Соли алкиламино- @ -полиэтиленгликолевых эфиров @ - этансульфокислоты в качестве поверхностно-активных веществ для смачивателей

 

Соли алкиламино-Н-полиэтиленгликолевых эфиров N-этансульфокислоты формулы / R-N где R - алкил с 10, 12, 14 или 16 атомами углерода X - натрий или триэтаноламин п 2-5, в качестве поверхностно-яктивных веществ для смачивателей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

I )9) SU (II) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGKOINf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3634983/23-04 (22) 18.08.83 (46) 07.05.85. Бюл. N 17 (72) С.И.Файнгольд и P.N.Òîìñîí (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт химии АН Эстонской ССР (53) 547.269.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 761459, кл. С 07 С 143/14, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 810680, кл. С 07 С 143/14, 1979. (54) СОЛИ АЛКИЛАИИНО-N-ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВЫХ ЭФИРОВ Я-ЭТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ

ВЕЩЕСТВ ДЛЯ СМАЧИВАТЕЛЕЙ.

4(5!) С 07 С 143/14, С 11 D 1 16 (57) Соли алкиламино-N-полиэтиленгликолевых эфиров N-этансульфокислоты формулы (-HzC z 0,)

R — Ж, СНЗСН2(ОСН2СН2) ИОН где R — алкил с 10, 12, 14 или 16 атомами углерода, Х вЂ” натрий или триэтаноламин;

n = 2-5, в качестве поверхностно-активных веществ для смачивателей.

1154270

ЕП

Изобретение относится к производным В-аминоэтилсульфокислот, а именно к солям алкиламино-N-полиэтиленгликолевых эфиров N-этансульфокис лоты общей формулы %

CHgCHySO>X

Я,— Б. I

СН СН2(ОСНОВ СН2 гОН где К вЂ” алкил с 10, 12, 14 или 16 атомами углерода; и =2-5;

Х вЂ” натрий или триэтаноламин, в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ) для смачивателей.

Известны натриевые соли 1-аминоалкил-N-этансульфокислоты формулы

R N НСН СН ЯО Мо П где R — - алкил с 10-16 атомами угле. рода (1), и динатриевые соли 1-аминоалкил-N,N-бис (г -этансульфокислоты) формулы

CHgCHgSO>N с

 — N

СН СНг 03На где R — алкил с 8, 1О, 12, 14 или 16 атомами углерода (2g, 30 применяемые в качестве ПАВ.

Однако ПАВ формулы (II) обладают плохой .растворимостью в воде, а растворимость ПАВ формулы III очень высока. Оба вещества обладают неудов.з летворительнымн показателями по смачивающей способности, и поэтому не нашли широкого промышленного применения.

Цель изобретения — поиск в ряду 40

1 -аминосульфокислот новых производных, обладающих хорошими поверхностно-активными свойствами и лучшей смачивающей способностью, а также достаточной растворимостью в воде. 4З

- Поставленная цель достигается приМенением солей алкиламино-И-полиэтиленгликолевых эфиров К-этансульфокислоты формулы (1) в качестве поверхностно-активных веществ для сма- 50 чивателей.

Указанные соединения получают двумя способами. По первому способу осуществляют реакцию между алкилтаурином и манозамещенным галоидопронз- $5 водным. полиэтиленгликолевого эфира.

Реакцию проводят .в среде алифатического спирта при температуре его кипения и продолжительности 10-20 .ч.

По второму способу проводят реакцию между галоидалкилом и солью полиэтиленгликолевого эфира таурина. Реакцию также проводят в среде алифатического спирта при температуре его кипения и продолжительности 10-20 ч.

Строение полученных соединений подтверждают данными элементного анализа, ИК- и ЯИР-спектроскопии.

ИК-Чпектры снимают на приборе "Specord (ГДР), ЯИР-спектры — на спектрометре KR с рабочей частотой

60 мГц.

Содержание целевого продукта (чистоту продукта) определяют по относительному содержанию третичного амина к теоретически возможному.

