Способ получения растворов четвертичных аммониевых солей Советский патент 1987 года по МПК C07D231/02 C07D233/02 C07D237/02 C07D239/02 C07D241/02 D06M13/46 

Изобретение относится к химии, конкретнее к способу получения растворов четвертичных аммониевых солей общей формулы

CY-M-Yf-- X-

где М - пяти- или шестичленный цикл с двумя атомами азота, такой как пиразин, пиперазин, пири- дазин, пиримидин, пиразол, пиразолин, пиразолидин и имидазол, причем у атома азота могут быть алкильные заместители с 1-4 атомами углерода;Y - CHjCH-CKj или -CH CHCHjCl;

dОН

X - анион сильной минеральной или органической кислоты; k или 2; , 2 или 3,

использующихся для обработки целлюлоных материалов.

Известен способ получения растворов четвертичных аммониевых солей путем взаимодействия эквивалентных количеств эпихлоргидрина и триалкил- амина, в частности диметилциклогекси амина, в среде 1,2-дихлорэтана при 50°С (заявка ФРГ № 2056002,

кл. С 07 D 303/36, опублик. 1970).

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

Пример 1. Эмалированный реак тор емкостью 100 л, имеющий обратный холодильник и мешалку, заполняют 203 кг 36%-ной соляной кислоты. Постпенно при постоянном охлаждении при

зом.

температура не превысибавляют 80 кг пиримидина таким обра- 40 охлаждением устанавливают 25°С. При

этой температуре начинают постепенно прибавлять 184 г эпихлоргидрина. Температура реагирующей смеси начичтобы

ла 70°С. После прибавления пиримидина температуру раствора доводят до 40°С и при данной температуре начинают постепенно прибавлять 184 кг эпихлоргидрина. Температуру реагирующей смеси поддерживают в интервале 40-55°С с помощью охлаждения. После прибавления всего эпихлоргидрина охлаждение прекращают и температура реакционной смеси поднимается до 80- 85 С, Реакция заканчивается через 30 мин после достижения максимальной температуры. Смесь охлаждают до 25- 30°С, В результате реакции образуется водный раствор, содержащий 70% 1,3-бис-(З-хлор-2-гидроксипропил) пиримидиний хлорида. Теоретический выход составляет 72,3%. Количество

нает произвольно повышаться. Требу- 45 емую температуру 25-30 С поддерживают с помощью охлаждения и контролируемой подачи эпихлоргидрина. По- еле подачи необходимого количества эпихлоргидрина прекращают охлаждение 50 и температура смеси произвольно повышается до 65 С. Смесь выдерживают при данной температуре еще 60 мии, Затем реакция заканчивается. Смесь содержит 72j3% i,3-бис-(3-хлор-2-гид 55 роксипропил)-пиразиндиилийацетата. Теоретический выход составляет 76,1% Пример4. В лабораторной аппаратуре в соответствии с примером 2 раство ют в 203 г 36%-ной соля13154532

активного вещества определяется ар- гентометрически по разнице определения общего хлора (щелочной гидролиз) и иона-хлора.

Пример2. В стеклянную трех-. горлую колбу с обратным холодильником, термометром и мешгшкой помещают

196 г 50%-ной серной кислоты. Затем постепенно прибавляют 82 г 1-метил- имидазола. Температуру реакционной смеси устанавливают 80 С и начинают прибавлять 184 г зпихлоргидрина. Скорость подачи эпихлоргидрина устанавливается таким образом, чтобы тем- пература поддерживалась з интервале 80-90°С. После прибавления всего количества эпихлоргидрина реакция продолжается еще 60 мин. Затем смесь охлаждают до и прибавляют после- довательно . 160 г 50%-ной гидроокиси натрия. Во время реакции температура не должна превышать 25°С. После прибавления необходимого количества раствора NaOH смесь при постоянном охлаждении реагирует еще 30 мин. Если после окончания охлаждения температура реагирующей смеси не повышается, то реакция считается законченной. Количество активного вещества - 1,3-бис(2,3-эпоксипропил)-1-метил- имидазолиндиилийхлорида определяет- . ся титрованием раствором соляной кислоты. Содержание активного вещества в данном случае составляет 67,2%. Теоретический выход продукта 71,1%.

