Способ получения амфотерных поверхностно-активных веществ Советский патент 1979 года по МПК C07D233/06 C11D1/26 

67 3-----;.. ных веществ и упрощение его Х ;хнологического дострггается тем, что процесс взаимодейстВИЯ Д-оксиэтилэтилеидиамина с монокарбоиовыми кислотами оеуцдествлягот при температуре ,-jn юпог ....:..-..:. v:-... 170-190; С B ej5efll1jfepfHaro газа, такого как аргон или азот, подаваемого под поверхность реакдиошюй iwaccbj с объемной скоростью, равной 2,6-3,0 м/ч на 1 м смеси и при остаточном давлении, равном 60 мм рт.ст., с последующей Бьщержкой при 6-12 мм рт:ст.и алкилирование реакционной смеси проводят при 90- 95° С с использованием эквимолярных количеств монохлоруксусной кислоты, монрхлорацетата натрия и трехкратного количестващелочи. Отличителып 1е признаки пред;1агаемого способа - процесс взаимодействия -оксйэтилэтилендиамйна с монокарбоновйми кислотами осу ществляйт при постйЖйбЖ шрШ«гет| аг;й апенйя и температуры, а именно при температуре 17б190С в среде тшертпого газа, такого как аргон и™ азот, подаваембго под пбверзшбсгё реакцион ной массы с объемной скоростью, равной 2,6- 3,0 . на 1 м смеси и при остаточном давлении, равном 60 мм рт.ст., с послед)тощей выдержкой при 6-12 мм рт.ст. и алкишгрованием получешюй реакционной смеси с использованием зквимолярных количеств монохлоруксусной кислоты, мопохлорацетата натрия и трехкратного ко nMectSa Щелбчи. Описываемый способ полукния амфЪтёрных поверхностно-активных веществЗаключается D том, что -оксизтилэГилевдиаМЯИ подвергают взаимодействию с монокарбоновымй кислотами при температуре 170-590 и остатошюй давлении, равном 60 мм рт.ст., в средеинертного Газа, tjo даваемого под поверхность реакционной Kiaeebi со-скоростью, равной 2,6-3,0 на 1 м смеси. . Дополнитёльная выдержка реакционной массы при остаточном давленЮ, равнЗм 8-12 мм рт.ст. способствует как отгону избытка (З-оксйЗтия ЭтШШдиамш1а, измененигкГёоегайа с1«еси; уменьшению содержания аминной Сош и увеличению крличес ва 1-оксиэт5Ш-2-алкил-2-имидазолина. Содержание амшсгой соли в получаемых образцах полупродукта при 180 и 190°С соответственно равно 3,5 и 1,5%, ШДержание 1-оксиэтил-2-алкил-2-ймйдазолипа двстиraet соответственно 72,5 и 82,5%, асодержание N-aцил-N-(jЗ-oкcиэтил)этилeндиaминa 24,0 и 16,0 К реакционной смеси, полученной аналогично У при температуре 90-95° С и постоянном перемецлГваний приливайт водный раствор Монохлоруксусной кислоты, ваятой в эквимолдрном количест&е. При этом рН смеси понижается до 67, что является необходимым условием .получения ПАВ с хорошими вь1ходами. Затем к полученной однородной массе быстро приливают вод--....,..