Пример 1. В колбу, снабженную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают

41,8 г натриевой соли децилтаурина и 220 мл изобутилового спирта. Смесь перемешивают при нагревании до полного растворения натриевой соли децилтаурина и медленно прибавляют раствор монохлорида триэтиленгликоля в количестве 12,5 г н 50 мл изобутилового спирта. Реакционную смесь перемешивают при кипячении в течение 18 ч. По окончании реакции отгоняют изобутиловый спирт, а остаток растворяют в 300 мл воды. Добавляют щелочь в количестве 3 г, растворенную в 75 мл воды. Смесь перемешивают в течение 1 ч и подвергают экстракции эфиром. Водный раствор высушивают досуха и 967.-ным этанолом выделяют целевой продукт.

Выход натриевой соли дециламино-N-триэтиленгликолевого эфира М-этан сульфокислоты 38 г (71K от теории).

Пример 2, В колбу, снабженную обратным холодильником, помещают

50,2 r триэтиленгликолевого эфира натриевой соли таурина, 9,96 г додецилбромида и 100 мл 967,-ного этанола. Реакционную смесь кипятят в течение 15 ч. По окончании реакции отгоняют этанол, а к остатку добавляют 1,6 г едкого иатра в 42 мл воды. Перемешивание ведут в течение

30 мин..Водный раствор вьк ушивают досуха, продукт перекристал.гиловы" вают из абсолютного этаиола. Осадок отфильтровывают и фильтрат высушивают досуха, затем р:и тьоряют в

100 мл воды н трижды эк |ря гиг1уют

11542 70 4 по 100 мп изобутилового спирта. После отделения последнего получают целевой продукт — натриевую соль додециламино-М-три этиленгликолевого эфира

N-этанс ульфокислоты.

Выход 17,6 r (92Х от теории) .

Пример 3.. В колбу, снабженную обратным холодильником, помещают .50 r гексаэтиленгликолевого эфира триэтаноламиновой соли таурина, 18 r гексадецилхлорида и 150 мл этанола.

Реакционную смесь кипятят в течение

20 ч. По окончании реакции добавляют 2,8 г едкого натра, растворенного в 50 мп этанола. Смесь перемешивают в течение 30 мин и отфильтровывают от образовавшегося хлористого натрия.

Фильтрат высушивают и растворяют затем в 150 мл воды.. Активное вещество экстрагируют обработкой трижды изобутиловым спиртом. После отгонки последнего получают целевой продукт триэтаноламиновую соль гексадециламино-М-гексаэтиленгликолевого эфира

N-этансульфокислоты. И

Выход 32, 5 (68, ЗХ от теории) .

Пример 4. В колбу, снабженную капелькой воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают

56,25 г натриевой соли тетрадецилтаурина в 250 мп изобутилового спирта. Смесь перемешивают и медленно прибавляют раствор монохлорида триэтиленгликоля в количестве 13,8 r в 55 мл изобутилового спирта. Реак-5 ционную смееь перемешивают при кипячении в течение 24 ч. По окончании реакции изобутиловый спирт отгоняют, а остаток растворяют в 400 мл воды.

Добавляют 3,28 г щелочи, растворен- 40 ной в 75 мл воды.. Смесь перемешивают

° в течение 1 ч. Водный раствор высушивают досуха и 96Х-ным этанолом выделяют целевой продукт.

Выход натриевой соли тетрадецил- 45 амино-N-òðèçòèëåírëèêîëåâîrî эфира

N-этансульфокислоты 28,6 г (73,4Х от теории).

Пример 5. В колбу, снабжен- ную капельной воронкой, мешалкой и 50 обратным холодильником, помещают

42,8 r тетраэтиленгликолевого эфира натриевой соли таурина, 8,2 г додецилбромида и t00 мп 96Х-ного этанола. Реакционную смесь кипятят в те- 55 чение 12 ч. По окончании реакции отsонян>т этанол, а к остатку добавляют 1,5 г нного натра в 50 мп воды.