П р и м е р 3. В стеклянной колбе по аналог ии с примером 2 растворяют в 120 г 50%-ной уксусной кислоты 80 г пиразина. Температуру раствора

нает произвольно повышаться. Требу- емую температуру 25-30 С поддерживают с помощью охлаждения и контроируемой подачи эпихлоргидрина. По- еле подачи необходимого количества эпихлоргидрина прекращают охлаждение и температура смеси произвольно повышается до 65 С. Смесь выдерживают при данной температуре еще 60 мии, Затем реакция заканчивается. Смесь содержит 72j3% i,3-бис-(3-хлор-2-гид- роксипропил)-пиразиндиилийацетата. Теоретический выход составляет 76,1%. Пример4. В лабораторной аппаратуре в соответствии с примером 2 раство ют в 203 г 36%-ной соляной кислоты 116 г I,4-диметилпипера- зина. Охлаждением смеси температура устанавливается . В течение 2 ч постепенно при постоянном охлаждении прибавляют 184 г эпихлоргидрина та- КИМ образом, чтобы температура реагирующей смеси составляла 30-40 С. После окончания прибавления необходимого количества эпихлоргидрина охлаждение прекращают и температура смеси произвольно повышается до 80 С Как только температура смеси начинает понижаться, реакция заканчивается. Теоретический выход 1,4-бис- -(3-хлор-2-гидроксипропил)-1,4-диме- тилпиперазиндиилийхлорида составляе 73,9%, практический выход 71,1%.

ПримерЗ. В стеклянной аппаратуре по аналогии с примером 2 в 203 г соляной кислоты растворяют 80 г пиридазина. При начинают постепенно прибавлять 184 г эпихлоргидрина. Температуру смеси поддерживают охлаждением в интервале 35-45 С После прибавления требуемого количества эпихлоргидрина (2ч) прекращают охлаждение, в результате чего температура произвольно поднимается до . При этой температура смесь

выдерживают 30 мин. Теоретический вы-зо общей формулы I, аналогичны кри- ход составляет 72,3% 1,2-бис- 3-хлор- вым, представленным на фиг. 1-3. -2-гидроксипропил - пиридазиндиилий- Обработка хлопчатобумажных тка- хлорида. Практический выход состав- ней растворами соединий формулы I ляет 65,7%. увеличивает угол релаксации (.фиг. 4

Примерб. В стеклянной лабо- ,, и 5), что не отмечено для известных раторной аппаратуре по аналогии с примером 2 растворяют в 98 г 50%-ной серной кислоты 68 г пиразола. Температуру смеси устанавливают 80°С и затем в течение 2 ч постепенно прибав- о °бствуют сшивке полимеров, содержа- ляют 184 г эпихлоргидрина. Температипов четвертичных аммониевых соединений.

Механизм действия полученных соединений отличается тем, что они спощих гидроксильные группы.

туру реакции поддерживают охлаждением в интервале 80-90 с. После прибавления необходимого количества вещества смесь выдерживают при 90°С еще 30 мин. Теоретический выход 1,2-бис- -(3-хлор-2-гидроксипропил)-пиразолин- сульфата составляет 86,3%. Практический выход - 79,2%.

Примёр7. В соответствии со способом, описанным в примере 6, и с тем же количеством остальных химикатов, вместо пиразола применяют 70 г пиразолина. Теоретический выход 1,2-бис-(3-хлор-2-гидроксипро- пил)-пиразолинсульфата 86,1%. Практический выход 78,8%.

Пример8. В аппаратуре по аналогии с примером 2 в 240 г 50%-ной

уксусной кислоты растворяют 100 г I ,2-диметилпиразолидина. При постепенно в течение 2 ч прибавляют 184 г эпихлоргидрина. После прибавления необходимого количества эпихлоргидрина смесь выдерживают при 60°С еще 30 мин. Теоретический выход 1,2-(З-хлор-2-гидроксипропил)- -пиразолидиндиилийацетата 76,8%. Практический выход 69,2%.

