Соли n-ацил-n @ ,n @ -дикарбоксиметил, n @ -этилсукцинат- этилендиаминогидроксида в качестве смачивателей, диспергаторов и пенообразователей для моющих средств

Соли n-ацил-n @ ,n @ -дикарбоксиметил, n @ -этилсукцинат- этилендиаминогидроксида в качестве смачивателей, диспергаторов и пенообразователей для моющих средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в качестве диспергаторов, смачивателей и пенообразователей для моющих средств. Сущность изобретения: продукт: соли N-ацеил- М ,М -дикарбоксиметил, N -этилсукцинатэтилендиаминогидроксида формулы: RCONHCH2CH2N(CH2COONa)2C H2CH2OC(0)CH2CH(S03Na) где R - Сэ-Сп-алкил ипи Cif-алкенил. Выходы 96-97%. Реагент 1: N-ацил. N -оксиэтилсукцинатэтилендиамин. Реагент 2: монохлорацетат натрия. Реагент 3: щелочь. Условия реакции: мольное соотношение 1:2:2, температура 60-65°С. 1 табл. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897665/04 (22) 16.11.90 (46) 07.11.92. Бюл. N. 41 (71) Тульский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института химической промышленности (72) Г.П.Палей, Б.С.Коломиец, Т.И.Калинина, Е.Н.Смирнова и О.И.Арсирий (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1668355, кл. С 07 С 309/18, 1989.

2. С,Файнгольд и др. Химия анионных и амфолитных азотсодержащих поверхностно-активных веществ. Таллинн "Валгус", (1984), с.112, 3. Авторское свидетельство СССР й. 924043, кл. С 07 0 233/08, С 11 0 1/26, (1982).

4. Б.С.Коломиец и др. Дециклизация имидазолинового кольца 1,2-замещенных имидазолинов и структура амфотерных ПАВ на их основе, А(ПХ 1 1 М 12, 2758 (1978).

5. А.С.Басов, Л.И.Бавика и др. "Промышленность товаров бытовой химии" М 1 (1974), с.6.

Изобретение относится к новым химическим соединениям конкретно к солям Nа цил-N,,N -ди ка рб о к си метил, N -этилсукцинатэтилендиаминогидроксида формулы СН2СООНа

RC0NHCH СН,N

СН2СООИа

-CH2CH20ÑÑH СНСООЫа

0 0 Иа OH где R — алкил Cg-С1т или алкенил Cly

Такие вещества, являясь поверхностноактивными веществами а лфолитного типа, „„, Ж „„1773907 А1 (я)л С 07 С 309/18; С 11 О 3/34 (54) СОЛИ N-АЦИЛ-N,N -ДИКАРБОКСИМЕТИЛ, N -ЭТИЛСУКЦИНАТЭТИЛЕНДИАМИНОГИДРОКСИДА . В КАЧЕСТВЕ

СМАЧИВАТЕЛЕЙ,ДИСПЕР ATOPOB И ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ МОЮЩИХ

СРЕДСТВ (57) Использование: в качестве диспергаторов, смачивателей и пенообразователей для моющих средств. Сущность изобретения: продукт: соли N-ацеилN, N -ди ка рбоксиметил, N --этилсукцинатэ. тилендиаминогидрок:сида формулы: (ЯСОМ НСН2СН2й (СН2СООйа}2С

Н2СН2ОС(О)СН2СН(ЯОзйа)СООМа)ОН, где

R — Cg-С17-алкил или С1т-алкенил. Выходы

96-97, Реагент 1; N-ацил. N -оксиэтилсукцинатэтилендиамин. Реагент 2: монохлора- ф цетат натрия. Реагент 3: щелочь. Условия реакции: мольное соотношение 1;2:2, температура 60-65ОС. 1 табл. могут быть использованы в качестве смачивателей диспергаторов и пенообразователей в средствах для стирки тканей в жесткой воде.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемым веществам являются соли N-ацил-карбоксиметил, N -гидроксиэтил, N -сульфоэтилэтилендиаминохлорида (амфосульфол) общей формулы

СН2СООМ

C0N HCH2CH2N — CH2CH20t- Cl (l l)

