Способ получения поверхностно-активного вещества

Способ получения поверхностно-активного вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

АЗ< БР ЕТ E Н ".:.:;

1п 517586

Соме Советских

Социалистических

Ресвуол tK

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 06.12.72 (21) 1854675/23-4 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 09.07.7б (5-.::) „1хл, - С 07С 10ЙЗО

С 11D 1/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изаоретений н открытий (53) „ДК 661.185(88.8) Н. Г. Морозов, В. T Скляр, И. А. Макаров, Ю. М. Во и О. И. Герасимова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕHИЯ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к способам получения поверхностно-активных веществ типа алкилсульфамидкарбоновых кислот.

Известно, что при конденсации алкилсульфохлорида со свободными аминокислотами, например с аминоуксусной кислотой, получаются соли алкилсульф мидкарбоновой, в частности алкилсульфамидуксусной кислоты

RSOgNHCHgCOOH. Однако, получение свободных аминокислот гидролизом белковых веществ сопряжено с рядом трудностей, а именно: имеет место значительная потеря аминогрупп (деаминирование); требуется значительное время для завершения реакции.

Известен способ получения алкилсульфамидуксусной кислоты, натриевая соль которой является эмульгатором минеральных масел и обладает высокими противокоррозионными свойствами, благодаря чему этот продукт рекомендован в качестве ценного компонента смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых в различных процессах обработки металлов. Способ заключается в последовательной обработке алкилсульфохлорида BMMHBком и монохлоруксусной кислотой по схеме

RSO,Cl + 2NH, - RSO,NH, + NH,C1

RSO,NH, + С1СН,COOH+ 2NaOH- RSO,NHCH,COONa+ NaC1.

Недостатком этого способа является сложность технологии и дефицитность монохлоруксусной кислоты.

Наиболее простым является способ получе5 ния указанного типа поверхностно-активного вещества путем взаимодействия алкилсульфохлоридов и белкового гидролизата в щелочной среде.

Считалось, что сульфохлориды могут реаги10 ровать только с аминогруппами полипептпдов белкового гидролизата, поэтому для синтеза исходные компоненты берут в таких соотношениях, чтобы на одну сульфохлоридную группу приходилась одна аминогруппа полипеп15 тидов белкового гидролизата. На практике это составляет 5,5 вес, ч. белкового гидролизата на 1 вес. ч, алкилсульфохлорида, Полученное этим способом поверхностно-активное вещество, так называемый «сульфопон», является

20 сильно гидрофильным продуктом. Сульфопон хорошо растворим в воде и выпускается в виде

50% -ного водного раствора. Высушенный сульфопон не растворяется в минеральных маслах и не эмульгирует их. Кроме того, сульфопон содержит до 5% трудноудаляемых минеральных загрязнений (хлориды и сульфаты натрия и магния), которые вызывают коррозию металлов. По этим причинам сульфопон не может быть использован в качестве эмуль517586 гатора минеральных масел в производстве смазочно-охлаждающих технических средств для обработки металлов, С целью придания конечному продукту маслорастворимости предлагают исходные компоненты брать в количествах, обеспечивающих отношение хлора сульфохлоридного к азоту белкового гидролизата, равным 2,3 — 3,5, и реакцию вести в присутствии синтетических жирных кислот С вЂ” С или водорастворимого спирта.

Процесс получения эмульгаторов осуществляется следующим образом, Вначале реакцию ведут, как в случае получения сульфопона, т, е. с постепенным повышением температуры от 50 до 60 — 65 С и постоянной дозировкой щелочи для поддержания рН 7 — 8. Через 1,5 ч вязкость реакционной массы начинает заметно возрастать. В момомент нарастания вязкости к реакционной массе добавляют синтетические жирные кислоты С вЂ” Сг, в количестве из расчета 1 г CSKK на 1 г белкового гидролизата или водорастворимый спирт, преимущественно этиловый в количестве, обеспечивающем лишь снижение вязкости реакционной массы. Передозировка сппрта может привести к ухудшению качества готового продукта. CSKK (С вЂ” Ce) можно добавлять и одновременно с загрузкой сырья.

