Мононатриевые соли диэфиров сульфо-малеиновой кислоты kak поверхностно- активные вещества

Мононатриевые соли диэфиров сульфо-малеиновой кислоты kak поверхностно- активные вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсиюгк

Социалистичесиик

Республик (iii 833954 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (5 l ) M. Кл.

С 07 С 143/16

С 11 О 3/34 (22) Заявлено 11.03.79 (21) 2737750/23-04

1 с присоединением заявки № с (23) Приоритет—

Гесударетвеиный квиитат

СССР.

По йМам изебретеикй и еткрытий (53) УД К 547.425..5 (088.8) Опубликовано 30.05.81, . Бюллетень ¹20

Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

С. А. Панаева, И, И. Гермашева, А. И. Смирнова, Г. А. Тембер и Г. М. Гаевой (71) Заявитель (54) МОНОНАТРИЕВЫЕ СОЛИ ДИЗФИРОВ СУЛЬФОМАЛЕИНОВОЙ .

КИСЛОТЫ КАК ПОВЕРХНОСТНΠ— АКТИВНЫЕ

ВЕШЕСТВА (Т) 5

Изобретение относится к новым. химическим соединением, а именно к мононатриевым солям диэфиров сульфомалеиновой кислоты общей формулы (1) .

R00CC = CHC00R

80э Na где R — алкил с 10 — 16 атомами углерода, обладающим высокой поверхностной активностью.

Указанные свойства позволяют предполагать возможность применения их в качестве актив- 1о ной основы в моющих композициях.

Известны динатриевые соли моноэфиров сульфомалеиновой кислоты, проявляющие поверхностно-активные свойства (1).

Однако эти вещества обладают относительно 1 невысокой поверхностной активностью. Кроме того, относительно большие значения критической ко)щентрации мицеллообразования (ККМ), требуют повышенного содержания указанных соединений в составе моющих композиций для достижения необходимого эффекта.

Цель изобретения — синтез новых поверхностно-активных соединений (ПАВ) иэ класса эфиров сульфомалеиновой кислоты, которые бы обладали высокой поверхностной активностью и одновременно невысоким значением

ККМ.

Поставленная цель достигается новыми химическими натриевыми солями, диэфиров сульфомалеиновой кислоты, структура которых выражается общей формулой (r).

Новые соединения получают взаимодействием сульфомалеинового ангидрида с соответствующим жирным спиртом, взятыми в соотношении

1:2, в толуоле при 80 — 120 С с последующей нейтрализацией полученного продукта водным раствором едкого патра.

Пример 1. !. Получение децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

Впятигорлуюколбу, емкостью 3 л, снабженную термометром, двумя дозирующими, устройствами прямым холодильником, мешалкой загружают 1 моль (158 28 г) децилового спирта и растворяют в пятикратном количестве толуола. B установке создают вакуум при помощи водоструйного насоса. Затем при 80 С при-, I капывают 103 r сульфомалеинового ангидрида (0,5 моль в пересчете на 100 o). Скорость по833954

3 дачи сульфомалеинового ангидрида должна быть такой, чтобы температура в колбе оставалась постоянной, Время реакции 3 ч.

Полученный дециловый циэфир сульфомалеийовой кислоты анализируют методом потен

5 циометрического титрования.

Выход 96,58% (252 г); содержание примесей 3,42% (9,28 r) °

II. Получение мононатриевой соли децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и газоотводной трубкой, загружают 115 г NaOH .(05 моль) в виде водного раствора и охлаждают раствор до +5 С, затем при интенсивном перемешивании добавляют

261,28 г (С,5 моль в пересчете на 100%) децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. „, Выход целевого продукта 374 г (97,2%); примесей — 2 г (28%).

Анализ содержания мононатриевой соли децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты проводят фотометрированием окрашенного комплекса МДС вЂ” М с метиленовым синим.

В табл. 1 представлено содержание примесей на обеих стадиях процесса при получении мононатриевых солей диапкиловых эфиров сульфомалеиновой кислоты.

В чистом виде для определения коллоиднохимических свойств и доказательства строения мононатриевую соль децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты вьщеляют следующим способом.

Навеску пасты выливают в пятикратйое ко- личество (по отношению к навеске) ацетона и отфильтровывают выпавшие соли на воронке Бюхнера. Полученные соли экстрагируют в аппарате Сокслета этиловым спиртом.На холоду выпадает из спирта целевой продукт, который затем подвергают многократной перекристаллизации из спирта и воды. Выход мо-

40 нонатриевой соли децилового диэфира сульфо- . малеиновой кислоты составляет после очистки

60 — 70% от содержания вещества в пасте.