СН2СН20$0зм

30 причем в водной среде имидазолиновый к цикл гидролизуется и конечный продукт имеет линейную структуру (4), - 45 Пример 1. В реакционную колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой, термометром, загружают 48,2 r (0,1 е моль) N-нонил, N -оксиэтилсукцинатэтилендиамина в виде 54,7%-ного водного раство50 ра и нагревают до температуры 50-55 С, затем приливают 23,3 г (0,2 моль) монохлорацетата натрия в виде 32%-ного водного с раствора и 8 г (0,2 моль) едкого натра в виде

40%-ного водного раствора. Смесь переме55 шивают при 60-65 С до достижения теоретического значения ионов хлора в реакционной массе (теор, 3,96, найдено

3,83). По окончании реакции получают 180,9

r водного раствора ПАВ с содержанием основного вещества 35,6% (теоретич. 36,5%)

В ыход 97,5%. 2С СН2СООН1а+ 2ПсхОИ где R — алкил С1о, С11, С12, Cu ««a«a»

С17, M — Na npu R =- С1о, С12, С1з и С1т или К при R.= С11, Такие соединения получаются в результате алкилирования 1-оксиэтил-2-алкил-2имидазолина (монохлоруксусной кислотой и солью Р -хлорэтилсульфата в щелочной среде с раскрытием имидаэолинового кольца.

Вещества указанной выше структуры II под условным названием "амфосульфол". применяют как поверхностно-активные вещества для моющих средств (1).

Благодаря наличию амидной группы в молекуле амфосульфол обладает мягким действием на кожу человека.

Основным недостатком амфосульфола является низкая диспергирующая способность по отношению к кальциевым мылам и низкая смачивающая способность тканей. В силу этого моющие средства на основе амфосульфола должны дополнительно содержать специальные добавки — смачиватели и диспергаторы кальциевых мыл. Кроме того, амфосульфол обладает хорошей пенообразующей способностью (210/185 мм при

С = 3 г/л) только при фиксированной длине алкильного радикала, а именно Сд. Увеличение или снижение длины алкильного радикала амфосульфола до С1з и С1 резко снижает пенообразующую способность продукта соответственно до 135/120 .и

186/172 мм. Дальнейшее увеличение длины алкильного радикала до С18 приводит к еще более резкому падению пенообразующей способности вплоть до 55/45 мм, Целью изобретения является создание нового поверхностно-активного вещества— сукцинатсодержащего аналога амфосульфола, обладающего высокой диспергирук> щей способностью rIo отношению кальциевым мылам и смачивающей способ ностью, а также более высокой пенообразу ющей способностью.

Поставленная цель достигается соеди нениями формулы i, техническое названи которых амфосукцид. Амфосукцид — амфо литное сукцинатсодержащие ПАВ, Предложенные вещества получают пу тем последовательного взаимодействия N ацил, Й -оксиэтилсукцинатэтилендиамина монохлорацетатом натрия в щелочной сре де по уравнению реакции

РСОПНСН2СН2ННСН2СН2ОС СН2СНСН2СООМа .I. ц

О ЬОРа

СН,СООПа - I

- RCONHCH2CH2N- CH2CH2 O CCH2CHCOONg

2 2 и 2

СН2СООМа О SO Na

ОН+- 2Пас + Н2О

Отличительной особенностью и преимуществом предлагаемых соединений является наличие сукцинатной группы (O=C-CH2CH(SOaNa) COONa) e молекуле, которая обеспечивает диспергирующую и смачивающую способность. Наличие в молекуле связи С-N-,Ñ наряду со сложноэфирной связью придает ПАВ пенообразующую способность; Кроме того, наличие сукцинатной группы в молекуле придает ему такое важное свойство, как снижение раздражающего действия на кожу и слизистые других видов ПАВ, что особенно ценно при использовании продукта, в рецептурах имеющих непосредственный контакт с кожей человека (2), Для лучшего понимания изобретения приведены следующие примеры получения амфосукцидов.

НеобхоДимый для реакции N-ацил, N оксиэтилсукцинатэтилендиамин получали по известной методике (3)путем взаимодействия 1-оксиэтил-2-алкил-2-имидазолина с малеиновым ангидридом и сульфитом натрия в водной среде, CH=CI-I, l

35 СН2СН20Н+СО C0+NQ SO 2

R, 2 3

, 0"1НСН,СН2 СН2С OCCH CHC00

2 ц 2

О ЯОРа

1773907

50 r полученного продукта высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 70 С и вакууме 15-20 мм рт.ст. до постоянной массы после перекристаллизации из этанола получают 7,3 г белого твердого порошка.

