Изобретение относится к органической химии и химии поверхностно-активных веществ (ПАВ), конкретно к новому, замещенному 1,3,5-триазину - 2-триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазину строения
в качестве катионного типа ПАВ.
Как известно, химия поверхностно-активных веществ бурно развивается. Это обусловлено не только уровнем санитарно-гигиенической подготовки населения, но и необходимостью разработки новых, эффективных, нетоксичных и не вызывающих аллергических реакций соединений, способных снижать поверхностное натяжение жидкостей и обладающих хорошими моющими свойствами даже в жесткой воде. Последнему условию как нельзя лучше отвечают катионного типа ПАВ, ассортимент которых, к сожалению, весьма ограничен. Разработка новых ПАВ катионного типа - задача архиважная.
Известен 2-аллиламино-4,6-бис(этилоксикарбониламино)-1,3,5-триазин строения
который применяют в качестве эффективного модификатора-соотвердителя эпоксидных олигомеров в композициях ангидридного отверждения [пат. РФ №2187505 / С.Н.Михайличенко, А.А.Чеснюк, Л.Д.Конюшкин, В.Н.Заплишный. 2-Аллиламино-4,6-бис(этоксикарбоксилатометиламино)-1,3,5-триазин в качестве эффективного модификатора-соотвердителя эпоксидных олигомеров в композициях ангидридного отверждения. Бюлл. изобр., 2002, №23] - (прототип по строению).
Применение его в качестве поверхностно-активного вещества неизвестно.
Известен также цетриметиламмониум хлорид (ЦМАХ) строения
ЦМАХ получают известной реакцией кватернизации диметиламиногексадецила хлористым метилом по Гофману и применяют в качестве катионоактивного поверхностно-активного вещества (КПАВ) [Поверхностно-активные вещества и композиции: Справочник / Под ред. М.Ю. Плетнева. - М.: OOO “Фирма Клавель”, 2002, 768 с.]. ЦМАХ успешно применяют в качестве ПАВ и кондиционирующей добавки в составе ополаскивателей и бальзамов - (прототип по применению).
Недостатком применения ЦМАХ является относительно низкая способность снижать поверхностное натяжение водных растворов, а также высокая кислотность его растворов.
Техническим решением задачи является увеличение способности снижать поверхностное натяжение водных растворов, снижение кислотности растворов и расширение ассортимента используемых ПАВ.
Задача достигается получением нового производного ряда 1,3,5-триазина - 2-триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазина (ТНКТ) строения
которое может быть использовано в качестве эффективного катионного типа поверхностно-активного вещества (КПАВ).
Новизна заявленного предложения усматривается в том, что предлагается новое производное 2-замещенных 1,3,5-триазинов в качестве КПАВ, что позволяет снизить поверхностное натяжение водных растворов. Соединение отличается высокой поверхностной активностью даже при высоких (1· 10-1 мас.%) разбавлениях, что резко снижает расход по ДВ и улучшает экологическую обстановку.
При этом заявленный ТНКТ получают известным методом -взаимодействием 2-хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазина с сухим, газообразным триметиламином в смеси бензол: эфир при температуре 20-25° С [А.А.Чеснюк, С.М.Михайличенко, В.С.Заводнов и В.Н.Заплишный. ХГС, 2002, №2, с.197-203]. Исходный 2-хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазин получают известным методом, реакцией цианурхлорида с п-толуолсульфатнонилоксикарбонилметиламином (1:2 моль) в растворе, в ацетоне, в присутствии эквимольного количества бикарбоната натрия [В.Н. Заплишный, И.А. Асатурян, Г.М.Погосян. Синтез диаллилового эфиров 2-пиперидил-4,6-диглицил-8-триазина. Арм. хим. ж., 1976, т.29, №12, с. 1065-1067].
Использованный цианурхлорид непосредственно перед употреблением очищают кристаллизацией из ССl4, а растворители подвергают фракционированию и высушивают по известным методикам [А.Гордон, Р.Форд. Спутник химика. М.: Мир, 1976, 541 с.].
Для сравнения поверхностной активности используют известный КПАВ цетриметиламмониумхлорид (ЦМАХ) - прототип по применению.
Примеры исполнения заявленного предложения представлены ниже.
Пример 1. 2-Хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазин (ХНАТ). Смесь из 1,5 г (0,02 моль) аминоуксусной кислоты, 3,47 г (0,02 моль) нонанола-1 и 3,8 г (0,02 моль) п-толуолсульфокислоты в 25 мл бензола кипятят с насадкой Дина-Старка и обратным холодильником до визуального прекращения отделения воды в насадке. Смесь кипятят еще 3 ч, отгоняют бензол до половины объема, а остаток отгоняют досуха в водоструйном вакууме на водяной бане. Получают 3,5 г (91%) п-толуолсульфата нонилового эфира глицина (ТСГ) в виде белого цвета, аморфного и сильно гигроскопичного вещества с т. пл. 25-27° С.
