DE1017174B - Verfahren zur Herstellung neuer quaternaerer Ammoniumsalze - Google Patents

Description

Es wurde gefunden, daß man zu wertvollen, neuen quaternären Ammoniumsalzen der allgemeinen Formel

R'

R-A-N-R₁-CO-N;
R"

gelangt, wenn man tertiäre Amine der allgemeinen Formel

,R'

r_a—n:

(1)

,R₂

X-R₁-CO-N:

(2) Verfahren zur Herstellung
neuer quaternärer Ammoniumsalze

Anmelder:

CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

worin R einen von einer aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen abgeleiteten, an der — GO-Gruppe über ein Stickstoffatom an A gebundenen Rest, A einen rtiedrigmolekularen Alkylenrest mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen und R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen, z. B. Äthyl- oder Methylgruppen bedeuten, mit Verbindungen der allgemeinen Formel

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Splanemann, Patentanwalt,
ίο Hamburg 36, Neuer Wall 10

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 11. August 1954

Dr. Otto Albrecht, Neue Welt,

und Dr. Erich Matter, Riehen (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

Als Verbindungen dieser Zusammensetzung sind insbesondere die Carbonsäureamide der allgemeinen Formel

quaterniert, worin R₁ einen gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochenen Alkylenrest mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen, R₂ und R₃ Wasserstoff, einen Alkylrest oder substituierten Alkylrest und X einen zur Bildung desAnions einer quaternären Ammoniumverbindung befähigten Substituenten bedeuten.

R —CO —NH-A —

R'

R"

zu erwähnen. In der Formel (3) bedeuten R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen, A- einen niedrigmolekularen Alkylenrest mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen und R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen. Es kommen vor allem tertiäre Amine der allgemeinen Formel

H₃C

(CEy-CO

NH ^—CH₃

-N

in Beträcht, worin k, m und η ganze Zahlen im Wert von höchstens 2 und ρ eine ganze Zahl im Wert von mindestens 11 und höchstens 16 bedeuten.

Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden tertiären Amine können sich von nichtaromatischen Carbonsäuren, z. B. von Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, ■ Pälmrtinsäure, Stearinsäure, Ölsäure oder Linolsäure, und einem Di- oder Polyamin, z. B. Äthylendiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin oder Tetraäthylenpentamin oder ferner von Oxalkylierungsprodukten von solchen Di- oder Polyaminen, wie Dioxyäthyläthylendiamin oder Trioxyäthyläthylendiamin, ableiten.

Allgemein werden die Ausgangsstoffe des vorliegen-

den Verfahrens mit Vorteil in der Weise hergestellt, daß man die weiter oben erwähnten Di- oder Polyamine mit den ebenfalls weiter oben erwähnten Carbonsäuren oder funktioneilen Derivaten davon, wie Säurechloriden, Estern oder Anhydriden, acyliert und,

7C9 70C43S

sofern noch, keine tertiäre Aminogruppe in den Ausgangsmaterialien vorhanden ist, eine solche tertiäre Aminogruppe durch Alkylierung oder Oxalkylierung, insbesondere durch Oxäthylierung mit Hilfe von Äthylenoxyd, bildet.

Als Verbindungen der Formel (2), welche beim vorliegenden Verfahren zur Quaternierung der tertiären Amine benutzt werden, verwendet man mit Vorteil diejenigen, die als zur Bildung des Anions der quaternären Verbindung befähigten Substituenten X ein Halogenatom, z. B. ein Bromatom oder insbesondere ein Chloratom, aufweisen. R₁ kann ein niedrigmolekularer Alkylenrest, z. B. eine Äthylen- oder Methylengruppe sein, und das Stickstoffatom kann mit einer oder zwei niedrigmolekularen Alkylgruppen weitersubstituiert oder vorzugsweise nicht weitersubstituiert sein. Dementsprechend kommt für die Quaternierung in erster Linie eine Verbindung der allgemeinen Formel

In der deutschen Patentschrift 855 550 sind bereits quaternäre Ammoniumverbindungen beschrieben, die durch Quaternierung von tertiären basischen Aminen der allgemeinen Formel

R__CO—-N-CH₉- CH„ — N:

R'

CH₅₁

XH₈

Halogen — CH₂ — CO· NH₂

(5) worin R einen Alkylrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen und R₁ einen niedrigen Alkylrest bedeutet, mit Halogenacetaniliden erhalten werden. Diese Verbindungen dienen insbesondere als Desinfektionsmittel.

Ferner beschreibt die USA.-Patentschrift 2 407 701 als Waschmittel Verbindungen der allgemeinen Formel

wie Bromessigsäureamid, vor allem Chloressigsäureamid in Betracht.

Weil zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte vorzugsweise Halogencarbonsäureamide verwendet werden, enthalten die quaternären Ammoniumsalze in der Regel als Anion ein Halogenion, insbesondere ein Chlorion. Diese Halogenionen können selbstverständlich gegen die Ionen anderer anorganischer oder organischer Säuren ausgetauscht werden.

Im übrigen kann die Quaternierung der tertiären Amine nach den üblichen, an sich bekannten Methoden durchgeführt werden, z. B. durch Erwärmen der tertiären Amine mit Verbindungen der allgemeinen Formel (2) auf Temperaturen bis etwa 100°, mit oder zweckmäßig ohne Zusätze und vorteilhaft unter Ausschluß von Sauerstoff, z. B. in einer Stickstoffatmosphäre.

