Способ получения поверхностно-активных веществ Советский патент 1986 года по МПК C07C69/60 C11C1/08 B01F17/06 

Изобретение относится к получению поверхностно-активных веществ (ПАВ), а именно к синтезу солей ал- килмалеиновых кислот, которые могут Оыть использованы в качестве анти- статиков, смачивателей, эмульгаторов моющих и других средств в различных отраслях, в частности промыш.пен- чости химических волокон.

Целью изобретения является повышение сма швающих и антистатических свойств целевых продуктов за счет изменения типа катиона поверхностно- активного вещества.

В результате осуществления спосо- ба получают аммониевые соли моноэфи- ров малеиновых кислот общей формулы

R-OOC-CH CH-COO- -(C,Hg)3 ,

-N -(С СН -(

-.,),

где R - углеводородный радикал син- тетических жирных спиртов (СЖС) фракции С,-Сд, С„ -С, , С,о -С, , С,„ -С, т.е. фракций синтетических жирных спиртов, широко выпускаемых отечественной промьгашенностью по доступной цене.

По предлагаемому способу указанные соединения могут быть получены одинаково просто как нейтрализацией моноэфиров малеиновых кислот гидро- окисью бензилтриэтиламмония, так и реакцией ионного обмена солей монозфиров малеиновых кислот с бензи.птриэтиламмоний хлоридом.

Предлагаемый способ осуществля- ют следующим образом.

В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, термометром, помещают моноэфир малеиновой кислоты. При 20°С из капельной воронки добавляют этанольный или н-пропа- нольный раствор гидроокиси бензилтриэтиламмония с концентрацией 1 моль/л, в количестве необходимом для нейтрализации реакционной мае- сы до рН 7-8. Через 30 мин растворитель отгоняют и получают бензил- триэти-паммониевую соль моноэфира малеиновой кислоты в виде твердого или мазеобразного вещества серого или белого цвета (в зависимости от длины углеводородного радикала). Вьиод количественный. Продукты хоро растворимы в воде и низших спиртах.

В случае получения бензилтриэтил аммониевых (БТЭА) солей моноэфиров малеиновых кислот по реакции ионног обмена осуществляют взаимодействие

калиевых или натриевых солей соответствующих кислот с бензилтризтил- аммоний хлоридом в среде этанола или н пропанола при 20-25 С в течение 2-3-х ч при зквимолярном соотношении реагентов. Вьтход по указанному способу составляет 90-97%.

Пример 1. Б реактор помещают 22,8 г (0,1 М) C|-Cq - моноэфира малеиновой кислоты (массовая доля до С не более 3%J массовая доля С,-С 90%, массовая доля спиртов выше Сд - не более 5% , содержание спиртов с различной длиной радикала в пределах фракций не регламентируется, но для типовых хроматограмм составляет,7„: С, - 35, С - 32, С 23), и 100 мл этанольного раствора гидроокиси бензилтриэтиламмония с концентрацией 1 моль/л, мольное соотношение реагентов 1:1. Через 30 мин 110 мин растворитель отгоняют и получают 42,0 г (100Z) бензилтри- этиламмониевой соли С-,-Сд - моноэфира малеиновой кислоты в виде серовато-белого мазеобразного вещества, формула:

I, +

( )-OOC-CH CH-COO-l;i -()

сн,-с,н,

С Н N 71,6 9,9 3,3 69,9 9,7 3,4

Для определения антистатических свойств получаемых соединений готовят их 6%-ные водные растворы, которые затем с помощью аппликатора наносят на полиамидную нить линейной плотности 20 текс. Обработанную нить выдерживают в климате 24 ч, удельное электрическое сопротивление обработанной нити определяют на приборе ИЭСН - 1.

Поверхностно-активные свойства оценивают, снимая изотерму поверхностного Натяжения на приборе Ребин дера методом максимального давления пузьфька.

Для оценки смачивающих свойств готовят 1%-ные водные растворы и определяют краевой угол смачивания ими полиэфирной пленки по методу сищей капли.

