SU679575A1 - Производные -ацил- -бис ( -оксиэтил)-этилендиамина в качестве амфотерных поверхностноактивных веществ и способ их получени - Google Patents

Description

ацетатом натри  в водно-щелочной среде при мольном соотношении исходных I продуктов соответственно 1:2:2 и при температуре 70-95°С. Реакционную воду на прот жении всей длительности синтеза отгон ют.

Использование инертного газа (азота , аргона), подаваемого под поверхность жидкой фазы реакционной массы с указанной скоростью, приводит к более полному и интенсивному уносу реакционной воды, а также к уменьшению смолообразных примесей и соединений диамидного характера. Кроме того, инертный газ при подаче его под.поверхность реакционной смеси при пониженном давлении выполн ет роль перемешивакмцего устройства.

Выход целевого продукта 98,2%, содержание его 95,5% содержание смолообразных примесей и примесей диамидного характера не превышает 4,5%,

Пример 1,В трехгорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную термометром , капилл ром дл  подачи инертного газа, насадкой Клайзена с термометром , холодильником Либиха и приемником , загружают 148 г (1 г. моль) кубового остатка и 137,7 (0,8 г моль) каприновой кислоты. Включают обогрев , нагрева  смесь до ВО-ЮО С, Подают ток аргона (азота) со скоростью 1,0-1,5 на 1 м реакционной смеси (0,28-0,49 л/ч) и подключают вакуумный насос, создава  в системе разр жение, равное 80 мм рт.ст. Реакционную смесь выдерживают при 120-1ЗО С в течение 2 ч. В последуюдие 3-4 ч повышают температуру реакционной массы до 135-140с, а остаточное давление понижают до 1012 мм рт,ст. Реакционную воду на прот жении всего синтеза полупродукта от гон ют и конденсируют в приемник. По окончании реакции получают 241,5 г (0,786 ) М-капринил-Н,К-бис- ((5-оксиэтил)-этилендиамина с 98,2%-ным выходом в пересчете на загруженную кислоту и с содержанием целевого продукта 95,4%,

Полученный полупродукт (амидоамин) перенос т в 1,5-литровую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильНИКОМ и делительной воронкой, нагреBajOT до и при перемешивании приливают 703 г 30%-ного водного раствора монохлорацетата натри  (1,5712 г.моль CICH2 COONa), приготовленного путем нейтрализации водного раствора монохлоруксусной кислоты 27%-ным раствором щелочи при температуре меньше ,.

Затем к реакционной смеси при работающей мешалке и в течение 0,5 ч добавл ют 196,2 г 32%-ного водного раствора едкого натра (1,5712 г-моль). После этого температуру реакционной массы в колбе повышают до 90-95°С и смесь выдерживают

при посто нном перемешивании в течение 2 ч.

По окончании реакции получают

1140,5 г 40%-ного водного раствора амидобетаина каприновой кислоты формулы I, где R-CqH, практически с количественным выходом. Продукт представл ет собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета, хорошо растворимую в воде, спирте и других пол рных растворител х, обладает хорошей пенообразующей способностью и субстантивностью по отношению к поверхност м .

Пример 2. В реактор, снабженный рубашкой дл  высокотемпературного теплоносител , пр мым холодильником , термометром, мешалкой и барботером дл  инертного газа (азот),, и соединенный через приемник дл  реакционной воды с вакуумным насосом, загружают 40 кг.кубового остатка, 0,27 кг-моль в пересчете на (р-оксиэтил)-этилендиамина, и 40 кг синтетических жирных кислот фракции мол.вес. 184,4. Включают мешалку , обогрев, и в услови х, приведенных в примере 1, провод т синтез полупродукта - г мидоамина: Ы-гщил-Ы ,Ы-бис- (.-.сиэтил) -этилендиамина,

По окончании реакции получают 70 кг амидоамина (0,212 кг.моль) с выходом 98,2% в пересчете На загруженную КИСЛОТУ и содержанием его в образце 95,5%, Он представл ет собой в зкую подвижную прозрачную массу коричневого цвета.

Полученный полупродукт перенос т в реактор, снабженный паровой рубашкой , термопарой, мешалкой и.дозирующим устройством.

При 70 с и перемешивании к нему добавл ют 49,5 кг (0,424 кгмоль) монохлорацетата натри , растворенного в 63,3 кг воды, и в течение 0,51 ч дозируют 53 кг 32%-ного водного раствора едкого натра (0,424 кгМоль NaOH). Затем повышают температуру реакционной массы до 90-95 С и выдерживают смесь при посто нном перемешивании в течение 2ч,

По окончании реакции получают 235 кг 40%-ного водного раствора амидобетаина с 99%-ным выходом. Его физико-химические свойства даны ниже,

Амидоамин фракции N-ацил N N-бис- (|3-оксиэтил) -этилендиамин, хорюшо растворим в жесткой воде, устойчив к действию кислот и щелочей, обладает антйстатичными свойствами, хорошей пенообразукнцёй и моющей способностью , не токсичен и не оказывает раздражающего действи  на кожу, Внешний вид - желеобразна  масса вишневого цвета.

