Мононатриевые соли диэфиров сульфо-МАлЕиНОВОй КиСлОТы KAK пОВЕРХНОСТНО- АКТиВНыЕ ВЕщЕСТВА Советский патент 1981 года по МПК C07C143/16 C11D3/34 

МОНОНАТРИЕВЫЕ КИСЛОТЫ КА Изобретение относится к новым химичесг КИМ соединением, а именно к мононатриевым солям диэфиров сульфомалекновой кислоты общей формулы (1) CHCOOR (Т) где R - алкйл с 10-16 атомами углерода, обладающим высокой поверхностной активностью Указанные свойства позволяют предполагать возможность применения их в качестве активной основы в моюихих композициях. Известны дшгатриевые сОли моноэфиров сульфомалеиновой кислоты, проявляющие поверхностно-активные свойства Щ. . Однако эти вещества обладают относительно невысокой поверхностной активностью. Кроме того, относительно больише значения критической ко1щентрации мицеллообразования (ККМ требуют повышенного содержания указанных соединений в составе моющих композиций для достижения необходимого эффекта. Цель изобретения - синтез новых поверхнос тно-активных соединений (ПАВ) из класса эфиров сульфомалеиновой кислоты, которые ДИЭФИРОВ СУЛЬФОМАЛВИНОВОЙ ВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ЕЩЕСТВА бы обладали высокой поверхностной активностью и одновременно невысрким значе.нием ККМ. Поставленная цель достигается новыми химическими натриевыми солями, диэфиров сульфомалеиновой кислоты, структура которых вьфажается общей формулой (I). Новые соединения получают взаимодействием сульфомалеинового ангидрида с соответствующим жирным спиртом, взятыми в соотношении взятыми в 1:2, в толуоле при 80-120° С с последующей нейтрализацией полученного продукта водным раствором едкого натра. Пример 1.1. Получение децилового сульфомалеиновой кислоты. В пятигорпую колбу, емкостью 3 л, снабженную термометром, двумя дозирующими | устройствами прямым холодильником, мешалкой загружают 1 моль (158,28 г) децилового сшфта и растворяют в пятикратном количестве толуола. Б установке создают вакуум при помощи водоструйного насоса. Затем при 80° С прикапьтают 103 г сульфомалеинового а,нгндр|ида (0,5 моль в пересчете на 100%). Скорость подачи сульфомапеинового ангидрида должна быть такой, чтобы температура в колбе оставалась постоянной, Время реакции 3 ч. Полученный дещшовый циэфир сульфомалеийовой кислогы анализируют методом потен циометрического титрования. Выход 96,58% (252 г); содержание примесей 3,42% (9,28 г). II. мононатриевой соли децилового диэфира сульфомалеиноврй кислоты. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой термометром и газоотводной трубкой, загружа ют 115 г NaOH (О 5 моль) в виде водного раствора и охлаждают раствор до t5°C, затем при интенсивном перемешивании добавляют 261,28 г (С,5 моль в. пересчете на 100%) децилового дизфира сульфомалеиновой кислоты. Выход целевого продукта 374 г (97,2%); примесей - 2 г (2,8%). Анализ содержания мононатриевой соли децилового дизфира сульфомалеиновой кислоты проводят фотометрированием окрашенного комплекса МДС-М с метш еновьпл синим. В табл. 1 представлено содержание примесей на обеих стадиях процесса при получении ..мононатриевых солей диалкиловых эфиров сул фомалеиновой кислоты. В чистом виде для определения коллоиднохимических свойств и доказательства строения мононатрие зую соль децитового диэфира сульфомалеиновой кислоты вьщеляют следуюшим способом. Навеску пасты выливают в пятикратное ко личество (по отношению к навеске) ацетона и отфильтровывают вьшавшие соли на воронке Бюхнера. Полученные соли зкстрагируют в аппарате Сокслета этиловым спиртом.На холоду выпадает из спирта целевой продукт, который затем подвергают многократной пере кристаллизации из спирта и воды. Выход мононатриевой сОли децилового диэфира сульфомалеиновой кислоты составляет после очистки 60-70% от содержания вещества в пасте. П р и м е р . I. Получение додецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1 из 1 моль (186,34 г) додецилового спирта и 0,5 моль (103 г -85% в пересчете на 100%) сульфомалеинового ангидрида при 100° С получают додециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты. Выход 272 г (94,18%) и 734 г (5,82%) примесей. II Получение мононатриевой соли додецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1 при взаимодействии 0,5 моль. (289 г) додецилового диэфира сульф малеиновой кислрты и 11,5 г (05 моль) водного раствора NaOH получают мононатриевую .4. соль додецилового дизфира сульфомалеиновой кислоты. Вькод 93,5% (290 г); примесей 6,5% (10,84 г). Малий и ошстку продукта проводят аналогишо примеру 1. Выход после очистки 60-70% от взятой навески. П р и м е р 3. Т,. Получение тетрадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1 из 1 моль (214,4 г) тетрадецилового спирта и 0,5 моль сульфомалеинового аетидрида при 120° С получают тетрадециловый эфир сульфомалеиновой кислоты. Выход 93,76% (296 г). II. Пол)Л1ение мононатриевой соли тетрадецилового дизф1фа сульфомалешговой кислоты. В условиях примера 1 при взаимодействии 0,5 моль тетрадецилового диэф1фа сульфомалеиновой кислоты и 11,5 г (0,5 моль) водного раствора IMaOH получают мононатриевую соль тетрадецилового дизфира сульфомалеиновой кислоты. Выход-92,7% (306 г); примесей 7,3% (22,9 г), Анализ и очистку продукта проводят аналогично примеру 1. Выход после очистки 60-70% от взятой навески. . И р и м е р 4. Получение ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. . В