Сульфонаты диэфиров дикарбоновых кислот как поверхностно- активные вещества

Сульфонаты диэфиров дикарбоновых кислот как поверхностно- активные вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(«)732254

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 220977 (21) 2529805/23-04 (51)м. Кл.2

С 07 С 143/52

С 11 Р 1/28 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 050580. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 05.05.80 (S3) УДК 547. 269.3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Назаров, Б.A.Ãoëîâèí, Д.A.Æóêoâ и Л.С.Назарова

Тульский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института химической промышленности (71) Заявитель (54) СУЛЬФОНАТЫ ДИЭФИРОВ ДИКАРБОНОВЫХ

КИСЛОТ KAK ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

RQ0L СН(СН )„(CH) С()оа и зО Ме 509йе

Изобретение относится к синтезу новых химических соединений, конкретно, к синтезу сульфонатов диэфиров дикарбоновых кислот, обладающих поверхностно-активными свойствами.

Указанные свойства позволяют предполагать воэможность применения этих соединений в производстве синтетических моющих средств.

Известны сульфонаты диэфиров янтарной кислоты, обладакщие поверхностно-активными свойствами (1).

Однако их недостатком является испольэоваййе дефицитных малеинового ангидрида и спиртов С -С„, для их синтеза, а также многостадийность их производства.

Цель изобретения — расширение ассортимента поверхностно-активных веществ, позволяющее упростить процесс их получения за счет использования более доступных исходных веществ и сокращения количества стадий их синтеза.

Указанные свойства определяются новой химической структурой сульфонатов диэфиров дикарбоновых кислот, которая выражается общей формулой 1 где R — алкильный радикал с 3-12 атомами углерода, m — 0 или 1

n — целое число от 2 до 7, Ме— водород, щелочной или щелочноземельный металл, аммоний или группа—

NH (CH CH OH), NH (СНаСН ОН)а, ННзСН СН ОН или (С Нз) МН СНаСН ОН.

Сульфонаты диэфиров дикарбоновых кислот получают этерификацией дикарбоновых кислот спиртами с последующим сульфированием серным ангидридом.

В качестве исходных кислот можно использовать неутилизируемые отходы производства адипиновой кислоты (адипатные стоки) или кислоты, получаемые при азотнокислой перера25 ботке сланцев, а в качестве этерифицирующих агентов — спирты производства циклогексанона, кубовые остатки ректификации метанола-сырца, так называемое изобутиловое масло или спирты из неомыляемых

732254

50

55 продуктов производства синтетических жирных кислот.

Дикарбоновые кислоты, выделенные иэ адипатных стоков производства адипиновой кислоты, содержат в своем составе кислоты С4 -Сб

Спирты из производства метанола представляют собой спирты состава

С -С (преимущественно изо-строенйя С4).

Спирты из производства циклогексанола и циклогексана, так называемая спиртовая фракция цехов анана состоят иэ спиртов состава С вЂ” Сб (в основном н-амиловый спирт).

Пример 1. Получение сульфонатов диэфиров дикарбоновых кислот на основе адипатного стока и изобутилового масла .

Стадия 1. Загружают 500 г дикарбоновых кислот адипатного стока в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и прибором ДинаСтарка. В колбу добавляют 1000 г иэобутилового масла и 3-5 мл серной кислоты (или 5 r бензасульфакислоты) и при перемешивании нагревают до 120-130 С. Конденсирующиеся в приборе Дина-Старка спирты и влага отделяют. После прекращения выделения воды определяют кислотное число реакционной массы. При достижении кислотного числа 2-4 мг КОН/r в вакууме 150 мм рт.ст. отгоняют не вступившие в реакцию спирты. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры.

Стадия 2. Добавляют 1000 мл четыреххлористаго углерода и охлаждают реакционную смесь до 10-15ОC.

