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DE1468931A1 - Acrylic compounds containing hydroxyl and quaternary ammonium groups and processes for their preparation - Google Patents

Acrylic compounds containing hydroxyl and quaternary ammonium groups and processes for their preparation

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Publication number
DE1468931A1
DE1468931A1 DE1965R0041454 DER0041454A DE1468931A1 DE 1468931 A1 DE1468931 A1 DE 1468931A1 DE 1965R0041454 DE1965R0041454 DE 1965R0041454 DE R0041454 A DER0041454 A DE R0041454A DE 1468931 A1 DE1468931 A1 DE 1468931A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon atoms
chloride
quaternary ammonium
anion
acrylic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1965R0041454
Other languages
German (de)
Inventor
Clemens David Henry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Publication of DE1468931A1 publication Critical patent/DE1468931A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/16Anti-static materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate

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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

D;. Walt-r Beil D ;. Walt-r hatchet

Dr.Hans Joid.im WoIK M,Dr Hans Joid in WoIK M,

Dr. Hari3 Chr. Beil T-Dr. Hari3 Chr. Hatchet T-

RechtsanwälteLawyers

Frankfurt α M.-Hft'.lnt Frankfurt α M.-Hft'.lnt

Te.elor. M tu 24Te.elor. M do 24

Unsere Nr. 11 926Our no. 11 926

Rohm & Haas Company Philadelphia, Pa., V.St.A,Rohm & Haas Company Philadelphia, Pa., V.St.A,

Hydroxyl- und quarternäre Ammoniumgruppen enthaltende Acrylverbindungen und Verfahren zu ihrer HerstellungAcrylic compounds containing hydroxyl and quaternary ammonium groups and methods of making them

Gegenstand der Erfindung sind Hydroxyl- und quarternäre Ammoniumgruppen enthaltende Acrylverbindungen der allgemeinen FormelThe invention relates to hydroxyl and quaternary ammonium groups containing acrylic compounds of the general formula

OHOH

CH2=C-COCH2CH-CH2NCH 2 = C-CH-COCH 2 CH 2 N

worin R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, R1, R2 und R, Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest, Aralkylreste oder kohlenwasserstoffsubstituierte Aralkylreste mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen und χ ein Anion bedeuten, und Verfahren zua? ihrer Herstellung.wherein R is hydrogen or an alkyl radical with 1 to 3 carbon atoms, R 1 , R 2 and R, alkyl radicals with 1 to 18 carbon atoms, a phenyl radical, aralkyl radicals or hydrocarbon-substituted aralkyl radicals with 7 to 24 carbon atoms and χ is an anion, and method zua? their manufacture.

In der allgemeinen Formel können R1, R2 und R, auch kohlenwasserstoff- oder alkylsubstituierte Aralkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen in Substituenten und X ein Anion wie ein HaIo-In the general formula, R 1 , R 2 and R, also hydrocarbon- or alkyl-substituted aralkyl radicals with 1 to 18 carbon atoms in substituents and X can be an anion such as a halo

809901/0861809901/0861

Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 Satz S des Anderungsge». v. 4. 9. 1967). New documents (Art. 7, Paragraph 1, Paragraph 2, No. 1, Clause S of the Amendment Act of September 4, 1967).

genid-Anion (d.h« Chlorid-, Bromid-, Jodid- oder Fluorid-Anion), Sulfat-, Methylsulfat-, Acetat-, Phosphat-, Citrat-, Tartrat-, Bicarbonat-Anion usw. bedeuten. Natürlich können auch andere Anionen vorliegen.genide anion (i.e. «chloride, bromide, iodide or fluoride anion), Sulfate, methyl sulfate, acetate, phosphate, citrate, tartrate, bicarbonate anion, etc. mean. Of course, others can too Anions are present.