пятигорлую колбу емкостью 3 л, спабженЯую термометром, двумя дозирующими устройствами, прямым холод1-шышком, мешал г кой, загружают 1 моль (172,32 г) у1щецилового спирта и растворяют в пятикратном количестве толуола. В установке создают вакуум при водоструйного насоса. Затем при 90° С прикапывают 103 г сульфомалеинового ангидрида (0,5 м9ль в пересчете на 100%). Скорость подачи сульфомалеинового ангидрида должна быть такой, чтобы температура в колбе оставалась постоянной . Время реакции 3ч. Выход ундецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты 265 г (97,34%); содержание примесей 10,36 (2,66%). II. Получение мононатриевой соли ундецилового дизфира сульфомалеиновой кислоты. I СН - ОООСН2(С}1г) -h№OHС - СООСН2(СН2)9СН5 SOjH СН-СООСНгИг СИз jj С - СООС1Г2(СЯ2)9СНз SOjNa , В трехгорлую колбу, снабжетшую мешалой, термометром и газоотводной трубкой. эагружагот 115 г (05 моль) NaOH в виде вод ного раствора и охлаждают раствор до затем пр-1 интенсивном перемеишвалии добавляют 0,5 моль (260 г в нересчете на 100%) у1здецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. Выход целевого продукта 243 г (96,5%); содержание примесей 8,55 г (3,5%). Для очистки навеску получе1шой после нейтрализации пасты выливают в пятикратное (по отношению к ггавеске) количество ацетона и отфильтровывают вьтавшие соли на воронке Бюхнера. Полученные соли экстрагируют в аппарате Сркслета этиловым спиртом. Выпав ише мононатриевые соли ундёцилового диэфир сульфомалеиновой кислоты, после очередного фильтрования, .многократно подвергают перекристаллизации из спирта Hf воды. Выход моно натриевой соли ундоцилового диэфира сульфомалсииовой кислоты составляет после очистки 60-70% от содержания вещества в пасте. Например, из 100 г навески пасты мононатриево соли ундёцилового диэфира сульфомалеиновой кислоты образуется 70-60 г чистого вещества При м е р 5. Г. Получение мононатриевой соли тридецилового диэфира сульфомалеиноэой кислоты. В условшгх примера 4 из 1 моль (200,36 г тридецилового спирта и 0,5 моль (103 г-85% в пересчете на 100%) сульфомалеинового аигидрида при 110° С получают тридециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты. Выход основного вещества 286,3 г (94,37%) примесей 17,06 г (5,63%). II. Получение мононатриевой соли тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера- 1, при взаимодействии 0,5 моль (300 г в пересчете на 100%) тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 МОЛЬ (115 г) водного раствора МаОН получают мононатриевую соль тридецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. Выход целевого продукта 384 г (92,9%); содержание примесей 31 г (7,1%), Очистку продукта проводят аналогично примеру 4. Выход чистого вещества 60-70% от взятой навески П р и м е р 6. I. Получение мононатриевой соли пентадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1, при взаимодействии 0,5 моль (228,42 г) пентадецилового спирта и 0,5 моль (103 г - 85% в пересчете на 100% сульфомалеинового ангидрида, при 110°С и времени 3,5 ч получают пентадециловый диэф1ф сульфомалекновой кислоты. Выход основного вещества 306 г (92,46%); содержание прИмесей 25,42 г (7,5%). П. Получение мононатриевой соли пентаде цилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1, при взаимодействии 0,5 моль (334 г в пересчете на 100%) пентадецилового дизфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 моль (115 г) водного раствора NaOH получают мононатриевую соль пентадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. Выход 410 г (91,83%); содержание примесей 39 г (8,43%). Очистку продукта проводят аналогично примеру 1. Выход чистого вещества 60-70% от взятой навески. Пример7. Г. Получение гексадедилового диэфира сульфомалеиновой. кислоты. В условиях примера 1, из 1 моль j (242,5 г) гексадецилового спирта и 0,5 моль (103 г - 85%, в пересчете на 100%) сульфомалеинового ангидрида при 110° С и времени реакции 4 ч получают гексадециловый диэфир сульфомалеиновой кислоты. Выход основного вещества 312 г (); содержание примесей 28,6 г (9,73%). II. Получение мононатриевой соли :гекеадецилового диэфира, сульфомалеиновой кислоты. В условиях примера 1 при взаимодействии . 0,5 моль (358 г) гексадецилового дрэфира сульфомалеиновой кислоты и 0,5 моль (115 г) водного раствора NaOH получают мононатриевую соль гексадецилового диэфира сульфомалеиновой кислоты. Выход 433 г (91,53%); содержание примесей 40 г (8,47%) Очистку продукта проводят аналогично примеру 1. Выход чистого вещества 60-70% от взятой навески. В тйбл. 2 представлены характеристики соединений общей формулы (1). . Из дан1П)1х табл. 2 видно, что соединения общей формулы (Т) являются мицеллообразующими ПАВ, точки Крафта мононатриевых солей дйэфиров сульфомалеиновой кислоты (МДС-М) и дйнатриевых солей монозфиров сульфомалеино вой кислоты (ДНС-М) практически не отличаются. .Минимальное, поверхностное натяжение ( min ) водных растворов МДС-М на границе с воздухом меньще, чем дпя ДНС-М. Следовательно, соединения общей формулы (I) по своим коллоидно-химическим показателям превосходят ДНС-М; при практически одинаков1 1Х точках Крафта. величина ККМ и 6 МДС-М гораздо ниже, чем ДНС-М. Это позволяет применять новые соединен4м в горазо меньишх концентрациях, что обуславливает экономический эффект при замене в моющих., омпозициях ДНС-М.