ный раствор эквимолярного количесгва монохлорацетата и начинают дЬзировку водного раствора трехкратного мольного количества едкого натра (не менее 15 мин). После добавления все. ™ количества щелочи рН раствора повышается ДО 12, 3 п{)и дальнейшсм выдерживати онной массы при этой температуре и непрерывном перемешивании в тече1ше 1,5-2,0 ц - понижается до. 8,5-9,5. Содержание хлор-ионов за это время увеличивается до 6,0%, что близко к теоретическому. Содержание основного вещества (ПАВ) определяют методами спектроскопии и потенциометрического титрования. О конце реакции алкилирования судят по. постоянству значеHJffl рН и неизменному содержанию ионов хлора во времени. По окончании реакции получают прозрачные водные 32-40%-ные растворы амфотерного HABj; выходами, близкими к количестветым. Эти растворы в условиях длительного Хранения (год и более) при ;teMnepaType 20°С и Ниже не мутнеют и ие теряют сшоих потребительских свойств. Они устойчивы к-действию кислот, щелочей и жесткбй воды, обладают хорошими пеиообразующиАШ и моющими свойствами, эмульгирующей и смачивающей способностью. Они не токсичны, не горючи, биоразлагаемы и не оказывают раздражающего действия на кожу и слизистую оболочку глаз. Использование реакционных смесей, содержащих большее количество М-ацил-М(|3-оксиэтил) зшлендиамина, нецелесообразйо, так как в НИХ yBenH4HBaetcfl количество аминньцс солей больше допустимого. Содержание аминной соли В значитеиьном количестве и является причиной плохого качества ПАВ за счет о(азования на заключительной стадии низкомолекулярных мыл. Подтверждением аиапогич юсти аМфотерных ПАВ, получаемых на основе 1-оксиэтил-2-алкил-2-имида золйна и синтезируемых по предлагаемому способу с использованием смеси 1-оксиэтиЛ -2-алкил-2-ймидазолина и N-anioi-N-(-oKCH3TM)з ШЛеИДи мина, содержащей небольшое количество амшшой соли являются их УФ- и ИКйектры поглощения, а также кривые потейцноетрйческЬго татрования.. Примеры получения амфотерных nosepXHO tно-активнъйс веществ. Прим ер 1. В трехгорлую колбу, снабженную tepMOMetpoM, капилляром для подачи инертного газа, .насадкой Кляйзейа с термометром, . делительной воронкой, .холодильником Либиха и приемником, загружают 172 г (1 г. моль) каприновой кислоты, включают обогрев и в расплав . кислоты подают гон (азот) со скоростью 3,0 м/ч на 1 м смеси (16,3 мл/мин). Затем . coздaюt в СйСтше разряжение, равное 60 мм рт.ст., ир1етйвают 120,5 мл (1,2 г моль) /3-оксиэтилендиамина, поднимают температуру силиконовой бани до и вьшерямвают реакционную смесь в течение 2 ч. После этого остаточное давление в системе понижают до 6 мм рт.ст. и выдерживают реакционную массу 30 мин. В течение этого времени происходат отгон избыточного количества -оксиэтилэтилендиамина. По истечении этого времени реакционную смесь охлаждают и переносят вчетырехгорлую колбу, снабженную мешалкой с охлаждаемым гидрозатвором, термометром и делительцыми воронками. При постоянном перемешиваНИИ и температуре добавляют 94,5 г (1 Г4моль) монохлоруксусной кислоты, растворенной в 75 мл воды. К полученной однороД{1ой массе прибавляют 116,5 г (1 г. моль) монохлорацетата натрия, растворенного в 168 мл воды. Затем при 95°С в течение 15 мин дозируют 120 (.i г.моля) едкого натра, растворенного в 375 м воды, и выдерживают смесь в течение 1-1,5 ч. За это время рН смеси Тюнижается с 13,0-12,5 до 8,5-9,5, а содержание ионов хлора увеличивается, достигает теоретически - 6,0%. При этом содержание основного вещества достигает 35%, что составляет 98.8% от теоретического.