Bevorzugte erfindungsgemässe Verbindungen sind Verbindungen der allgemeinen FormelPreferred compounds according to the invention are compounds of general formula

R OHR OH

IT I + IT I +

CH2=C-C-OCH2CH-CH2NCH 2 = C-OCH 2 CH-CH 2 N

in der R. H oder einen Methyl-, RK und R einen :"7f thyl- oder Äthyl-, R7 einen Methyl-, Äthyl-, Phenyl- oder ein^n Benzylrest und X ein Anion, vorzugsweise ein Halogenid-Anion. insbesondere Chlorid-Anion, bedeuten.in which R. H or a methyl, R K and R a: "7f thyl or ethyl, R 7 a methyl, ethyl, phenyl or a ^ n benzyl radical and X an anion, preferably a halide anion in particular chloride anion.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasy man ein Alkalisalz einer Acrylsäure mit Chlorhydroxypropyiquaternärem— ammoniumchlorid oder edine Acrylsäure direkt mit eine·' Epihalohydrin und einem tert.Amin umsetzt. Die eriindungsgemäsnei Acrylverbindungen können auf verschiedene Weise befriedigend hergestellt werden. Beispielsweise kann man ein Chlorhydroxyl-(O propyl-quart.ammoniumhalogenid mit einem Alkalisalz der Acrylo oder Methacrylsäure umsetzen. Nachstehend ist ein Beispiel für dieses allgemeine Reaktionsschema gegeben, wobei zur ErläuterungThe process according to the invention is characterized in that an alkali salt of an acrylic acid is reacted with chlorohydroxypropyl quaternary ammonium chloride or edine acrylic acid directly with an epihalohydrin and a tertiary amine. The acrylic compounds of the present invention can be satisfactorily produced in various ways. For example, you can get a Chlorhydroxyl- (O propyl-quart.ammoniumhalogenid with an alkali salt of acrylic or methacrylic acid o implement. Below is given an example of this general reaction scheme, wherein for explanation

ο als Alkalimetall Kalium und als quaternärer Ammoniumreaktionscd teilnehmer Chlorhydroxypropyltrimethylamnoniumchlorid genannt Ξ? sind:ο as alkali metal potassium and as quaternary ammonium reaction cd Participants called chlorohydroxypropyltrimethylammonium chloride Ξ? are:

OH,OH,

OH0=C-COKOH 0 = C-COK

0 ^0 ^

0H ei" 0H ei "

22 (CH3), ?H3 OH Cl" 22 (CH 3 ),? H 3 OH Cl "

1S 1 + 1 S 1 +

CH9=C-C-OCH9CH-CH0N (CH,),CH 9 = CC-OCH 9 CH-CH 0 N (CH,),

* ά ά * * +KCl * ά ά * * + KCl

(3-Methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium-chlorid)(3-methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride)

Pur die Reaktionsteilnehmer wird ein geeignetes Lösungsmittel, beispielsweise Acetonitril oder Äthanol, verwendet, und die Umsetzung wird im allgemeinen bei Temperaturen über Raumtemperatur und vorzugsweise unter Rückflussbedingungen durchgeführt· Die Reaktionsteilnehmer können der Reaktionsmischung in äquivalenten Mengen zugeführt werden, oder es kann gewüncentenfalls jeder Reaktionsteilnehmer in schwachem oder starkem Überschuss angewendet werden.A suitable solvent is used for the reactants, for example acetonitrile or ethanol, is used and the reaction is generally carried out at temperatures above room temperature and preferably carried out under reflux conditions · The reactants can the reaction mixture in equivalents Quantities can be added, or any one may if desired Reactants are used in weak or strong excess.

Das als Reaktionsteilnehmer oder Zwischenprodukt verwendete Chlorhydroxypropyl-quaternäre-ammoniumchlorid kann nach dem Verfahren von Slobodin et al. Zhur. Obshchei Khim.26, 694-9 (1956), referiert in Chemical Abstracts Band 50,14510 i, oder nach anderen bekannten Verfahren hergestellt werden.The chlorohydroxypropyl quaternary ammonium chloride used as a reactant or intermediate can be used according to the Method of Slobodin et al. Zhur. Obshchei Khim. 26, 694-9 (1956), reported in Chemical Abstracts Volume 50, 14510 i, or can be made by other known methods.