I I I

t v6 Я, t

00

ф «о о и f- 00 о Г О 00. с «л оо р о - о . - rs п

SCO «о N д о го , «Ч Ч «. Ч f .

t-Hо -«-I ГЯ

«О со. 1 VO го м

t-i ч «.ч п « п

О О - - ч - f

OV

л

f-. о о

«л «о

О VO

I I

о о

10

П OV о о

VO с

1Л

я

. п «i

п

I I

««-I -4

-1fS

I I

I I

х

О -«

«О

«П

ia. s. s. s.

-HCSr tSC

o o r r;

w. oq, oq OS . Cj,

H4i- 1-Ч- C l

2 :$ : S 8.

- „ « s rf

f . 1ЛЮ«л . d

t r fn, -

M M n n

fs СЛ rj- «Л VO

Точка

24 30 Крафта Критическая концентрация мицеллообразо0,180,10,063 вания Ммоль/л 032 14,0

Поверхностное

натяжение (о ),

дин/см34,0 34,0

Формула изобретения

Мононатриевые соли дизфиров сульфомалешювой кислоты общей формулы (I). ROOCC СНСООН

Таблица 2

где R - алкил с 10-16 атомами углерода, как поверхностно-активные вещества.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 577206, кл. С 07 С 143/16, .1976. 0,0316 0,02 0,011 МДС-М 10,28,1ДНС-М