Целевые соединения могут применяться для обработки полимеров, имеющих гидроксильные группы, такие как крахмал, поливиниловый спирт, опилки, бумага. Катионизированные

с помощью соединений общей формулы 1 полимерные вещества обладают способностью извлекать анионы из водных растворов. Это явление может быть использовано для удаления анионов красителей при очистке сточных вод.

На фиг. 1-3 приведены сорбционные кривые, характеризующие процесс окраски хлопчатобумажной ткани, из которых следует, что после катиони- зации процесс адсорбции красителя тканью ускоряется.

Сорбционные кривые крахмала или бумаги, катионизированных соединении 5), что не отмечено для известных °бствуют сшивке полимеров, содержа-

типов четвертичных аммониевых соединений.

Механизм действия полученных соединений отличается тем, что они спои 5), что не отмечено для известных °бствуют сшивке полимеров, содержа-

щих гидроксильные группы.

Формула изобретения

Способ получения растворов чет- вертичных аммониевых солей формулы

к k ..

Y-H-Y Х

где М - пяти или шестичленный цикл

с двумя атомами азота, такой . как пиразин, пиперазин, пи- ридазин, пиримидин, пиразол, пиразолин, пиразолидин и имидазол, причем у атомов азота могут быть апкильные заместители с 1-4 атомами углерода; Y -CHjCH-CHj,

О

он

5

X - анион сильной минеральной или органической кислоты; или 2; , 2 или 3,

для обработки целлюлозных материало взаимодействием эквивалентных коли честв эпихлоргидрина и амина в среде растворителя при повышенной температуре , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, в качестве амина используют гетероциклический пяти- или шестичленный амин с двумя

%

50

too

атомами азота, замещенными или незамещенными алкильными радикалами с 1-4 атомами углерода, в качестве растворителя используют воду, реакцию проводят при 60-90 С в присутствии эквивалентного количества кислоты, прибавляя эпихлоргидрин при 25-90 С в раствор, полученный смешением кислоты с амином при 25-70 с,с после-

дующей, в случае необходимости, .обработкой реакционной смеси эквивалентным количеством гидроокиси натрия в виде 50%-ного .водного раствора.

I

150

200

9

-1

30- 20- 10-Q

50

100ISO

1риг.1

200

gt

-/

(/

150

Изобретение касается четвертичных аммониевых солей формулы tY-M-Yj (k:n).X- (I), где М - 5- или 6-членное гетероциклическое основание с двумя атомами азота; Y - (ОН)-СК2С1 или -CHj-CH-CRj-U; ,2; ,2,3; X - анион кислоты. который используют для обработки целлюлиз ных материалов. Повышение качества 1 достигается использованием в способе другого амина, т.е. гетероциклического основания, растворителя и режима нагревания. Синтез 1 ведут реакцией эпихлоргидрида (ЭХГ), 5- или 6-членного гетероциклического основания, незамещенного или замещенного С -С4-алкш1ами (ОС), в среде воды при 60-90 0 в присутствии эквивалентного количества кислоты (КС), причем ЭХГ с температурой 25-90 С добавляют в раствор смеси КС и ОС, имеющей температуру не выше . Далее в случае необходимости . реакционную смесь обрабатывают 50%-ным раствором NaOH. Полученный водный раствор I содержит до 74% I, выход до 79%. Обработка хлопчатобумажных тканей солями I увеличивает угол релаксации. 5 ил. (Л с со СП сл ОО

wo15 30

fOO150

1риг,г

200 у/Фиг.З

V V

cr

V нэ

оо

. 1 feм

.«

Составитель Г.Пальмбах Редактор Н.Егорова Техред А.Кравчук

Заказ 2314/25 Тираж 371Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fut.S

Корректор М.Шароши