Найдено,%: С 58,11; Н 8,58; N 3,52; C18H31NSO5.
Вычислено,%: С 57,88; Н 8,37; N 3,75.
ИКС, ν , см-1: 3430-3300 уш. с. (-NH
ПМР, δ , м.д. (группа): 7,55-7,65 (2Н д. Σ Н2+Н
К раствору 0,86 г (0,0047 моль) цианурхлорида в 15 мл ацетона прибавляют 3,5 г (0,0094 моль) полученного ТСГ и при перемешивании и температуре 5-7° С, маленькими порциями прибавляют 1,56 г (0,0186 моль) бикарбоната натрия. Реакционную смесь перемешивают еще 1 ч при этой же температуре, 2 ч при 20 и 12 ч при 40°С. Смесь упаривают в водоструйном вакууме досуха, остаток тщательно промывают водой и очищают кристаллизацией из спирта с активированным углем. После высушивания получают 2,0 г (83%) 2-хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазина (ХНАТ) в виде белого цвета мелкокристаллического вещества с т. пл. 121-123° С.
Найдено,%: С 58,70; Н 8,81; N 13,48. С25Н44N5O4Сl.
Вычислено,%: С 58,39; Н 8,62; N 13,62.
ИКС, ν , см-1 (группа): 3230, 3070 ср. (N-H); 1735 с. (С=О); 1570, 1550 ср. (С=С, C=N - сопр. и циануратный цикл.); 1120,1065 ср.(С-О-С).
ПМР, δ , м.д. (группа): 7,54-7,99 (2Н, уш. с., NH); 3,99-4,00 (4Н м. ОСН2); 3,82-3,96 (4Н м. NCH2); 1,55-1,64 (4Н кв., СH2СН3) J=6,0; 1,16-1,40 (24Н м, СН2СН2СН2); 0,83-0,92 (6Н т, СН3) J=6,0.
Мол. ион (масс спектроскопически) 514.
Пример 2. 2-Хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазин (ХНАТ). В условиях, аналогичных примеру 1, из тех же количеств цианурхлорида, ТСГ и соды, с той лишь разницей, что соду прибавляют при 6-8° С, а перемешивание продолжают 3 ч при 25 и 10 ч при 45° С получают 2,1 г (87%) 2-хлор-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазина (ХНАТ) в виде белого цвета мелкокристаллического вещества с т. пл. 121-123° С.
Найдено,%: С 58,70; Н 8,81; N 13,48. С25Н44N5O4Сl.
Вычислено,%: С 58,39; Н 8,62;N 13,62.
ИКС, ν , см-1 (группа): 3230,3070 ср. (N-H); 1735 с. (С=О); 1570, 1550 ср. (СО, C=N - сопр. и циануратный цикл.); 1120,1065 ср.(С-О-С).
ПМР, δ , м.д. (группа): 7,54-7,99 (2Н, уш. с., NH); 3,99-4,00 (4Н м. ОСН2); 3,82-3,96 (4Н м. NCH2); 1,55-1,64 (4Н кв., СН2СН3) J=6,0; 1,16-1,40 (24Н м, СН2СН2СН2); 0,83-0,92 (6Н т, СН3) J=6,0.
Мол. ион (масс спектроскопически) 514.
Пример 3. 2-Триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазин (ТНКТ). Через раствор 2,0 г (0,0039 моль) ХНАТ в 20 мл смеси абсолютных бензола и эфира (1:1 по объему), при перемешивании и температуре 20° С, в слабом токе азота барботируют сухой триметиламин в течение 4 ч. Образовавшийся обильный осадок отфильтровывают, промывают сухим бензолом (2× 10 мл) и высушивают. Получают 1,8 г (89,6%) целевого ТНКТ в виде белого цвета мелкокристаллического порошка с т. пл. 133-145° С.
Найдено,%: С 58,49; Н 9,11; N 14,78. C28H53N6O4Cl.
Вычислено,%: С 58,66; Н 9,31;N 14,66.
ИКС, ν , см-1 (группа): 3090, 3060 ср. (N-H); 1739 с. (С=О); 1595, 1530 ср. (С=С, C=N - сопр. и циануратный цикл.); 1220 ср. (NMе3); 1065, 1030 ср.(С-О-С).
ПМР, δ , м.д. (группа): 7,55-8,99 (2Н, уш. с., NH); 4,00-4,10 (4Н м. ОСН3); 3,85-3,97 (4Н м. NCH2); 3,25 (9Н с. Nme3); 1,57-1,65 (4Н кв., СН3СН2) J=6,0; 1,20-1,40 (24Н м, СН2СН2СН2); 0,85-0,93 (6Н т, СН3) J=6,0.