Найдено, $: N 4,33; S 5,03; С 40,3; Н

5,51.

Вычислено, (,: N 4,24; S 4,85; С 40,0; Н

5,45.

C22H35O13N2S1Na4

Мол.масса 660.

ИК-спектр очищенного продукта имеет следующие полосы поглощения:

1640 см — поглощение амидной группы, 1180 и 1745 см — колебания сложноэфирной группы;

3200-3400 см — широкая полоса колебаний гидроксильной группы;

1060 и 1215 см — колебания сульфогруппы;

1415 и 1610 см — колебания ионизированной карбоксильной группы.

Пример 2. В системе и условиях примера 1 из 51,0 г(0,1 моль) N-лаурил,N оксиэтилсукцинатэтилендиамина в виде

56,1 -ного раствора, 23,3 г (0,2 моль) монохлорацетата натрия в виде 32 -ного водного раствора, 8 г (0,2 моль) едкого натра в виде 40 -ного водного раствора получают

183,7 r водного раствора ПАВ с содержанием основного вещества 35,5 . Теоретически 37,4 . Выход 97 6 . Очистка аналогична примеру 1.

Для очищенного продукта;

Найдено, : N 4,17; S 4,71; С 41,92; Н

5,87.

Вычислено, : N 4,07; S 4,65; С 41,86; Н

5,81.

C24H4o013S1N2Nan

Мол.масса 688.

ИК-спектр, см-1: 1640; 1180 и 1745;

3200-3400; 1060 и 1215; 1415 и 1610, Пример 3, В системе и условиях примера 1 из 52,4 г(0,1 моль) N-тридецил,N оксиэтилсукцинатэтилендиамина в виде

568 -ного водного раствора, 23,3 г (0,2 моль) монохлорацетата натрия в виде 32 ного водного, 8 r (0,2 моль) едкого натра в виде 40 -ного водного раствора получают

185,1 г водного раствора ПАВ с содержанием основного вещества 35,9 (теоретически 37,9 ). Выход 94,77;, Очистку проводили а н алогично и римеру "°

Для очищенного продукта:

Найдено, : и 4,07; S 4,66; С 42,9; Н 6,15.

Вычислено, : N 3,99; $4,56; С 42,7; Н

5,98.

C25H42013N2S1Na4

Мол.масса 702.

ИК-спектр см-1: 1640; 1180 и 1745; 32005 3400; 1060 и 1215; 1415 и 1610.

Пример 4. В системе и условиях примера 1 из 55,2 г (0,1 моль) N-пентадекан,N -оксиэтилсукцинатэтилендиамина в виде 58,0%-ного водного раствора, 23,3 r

10 (0,2 моль) монохлорацетата натрия в виде

32 -ного водного раствора 8 г (0,2 моль) едкого натра в виде 407.-ного водного рас твора получают 187,9 г водного раствора

ПАВ с содержанием основного вещества

15 37,6 . Теоретически 38,87ь, Выход 96,9) .

Очистку проводили аналогично примеру 1.

Для очищенного протукта:

Найдено, $:.N 3,91; S 4,46; С 44,43; Н

20 6,35.

Вычислено, . И 3,83; S 4,38; С44,38; Н

6,30.

C27H45013N2S1Na4

Мол.масса 730..

25 ИК-спектр, см: 1640; 1180 и 1745; 32003400; 1060 и1215; 1415 и 1610.

Пример 5. В системе и условиях примера 1 из 59,4 г (0,1 моль) N-стеарил,N оксиэтилсукцинатэтилендиамина в виде

30 59,8 -ного водного раствора, 23,3 r (0,2 моль) монохлорацетата натрия в виде 32оьного водного раствора, 8 г (0,2 моль) едкого натра в виде 40 -ного водного раствора получают 192,1 г водного раствора ПАВ с

35 содержанием основного вещества 38,67; (теоретически 40,2 ). Выход 96,0 .

Очистку продукта проводили аналогично примеру 1.

Для очищенного продукта:

40 Найдено, : N 3,7; $4,29; С 46,71; Н

6,79.

Вычислено, : N 3,63; S 4,15; С 43,63; Н

6,73, С3о Н51О 13N2N a4S1

45 Мол,масса 772.