Перемешивают в течение 30-40 мин.

После высушиванпя проводят кристаллизацию продукта из этанола. После высушивания осадка продукт растворяют в 100 мл воды и трижпы экстрагируют 100 мп изобутилового спирта.

После отгонки изобутилового спирта и высушивания получают целевой продукт — натриевую соль додециламино-Н-тетраэтиленгликолевого эфира N-

-этансульфокислоты. Выход 17,3 г (89Х от теории).

П р и и е р 6. В колбу, снабженную капельной воронкой, мешалкой и обратным холодильником, помещают

64 r натриевой соли тетрадецилтаурина и 250 мп изобутилового спирта.

Отдельно готовят раствор монохлорида пентаэтиленгликолевого эфира в изобутиловом спирте, для чего берут

15 r монохпорида пентаэтиленгликолевого эфира и 50 мп изобутилового спирта. При тщательном перемешивании, медленно, раствор монохлорида пентаэтиленгликолевого эфира добавляют к раствору тетрадецилтаурина.

Добавление раствора и перемешивание при кипячении длится 20 ч. По окончании реакции изобутиловый спирт отгоняют, .а остаток растворяют в 500 мп воды. Добавляют 4 г щелочи в 50 мл воды и смесь перемешивают в течение

30 мин. Водный раствор высушивают и экстракцией этанолом выделяют целевой продукт — натриевую соль тетрадециламино-N-пентаэтиленгликолевого эфира N-этансульфокислоты.

Выход 30,5 г (68,5Х от теории).

Отнесение деформационных колебаний в ИК-спектрах полученных соединений, см : 720 наличие алкильной цепи; 750-770 эфирная группа (СН СН О); 880-900 конечная CH СН OHгруппа; 1450 метильная группа. Валентные колебания, см : 1030.-1070 и 1120- t140 третичная аминогруппа;

1180-1210 сульфогруппа; 2750 третичная аминогруппа, связанная с метильной группой; 3400-3440 гидроксильная группа.

Спектры ЯМР состоят иэ шести групп линий, отвечакицих протонам различных видов: СН (7 =0,9 м.д.), СН (=1 25 м.д.) в зависимости от

t длины алкильного радикала, водород, соединенный с азо1ом (=3,0 м.д.), водород, соединенный с сульфогруппой

1154270 (=2,5 м.д.); водород, соединенный с эфирной группой (с 3,6 м.д.),,водород гидроксильной группы (=5,3 м.д.).

Элементный состав и чистота соединений (f) указана в табл. 1.

Данные исследования поверхностно-активных свойств полученных соединений общей формулы (1) приведены в табл.2 и 3 в сравнении с данными для известных соединений общих формул (II) и (III), а также выпускаемых промышленностью смачивателей

ОП-7 и ДС-10 (оксиэтилированные алкилфенолы и спирты соответственно).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемые сое" динения общей формулы (I) лучше сни жают поверхностное натяжение и обладакл большей смачивающей способностью, чем известные ПАВ.

Таким образом, предлагаемые соли алкиламино-М-полиэтиленгликолевых эфиров N-этансульфокислоты общей формулы (I) обладают хорошими поверхностно-активными свойствами и лучшей смачивающей способностью, чем известные ПАВ, и, кроме того, достаточно растворимы в воде.

1154270

I Н

1 М

1 с6 а, э

I И Р

Гi 1 со сЧ Саа со ю л л P

О О Л

CO л л r=

I

1 а

I х н

Ф Х а х о о

Ф Ф нс

-Ф О л л с сЧ л сс1 л л О . О

ГЛ

Саа л о а

М ф М

A Ф сч а л О о с \

Р1 л СЧ CO ". <Р1

C -- «О Л л о л л л : с, „, I

I и!и

Ф I л

Ф

pl а 1

1 1

Ф О а Ф о

Ф Ж Ж н х л

\У л сс1

I о (.Э с Ъ л сЧ!