Пример g. I. Получение додецилового

° о диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1 из 1 моль (186,34г) додецилового спирта и 0,5 моль (103 r — 85% в пересчете на 100%) сульфомалеинового ангидрида при 100 С получают додециловый диэфир сульфомалеиновой кислОты.

Выход 272 г (94,18%) и 7,34 г (5,82%) примесей.

И Получение мононатриевой соли додецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1 при взаимодействии

0,5 моль (289 г) додецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты и 11,5 r (О 5 моль) водного раствора NaOH получают мононатриевую, 4 соль додецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

Выход 93,5% (290 г); примесей 6,5% (10,84 r). Анализ и очистку продукта проводят аналогично примеру 1. Выход после очистки 60 — 70% от взятой навески.

Пример 3. I,. Получение тетрадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1 из 1 моль (214,4г) тетрадецилового спирта и 0,5 моль сульфомалеинового ангидрида при 120 С получают тетрадециловый эфир сульфомалеиновой кислоты.

Выход 93,76% (296 r).

II. Получение мононатриевой соли тетрадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1 при взаимодействии

0,5 моль тетрадецилового днэфпра сульфомалеиновой кислоты и 11,5 r (0,5 моль) водного раствора NaOH получают мононатриевую соль тетрадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. Выход-92,7% (306 г); примесей 7,3% (22,9 г), Анализ и очистку продукта проводят аналогич- но примеру 1. Выход после очистки 60 — 70% от взятой навески.

Пример 4. Получение ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты, В пятигорлую колбу емкостью 3 л, снабженную термометром, двумя доэирующими устройствами, прямым холодильником, мешал; кой, загружают 1 моль (172,32 г) ундецилового спирта и растворяют в пятикратном количестве толуола. В установке создают вакуум при поМощи водоструйного насоса. Затем при

90 С прикапывают 103 r сульфомалеинового ангидрида (0,5 мс1ль в пересчете íà 100%).

Скорость подачи сульфомалеинового ангидрида должна быть такой, чтобы температура в колбе оставалась постоянной. Время реакции

3 ч.

Выход ундецилового диэфира сульфомале1 иновой кислоты 265 г (97,34%); содержание примесей 10,36 (266%).

И. Получение мононатриевой соли ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты

СК-СООСЕз(СНз) СЕ5

II + МаОН—

С вЂ” СООСНр(сН )эСНэ оор

Сн СООСЯз(СЯз)э(Д 5

II 0

С СООСБз(ОГз}вСК5

ЗО5Юз

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и газоотводной трубкой, 45

5 83395 загружают 115 r (05 моль) NaOH в виде водного раствора и охлаждают раствор до +5 С< затем lIp I интенсивном перемешивании добавляют 0,5 моль (260 г в пересчете на 100%) ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

Выход целевого продукта 243 г (96,5%); содержание примесей 8,55 г (3,5%).

Для очистки навеску полученной после нейтрализации пасты выливают в пятикратное

1а (по отношению к навеске) количество ацетонаи отфильтровывают выпавшие соли на воронке Бюхнера. Полученные соли экстрагируют в аппарате Сокслета этиловым спиртом. Выпавшие мононатриевые соли ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты, после очередного фильтрования, .многократно подвергают перекристаллизации из спирта и воды. Выход мононатриевой соли ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты составляет после очистки

60 — 70% от содержания вещества в пасте. На.пример, из 100 г навески пасты MonOHBIpncBoH соли ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты образуется 70 — 60 г чистого вещества.

Пример 5. T. Получение мононатрисвой соли тридецилового днэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 4 нз 1 моль (200,36 г) тридсцилового спирта и 0,5 моль (103 г — 85% в пересчете на 100%) сульфомалеинового апгидрида при 110 С получают тридециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты.

Выход основного вещества 286,3 г (94,37%); примесей 17,06 r (5,63%).

ll. Получение мононатриевой соли тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера. 1, при взаимодействии0,5 моль (300 г в пересчете на 100%) тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 моль (115 r) водного раствора NaOH 4p получают мононатриевую соль тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

Выход целевого продукта 384 г (92,9%); содержание примесей 31 r (7,1%), Очистку продукта проводят аналогично примеру 4. Выход чистого вещества 60 — 70% от взятой навески, Пример 6. 1. Получение мононатриевой соли пентадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1, при взаимодействии

0,5 моль (228,42 г) пентадецплового спирта и 0,5 моль (103 г — 85% в пересчете на 100%) о сульфомалеинового ангидрида, при 110 С и времени 3,5 ч получают пентадециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты.

Выход основного вещества 306 r (92,46%); содержание примесей 25;42 г (7,5%).