Во всех остальных примерах, поверхностно-активные и антистатические свойства соединений определяют

по методикам, приво-денным в примере 1 .

Пример 2. Аналогично примеру 1 из 31,2 г (0,1М) С, -С,8 - моно- эфира малеиновой кислоты(массовая доля спиртов до C,Q не более 6%J до С,„ -C,g 907„; выше С, не более 4%; содержание спиртов с различной длиной

радикала в пределах фракций С -С,

10

не регламентируется, но для типовых хроматограмм составляет,%: С, 9,3;

С

с,, 11,6 11,0, с,

1

11,8; с

tl

м 10.9. 11,5; С,5 С,, 5,7) и 100 мл раствора гидрооки

16

10,0; с., 8,2,

Элементный состав:

Вычислено

Найдено

Пример

си бензилтриэтиламмония с концентрацией 1 моль/л получают 49,8 г (99%) БТЭА соли С, -С, моноэфира малеиновой кислоты в виде белого твердого вещества с Т., ,,, , формула:

(сне Н )-ООС-СНтСН-СОО-К-(а Н,)

сн,-с,н,

с Н N 74,0 10,5 2,8 72,3 10,2 2,7 3. В реактор помещают 10 г (0,037М) К-соли C,-Cq-MOHo- эфира алкилового эфира малеиновой кислоты, растворенной в 150 мл этилового спирта и 8,5 г (0,037М) бензил- триэтиламмоний хлорида, растворенного в 50 мл этанола, перемешивают 2 ч. Выпавший хлорид калия отфильтровьшают отгоняют этанол и получают 14,1 г (90%) БТЭА соли Cj-Cg -моноэфира малеиновой кислоты фракции . Внешний вид и формула аналогичны примеру 1.

Пример 4. Аналогично примеру 3 из 10 г (0,029М) К-соли С, -С, мояоэфира малеиновой кислоты, рас

(,, -СуН, -OOC-CH.CH-COO-N-CH,-CeH,

(с,, «„ -с,, н„ )-ooc-CH-rfH-coo-f(,

С H,j-OOC-CH-K -CCX -NH()j - прототип 31,5

5

10

15

20

25

),

,

о т, 5 40

творенной в 150 мл этилового спирта, и 6,5 г бенэилтриэтиламмоний хлорида, растворенного в 50 мл этанола, получают 12,9 г (90%) БТЭА-соли ю -ij Моноэфира малеиновой кислоты фракции С, -C,j . Внешний вид и формула аналогичны примеру 2.

Пример 5 (сравнительный по прототипу). В реакторе помещают 28,4 г (0,1 М) монододецилового эфира малеиновой кислоты и при добавляют 14,9 г (0,1М) триэтанол- амина до рН-7. Получают триэтанол- аминовую соль монододецилового эфира малеиновой кислоты в виде пара финообразного продукта с Т.пл,52 С. Выход 100%,

В настоящее время в промьшшеннсг- сти химических волокон в качестве антистатика широко используют различные производные полиэтиленоксидов, в частности лау окс-9 (С (), Н) , которьй взят в каче- стве базового объекта. Этот препарат снижает электрическое сопротивление полиамидной нити до 10 Ом-см,

В таблице приведены свойства водных растворов веществ.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получить соединения, обладающие значительно улучшенными смачивающими и антистатическими свойствами. Кроме того, полученные соединения проявляют несколько улучшенные поверхностно-активные свойства (поверхностное натяжение водных растворов в точке ККМ на 4-5 мН/м меньше, чем у соединений-аналогов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать соединения, сочета ющие в себе качества эффективных ПАВ, антистатиков, смачивателей.

4,3-10

10 20

6,2 10 9,1 10

С„ Н„-ООС-СН«СЯ-ОООК (вявлог) Ляу9око-9 ( обмкт)

М ч ,«

р || овработ«1(яой яятя составляет 10 -10 Он.см

Продолжение таблицы

14 28

1,0 10 1,6-10