Полученный водный 35%-ный раствор амфотерного ПАР с содержанием хлористого натрия (до 9,9%), сопутствующего образованию оснбвного вещества, представляет собой светло-коричневую прозрачную жидкость, обладающую хорощей пенообразующей и моющей способностью, устойяивостью к действию кислот, щелочей и

жесткой воды (LDso его выше 3500 мг/кг живого веса). Он обладает мягким вйздсйствием на кожу и слизистую оболочь у глаз. При длительном хранении при температуре ниже растворы остаются прозрачными.

Пример 2. В реактор емкостью 100 л, снабженный рубащкой для высокотемпературного носителя, прямым холодильником, термометрами, барботером для инертного газа (азота) и соединенный через приемник с вакуумным насосом, загружают 49 л синтетических жирных кислот фракции Cio-ti J с мол. вес. 184,4 и 32 л |3-оксиэтилэтилендиамина. Включают обогрев, пускают инертный газ со скоростью 3,0 на, 1 м смеси, подсоединяют систему к вакуумному насосу и в условиях, приведенных в примере I. проводят синтез полупродукта (смеси 1-оксиэтил-2-алкил-2-имидазолина и амида) Последний при естественном охлаждении до 100- перекачивают в реактор, снабженный пароВой рубашкой, термопарой, мешалкой и -дозирующим устройством. При температуре 95Г и непрерывном перемешивании приливают 90 кг 54%-н()го раствора монохлоруксусной кислоты, поддерживая указанную температуру. Затем добавляют 82 кг 36%-ного водного раствора монохлорацетатй йатрия, приготовленного лри температуре меньше 20С, температура реакционной массы при этом понижается до . Придойтижении температуры в реакторе дозируют в течение 30 мин 112 кг 27%-ного во;щого раствора едкого натра и выдерживают реакционную смесь при перемешивании до снижения рН с 13,0-12,5 до 8,9-9,5. По окончании реакции .получают 300 кг водного раствора амфотерного ПАВ, представляющего собой йрозрачную вязкую жидкость вишневого цвета с содержанием основного вещества (ПАВ) 35,0%. Выход его составляет 97,0%.

Свойства полученных ПАВ приведены в таблице.

Амфотерные ПАВ, полученные по предлагаемому способу, по своим физико-химическим и коллоидным свойствам аналогичны образцам амфотерных ПАВ, полученных на основе 1-оксиэтш1-2-алкил-2-имидазолинов. Они хорошо растворимы в воде (жесткой), устойчивы к действию кислот и щелочей , хорошо сочетаются с анионными, катионными и неиногенными поверхностно-активными веществами, не оказывают раздражающего действия на кожу и слизистую оболочку. По данным спеичализированных организация их LDso 3500 мг/кг живого веса.

Кроме того, синтезируемые по предлагаемому способу амфотерные ПАВ, обладают хорошей пенообразующей, моющей и очищающей способностью и являются биологически разлагаемыми веществами. Поэтому они могут быть использованы в качестве активной основы для различных шампуней: детских без слез, автокосметики, для ванн и мытья животных. Они могут быть использованы для чистки и мытья твердых поверхностей, полов, кафельных плит, санузлов, а также в медицинских мылах и препаратах для машиной мойки посуды.

Обладая чрезвычайно мягким воздействием на кожу, они могут быть использованы в различных косметических средствах. Так, на основ опытной партии амфотерного ПАВ, полученного по предлагаемому способу, выпушены опытные партии препаратов Золотая рыбка и Пихта.

8,31

10,0

9,9

3,5

0,26

0,05

Предлагаем , способ получения амфоТерных ПАВ отличаете от известных способов, использующих в качестве полупрод)аста 1-оксиэтил, -2-алкил-2-имидазолины, тем, что он прост в технологическЪм оформлении и экономичен. Формула изобретения I Способ получения амфотерных поверхност но-актйвных веществ взаимодействием /3-оксиэтилендиамина с монокарбоновыми кислотами с последующим алкилиррваниёМ Продукта реакции с использованием моНохлорацетата натрия в щелочной среде, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и упрощения его технологии, процесс взаимодействия -оксиэтилэтилендиамина с монокарбоновыми кислотами осуществляют при температуре 170-190°С в среде инертного газа, такого как аргон или азот, подаваемого под поверхность реакционной массы с объемной скоростью, равной 2,6- 3,0 на 1 м смеси и при остаточном давлении, равном 60 мм рт.ст., с последующей выдержкой при 6-12 мм рт.ст. и алкилирование реакционной смеси проводят при 90-95 С с использованием эквимолярных количеств монохлоруксусной кислоты, монохлорацетата натрия и трехкратного количества щелочи. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие /3-оксиэтилэтилендиамина с монокарбоновыми кислотами проводят при мольном соотнощении исходных реагентов, равном 1,2-1,0. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент.США № 3408361, кл. 260-309.6, 1968.