Die erfindungsgemässen Acrylverbindungen können auch durch direkte Umsetzung von Acryl- oder Methacrylsäure mit einem Epihalohydrin und einem tertiären Amin ohne eine erforderliche Abtrennung der Zwischenprodukte wie Chlorhydroxypropyltrimethylammoniumchlorid hergestellt werden. Die Reaktionsteilnehmer können der Reaktionsmischung in äquivalenten Anteilen oder gewünsch tenf alls in schwachem oder starkem Überschuss zugeführt werden. Die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionsteilnehmer ist nicht kritisch; um jedoch die Bildung der bis-quaternären Ammoniumverbindung auf ein Minimum zu beschränken, wird es vorgezogen, die Reaktionsteilnehmer derart zusammen zu bringen, dass eine Vorumsetzung zwischen dem Epihalohydrin und dem tertiären Amin vermieden wird. Zur Erläuterung wird nachstehend unter Verwendung von Epichlorihydrin als Epihalohydrin, Trlmethylamin als tertiärem Amin und Methacrylsäure der Verlauf der Umsetzung angegeben, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionsteilnehmer (1a) Zusatz von Epichlorhydrin zunächst zur Methacrylsäure und dann (1b) Zusatz des Trimethylamine zum Reaktionsproüukt von (1a) ist.The inventive acrylic compounds can also by direct Reaction of acrylic or methacrylic acid with an epihalohydrin and a tertiary amine without a required separation of intermediates such as chlorohydroxypropyltrimethylammonium chloride getting produced. The reactants can the reaction mixture in equivalent proportions or desired tenfall be supplied in weak or strong excess. The order of addition of the reactants is not critical; however, in order to minimize the formation of the bis-quaternary ammonium compound, it will preferred to bring the reactants together such that a pre-reaction between the epihalohydrin and the tertiary Amine is avoided. By way of illustration, using epichlorihydrin as epihalohydrin, trimethylamine is used below the course of the reaction is indicated as tertiary amine and methacrylic acid, the order of addition of the reactants (1a) addition of epichlorohydrin first to the methacrylic acid and then (1b) addition of the trimethylamine to the reaction product of (1a).

(1a) CH0=C-CO0H + CH0 CHCH0Cl ψ CH0=C-CO0CH0CHCH0Ci(1a) CH 0 = C-CO 0 H + CH 0 CHCH 0 Cl ψ CH 0 = C-CO 0 CH 0 CHCH 0 Ci

2|2 v22 2 j 2 2, 22 | 2 v22 2 j 2 2, 2

CH3 N0 CH3 OHCH 3 N 0 CH 3 OH

809SC 1/0861809SC 1/0861

_i A — _i A -

CH3 OHCH 3 OH

Die Umsetzung verläuft nach dem nachstehend angegebenen Reaktionsschema, wenn die Zugabe der Reaktionsteilnehmer ist; (2a) Zugabe des ^rimethylamins zur Methacrylsäure und danach (2b) Zugabe des Epichlorhydrins zum Reaktionsprodukt von (2a):The reaction proceeds according to the reaction scheme given below, when the addition is the reactant; (2a) Addition of the ^ rimethylamine to methacrylic acid and then (2b) Addition of the epichlorohydrin to the reaction product of (2a):

(2a) CH0=C-CO0H + (CH,),N ^ (CH,),Ν O0CC=CH0 (2a) CH 0 = C-CO 0 H + (CH,), N ^ (CH,), Ν O 0 CC = CH 0

v 2 I 2 JJ J JJ *- ι ά v 2 I 2 YY Y YY * - ι ά

CH,CH,

+
(2b) (CH3)3N O2CC=CH2 + CH2 CHCH2Cl
+
(2b) (CH 3 ) 3 NO 2 CC = CH 2 + CH 2 CHCH 2 Cl

H CH, θ'H CH, θ '

CH0=C-CO0CH0CHCH0N(Ch,)CH 0 = C-CO 0 CH 0 CHCH 0 N (Ch,)

I I eiI I ei

CH3 OHCH 3 OH

Die die Hydroxyl- und die quaternäre Ammoniumgruppe enthaltenden Acrylverbindungen gemäss der Erfindung lassen sich in verschiedenster Weise verwenden und einsetzen. Sie sind im allgemeinen schwach gefärbte feste Materialien mit nützlicher bakteriostatischer und bakterizider Wirksamkeit.The acrylic compounds containing the hydroxyl and the quaternary ammonium group according to the invention can be used in a wide variety of ways Use and deploy wisely. They are generally pale colored solid materials with useful bacteriostatic properties and bactericidal effectiveness.