4. 6

П. Получение мононатриевой соли пентадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1, при взаимодействии

0,5 моль (394 г в пересчете на 100%) пентадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 моль (115 г) водного раствора NaOH получают мононатриевую соль пентадецилового диэфира сульфомапеиновой кислоты.

Выход 410 г (91,83%); содержание примесей 39 r (843%).

Очистку продукта проводят аналогично примеру 1, Выход чистого вещества 60 — 70 o от взятой навески.

Пример 7. I; Получение гексадецилового диэфира сульфомалеиновой, кислоты.

В условиях примера 1, из 1 моль, (242,5г) гексадецилового спирта и 0,5 моль (103 г—

85%, в пересчете на 100 o) сульфомалеинового анпщрида при 110 С и времени реакции 4 ч получают гексадециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты.

Выход основного вещества 312 r (90,27%); содержание примесей 28,6 r (973%).

I I. Получение мононатриевой соли гекеадецилового диэ фира, суяьфомалеиновой кислоты.

В условиях примера 1 при взаимодействии

0,5 моль (358 r) гексадецилового дизфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 моль (115г) водного раствора NaOH получают мононатриевую соль гексадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты.

Выход 433 г (91,53%); содержание примесей

40 г (8,47%) Очистку продукта проводят аналогично примеру 1

Выход чистого вещества 60 70 o от.взятой пав ески.

В твэл. 2 представлены характеристики соединений общей формулы (1).

Из данньи табл. 2 видно, что соединения

I общей формулы (Т) являются мицеллообразующими ПАВ, точки Крафта мононатриевых солей диэфиров сульфомалеиновой кислоты (МДС-М) и дннатриевых солей моноэфиров сульфомалеиновой кислоты (ДНС вЂ” М) практически не отличаются ..Минимальное, поверхностное натяжение (6 и,;о ) водных растворов МДС вЂ” М на границе с воздухом меньше, чем для ДНС-М.

Следовательно, соединения общей формулы (I) по своим коллоидно-химическим показателям превосходят ДНС вЂ” M:ïðè практически одинаковых точках Крафта, величина ККМ и

6 МДС вЂ” М гораздо ниже, чем ДНС вЂ” М. Это позволяет применять новые соединения в гораздо меньших концентрациях, что обуславливает зкономический эффект при замене в моющих композициях ДНС вЂ” М.

833954

Щ о

° «б

° °

i.)li4 и fg»

l kg

3 и

Ch ,00 t„ о о"

Щ о

Rg I ( дафн а а

Ю бО о о н

Й

R. о о

СЧ 1О о е Ф

3 ю„ о о с0 Я <

° -б, б

1 1 б о

И2

1 1 б

° О о

oyer И Д о ) Я д

Зф б °

1 1

1 1

I I о б б ° б

° «Ф

Ф б ббб ЗЯ 1

1 1 1 1 1 . I

1 .1. 1 1 I 1 1

1 1 I 1 1 I I

1 1 I I I 1

8 -. 3 3 „o îo о о о ч сч

CO (Ч «h бО СЕ) 3 о» з„ о !„ „с>

Q ° б бЧ ° « ° б (4

Ф„oo . Ф„. 3» 0 и ф Q еб б ° б бЧ (Ч

I I I I 1 I

I i I 1 1 1 1

ЕП б Ф Ю О ф ( е Цо о Я оЯц

_#_52o

833954

3 оо„м о, 3

«е «4 вч ° ° (4

Ф Ф Ж 8 сч" м" а (Ч (4

v o v Ф (Г С ) «4

° ч ° ° еч ((Я о к

Ф о

И о н

Ill СЧ о

° - c4

О а е.1, <ч сч в

С 4 N С 4

833954

Таблица 2

ПокаэаЧисло атомов углерода в алкильной цепи соединений

Соединение тель

10 11

12 13 14

15 16

Точка

Крафта

24 30

37

МДС вЂ” М

ДНС-М

0,0316 0,02 0,011 . МДС-М

0,32 0,18

0,1

0,063

8,1 ДНС вЂ” М

14,0

10,2

Поверхностное натяжение. (Ь .), дин/ем 34,0 34,0

30,0: 29,0

30,0

МДС вЂ” М

ДНС вЂ” М

30,0

32,0

40,8

39,8

38,0

Формула изобретения

° Мононатриевые соли дизфиров сульфомалеиновой кислоты общей формулы (I).

ВООСС = СЕСООВ !

ЙО..фа

Составитель Т. Левашова

Редактор Е. Дичинская, Техред М..Голинка Корректор О. Билак

Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3934/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Критическая концентрация мицеллообразования м моль/л

46 51

50 55 где Я вЂ” алкил с 10 — 16 атомами углерода, как поверхностно-активные вещества.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 577206, кл. С 07 С 143/16, 1976.