Жирные тетраалкиламмониевые соли @ -оксиалкансульфокислот в качестве антистатиков для синтетических волокон Советский патент 1983 года по МПК C07C87/30 C07D213/20 D06M13/46 

Изобретение относится к новым органическим соединениям, а именно жирным тетраалкиламмониевым солям о -оксиалкансульфокислот общей форм лы . OSOgGH-OH R. 5 R4 где, если R5 - атом водорода, то R - децил, додецил, цетил или окт децйл, причем если Н - децил, то

(СНз)2 -СН2 0СН2СН2)ООНг-|(СНз)23(2йзОЗОз)2

сн,О снгобладающие антистатическими свойствами f} . Недостатком соединений является высокая растворимость в воде,не позволяющая придать волокнс1М долговременные антистатические свойства. Наиболее близким к предлагаемому по химической структуре являются соединения :{Алкамон Дл) форму(CgHs)- СН2РК СНз080з где R .-алкил, ..обладающие антистатическими свойствами 2| . .Однако отсутствие у . таких со единений реакционноспособных групп,способных химически реагировать с волок нообразующим полимером, также не позволяет придать волокнам долговременные антистатические свойства. Целью изобретения является расширение ассортимента антистатиков, обладающих повышенными антистатическим свойствами. Указанная цель достигается хсирным тетраалкиламмониевыми солями Л -окси алкансульфокислот общей формулы (I ) где R( - Rj- имеют указанное значение, получаемыми по известной реакции взаимодействия четвертичных аммониевых солей с солью сульфокислоты 3J . Концентрированные исходные раство компонентов, предварительно нагретых например, до 60°С, вводят в реакцию путем постепенного добавления одного из компонентов к другому при перемешивании. В зависимости от растворимости, удельного веса продукта реакции он остается в растворе, выделяет ся в отдельный слой или осаждается. Полученные продукты хорошо растворимы в хлороформе, гексане, спиртах и других органических растворителях. Такие соединенияхорошо сорбируются R, R образуют пиридиниевый цикл, если додецил, то Н Rj метил, R4 бензил или циклогексил, если R - цетил, то RJ, R и R образуют пиридиниевый цикл илиRJ RJметил или бутил, а бензил, если RI - октадецил, то R R метил, Ej - бензил, если RJ- - метил, то Н цетил, R2 R - этил и фенил, в качестве антистатиков для синтетучйских волокон. Известны соединения общей формулыиз растворов на свежесформованном волокне и вступают с ним в химическое взаимодействие ( например, в случае полиамидных и полиэфирных волокон) и прочно удерживаются на волокне в процессе многократных стирок. Соединения имеют температуру разло-жения 190-220 С, характеризуются низкими значениями критической константы ми:целлообразования (ККМ) , существенно снижают поверхностное натяжение воды. Пример 1. Бензилдиметилок тадециламмониевая соль оксиметансульфокислоты. Раствор 80 г 0,19 моль) бензилдиметилоктадециламмоний хлорида в 28 мл 50%-ного этилового спирта приливают при 85 1 к растврру 25,5 г оксиметансульфоната натрия в 38 мл воды. Образуется прозрачный раст- . вор, который упаривают в фарфоровой чашке в токе воздуха, подогретого . до . Полученный остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок.экстракт упаривают при комнатной температуре в вакуум-эксикаторе и сушат над едким кали. Неорганический остаток промывают хлороформом.Получают 90 г (95,3%) белого порошка, XriA. 65°С, , . Продукт растворим в этиловом спирте, хлороформе, бензоле, малорастворши в ацетоне и эфире. Поверхностное натяжение водного раствора 8 40,1 ., ICKM равна 2,01 «10 моль/л. Найдено,%: С 67,56; Н 10,2; N 3,1; S 6,6. C2gHy,NS04 Вычислено,%j С 67,6; Н 10,3; N 2,8;-S 6,45. Неорганический остаток сушат и анализируют по Фольгарту. Получено 10,8 г (98%) хлористого натрия. Пример 2. Цетилпиридиниевая соль окскметансульфокислоты. Раствор 67,9 г (0,2 моль) цетилпиридиний хлорида в 150 мл воды приливают при 50i5°С к раствору 26,8 г (0,2 моль) оксиметансульфоната натрия в 40,2 мл Воды. Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температ рой 70 i 5°С. Остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический -Осадок, Экстракт упаривают в вакууме 100 мм рт. ст. при комнатной температуре и сушат в вакуум-эксикаторе над едким кали. Полу чают 81,5 г (98,2%) белого nopoiinta, Т„д, , Тро,„ . Продукт растворим в хлороформе, воде, этиловом спирте и нерастворшл в ацетоне. Поверхностное на тяжение водного раствора S 45,4 10 Н/м, ККМ рав на 4,6 -10 моль/л.t Найдено, %: С 63,4; Н 9,9, N 3,3; S 7,7. , G22b4,NS04 Вычислено, %: С 63,61, Н 9,89; N 3,37,S 7,71. .Неорганический остаток промывают хлороформом, сушат, анализируют по Фольгарту. Получают 10,5 г (90%) хлористого натрия. Пример 3. Цетилдиметилбензилa Iмoниeвaя соль оксиметансульфокислоты. Раствор 79,1 г (0,2 моль) цетилдиметилбензиламмоний хлорида в 200 мл воды приливаит при 75 С к рас раствору 26f8 г (0,2 моль) оксиметансульфоната натрия в 40,2 мл воды. Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температурой . Остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок. Экст ракт упаривают в вакууме 100 мл рт. ст. при комнатной температуре it суша над едкшл кали. Получают 91,6 г (97,1%) белого порошка, Тг,д 60°С, Tpojiv . Продукт растворим в хлороформе, воде. Поверхностное натя жение водного раствора S 57,8 1бн/м, ЮСМ равна 4-10моль/л. Найдено, %: С 66,21; Н 10, 42; N 2,98; S 6,75.. C26ii,NS04 Вычислено, %: С 66,24; Н 10,40; N 2,97; S 6,78. Неорганический остаток анализирую по Фольгарту. Получено 11,11 г (95%) хлористого натрия. Пример 4. Децилпиридинивая соль оксиметансульфокйслоты. Раствор 51,1 г (о,2 моль)децилпиридиний хлорида в 100 мм водфы при ливают при 70с к раствору56,8 г (0,2 моль) оксиметансульфоната натрия в 40,2мл воды Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температурой .Остаток экстрагируют хлорОфоЁ1МОМ и отфильтровывают неорганический оса док. Экстракт упаривают в вакууме 100 мм рт. ст. при комнатной температуре и сушат нс1Д едким кали. Получают 0,5 г (98,2%) белого порошка, Т„д , Тр,„ 210С. Продукт растворим в хлороформе, воде и диметилформамиде. Поверхностное натяжение водного раствора Ь 418,310%/м, КЮ4 равна 4.10 моль Найдено, %: С Н 8,73; N 4,20; S 9,69. Вычислено, %: С 58; Н 8,76; N 4,23; S 9,67. Неорганический остаток анализируют по Фольгарту.Получено 11,17 г (95,5%) хлористого натрия. П ip и м е р 5. Додецилдиметилбензиламмониевая соль оксиметансульфокйслоты. Раствор 67,9 г (0,.2 моль) додецилметилбензиламмоний хлорида в 100 мл воды приливают при 60°С к раствору 26,8 г (0,2 моль) оксиметансульфоната натрия в 40,2 мл воды. Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температурой . Вязкий, остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок. Экстракт упаривают в вакууме 100 мм рт. ст. при комнатной температуре и сушат над едким кали. Получают 81,0 г (97,6%) вязкой жидкости, Тра,, Продукт растворим в воде, хлороформе и спирте. Поверхностное натяжение водного раствора S 41,1.1Си/м, ККМ равна 4,6КТмоль/л, Найдено, %: С 63,20; Н 9,92; N 3,34/ S 7,65. .C, Вычислено, %: С 63,ij Н 9,88; N 3,37; S 7,71. Неорганический остаток анализируют по Фольгарту. .Получено 10,998 г (94%) хлористого натрия. Пример 6. Додецилдиметнлциклогексиламмониевая соль.-оксиметансульфокйслоты. Раствор 66,3 г (0,2 моль) додецилдимeтилциклoгeкcилa в« ний-хлорида в 100 мл воды приливают при 60°С X раствору 26,8 г (0,2 моль) окси- : метансульфоната натрия в 40,2 мл воды. Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температурой . Вязкий остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок. Экстракт упаривают в вакууме 100 мм рт. ст. при комнатной температуре и сушат нгщ едким кали. Получают 79,53 г (97,7%) вязкой жидкости, 184С. Пррдук растворим в воде, хлорофо1:94е и. спирте . Поверхностное натяжеиие водного раствора S 45,4КГн/м, КЮ| равна 4,210 моль/л.

Найдено, %: С 61,98; Н 11,00; N 3,41, S 7,85..

