Соли алкиламино- @ -полиэтиленгликолевых эфиров @ -этансульфокислоты в качестве поверхностно-активных веществ для смачивателей Советский патент 1985 года по МПК C07C143/14 C11D1/16 

Изобретение относится к произ водным Й-аминоэтилсульфокислот, а именно к солям алкиламино-Ы-полиэти ленгликолевых эфиров N-этансульфоки лоты общей формулы .СН СНгЗОзХ (OCH2CH2)nOH где R - алкил с 10, 12, 1А или 16 атомами углерода-, п 2-5J X - натрий или триэтаноламин, в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ) для смачивателей. Известны натриевые соли 1-аминоалкил-К-этансульфокислоты формулы К-МНСНгСНг80зЪ а П где R - алкил с 10-16 атомами углерода lj , и динатриевые соли 1-aминoaлкил-N,N -бис(w-этансульфокислоты) формулы CH CH-iSO Na СН СНгЗОзКа где R - алкил с 8, 10, 12, 14 или атомами углерода iZJ , применяемые в качестве ПАВ, Однако ПАВ формулы (II) обладают плохой растворимостью в воде, а растворимость ПАВ формулы III очен высока. Оба вещества обладают неудо летворительными показателями по сма чивакщей способности, и поэтому не навши uBipoKoro промышлеиного применения. Цель изобретения - поиск в ряду А-аминосульфокислот новых производ ных, обладающих хорошими поверхност но-активными свойствами и лучшей смачивающей способностью, а также достаточной растворимостью в воде. Поставленная цель достигается применением солей алкиламино-Ы-поли этиленгликолевых эфиров N-этансульф кислоты формулы (I) в качестве поверхностно-активных веществ для сма чивателей. Указанные соединения получают двумя способами. По первому способу осуществляют реакщ1ю между алкилтау рином и манозамещенным галоидопроиз водным полиэтиленгликолевого эфира Реакцию проводят в среде алифатичес кого спирта при температуре его ки702пения и продолжительности 10-20-ч. По второму способу проводят реакцию мэкду галоидалкилом и солью полиэтиле нгликолевого эфира таурина. Реакцию также проводят в среде алифатического спирта при температуре его ки.пения и продолжительности 10-20 ч. Строение полученных соединений подтверждают данными элементного анализа, ЙК- и ЯМР-спектроскопии. ИК-дпектры снимают на приборе Specord (ГДР), ЯМР-спектры - на спектрометре KR с рабочей частотой 60 мГц. Содержание целевого продукта (чистоту продукта) определяют по относительному содержанию третичного амина к теоретически возможному. Пример 1. В колбу, снабженную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают 41,8 г натриевой соли децилтаурина и 220 мл изобутилового спирта. Смесь перемешивают при нагревании до полного растворения натриевой соли децилтаурина и медленно прибавляют раствор монохлорида триэтиленглико- ля в количестве 12,5 г в 50 мл изобутилового спирта. Реакционную смесь перемешивают при кипячении в течение 18 ч. По окончании реакции отгоняют изобутиловый спирт, а остаток растворяют в 300 мл воды. Добавляют щелочь в количестве 3 г, растворенную в 75 мл воды.Смесь перемешивают в течение 1 ч и подвергают экстракции эфиром. Водньш раствор высушивают досуха и 96%-ным этанолом вьи еляют целевой продукт. Выход натриевой соли дециламино-N-триэтиленгликолевого эфира N-этан сульфокислоты 38 f (71% от теории). Пример 2. Б колбу, снабженную обратным холодильником, помещают 50,2 г триэтиленгликолевого эфира натриевой соли таурииа, 9,96 г додецилбромида и 100 мл 96%-ного этанола. Реакционную смесь кипятят в течение 15 ч. По окончании реакции отгоняют этанол, а к остатку добавляют 1,6 г едкого натра в 42 мл. воды. Перемешивание ведут в течение 30 мин..Водный pacTBoji высушивают досуха, продукт перекристсиипповывают из абсолютного этанола. Осадок отфильтровьшают и фшп/грат рысушт- вают досуха, затем р-чсти цтиют в 100 мл воды и трижды ЭКС рягируют 3 no 100 мл изобутилового спирта.Посл отделения последнего получают целевой продукт - натриевую соль додеци амино-Н-триэтиленгликолевого эфира N-этанс ульфокислоты. Выход 17,6 г (92% от теории). Пример 3.. В колбу, снабжен ную обратным холодильником, помещаю 50 г гексаэтиленгликолевого эфира триэтаноламиновой соли таурина, 18 гексадецилхлорида и 150 мл этанола. Реакционную смесь кипятят в течение 20 ч. По окончании реакции добавляют 2,8 г едкого натра, растворенног в 50 МП этанола. Смесь перемепшвают в течение 30 мин и отфильтровывают от образовавшегося хлористого натри Фильтрат высушивают и растворяют за тем в 150 мл воды.. Активное вещество экстрагируют обработкой трижды изобутиловым спиртом. После отгонки последнего получают целевой продукт триэтаноламиновую соль гексадециламино-Ы-гексазтиленгликолевого эфир N-этансульфокислоты. Выход 32,5 (68,3% от теории). Пример 4. В колбу, снабжен ную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают 56,25 г натриевой соли тетрадецилтаурина в 250 мп изобутилового спирта. Смесь перемешивают и медленно прибавляют раствор монохлорида триэтиленгликоля в количестве 13,8 г в 55 мл изобутилового спирта. Реакционную смевь перемешивают при кипячении в течение 24 ч. По окончании реакции изобутиловьй спирт отгоняют а остаток растворяют в 400 мл воды. Добавляют 3,28 г щелочи, растворенной в 75 мл воды. Смесь перемешивают в течение 1 ч. Водный раствор высушивают досуха и 96%-ным этанолом выделяют целевой продукт. Выход натриевой соли тетрадецил- амино-М-триэтиленгликолевого эфира N-этансульфокислоты 28,6 г (73,4% от теории). Пример 5. Б колбу, снабжен ную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают42,8 г тетраэтиленгликолевого эфира натри.евой соли таурина, 8,2 г додецилбромида и 100 мл 96%-ного этанола. Реакционную смесь кипятят в течение 12 ч. По окончании реакции от «оняют птанол, а к остатку добавляют 1,Ь г- JiKoro натра в 50 мп воды. 04 Перемешивают в течение 30-40 мин. После высушивания проводят кристаллизацию продукта из этанола. После высушивания осадка продукт растворяют в 100 мл воды и трижды экстрагируют 100 МП изобутилового спирта. После отгонки изобутилового спирта и высушивания получают целевой продукт - натриевую соль додециламино-К-тетраэтиленгликолевого эфира N-этансульфокислоты. Выход 17,3 г (89% от теории). Пример 6.В колбу, снабженную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают 64 г натриевой соли тетрадецилтаурина и 250 мл изобутилового спирта. Отдельно готовят раствор монрхлорида пентаэтиленгликолевого эфира в изобутиловом спирте, для чего берут 15 г монохлорида пентаэтиленгликолевого эфира и 50 мл изобутилового спирта. При тщательном перемешивании, медленно, раствор монохлорида пентаэтиленгликолевого эфира добавляют к раствору тетрадецилтаурина. Добавление раствора и перемешивание при кипячении длится 20 ч. По окончании реакции изобутиловьй спирт отгоняют, а остаток растворяют в 500мл воды. Добавляют 4 г щелочи в 50 мл воды и смесь перемешивают в течение 30 мин. Водный раствор высушивают и экстракцией этанолом выделяют целевой продукт - натриевую соль тетрадeцилaминo-N-пeнтaэтилeнгликoлeвoгoэфира N-этансульфокислоты. Выход 30,5 г (68,5% от теории). Отнесение деформационных колебаНИИ в ИК-спектрах полученных соединений, см : 720 наличие алкильной цепи} 750-770 эфирная группа (СН CHjO)-, 880-900 конечная СИ СН ОНгруппа; 1450 метильная группа. Валентные колебания, 1030-1070 и 1120-1140 третичная аминогруппа| 1180-1210 сульфогруппа; 2750 третичная аминогруппа, связанная с метильной группой, 3400-3440 гидроксильная группа. Спектры ЯМР состоят из шести групп линий, отвечакщих протонам различных видов: СН (0,9 м.д.), СН- (,25 м.д.) в зависимости от лины алкильного радикала; водород, соединенный с азотом (3,0 м.д.), водород, соединенный с сульфогруппой

