Способ получения амидосодержащих гидроксисульфобетаинов Советский патент 1993 года по МПК C07C309/14 C11D3/34 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения амидосодер- жащих гидроксисульфобетаинов общей

СН,

формулы I

«е 3 е

RCNHCH2CH2CH2NCHjCHCHjS03

СН3 ОН

где R - Сб-С1 -алкил, которые обладают поверхностно-активными свойствами и используются в производстве моющих и очищающих средств в косметической и фармацевтической отраслях промышленности. Известен способ получения производных сульфобетаинов (СБ) формулы I, заключающийся во взаимодействии М,М-диметил-3-(-алканкэрбоксамидо)-пр

опиламина(амидоамин) с З-хлор-2-гидро- ксипропансульфонатом натрия (Na-ХГПС) при 1,5-кратном избытке последнего в изо- пропаноле при кипячении с обратным холодильником в течение 9 ч. Выход после

кристаллизации составляет 62% 1. Недостатки указанного способа - большая продолжительность процесса, низкий выход продукта и использование большого избытка Na-ХГПС.

Цель изобретения - уменьшение продолжительности процесса, повышение выхода и расширение ассортимента целевых продуктов.

Цель достигается предлагаемым способом, заключающимся в том, что реакцию между амидоамином (АА) и Na-ХГПС проводят в водной среде при 1,1-1,3-кратном избытке Na-ХГПС при 90-100°С. По достижении степени конверсии АА 65-80% к реакционной массе добавляют гидроксид натрия в количестве, равном избытку Na- ХГПС, и ведут реакцию до степени конверсии АА 90-97%. Способ может быть реализован также следующим образом: NaVJ

00 О Ю СЛ

i i

i

ХГПС получают в том же реакторе непосредственно перед реакцией с АА.

Ниже приводятся примеры синтеза СБ известным и предлагаемым способами.

Пример 1 (прототип). В реактор загружают 18,4 М,г 1-диметил-3-(М-стеара- мидо)-пропиламина (0,05 моль), 100 мл изо- пропанола, 42 мл 1,2 М раствора Na-ХГПС (0,05 моль). При кипячении в течение 3 ч достигается конверсия трет-АА48%. Добавляют еще 22 мл (0,026 моль) раствора Na- ХГПС и кипятят с обратным холодильником еще 3 ч. Реакционную массу охлаждают, добавляют 0,6 г карбоната натрия (0,006 моль) и кипятят смесь еще 3 ч. Непрореагировавший АА (1,3 г, 7%) экстрагируют net- , релейным эфиром и водную фазу упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 200 мл абсолютного этанола и выделяют нерастворимые неорганические соли фильтрацией. Продукт выкристаллизовывают при °С. Выход целевого продукта составляет 62% от теоретического, т.е. 15,6 г (0,031 моль).

Примеры 2-11 (предлагаемые, условия проведения даны в табл.. 1, примеры 2, 10 и 1.1-сравнительные).

В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой, погруженный в. водяную баню, загружают АА и воду (на 1 моль АА 400-600 мл воды). При постоянном перемешивании нагревают до 95°С и добавляют Na-ХГПС при молярном соотношении с АА 1: (1,1-1.3). Реакционную смесь нагревают при 95-100°С еще 0,5 ч (конверсия АА в С Б составляет к этому времени 65-80%). В Смесь вливают 45%-ный раствор гидроксида натрия (количество последнего равно избытку Na-ХГПС) и нагревают еще 3 ч.

Выход целевого продукта (СБ) 90-97%.

Примеры 12-16 (предлагаемые условия проведения даны в табл. 1, пример 12 - сравнительный).

В стеклянный реактор, описанный в примере 2, снабженный системой охлаждения и нагревания, загружают пиросульфит натрия, сульфит натрия и воду. При 25-30 С и постоянном перемешивании медленно добавляют эпихлоргадрин (ЭХГ). Реакционную смесь перемешивают еще 1 ч. Затем температуру поднимают до 95- 10р°С и добавляют АА, нагревают еще 0,5 ч, затем приливают раствор гидроксида натрия и продолжают нагрев еще 3 ч. Молярное соотношение пиросульфита натрия, сульфита натрия, воды, ЭХГ, АА и гидроксида натрия следующее 0,55:0,2:(22,0-30,0):1,0:(0,7- 0,75):(0,075-0,085).