.CJ к ltsOц

Вычислено, %: С 61,92; Н 11,06; N 3,44; S 7,66.Неорганический остаток анализируют по Фольгарту. Получено 11,2 г (95,7 %)хлористого натрия.

Пример 7. Дибутилбензилцетиламмониевая соль оксиметансульфокислоты.

Раствор 95,9. г (.0,2 моль) диОутилбензйлацетиламмония хлорида в 200 мл Воды приливают при к раствору 26,8 г (0,2 моль) оксиметансульфоната натрця в40,2мл вода. Полученный раство упаривают потоком воздуха с температурой 70°С. Остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок. Экстракт упаривают в вакууме 100 мм рт. ст. при комнатной температуре и сушат над едклм кали.Получают 109,2 г (98,4%) белого порошках , . 1{родукт растворим в воде и хлороформе. Поверхностное натяжение водного раствора S 50,110н/ ККМ равна 5-Ю моль/Л.

HaimeHO, %: С 63,21; Н 10,91; N 2,49/ S 5,80. .

С„Нб,Н504

ВычисЯен.0, %: С 63,19; Н 10,99/ К 2,52; S 5,77. :

Неорганический остаток анализируют 1Го.Фольгарту. Получено 10,9 г (92,69%) хлористого натрия.

Пример 8. Диэтилцетилфениламмониевая соль рб -оксиэтансульфокислоты.

Раствор 81,9 г. (0,2 моль) диэтил цетилфениламмоний хлорщда в 200 мл водаа приливают- при 60 С к раствору 29,6.г (0,2 моль) о; -оксиэтансульфоната натрия в 50 мл воды. Полученный раствор упаривают потоком воздуха с температурой 70с. Остаток экстрагируют хлороформом и отфильтровывают неорганический осадок экстракт упагшвают в вакууме 100 м рт.ст. при комнатной температуре и сушат над едким кали. Получают

95,11 г (95,3%) белого порошка, .Т„ , Трам 216®С. Продукт растворим в воде, и хлороформе. По.верхностное натяиение водного раствора О 49.10н/м, KKI-lpaBHa 4,6 10 моль/л.

Найдено, %: С 67,ЗО; Н 10,70; К 2,801 S 6,52.

С2дН5зН304

Вычислено, %: С 67,33; Н 10,62; N 2,81; S 6,41.

Неорганический остаток анализируют по фольгарту. Получено 10,97 г (93,3%) хлористого натркя.

Результаты сведены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что с помощью соединений полученной структуры -синтетическим волокнам может придаваться неэлектризуемость при трении и долговременные антистатически свойства, при этом все соединения проявляют указанные свойства в сравнимых пределах.

Предлагае1 1ые соединения, нанесенные на волокно, прочно удерясипаются на нем и. сохраняют электростатические свойства на протяжении 10 стирок.

Результаты устойчивости модифицированных волокон к стиркам приведены в табл. 2.

Количество нанесенного на волокн модификатора определяют элементным анализом на серу. Содержание модификатора на волокне капрон составляет 36% после отмывки водой и 30% после 10 стирок. Содержание модификатора на волокне лавсан составляет 30,5% после отмывки водой и 24% после 10 стирок. Стирки, определение величин потенциала и электросопротивления провод;1Т по описанной методике.

Для сравнения в.табл. 3 приведены антистатические свойства волокна обработанного известным антистатиком - алкамоиом- ДЛ

Как вытекает из сравнения антистатических свойств предлагаемых соединений и известного (алкамон ДЛ пер)вые проявляют значительно более длительное антистатическое действие.

Т а б л и ц а 1

Жирные тетраалкиламмонневые соли оС -оксиалкансульфокислот общей формулы DSOgCH-OH Rj-N-Rj RS 1Ц где, если Rj- атом водорода, то R,- децил, додецил, цетил или октадецил, причем если R - децил; то R И R4 Образуют пиридинневый R 2 цикл,если R - додецил, то Rj метил, R4 бензил или циклогексил, если R. - цетар, то Rj, и R4 kn образуют пиридиниевый цикл или R метил или бутил, а R - бензил, если R - октадецил, то Rj Rj мв тил. Hi - бензил, если метил, 15 этил и В - фв- g то R - цетил, R -- НИЛ, для синтев качестве антистатиков тических волокон.

f2

2 Ю

О

(

5 -10

о

(4

1 -10

600

1-10

1- 10

О О О

О О

8

8

4-10

2 -10

1-10

3,4 -Ю Примечание R If Продолжение табл. 1 электросопротивление. Ом потенциал, образующийся при трении пучка волокна о деревянную поверхность, В. ;Т а 6 л и ц а 2