S1

( 2,5 М.Д.); водород, соединенный с эфирной группой (Т 3,6 м.д.); водород гидроксильной группы ( 4 5,3 М.Д.).

Элементный состав и чистота соединений () у)сазана в табл.1.

Данные исследования поверхностно-активных свойств полученных соединений общей формулы (1) приведены в табл.2 и 3 в сравнении с данными для известных соединений общих формул (II) и (III)S а также выпускаемых проиьшленностьго смачивателей ОП-7 и ДС-10 (оксиэтилированные алкилфенолы и спирты соответственно).

154270

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемые соединения общей формулы (1) лучше сии жают поверхностное натяжение и обладают болдзшей смачивакщей способностью, чем известные ПАВ.

Таким образом, предлагаемые соли алкиламино-Н-полиэтиленгликолевых эфиров N-этанеульфокислоты общей формулы (I) обладают хорошими поверхностно-активными свойствами и лучшей смачивающей способностью, чем известные ПАВ, и, кроме того, достаточно растворимы в воде.

Т а б л и ц а 3

Соли алкиламино-Н-полиэтиленгликолевых эфиров N-этансульфокислоты формулы / R-N где R - алкил с 10, 12, 14 или 16 атомами углерода X - натрий или триэтаноламин п 2-5, в качестве поверхностно-яктивных веществ для смачивателей.

Краевой угол смачивания 0 (20°С,3 ьмн) при концентрации,м/л:

38,832,229,5 31,2