )5асчет  на 1()()%-ное вещество) 15; синтамид-5 (ТУ 6-02640-71 ) 3; триполифосфат натри  (ГОСТ 13493-68) 4; карбоксиметилцеллюлоза (в расчете на 100%-ное вещество) 1,2; стекло натриевое жидкое (ГОСТ 13079-67) 3 (в расчете на SiOj); перборат натри  (МРТУ 6-09-25-65) 15; трилон В (ТУ 601634-71 ) 0,3; отдушка (ТУ 18-16-70) О,1; вода до 100. Моющее действие полученного состава на хлопчатобумажной ткани опре дел ют на Лаундерометре согласно известной методике в сравнении с эталоном - лаурилсульфатом натри | (4J Данные по испытанию представлены в таблице. Предлагаемый способ позвол ет упростить технологию процесса за сч исключени  применени  токсичного и взрывоопасного уксусного ангидрида , в результате чего устран етс  протекание побочной реакции образовани  сложных эфиров уксусной кислоты , не  вл ющихс  ПАВ, за счет добавлени  фосфорного ангидрида к смеси спирты алкилбензолсульфокислоты , в результате чего исключаетс  осаждение фосфорного ангидрида благодар  диспергирующей способности алкилбензолсульфокислот. Предлагаемый способ позвол ет улучшить качество целевых продуктов, а именно получать продукты белого цвета вместо, светло-коричневых по известному способу , а также повысить .их моющее действие от 61 до 78-120%.

о

CNl

CN

о

ГО О

tN

О

О ГО

LOО

гочО

II

ОО

NCNI

со in

1Л

00 ON

C3

го

го

ОLOЮ

LTlLO

III

ОСО

С- МCNI

го т- C3

- с

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛФОСФОРНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ с использованием фосфорного ангид рида, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, улучшения качества и повышения моющего действия целевых продуктов, С₍₀-С|4 -алкилбензолы подвергают взаимодействию с сульфирующим агентом при их молярном сротношении 1:(1-2) и поддержании температуры 35-65°С в течение 0,02-40 мин, образующиеся алкилбёнзолсульфокислоты смешивают с высшими жирными спиртами при их молярном соотношении (1-6):1 и температуре 25-60 С, полученную смесь обрабатывают фрсфорным ангидридом при молярном соотношении спиртов и фосфорного ангидрида (1-3):(1-2,1) в течение 20-110 мин при поддержании температуры 50-70 С И образующийся продукт нейтрализуют моноэтаноламином, триэтаноламином или водным раствором едкого натра.

   Q1 ьэ 00 ьо >