Die erfindungsgemässen Acrylverbindungen können zur Herstellung von Polymeren und Mischpolymeren verwendet werden, die wasserlöslich oder in VVasser dispergierbar sind, antistatische Eigenschaften besitzen, Flocken bilden und in Wasser aufbereiten werden können sowie andere wünschenswerte Eigenschaften aufweisen. Wegen ihrer reaktionsfähigen Hydroxylgruppen lassen sich die erfindungsgemässen Acrylverbindungen bei Vernetzungsreaktionen verwenden.The acrylic compounds of the invention can be used to produce polymers and copolymers which are water-soluble or dispersible in VVas ser, have antistatic properties, form flakes and can be treated in water, and have other desirable properties. Because of their reactive hydroxyl groups, the acrylic compounds according to the invention can be used in crosslinking reactions.

Die erfindungsgemässen Acrylmonomeren sind auch zur Modifizie- ■ rung von cellulosehaltigen Materialien wie Stärke, fapier, Baumwolle, Textilien usw. ιϊΤοργ eine v>p>-"pnr< ^er Umsetzung erfolgende Polymerisation und i-iischpolycerir-ation geeignet, .)ieThe acrylic monomers according to the invention are also suitable for modification tion of cellulosic materials such as starch, paper, Cotton, textiles, etc. ιϊΤοργ a v> p> - "pnr < ^ he implementation taking place Polymerization and i-iischpolycerir-ation suitable,.) Ie

8G9SÜ 1 /086 18G9SÜ 1/086 1

°An ORIGINAL.° To ORIGINAL.

dabei gebildeten modifizieretn Produkte zeigen eine verbesserte Affinität für Farbstoffe und optische Aufheller, eine verbesserte Bindungskraft für Pigmente und andere wünschenswerte Eigenschaften. Die vorstehend erwähnte in situ-Polymerisation kann ■beispielsweise durch Eintauchen des cellulosehaltigen Materials in beliebiger Form in eine wässrige oder nichtwässrige Lösung oder Dispersion des polymerisierbaren quaternären Ammoniumacrylmonomeren durchgeführt werden, wobei die Lösung einen üblichen Polymerisationskatalysator oder -initiator mit freien Radikalen wie Azodiisobutyronitril enthalten und bei entsprechender Polymerisationstemperatur gehalten werden muss, bis die Polymerisation erfolgt ist. Anschliessend wird das OberflächenpolymereH von dem cellulosehaltigen Material entfernt. Das derart modifizierte cellulosehaltige Material enthält innerlich ausgefällte quaternäre Ammoniumacrylpolymere.modified products formed in the process show an improved Affinity for dyes and optical brighteners, improved binding power for pigments, and other desirable properties. The above-mentioned in situ polymerization can be carried out, for example, by immersing the cellulose-containing material in any form into an aqueous or non-aqueous solution or dispersion of the polymerizable quaternary ammonium acrylic monomer be carried out, the solution using a conventional free radical polymerization catalyst or initiator such as azodiisobutyronitrile and at the appropriate polymerization temperature must be held until the polymerization has occurred. Then the surface polymer H. removed from the cellulosic material. The modified in this way cellulosic material contains internally precipitated quaternary ammonium acrylic polymers.

Neben den Homopolymeren der erfindungsgemässen Acryl-quaternären ammoniummonomeren können auch nützliche Mischpolymere durch Copolymerisation des ammoniumhaltigen Monomeren, üblicherweise mit 5096 oder mehr eines oder mehrerer anderer polymerisierbarer Verbindungen, die eine einzelne äthylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, erhalten werden. Für diesen ^weck geeignete andere polymerisierbare Verbindungen umfassen beispielsweise die Ester von Acryl- oder Methacrylsäure mit einwertigen Alkoholen wie Methyl-, Äthyl-, Butyl-, Octyl-, Dodecyl-, Cyclohexyl-, Cyanäthyl· Benzyl-, Phenyläthylalkohol und dergleichen, Diester von Itaconsäure mit den vorstehend genannten "Alkoholen, ^ster von Walein-• und Fumarsäure mit den vorstehend genannten Alkoholen, Vinylester von Carbonsäuren wie ^ssigaäure, Propionsäure, Buttersäure und dgl. Vinyläther wie Äthylvinyläther, Butylvinyläther, Octylvinyläther, Methacrylnitril oder Acrylnitril, Acrylamid oder Methacrylamid und N-alkylsubstituierte Amide dieser Art, Vinyltoluol, Vinylnaphthaline, Vinylchlorid, Styrol und andere.In addition to the homopolymers of the acrylic quaternary according to the invention Ammonium monomers can also make useful interpolymers by copolymerizing the ammonium-containing monomer, usually with 5096 or more of one or more other polymerizable Compounds containing a single ethylenically unsaturated group can be obtained. Others suitable for this awakening polymerizable compounds include, for example, the esters of acrylic or methacrylic acid with monohydric alcohols such as methyl, ethyl, butyl, octyl, dodecyl, cyclohexyl, cyanoethyl Benzyl, phenylethyl alcohol and the like, diesters of itaconic acid with the aforementioned "alcohols, ^ ster of Walein- • and fumaric acid with the aforementioned alcohols, vinyl esters of carboxylic acids such as ssigaäure, propionic acid, butyric acid and the like. Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, octyl vinyl ether, methacrylonitrile or acrylonitrile, acrylamide or methacrylamide and N-alkyl-substituted amides of this type, Vinyl toluene, vinyl naphthalenes, vinyl chloride, styrene and others.

Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn nichts anderes angegeben ist.The invention is illustrated in the following examples. The parts given are parts by weight, unless otherwise specified is specified.

809901/0861809901/0861

— ο —- ο -

Beispiel 1example 1

Herstellung von 3-Methacryloxy_2-hydroxyP^°Pyl'fcrinie'thylammoniumchlorid Preparation of 3-Methacryloxy_2-hydroxyP ^ ° Pyl ' fcr i ni e'thylammoniumchlorid

(a) In eine mit einem Thermometer, Rührwerk und Rückflusskühler ausgerüstete 500 ccm-Dreihalsflasche wurden 188 Teile 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammoniumehlorid, 12,4 Teile Kaliummethacrylat, 200 ecm Acetonitril und 0,01 Teil des Monomethyläthers von Hydrochinon als Polymerisationsiniiibitor gegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2 1/2 Stunden am Rückflusskühler erwärmt und dann bei Raumtemperatur über Nacht stehen gelassen« Danach wurde die ^eaktionsmischung filtriert, um 7,72 Teile Kaliumchlorid zu entfernen. Das Acetonitril wurde unter verringertem Druck aus dem Filtrat abdestilliert und als Rückstand 22,0 ^eile 3-Methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid in Form eines lohfarbenen Pulvers erhalten, der bei 173— 1800C unter deutlicher Polymerisation schmilzt« Eine Probe wurde durch Umkristallisieren aus einer 1:1-Mischung von Isopropanol und Äthylacetat gereinigt und ergab folgende analytischen Werte:(a) 188 parts of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, 12.4 parts of potassium methacrylate, 200 .mu. The reaction mixture was refluxed for 2 1/2 hours and then left to stand at room temperature overnight. The reaction mixture was then filtered in order to remove 7.72 parts of potassium chloride. The acetonitrile was distilled off under reduced pressure from the filtrate and as the residue ^ 22.0 parts 3-methacryloxy-2-hydroxypropyl as a tan powder obtained, melting at 173- 180 0 C under clearly polymerization "A sample was prepared by recrystallization from a 1: 1 mixture of isopropanol and ethyl acetate and gave the following analytical values:

Berechnet für C10H20NO3Cl: C 50,76 %\ H 8,42 %; N 5,89 #;Calculated for C 10 H 20 NO 3 Cl: C 50.76 % \ H 8.42%; N 5.89 #;

Chloridion 14,93 $>\ Bromzahl 67,3. Gefunden: C 50,31 #; H 8,49 $', N 6,03 i>\ Chloridion 15,23 0M Chloride ion $ 14.93> \ bromine number 67.3. Found: C, 50.31 #; H 8.49 $ ', N 6.03 i> \ chloride ion 15.23 0 M

Bromzahl 63,3.Bromine number 63.3.

(b) Durch Wiederholung der vorstehend angeführten Verfahrensstufen (a), wobei jedoch anstelle von Laliummethacrylat 10,8 Teile Natriummethacrylat verwendet wurden, wurde das gleiche Produkt, 3-Methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid, hergestellt.(b) By repeating the above process steps (a), but instead of Laliummethacrylat 10.8 Parts of sodium methacrylate were used, the same product, 3-methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, manufactured.