Выход целевого продукта (СБ) 90-94%. Коллоидно-химические свойства водных растворов некоторых полученных СБ приведены в табл. 2 и 3.

По сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ позволяет:

уменьшить продолжительность процесса в 2-3 раза: повысить выход СБ с 62 до 90-97%;

упростить процесс, используя в качест- ве растворителя воду вместо изопропилово- го спирта;

расширить ассортимент целевых про- дуктов(СБ).

Формула изобретения

1. Способ получения амидосодержащих гидроксисульфобетаинов общей формулы

e

RMCH2CH2CH2NCH2CHCH2S03 / СИ, ОН

где R - Сб-С-|7-алкил,

взаимодействием соответствующего третичного амидоамина с З-хлор-2-гидроксип- ропансульфонатом натрия при нагревании,

отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения выхода и расширения ассортимента целевых продуктов, процесс проводят в водной среде при молярном соотношении амидоамин:

сульфонат:вода, равном 1,0:(1,1-1,3):(22,0- 35,0), и температуре 95-100°С с последующим добавлением к реакционной массе концентрированного раствора едкого натрия в количестве, равном избытку исходного сульфоната по отношению к амидоамину,.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, раствор З-хлор-2-гидроксипропансульфоната натрия изготовляют непосредственно пе- ред реакцией с амидоамйном в том же реакторе из пиросульфита натрия, сульфита натрия и эпихлоргидрина.

Условия синтеза амидосодержощих гидроксисуяьфобетаинов э

Т а б л и ц а 1

Сущность изобретения: продукт - амидосодержащие гидроксисульфобе- таины формулы RC(0)NH(CH2)3N + (СНз)2СН2СН(ОН)СН250з , где R - С6-С17-ал- кил. Выходы с90-97%. Реагент 1: третичный амидоамин. Реагент 2: 3-хлор- гидроксипро- пансульфонат натрия. Условия реакции: в водной среде при молярном соотношении амидоамин:сульфонат:вода, равном 1:(1,1- 1,3):(22-35), температуре 95-100°С с последующим добавлением к реакционной массе концентрированного едкого натра. 1 з.п. ф- лы, 3 табл.

2А 0,1 0,2 (сравн.)

В опытах использовали следующие эмидоамины (ЛЛ) RCONHCH CH CH NCCHj),, :

Л) R-CjHtf-cy i; Б) К-смесь Cf6H31, С«УН,|, ,, B) R -CnHajj

Г) К-С„Н„; Д) R- С4Н„-Cfo Ни ; Е) ,,.

т К раствору З-хяор-2-гидроксипропансульфонатв натрия при Э5-ЮО С добавлен ДА.

ххх

сяк.

АА синтезирован из метиловых эфиров синтетических жирных кислот, дополнительно гидрированных на лабораторной установке. .

Очень вязкий продукт.

180

Э7,1)

Поверхностное натяжение и критическая концентрация мицеллообразования Синтезированных сульфобетаинов (СБ)

Опыт Целевой продукт

Критическая концентрация мицеллообразования, г/л

10 3-(N,N -Диметил

Н-додеканкарбоксани- допропиламмонио)-2- гидроксипропан-1- сульфомат

Поверхностное натяжение на границе раствор/воздух, иН/и

Концентрация вещества, г/л 0. 0,1 0,05 0,025 0,01 0,005 0,0025 o ooi

0,06

«0,4 40,4 40,4 39,6 41,9 46.9 52,0 55,4

Римечание. Продукты опытов 10 и П выделены и оиицены аналогично принеру 1- продукты опытов 5,8 и 13 использованы без очистки

. ТаблицаЗ

1еноо6ра уп 1ая способность сульфобетаина C9-C,S (пример 5, табя.1) при различных температурах В дистиллированной и жесткой воде по.методике Росс-Майлса

., ;:-

40°Cj диет, вода

OcC; S.3i мг-экв/я Св1 и Hs1

1781570,88I 1530,881611420,881481280,86

1831600,871831630,891741560,891551360 88

1831630,891801600,891761540,861651460,88

Таблица