И К-спектр, см: 1640; 1180 и 1745; 32002400; 1060 и 1215; 1415 и 1610, Пример 6. В системе и условиях примера 1 из 59,2 г (0,1 моль) N-олеил,N -ок50 сиэтилсукцинатэтилендиамин в виде 59,7 ного водного раствора, 23,3 r(0,,2 моль) монохлорацетата натрия в виде 32о -ного водного раствора, 8 г (0,2 моль) едкого натра в виде 40 -ного водного раствора получают

55 191,9 r водного раствора ПАВ с содержанием основного вещества 38,7 (теоретически

40,17,). Выход 96,5%, Очистку продукта проводили аналогично примеру 1, Для очищенного продукта:

1773907

Найдено, ф,: N 3,71; S.4,29; С 46,92; Н

6,56.

Вычислено, $: и 3,64; S 4,15: С 46,75; Н

6,49.

СзоН5оО 1зйг$1йа4

Мол.масса 770.

ИК-спектр, см : 1640; 1180 и 1745; 32003400; 1060 и 1215; 1415 и 1610.

Физико-химические и коллоидные свойства полученных соединений представлены в таблице.

Из таблицы видно,. что предлагаемые новые амфотерные ПАВ обладают более высокой диспергирующей способностью по отношению к кальциевым мылам, более высокой смачивающей и пенообразующей способностью.

Моющую способность синтезированных ПАВ оценивали по результатам стирки образцов стандартно-загрязненной хлопчатобумажной ткани при 50 С и жесткости воды 15 нем. Моющую способность выражали в процентах по отношению к стандартному

ПА — лаурилсульфату натрия, Поверхностное натяжение определяли по методу Ребиндера.

Пенообразующую способность по РоссМайлсу, смачивающую способность и диспергирующую способность и определяли по известным методам.

Устойчивость к солям жесткости определена по методике (5).

Как видно из таблицы, синтезированные соединения формулы значительно превосходят по смачивающей и диспергирующей способностям, имеют более высокую пенообразующую способность. Таким образом предлагаемые ПАВ структуры 1 могут

5 найти применение e,êà÷åñòâå диспергаторов и смачивателей в воде любой жесткости, а также как пенообразователи в составе пеномоющих средств.

Синтезированные ПАВ относятся к

10 классу малотоксичных, благодаря раскрытому имидазолиновому циклу и наличию сукцинатной группы, могут применяться в товарах бытовой химии, имеющих контакт с кожей человека.

15 Полученные соединения не имеют температуры плавления, т.к. выше 170 С они начинают разлагаться.

+ снгсооно. ясоинсн сн и снгсоома

-снгсн оссн снсоома щ о so на

30 где R — Сд-С17-алкил или С1т-алкенил, в качестве смачивателей, диспергаторов и пенообразователей для моющих средств

Формула изобретения

20 Соли N-ацил,N,N -дикарбоксиметилФзтилсукцинатзтилендиаминогидроксида общей формулы

1773907

Коллоидно-хинические свойства синтезированных ПА0 форнулы и анфосульфола

Устойчи" вость к солян

СначиваюПенообразуюв!ая способность,нн

npi; 0=2,5 г/л

Янфосукцид на кислотах

С=О,52

R8CTKOCTH баллы

75 5

22

215 190

»О

22

230 210

235 215

19

20 г38

Пентадекановая

29,6 75

22

18

22

32,1

32,0

Стеариновая

Олеиновая

Анфосульфол на лаурии>вой кислоте

46 !04

210 185

26 37

100

30,9

Янфосульфол на тридециловой кислоте 135 120

32,8 100

4,5

1?2 (Студень) Лаурилсульфит натрия

100

Пенообразуюцая способность анфосупьфола определена при концентрации 3 гlл

Составитель Т. Власова

Редактор В. Никольская Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Л. Ливринц

Заказ 3906 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, (Лосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5

ПрОИЗВОдСтВЕННО-ИядатЕПЬСКИй КОМбИНат иПатЕНт", Г. УжГОрОд. уЛ.ГаГарИНа. 101

Каприновая

Лауриновая

Тридециповая

200 175

190 160

190 165

31,6

29,4

28,6

Диспергируюцая способность,ь юая способность, С=0,54, с

28

38

Кокщая способность (в Ф) при С =

= 0,25ь

132

136

136

Цветнос ь нг 1е на

100 снт, ед, Растворичост ь в воде, ь при

- 5ос