Тетрафтороборные соли 2-алкил-1-полиэтиленполиамин-2-имидазолинов в качестве поверхностно-активных веществ Советский патент 1992 года по МПК C07D233/08 C11D1/58 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к тетрафторборным солям 2-алкил-1-п-олиэтиленполнамин-2-имидс130линое общей формулы

СИг

тИБРц

// C%

R -Г

а ъ

U-piCHplnClliCllpi

где R-CioH2i-C2oH4i; , являющимся поверхностно-активными веществами (ПАВ) со специфическими свойствами. Эти ПАВ могут быть использованы в различных композициях как стабилизаторы пены или в композициях для химического полирования металлов.

Известны азотнокислые и ортоиодные соли 2-алкил-1-поли.этиленполиамин-2-имидазолинов, обладающие поверхностно-активными свойствами.

Однако указанные соли не проявляют стабилизирующего эффекта при добавлении к растворам анионоактивных ПАВ и поэтому не могут быть использованы в качестве стабилизаторов пены.

Предлагаемые тетрафторборные соли 2-а л кил-1-полиэтилен пол иамин-2-имидазолинов получают взаимодействием соответствующих 2-а л кмл-1-полиэтилен пол иамин-2-имидазолинов с тетрафторборной кислотой в среде ацетона при 20-25°С и молярном соотношении между компонентами при ,1.2.3,4 и 5 равном 1:2, 1;3, 1:4, 1:5, 1:6 и 1:7.

П р и м е р 1. В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, помещают 26,7 г (0,1 моль) 2-додецил-1-(2 -аминоэтил)2-имидазолина и 200 мл ацетона, перемешивают при 15-25°С до растворения и из капельной воронки при перемешивании прибавляют 43,9 г (0,2 моль) 40%-ной тетрафторборной кислоты, поддерживая температуру не выше 20-25°С. Затем выдерживают 1 ч при 20-25°С без перемешивания, переносят смесь в колбу роторного испарителя и при 50°С/100 мм.рт.ст. отгоняют водно-ацетоновую смесь. Продукт реакции в чашке Петри сушат в вакуум-сушильном шкафу при . Выход 43,3 г (98%). Полученное вещество представляет собой светло-желтую полупластичную массу, т.разм. 105°С.

Найдено, %: С 43,4; Н 7.8; N 9,8; В 4,8; F34,2.

C16H35B2F8N3.

Вычислено. %: С 43,5; Н 7.9; N 9,5; В 4,9; F 34,2.

П р и м е р 2. Как в примере 1, из 51 г (0,1 моль) 2-тетрадецил-1-гексаэтиленгексамин2-имидазолина в 200 мл ацетона и 154 г (0,71 моль) 40%-ной тетрафторборной кислоты получают 170 г(98%) светлого порошка, размягчающегося с последующим разложением при 267°С.

Найдено, %: С 29,9; Н 6,0; N 10,3; В 6,5; F 47,3.

C28H69B7F28N8.

Вычислено, %; С 30; Н 6,1; N 10; В 6,6; F47,3.

П РИМ е р 3. Аналогично примеру 1 из 29.5 г (0,1 моль) 2-тетрадецил-1-{2 -аминоэтил)-2-имидазолина в 200 мл ацетона и 43.9 г (0,2 моль) 40%-ной тетрафторборной кислоты Г1олучают 46 г (98%) светло-желтого порошка, т.разм. 230°С. На-йдено, %; С 45,8; Н 8,2; 1М 9.3; В 4,5; F32,2.

C18H39B2F8N3.

Вычислено, %; С 45,9; Н 8,3; N 8.95; S4,6; F 32,25.

П р и м е р 4. Проводят опыт, как в примере 1, но 37.9 г (0,1 моль) 2-эйкозил-1(2 -аминоэтил)-2-имидазолина растворяют в 200 мл ацетона при 20-30°С, затем прибавляют 43,9 г (0,2 моль) 40%-ной тетрафторборной кислоты. Получают 54 г (98%) светло-желтого порошка, размягчающегося с последующим разложением при 250°С.

Найдено, %; С 51.9; Н 9.1; N 7.9; В 3,8; F27,3.

C24H51B2F8N3.

Вычислено, %: С 52; Н 9.2; N 7,6; В 3.9; F27,3.

Полученные тетрафторборные соли 2алкил-1-полиэтиленполиамин-2-имидазолинов хорошо растворяются в воде и дают характерную реакцию для тетрафторборного иона - при реакции с гидроокисью или карбонатом калия образуется характерный белый аморфный осадок.

Для доказательства строения целевого продукта методом Рота определяют количество тетрафторборной кислоты, присоединившейся к исходным 2-алкил-1-полиэтиленполиамин-2-имидазолинам.

При разложении 1 г тетрафторборной соли 2-додецил-1-(2 -аминозтил)-2-имидазолина в кварцевой трубке с гидроокисью кальция выделяется 0,279 г борной кислоты, которая оттитровывается в присутствии маннита гидроокисью натрия.

Количество оттитрованной выделившейся борной кислоты соответствует 2 моль тетрафторборной кислоты, присоединившейся к 1 моль исходного 2-додецил-1-(2аминоэтил)-2-имидазолина.

При разложении 1 г тетрафторборной

соли 2-тетрадецил-1-гексаэтиленгексамин2-имидазолина выделяется 0,386 г борной кислоты, что соответствует 7 моль тетрафторборной. кислоты, присоединившейся к 1

моль исходного имидазолина.

При анализе навесок тетрафторборных солей алкилимидазолинов, г риведенных в примерах 3 и 4, количество выделившейся борной кислоты в обоих случаях соответствует 2 моль тетрафторборной кислоты, присоединившейся к 1 моль исходных алкилимидазолинов.

Лабораторные исгГытания показывают, что при введении 1% тетрафторборных солей 2-алкил-1-полиэтиленполиамин-2имидазолинов поверхностное натяжение водных растворов снижается до 35-38 дин/см.

Тетрафторборные соли 2-алкил-1-полиэтиленполиамин-2-имидазолинов обладают хорошей пенообразующей способностью и могут быть использованы как высокоустойчивые пенообразователи в широком интервале температур; кроме того, как

стабилизаторы пены водных растворов анионоактивных ПАВ и как ингибиторы коррозии черных металлов и добавки в композиции для химического полирования металлов.

В табл. 1 приведена пенообразующая

способность 1%-ных растворов азотнокислой, ортоиодной и тетрафторборной солей 2-тетрадецил-1-(2 -аминозтил)-2-имидазолина по Росс-Майлсу (обьем пены на 500 мл

раствора).

. В табл. 2 указана устойчивость пены (по Росс-Майлсу) Т%-ных воднь|х растворов алкилсульфатов жирных спиртов фракции

Cio-Ci3 без стабилизатора и стабилизированных 0,04 мас.% азотнокислой, ортоиодной и тетрафторборной соли 2-додецил-1-(2 -аминоэтил)-2-имидазолина (соединение № 1), а также устойчивость пены 5%-ных водных растворов указанных алкилсульфатов без стабилизатора и стабилизированных 0,05 вес.% тетрафторборной соли 2-тетраДецил-1-гексаэтиленгексамин-2-имидазолина (соединение № 2).

Таблица 1

Тетрафторборные соли 2-алкил-1- полиэтиленполиамин-2-имидазолинов общей формулытШцК-СНг // IВ-С^ ^СНг\-(GH|Cllp)nCHAKHiгде R-CioH2i-C2oHji; п=0-5; т=2-7, в качестве поверхностно-активных веществ.

Таблица 2

Продолжение табл.2