(c) Durch Wiederholung der vorstehend angeführten Verfahrensstufen (a), wobei jedoch anstelle von Kaliummethacrylat 9,2 Teile Lithiummethacrylat verwendet wurden, wurde das gleiche Produkt, 3-1''iethacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid, hergestellt.(c) By repeating process steps (a) above, but using 9.2 parts of lithium methacrylate instead of potassium methacrylate, the same product, 3-1 " i ethacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, was prepared.

In der nachstehenden Tabelle sind weitere Verfahrensmöglich-The table below shows other possible procedures.

809901/0861809901/0861

keiten erläutert, die zur Herstellung der erfindungsgemässen ' Verbindungen angewendet v/erden können. In diesen Beispielen
wurden ähnlich wie im Beispiel 1 0,01 '-Peile des Monomethyläthers von Hydrochinon als Polymerisationsinhibitor verwendet. Die Reaktionsmischung wurde etwa 4 bis 5 Stunden arn Rückflusskühler behandelt, wonach das anorganische Salz (z.B. KCl, KBr usw.) abfiltriert wurde, um als Rückstand die gewünschten Acrylprodukte zu erhalten.
Explained that can be used for the preparation of the compounds according to the invention. In these examples
As in Example 1, 0.01 'weight of the monomethyl ether of hydroquinone was used as a polymerization inhibitor. The reaction mixture was refluxed for about 4 to 5 hours, after which the inorganic salt (e.g. KCl, KBr, etc.) was filtered off to obtain the desired acrylic products as residue.

Tabelle ATable A.

Beispiel ReaktionsmischungExample reaction mixture

(CHPTMAcI,18.8 Teile (KA, 11.0 Teile(CHPTMAcI, 18.8 parts (KA, 11.0 parts

Lösungsmittelmedium Solvent medium

Acetonitril,
ecm
Acetonitrile,
ecm

(BHPTMAbr,27.7 Teile Acetonitril, (KMA, 12,4 Teile 200 ecm(BHPTMAbr, 27.7 parts acetonitrile, (KMA, 12.4 parts 200 ecm

(CHPTBAcI,31.4 Teile Äthanol, (KMA, 12,4 Teile 150 ecm(CHPTBAcI, 31.4 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts 150 ecm

(CHPTOAcI,48.3 Teile Äthanol, (KMA, 12,4 Teile 150 ecm(CHPTOAcI, 48.3 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts 150 ecm

(CHPCDAcI,39,8 Teile Äthanol, (KMA, 12.4 Teile 150 ecm(CHPCDAcI, 39.8 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts 150 ecm

(CHPTODAcI, 90,2 Teile Äthanol, (KMA, 12,4 Teile 150 ecm(CHPTODAcI, 90.2 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts of 150 ecm

(CHPDMBAcI, 22.9 Teile Äthanol, (KMA, 12,4 Teile 150 ecm Produkt(CHPDMBAcI, 22.9 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts of 150 ecm product

3-Acryloxy-2-hydroxypropyl trimethylammoniumchlorid 3-acryloxy-2-hydroxypropyl trimethylammonium chloride

3-Methacryl-3-methacrylic

oxy-2-hydroxyoxy-2-hydroxy

propyltrime-propyltrime-

thylammonium-thylammonium

chloridchloride

3-Methacryl-3-methacrylic

oxy-2-hydroxyoxy-2-hydroxy

propyltri-propyltri-

butylammoniumbutylammonium

Chloridchloride

3-Methacryl-3-methacrylic

oxy-2-hydroxyoxy-2-hydroxy

propyltri-propyltri-

octylammoniumoctylammonium

Chloridchloride

3-Methacryleäc3-methacrylic acid

oxy-2-hydroxy·oxy-2-hydroxy

propylcetyl-propylcetyl

dimethylammo-dimethylammo-

nium-chloridnium chloride

3-Methacryl-3-methacrylic

oxy-2-hydroxy·oxy-2-hydroxy

propyl-tri-propyl-tri-

n-octadecyl-n-octadecyl-

ammonium-ammonium-

chloridchloride

3-Methacryl-3-methacrylic

oxy-2-hydroxy·oxy-2-hydroxy

propyldime-propyldime-

th3'lbenzyl-th3'lbenzyl-

ammonium-ammonium-

chloridchloride

Tabelle A (Fortsetzung) Table A (continued)