1g

Х

Ф О а Ф о

Ф Ж сб н о н! сс I ао

I !

C4 Yl -Ф а И II

° л ал ел чВ

u u o

I I

М Ð!I IaI

u o u

С4 Ф Ð!I н IH! о

Гс 3 и о

3 Ф сс! н с| О л Ю

Ch сЧ с 1 л л л сЧ л Г "О с Ъ

Ю Сс Г Л

Ch СО

iО с и1 сО л л л л с Ъ О сс1 ссЪ и л а а сЧ О

О с со Г л л л

M M сЧ

Г iО CO С 1 CO

ao a — о о

4l л ° . л л

Р ) Р Yl Yl CV с 1 л а л л» О (71 ЯД л л л л

Сс\ С Ъ Сс1 СЧ СЧ

an а сС Г СО л л л л л

1/ О LA О О

Ch Ch О О 0 с 1 л л сЧ со Р О1

О\ ъО Г CO

00 О л сс 1

1

I м с"\ л (\

1 л

Ю а 1

1 сЧ

I л сЧ 1 сч

I.

I л» л Л

10 ф о I еч аа п а

Ю Ф В Ю с 4 Ф ф м м г1 с1 и

Ф

О р с 4 сч м с "1

Cl

В о

Ф 1

В A ф 4 Ю

4 м - в

ЦЬ о

Ф о л р а о л Ф

O л ch cn ф л

О сч о м сч

Ф Ф л Ф

44 .т И а м tn м м сЯ о

Ю о с 4

Ю

an 4O

° Ф В Ф

° м л

1 с1 -Ф

Ю ф ч с4 ф ю Ю сО Ю м р м сл

Ю о

cQ cO

Ю л о

Ф 47

Ю

Ю

Ю ф л Ф

Ф Ф Ю ф ф Ch Ф с4 сЧ с 4 сЧ.Ф

Ю

Ю о о о о

O л Ф н р сч л и ° л с l (I

° .

С1 л л ф

Ю ° Ь о о о о сч с4 сч м сЧ

5 1.

In с4 с

1154270 и 4

4.Е,@ Р ц И и О Р Р

Оа ХссХ44

М 4 К 3I

4с ьж ggg с:: 2 I 5 44 Ф

° 4

1 М

14 ° а о

ВФ сЛ

В о

3 с4 ф

Ф Ф сс л сс сс о

Ю л

-Ф1 Р л м с ) сl С4ъ

Ф о Ф л м м о /\

an сч с4 о

° Ф о

44 М с4

44 f х

Х Ф (ж а с.

Х сс с с х ф

U л I

12!

154270

Га бли ца 3

Показатели

Смачиватели

Предлагаемые по примерам

Известные

ОП-7

ДС-10

0,5

0,25

45,8

О, 125

О, 0625 52 49 55

46,2

4 ° 10

50 63 42 49

50 67 43 49

55

2 ° 10-з

51 69 45 53

1,.10 -э

30 61

О 5 10 з 69 61 74

58 70 49 58

59 .75 70 64

О 25, 10-з 74 66 85

83. Составитель Н. Нарьппкова

Реда к тор В. Петраш Техред С. Легеза Корректор E Сирохман

Заказ ?624/21 Тираж .384 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

Ilo делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Поверхностное натяже.ние, . Н/м™ к10, при к онце нтрации, мас.7:

Краевой угол смачивания 6 (20 С,3 мин) при концентрации,м/л:

По формуле (ТГ)

Cia

35 32 45

39 36 49

43 41 52

53 52 52

55 54 56

59 57 68

По фор- 1 муле (zzz)

20,7 28,4 38,8 32,2 29,5 31,2

20,7 28,8 40, 1 34,0 29,9 32,8

20 8 29,7 43,2 35 3 31,3 34 5

30,1 29,9 46,8 35,2 34,4 38,8

22 51

24 52

25 55