При таких условиях проведения процесса реакция заканчивается в течение4 — 7ч, в реакцию вступает практически весь азот белкового гидролизата и в готовых продуктах отношение серы к азоту составляет 2 — 3 (по весу), Получающиеся в результате реакции соли алкилсульфамидкарбоновых кислот очищают от хлористого натрия или выделяют в виде соответствующих кислот известными способами. Кислоты затем переводят в соли щелочных металлов или алканоламинов.

Используемые в качестве сырья белковые гидролизаты могут быть приготовлены из белков как животного (отходы кожевенной, мясной промышленности, производства желатины), так и микробиологического (синтез белка на основе нефтяных парафинов) происхождения.

Пример 1. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и термометром загружают 15 r белкового гидролизата, полученного гидролизом хромовой стружки, с содержанием азота

7,65 вес. /О, добавляют 15мл CSKK (С вЂ” Св) и необходимое количество 20 /о-ного раствора щелочи для их нейтрализации. Нагревают до

50 С и при этой температуре добавляют 100г сульфомассы с содержанием хлора сульфохлоридного 4 вес. о/О. Сульфомасса, получаемая сульфохлорированием парафина, содержит кроме алкилсульфохлорида до 65О/о непрореагировавшего парафина. Отношение хлора сульфохлоридного к азоту белкового гидролизата, обозначенное для дальнейших сокращений через «m», составляет 3,4.

Реакцию проводят при 60 — 65 С в течение

4 ч; рН реакционной среды поддерживают в пределах 7 — 8, добавляя периодически раствор

20 — 40О/о-ной щелочи. За окончанием реакции следят по прекращению падения рН реакционной массы в течение 0,5 ч.

По окончании реакции реакционную массу переносят в делительную воронку. После отстоя нижний водный слой, содержащий натриевые соли алкилсульфамидкарбоновых кислот и СЖК (С вЂ” Сг) отделяют от масляного слоя (парафина) . Последний дважды промывают 20 мл 50 /о-ного водного этилового спирта и водноспиртовые вытяжки присоединяют к водному слою.

Затем от водного слоя отгоняют этиловый спирт и частично воду. Полученный продукт обрабатывают 10 /О -ным раствором серной кислоты до PH 4 — 5, Освободившиеся сульфамидкарбоновые и синтетические жирные кислоты (С вЂ” Сб) образуют вязкий масляный слой. Добавляют 75 мл CSKK (С вЂ” С ) или предпочтительно 50 мл диизопропилового эфира. Масляный слой отделяют в делительной воронке от водного, многократно промывают дистиллированной водой. Экстрагенты отгоняют: диизопропиловый эфир при атмосферном давлении, C5KK (C> — Сб) — под вакуумом. Получают 35 г алкилсульфамидкарбоновых кислот с содер?канием серы S =6,97 /о, азота N=2,52O/o, S/N=2,76, Кислотное число мгКОН г

Пример 2. Загружают 20 г белкового гидролизата 15 мл СУКК (С вЂ” Сб) и 100 r сульфомассы; m=2,35, Получение и выделение продукта проводят так же, как и в примере 1.

Получают 40 г продукта, содержащего, /О. серы 6,0, азота 2,35, S/N=2,56. Кислотное мгКОН

Пример 3, Загружают 20 r белкового гидролизата и 100 r сульфомассы (m=2,35). Реакцию ведут до заметного увеличения вязкости реакционной массы (1,5 ч), затем добавляют постепенно (следя за вязкостью) этиловый спирт (15 мл). Реакция заканчивается через 6 ч.

Из водного слоя отгоняют спирт и воду, обезвоживают получившуюся смесь натриевых солей алкилсульфамидкарбоновых кислот и хлористого натрия азеотропной отгонкой с изопропиловым спиртом.

Полученную твердую массу обрабатывают

100 мл смеси бензина «галоша» и изопропилового спирта, взятых в весовом соотношении 1: 1, осадок хлористого натрия отделяют центрифугированием или фильтрованием.

Растворители отгоняют на глицериновой бане.

Получают 45 r натриевой соли алкилсульфамидкарбоновых кислот, содержащей, О/о.