Заменяют нисходящий холодильник на капельную воронку. Перемешивают реакционную смесь и добавляют из капельнай воронки со скоростью 1-3 капли з секунду раствор 500 r серного ангидрида в 500 мл четыреххларистого углерода. После прибавления всего раствора серного ангидрида реакционную массу перемешивают 1015 мин при комнатной температуре, нагревают реакционную массу при 5560 С 40-60 мин. Затем в вакууме отгоняют четыреххлористый углерод и не вошедший в реакцию серный ангидрид.

Реакционную массу нейтрализуют раствором щелочи при 20-40 С и отделяют верхний слой несульфированных соединений.

Несульфированные продукты после осушки возвращают на стадию 2 процесса для получения целевого продукта.

Нейтрализованный продукт коричневого .цвета отбеливают пергидролем при 70-80 С.

Воду отгоняют в вакууме, продукт очищают от сульфата металла, аммо5

10 !

30 ния или амина перекристаллизацией из спирта.

Полученные продукты — соли сульфонатов дизфиров дикарбоновых кислот хорошо растворимы в воде, этаноле, изопропаноле, их поверхностное натяжение и выходы представлены в табл. 1.

По данным ИК-спектра дуплет в области 1740 и 1750 см свидетельствует о наличии карбонильной (С=О) связи слажноэфирнай группы, а также о наличии в веществе группировок. зо ме I

СН СООТГ и группировок CHCOOR Поглощейие в области 1050 см ",характерное для Я=О связи, свидетельствует о наличии в веществе сульфогруппы.

Пример ы 2 и 3 ° Получение сульфанатав диэфиров дикарбоновых кислот на основе спиртов цехов анана и получение сульфонатов диэфиров дикарбановых кислот на основе кислот переработки сланца и изабутилавага масла .

Получение проводят в условиях примера 1, но вместо указанных в примере продуктов и их количеств, берут исходные вещества и количества, приведенные в табл. 1.

Характеристика продуктов и выходы сульфанатав диэфирав карбоновых кислот представлены в табл. 2.

Пример ы 4 — 12. Получение сульфанатов дибутиловага, диизобутилавага, диамилавага,дигексилавага, дициклагексилавага, дигептилаваго, диактилавога и динониловаго эфиров адипиновой кислоты и диамилавога и дигексилового эфиров себацинавай кислоты.

Синтез проводят в условиях примера 1. Количество исходных продуктов, взятых в реакцию, характеристики целевых продуктов и их выходы представлены в табл.3.

Элементный анализ содержания серы в сульфонате диамилаваго эфира адипиновой кислоты показал (по

Эшку) — 10, 04 а

Найдено: для С ь Н,О БИа — 8,25%, 13,05%.

Таким образом, данные элементного анализа свидетельствуют, что продукт представляет смесь натриевых солей моно- и дисульфанатов диамнлового эфира адипиновой кислоты.

Пример 13, Получение сульфонатов диоктиладипата.

Помещают 400 r диоктиладипата в колбу, снабженную мешалкой, барботероМ.и термометром, и добавляют в течение 75 мин 156 г серного ангицрида в виде 7% газовой смеси при

732254

Ы(СН СН ОН)з, НН СН СН ОН, (С Н )NCH СН ОН

Таблица 1

1. Адипатный сток произ . Изобутиловое водства капролактама 500 масло производства метанола 1000 500

Спирты цехов

500 анона производства капролактама

2. Адипатный сток производства капролактама

3000 500 . Изобутиловое масло производства капролактама

3, Кислоты переработки сланца

700

1000 500

1000 500

500 Амнловый спирт

4. Адипиновая кислота энергичном перемещивании реакционной смеси. Поддерживают температуру реакционной смеси не выае 40 С.

По окончании прибавления серного ангидрида реакционную смесь выдерживают 45 мин при 60-65 C. . Глубина превращения определяется объемным титрованием щелочью и весовым определением не вступившего в реакцию диоктиладипата.

Нейтрализуют отдельные порции реакционной массы различными основаниями NaOHt КОН, Ва(ОН}я, Са(ОН)

КН40Н, Mg (ОН), NH (СН

Свойства полученных продуктоВ представлены в табл. 2.