Die nach dem vorliegenden Verfahren erhältlichen neuen Verbindungen sind quaternäre Ammoniumsalze, deren Kation der allgemeinen Formel R — CO — NH- CH

₂—N — Re — CO- Ν;

-Y

R'

R-A-N-R₁-CO-N;

R"

R₃ worin R unter anderem einen aliphatischen Rest mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen, R₁ und R₂ niedere Alkylgruppen, R₃ und R₄ Wasserstoffatome oder niedere Alkylgruppen und Y ein Anion bedeuten.

Gegenüber den letzteren Verbindungen zeichnen sich die neuen Verbindungen insbesondere durch eine viel bessere Beständigkeit und ferner durch eine bessere Schaumkraft, Schaumbeständigkeit und Waschkraft aus.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes bemerkt wird, Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1

entspricht, worin R einen von einer aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen abgeleiteten, an der —CO-Gruppe über ein Stickstoffatom an A gebundenen Rest, A einen niedrigmolekularen Alkylenrest mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen, R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen, z. B. Äthyl- oder Methylgruppen, R₁ einen gegebenenfalls durch Heteroatome unterbrochenen Alkylenrest mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen und R₂ und R₃ Wasserstoff, einen Alkyl- oder substituierten Alkylrest bedeuten.

Die neuen quaternären Ammoniumverbindungen zeigen starke kationaktive Eigenschaften und sind in der Regel in Wasser gut löslich, wobei die Lösungen einen ausgiebigen Schaum entwickeln. Sie lassen sich als Wasch-, Netz-, Dispergier- oder Emulgiermittel verwenden. Beispielsweise können sie zur Herstellung von sehr gut schäumenden und wirksamen Haarwaschmitteln oder anderen kosmetischen Präparaten verwendet werden. Gegen Oxydationsmittel, insbesondere Wasserstoffperoxyd, erweisen sie sich in der Regel als sehr beständig.

5,6 Teile mit Kokosfettsäure acyliertes N, N-Dimethylpropylendiamin und 1,9 Teile Chloracetamid werden im Stickstoffstrom in einem Wasserbad erwärmt, wobei nach kurzer Zeit die Bildung des quaternären Ammoniumsalzes eintritt. Letzteres ist in Wasser klar löslich.
50

Beispiel 2

4 Teile mit technischer Stearinsäure acyliertes N, N-Diäthylpropylendiamin und 0,94 Teile Chloracetamid werden im Stickstoffstrom in einem siedenden Wasserbad während 6 Stunden unter Rühren erhitzt. Das so erhaltene quaternäre Ammoniumsalz ist in Wasser löslich.
Vermischt man 21,6 Teile des oben beschriebenen quaternären Ammoniumsalzes mit 7 Teilen etwa 9O°/oiger Milchsäure, 7,85 Teilen eines wasserlöslichen Kondensationsproduktes aus tert.-Dodecylmercaptan und Äthylenoxyd, z. B-. demjenigen, dessen Trübungspunkt in O,115°/oiger Lösung bei etwa 69° liegt, 4,9 Teilen N-Oxyäthyl-kokosfettsäureamid, 2 Teilen ρ - (Stearoyl - amino) - phenyl - trimethylammoniummethosulfat und 56 Teilen Wasser, so erhält man ein sehr gut wirksames Haarwaschmittel, welches einen ausgiebigen Schaum zu entwickeln vermag und eine sehr gute Reinigungs wirkung besitzt.

Claims (4)

Patentansprüche.-

1. Verfahren zur Herstellung neuer quaternärer Ammoniumsalze der allgemeinen Formel

R'

/R₂

R-A-N-R₁-CO-N

R"

die sich von N-Acylalkylendiaminen und Carbonsäureamiden ableiten, dadurch gekennzeichnet, daß man tertiäre Amine der allgemeinen Formel (1)

R—α—n;

R'

R"

(1)

worin R einen von einer aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen abgelei- zo teten, an der —CO-Gruppe über ein Stickstoffatom an A gebundenen Rest, A einen niedrigmolekularen Alkylenrest mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen und R' und R" niedrigmolekulare Alkylgruppen bedeuten, mit Verbindungen der allgemeinen Formel (2)

X-R₁-CO-Nf

(2)

quaterniert, worin R₁ einen gegebenenfalls durch

Heteroatome unterbrochenen Alkylenrest mit weniger als 8 Kohlenstoffatomen, R₂ und R₃ Wasserstoff, einen Alkylrest oder substituierten Alkylrest und X einen zur Bildung des Anions einer quaternären Ammoniumverbindung befähigten Substituenten bedeuten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die tertiären Amine mit Verbindungen der allgemeinen Formel

Halogen — CH₂ — CO — NH₂

vorzugsweise mit Chloressigsäureamid, quaterniert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoffe tertiäre Amine der allgemeinen Formel

,R'

R —CO —NH-A —NC

verwendet, worin R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen, A einen niedrigmolekularen Alkylenrest mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen und R' und R" niedrigmolekulare Alkylreste bedeuten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoffe tertiäre Amine der allgemeinen Formel

,(CH₂),

H₃C - (CH₈)- CO -NH- (CH₈)J

verwendet, worin k, m und η ganze Zahlen im Wert von höchstens 2 und p eine ganze Zahl im Wert von mindestens 11 und höchstens 16 bedeuten.

40 In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 855 550;
österreichische Patentschrift Nr. 160 900;
USA.-Patentschrift Nr. 2 407 703.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung sind 4 Seiten Versuchsberichte ausgelegt worden.

© 709 700/436 10.57