S 6,02, N 2,95. S/N=2,04.

Пример 4. Загружают 42 г белкового гидролизата (содержание азота 3,13 /О), получен517586

Формула изобретения

Составитель Л. Русанова

Редактор Л. Новожилова Техред 3 Тараненко Корректор Н. Аук

Заказ !455 11 Изд. № 1402 Тираж 554 Под шсиос

ЦЬ1ИИГ!И Государств:и. ого комите;а Соис;à М;шистров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, и1и Сапунова, 2

5 ного гидролизом синтетического белка (белок получен биосинтезом на основе нефтяного парафина) и 100 г сульфомассы (m=3). Опыт проводят в тех же условиях и по той же схеме, что и в примере 3.

Получают 42 г натриевой соли алкилсульфамидкарбоновых кислот, содержащей, %.

$6,83, N 2,29, $/U=3.

Пример 5. 2,5 г натриевых солей алкилсульфамидкарбоновых кислот, полученных в соответствии с примером 3, растворяют при нагревании в 2,5 г минерального масла ИС-20.

Затем готовят 5% -ную эмульсию «масло-вода» через гель. Получают эмульсию молочного цвета, в которой в течение суток расслоения и образования «сливок» не наблюдалось, т. е. эмульсия устойчива по ГОСТ 6243-64.

Пример 6. Так же, какописановпримере

5, готовят 5 -ную эмульсию из продукта примера 4. Полученная эмульсия устойчива по

ГОСТ 6243-64. ,Пример 7. 2,2 г алкилсульфамидкарбоновых кислот, полученных в соответствии с примером 2, растворяют при нагревании в 2,7 r масла ИС-20, нейтрализуют при 70 С 40%-ным раствором щелочи и готовят 5/о-ную эмульсию. Полученная эмульсия устойчива по

ГОСТ 6243-64.

Для иллюстрации эффективности полученных по предлагаемому способу эмульгаторов ниже приводим также примеры приготовления эмульсий из эмульсолов, в которых соли сульфамидкарбоновых кислот применяются в сочетании с неионогенными эмульгаторами.

Пример 8. 2 г продукта, полученного в соответствии с примером 4, и 0,5 г ОП-4(полиоксиэтилированный алкилфенол) растворяют при нагревании в 2,5 г минерального масла ИС-20, добавляют 0,5 мл дистиллированной воды и хорошо перемешивают.,Получают прозрачный, стабильный, легкоподвижный эмульсол, на основе которого готовят устойчивую эмульсию молочного цвета.

П р и мер 9. Эмульсол готовят так же, как и описано в примере 8, но в качестве неионо5 генного эмульгатора вместо ОП-4 применяют оксиэтилированные 3 моль окиси этилена высшие спирты Сд — С о. Получают стабильный, легкоподвижный эмульсол, а из него — тонкодисперсную очень устойчивую эмульсию.

10 П р и мер 10. 2 г продукта примера 4,2 г триэтаполампновой соли алкилсульфамидкарбоновых кислот, полученных согласно примеру

3, 0,15 г ОП-4 и 0,6 r оксиэтилированного спирта, охарактеризованного в примере 9, ра15 створяют при нагревании в 2,5 г минерального масла ИС-20, добавляют небольшое количество воды для получения эмульсола. В результате разбавления эмульсола водой до 5%-ной концентрации получают полупрозрачную очень

20 устойчивую эмульсию коричневого цвета.

Таким образом, получаемые по предлагаемому способу продукты являются хорошпмп эмульгаторами минеральных масел в воде, а сам способ характеризуется значительным уп25 рощегп1ем технологии и удешевлением процесса производства.

30 Способ получения поверхностно-активного вещества путем взаимодействия алкилсульфохлоридов и белкового гидролизата в щелочной среде, отличающийся тем, что, с целью придания конечному продукту масло35 растворимости, исходные компоненты берут в количествах, обеспечива!ощих отношение х lnpa сульфохлоридного к азоту белкового гидролизат",, равным по весу 2,3 — 3,5, и реакцию ведут в присутствии синтетических жир40 Hbix кислот Св — Св или водоРаствоРпмого спирта.