Средний молекул рный

вес330-310

Температура кипени ,

с158,5

Плотность d , г/см 1,015 зу , г/см 0,992 В зкость при 60 С// , сП .55,74

Теплоемкость

Ст.О, дж/кг. град 2003,8 Коэффициент объемного расширени  при 60°С 0,00058 Температура застывани , С+ 13 Давление насыщенных паров при , мм.рт.ст.0,0043 Дмидобетаин фракции (тованый продукт).

Внешний вид - в зка  прозрачна  жидкость вишневого цвета с содержанием NaCI до 13,5% и воды до 46,5%. Температура кипени .

105,3

-203 1,17

Плотность d 4 / г/см

В зкость при 24°С//,

сП344,21

Теплоемкость,

дж/кг.град1644,1

Коэффициент объемного

.расширени  при 0,0001

Температура застывани ,

С-12

Показатель водородных

ионов 1%-ного раствора -7,8

Поверхностное нат жение

ДИН/см27,5

ККМ, г/л . 0,3

, мг/кг живого

веса5000

Раствор етс  в воде, этиловом спирте, W-бутиловом спирте, серном эфире; не раствор етс  в циклогекоане , четыреххлористом углероде, толуоле , гексане.

Дл  установлени  структурной формулы новых амфотерных ПАВ амидобетаины упаривают на вод ной бане, зате обрабатывают этиловым спиртом дл  отделени  от NaCT и упаривают на вод ной бане до исчезновени  спиртового запаха. Полученные продукты представл ют собой в зкие вещества струтурной формулы I.

Структурна  формула соединений определена с помощью УФ- и МК-спектроскопии . Молекул рный вес 508-510. Максимумы полос поглощени  728, 1468, 1405, 2865, 2940, 2967 см св заны с деформационными и валентными колебани ми (С-Н) св зи в метиненовых и метильных радикалах.

Полосы поглощени  с максимумам 1131, 1162 полосы поглощени  1125, 1172 см относ тс  к колебани м (C-N) св зи в аминах.

Ярко выраженный максимум полос при 1570 см и 1645 обусловлен 5 колебанием (N-Н) и группы и () св зи в амидах.

О наличии (ОН) группы в молекулах амидоамина и амидобетаина свидетельствует размытый максимум полосы поглощени  при 3290-3295 см и средней интенсивности полоса поглощени  с мaкcи yмoм 1080

В ИК-спектре амидобетаина по вл етс  средней интенсивности полоса 5 1743 см , по-видимому относ ща с  к валентным колебани м () в эфирах .

Увеличиваетс  полоса 1413 см и 0 исчезает полоса деформационных колебаний (N-H) группы в амидах при 1570 см . Это говорит о том, Н-св ,зи у атомов азота все замещены и в молекуле нет св зи (N-H) . 5 По вл юща с  полоса поглощени  с максимумом 920 см, часто встречающа с  в ИК-спектрах солей карбоновых кислот, и максимум полосы при 1609 см веро тно обусловлены колебани ми ассоциированной карбоксиметильной группы. Максимум поглощени  при 1613 см относитс  к валентным колебани м (C-N) группы имидазолинового кольца.

в ультрафиолетовой области колебани  этой группы про вл ютс  при 230 НМ.

Отсутствие максимума поглощени  при 230 НМ (УФ-спектр амидобетаина)

свидетельствует о пр молинейной структуре этого вещества. Следовательно, полоса поглощени  с максимумом при 1609 на ИК-спектре амидобетаина обусловлена колебани ми не (C-N)

группы имидазолинового кольца, а колебани ми ассоциированной карбоксиметильной группы.

Новые соединени  формулы I про вл ют поверхностную активность и могут быть использованы в бытовой химии .

Некоторые физико-химические свойства новых амфотерных приведены в табл. 1.

Таблица

Высота столба пены по методу Росс-Майлса (при конц. 2,5 г/л), мм вначале через 5 мин Устойчивость пены рН 1%-ного водного раствора Токсикологические свойства Более 5000 ЛДд.5 в М/КГ Растворимость Вода, Спир Агрегатное состо ние Жидкость светлокоричневог цвета

Как видно из табл. 1, соединени  формулы 1, полученные на различных алифатических кислотах, обладают хорошей пенообразующей способностью и хорошей растворимостью в воде, спиртах и других пол рных растворител х. И по своим качественным показател м

ость вного

190-200 чале 165-170

0,88 9,5-8,7 ри6 ,1-5,9

Устойчив Устойчив Не мутнеет

они все могут быть использованы в производстве пеномоющих средств и шампуней,

В табл. 2 приведены некоторые физико-химические свойства известных циклимидов и новых соединеНИИ - амиггг)П« т миА Р.--Г .

амидобетаина

Таблица 2

190-195 160-165

0,86 0,5-9,0

6,2-5,8 .

Устойчив Устойчив Не мутнеет Более 5000 Более 5000 Вода, Спирт Вода, Спирт, Эфир Жидкость Жидкость вишневого светложелтого цвета цвета