Как видно из представленных в таблице данных,.полученные сульфснаты диэфиров дикарбоновых кислот вызывают значительное снижение voверхности натяжения воды (до 23 дн/см);, что свидетельствует об их высоких поверхностно-активных свойствах.

732254

СЧ СЧ СЧ СЧ

an а а а 3« О

СЧ 4сс О С Ъ

an

СО с

С«Ъ -4

an а с ь

° 4

° Ф СЧ с с

С«Ъ Ф

4 а

О, ) О\ 10

Ю с

Ul 1О

«3««Ф (Ч ОЪ с с

CO. С а

СЪ Л с а о

С«Ъ «3«

С0 СЧ с с

СЧ an 3 а с

Г«Ъ

«3« Ф CO

C3«С0 с с

С«Ъ СЧ

СО в а ю а с с с с

cO cO Оъ аО а а ю съ

0Ъ aO «.4 СЧ с с с

10 Ф CO СО

С«Ъ «Ф с с

«Ф «3«

1О О с с

СО «3

«3 «Ф

4 С Ъ с с а с ъ

00 Саа

an «3« с с гЧ 4

° 4

Ю (Ч

СЧ 10 с с -4 Ю

Л 4 а СО Ч)

Ь СЧ 4 O с с с с

ЧР «О CO СО

an

43 «

«

Ю СЧ

«3 Ф

СЧ ю-4 СЧ с с а г«3 «3 чф «3«тф ° 4 С«) С«Ъ «-4

« с с с ь 3 3 4 3 сч сч а

an сч сч с«4 сч сч сч сч

Ю с ао с0

СЧ С«Ъ

СЧ «3« с с о

СЧ СЧ

С0 3

\ с

С«Ъ С Ъ

С Ч «Ф с с

CO 4

С«Ъ С«Ъ б х

z м

С«Ъ

СЧ С Ъ ° 4 г ф

X g о

С4

Ю

ы

Х й 4

Х Х о с4 в

Q м м

X о

ы

Ю

О 1 е4

Ю

gJ «V

С«

444 х

732254

34,1

38,2

100

46,5

100

52,6

100

100

71,3

47

102

44,0

100

33,5

37,2

233

85,0

56,3

130

54,5

58,0

77

25,5

24,0

62,4

68,5

25,2

1?,6

29,0

48,0

84,3

222

57,2

27,3

16,8

64,5

53,5

23,0

30,4

23,6

98,0

38 1

28 0

12

45,5 60

24,7

3 Сульфонат диизобутилового эфира адипиновой кислоты

4 Сульфонат дибутилового эфира адипиновой кислоты

5 Сульфонат диамилового эфира адипиновой кислоты

6 Сульфонат дигексилового эфира адипиновой кислоты

7 Сульфонат дициклогексилового эфира адипиновой кислоты

Сульфонат дигептилового эфира адипиновой кислоты

Сульфонат диоктилового эфира адипиновой кислоты

Сульфонат динонилового эфира адипиновой кислоты

Сульфонат диамиловогр эфира себациновой кислоты

Сульфонат дигексилового эфира себациновой кислоты

Таблица 3

-г— од це- Поверхог ду

12

Формула изобретения

Составитель Т.Левашова

Редактор Н.Горват Техред Ж.Кастелевич Корректор И,демчик

Заказ 1533/2 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент ., г.ужгород, ул.Проектная,4

Сульфонаты диэфиров дикарбоновых кислот общей формулы 1

R000 QH(QP )„(Н) (gag, з 4е ЖзМе

5 где R — - алкильный радикал с 3-12 атомами углерода, m. — О или 1, n — целое числр от 2 до 7, Me - водоt0 род, щелочной или щелочноземельный металл., аммоний или группа—

NH (CH CH OH)3 МН (СНйСНйОН

NH СН СН OH илн (С Н ) NHCH СН OH

5 2 Ф 2 как поверхностно-активные вещества.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ануфриев Е.К., Резников И.Г.

Поверхностно-активные производные сульфоянтарной кислоты. M.,ЦНМИТЭ, Нефтехим, 1969.