Мол. ион (масс спектроскопически) 573.
Пример 4. 2-Триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилокси-карбонилметиламино)-1,3,5-триазин (ТНКТ). В условиях, аналогичных примеру 3, из 2,0 г (0,0039 моль) ХНАТ и сухого триметиламина с той лишь разницей, что барботирование продолжают 3,5 ч при 15° С получают 1,87 г (93%) ТНКТ в виде белого цвета мелкокристаллического порошка с т. пл. 133-145° С.
Найдено,%: С 58,49; Н 9,11; N 14,78. C28H53N6O4Cl.
Вычислено,%: С 58,66; Н 9,31;N 14,66.
ИКС, v, см-1 (группа): 3090,3060 ср. (N-H); 1739 с. (С=О); 1595, 1530 ср. (СО, C=N - сопр. и циануратный цикл.);1220 ср. (NMе3); 1065,1030 ср.(С-О-С).
ПМР, δ , м.д. (группа): 7,55-8,99 (2Н, уш. с., NH); 4,00-4,10 (4Н м. ОСН2); 3,85-3,97 (4Н м, NCH2); 3,25 (9Н с. NMe3); 1,57-1,65 (4Н кв., СН2СН3) J=6,0; 1,20-1,40 (24Н м, СН2СН2СН2); 0,85-0,93 (6Н т, СН3) J=6,0.
Мол. ион (масс спектроскопически) 573.
Синтезированный ТНТК используют в качестве катионного типа поверхностно-активного вещества.
При этом готовят их водные растворы концентрации 0,1-10,0 мас.% и измеряют значение поверхностного натяжения (σ , н/м) по общеизвестному методу Ребиндера [А. Шварц и Дж. Перри. Поверхностно-активные вещества. М.: Изд. ИЛ, 1953, с. 263]. Для сравнения используют водный раствор цетриметиламмониум хлорида (ЦМАХ) соответствующей концентрации. В качестве контроля используют вариант с водой, не содержащий каких-либо добавок. Полученные данные (по результатам трех измерений) усредняли, а среднеарифметические значения использовали для дальнейших вычислений. Поверхностную активность в % к контролю определяли по формуле
σ =а-вi/вi·100%,
где а и вi - значения σ контрольного примера и опытного соответственно. Результаты сведены в таблицу.
Как видно из данных этой таблицы, применение предлагаемого ТНТК в качестве КПАВ приводит к нижеследующим результатам.
В случае ТНТК, применение его в качестве катионного типа поверхностно-активного вещества в концентрации 0,01-10,0 мас.% снижает значение σ в сравнении с контролем на 40,7-261,5% (19,6-50,5 вместо 71,0 н/м), в то время как применение известного цетриметиламмониум хлорида снижает этот показатель в сравнении с контролем лишь на 28,1-213% (22,6-55,4 вместо 71,0 н/м).
Кроме того, оказалось, что кислотные свойства предлагаемого ПАВ в сравнении с известным снизились на 1,62 ед. рН (значение рН 1%-ного раствора 4,92 для ТНТК, вместо рН 3,3 для 1%-ного раствора известного ЦМАХ).
Таким образом, применение заявленного ТНТК в качестве катионного типа поверхностно-активного вещества позволяет заметно снизить величину поверхностного натяжения их водных растворов, а также снизить кислотность растворов, что очень важно с точки зрения последующего практического применения, поскольку растворы отличаются высокой поверхностной активностью даже при высоких (1· 10-1 мас.%) разбавлениях и низкой кислотностью, что снижает расход по ДВ и улучшает экологическую обстановку.
Изобретение относится к органической химии, в частности к производным 1,3,5-триазина - 2-триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазину строения
в качестве катионного типа ПАВ 1 табл.
2-Триметиламмонийхлорид-4,6-бис(нонилоксикарбонилметиламино)-1,3,5-триазин строения
в качестве эффективного катионного типа поверхностно-активного вещества.
МАСКА ДЛЯ НАРКОЗА ИЛИ ИССЛЕДОВАИИЯ ГАЗООБМЕНА У ПОДОПЫТНОГО ЖИВОТНОГО | 0 |
|
SU180305A1 |
ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР | 0 |
|
SU388356A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ТРИМЕТИЛАММОНИЙНАЯ СОЛЬ 1,3,5-ТРИАЗИНА В КАЧЕСТВЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПРОДУКТА В СИНТЕЗЕ МОДИФИКАТОРА-СООТВЕРДИТЕЛЯ ЭПОКСИОЛИГОМЕРОВ В КОМПОЗИЦИЯХ АНГИДРИДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ | 2000 |
|
RU2187504C2 |
Авторы
Даты
2004-08-27—Публикация
2003-03-31—Подача