Beispiel Reaktionsmischung Lösungsmittel- ProduktExample reaction mixture solvent product

mediummedium

(CHPDMPAc1,21.7 Teile Äthanol, (KMA, 12,4 Teile 150 ecm(CHPDMPAc1,21.7 parts of ethanol, (KMA, 12.4 parts 150 ecm

9 (CHPDMPAc1,21.7 Teile Äthanol, 3-Methaeryloxy-9 (CHPDMPAc1,21.7 parts of ethanol, 3-methaeryloxy-

2-hydroxypropyl· dimethy1phenylammonium-chloric 2-hydroxypropyldimethylphenylammonium-chloric

Nachstehend die Erläuterung der vorstehenden Abkürzungen:The following is an explanation of the abbreviations above:

CHPTMAcI = 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammonium-chlorid KA = Kaliumacrylat
KMA = Kaliummethacrylat
CHPTMAcI = 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride KA = potassium acrylate
KMA = potassium methacrylate

BHPTMAbr = 3-Brom-2-hydroxypropyltrimethylammonium-'bromid CHPTBAcI = 3-Chlor-2-hydroxypropyltributylammonium-chlorid CHPTOAcI = 3~Chlor-2-hydroxypropyltrioctylammonium-chlorid CHPCDAcI = 3~Chlor-2-hydroxypropylcetyldimethylammonium-chlorid CHPTODAcI= 3-Chlor-2-hydroxypropyltri-n-octadecylammonium-chlorid CHPDMBAcI= 3-Chlor-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium-chlorid CHPDMPAcI= 3-Chlor-2-hydroxypropyldimethylphenylammonium-chloridBHPTMAbr = 3-bromo-2-hydroxypropyltrimethylammonium-bromide CHPTBAcI = 3-chloro-2-hydroxypropyltributylammonium chloride CHPTOAcI = 3 ~ chloro-2-hydroxypropyltrioctylammonium chloride CHPCDAcI = 3 ~ chloro-2-hydroxypropylcetyldimethylammonium chloride CHPTODAcI = 3-chloro-2-hydroxypropyltri-n-octadecylammonium chloride CHPDMBAcI = 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylbenzylammonium chloride CHPDMPAcI = 3-chloro-2-hydroxypropyldimethylphenylammonium chloride

Beispiel 10Example 10

Herstellung von anderen Salzen durch Ionenaustausch.Production of other salts through ion exchange.

In eine Glaskolonne mit einer Kapazität von 150 ecm, die an einem Ende durch eine Glasfrittenscheibe verschlossen war, wurden 100 ecm eines Ionenaustauschharzes vom Stj'rol-Divinylbenzol-Typ mit einem Gehalt von quaternären Ammoniumgruppen in Chloridform und mit einer Kapzität von 3,6 mÄqu./ccm gegeben. Durch die Kolonne wurde langsam eine 10'iige Lösung von Natriumsulfat gegossen, bis der Abfluss relativ chloridionenfrei war. Die Kolonne wurde mit vVasser gewaschen, um überschüssige Natriumsulfatlösung zu entfernen» Sine ^robe von 23,8 Teilen 3-i'iethacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid wurde in 238 Teilen Wasser gelöst und langsam durch die Kolonnen gegeben« Dann wurden 250 ecm Wasser durch die Kolonne gegossen, um die Lösung des Produktes zu verdrängen, -^er Abfluss besteht p.ue einer wässrigen Lösung von 3-Methacryloxy_2_h_vr'ro-x:"Dro-n^l"triniethylamriioniumsul fat.,In a glass column with a capacity of 150 ecm, which was closed at one end by a glass frit washer, 100 ecm of an ion exchange resin of the Stj'rol-divinylbenzene type with a content of quaternary ammonium groups in chloride form and with a capacity of 3.6 meq ./ccm given. A 10% solution of sodium sulfate was slowly poured through the column until the outflow was relatively free of chloride ions. The column was ater with vV washed to remove excess sodium sulfate solution to remove "Sine ^ robe of 23.8 parts of 3-i 'i ethacryloxy-2-hydroxypropyl water was dissolved in 238 parts and" slowly through the columns then 250 cc of water were poured through the column to displace the solution of the product, - ^ he effluent is p.ue an aqueous solution of 3-Methacryloxy_2_h_vr'ro-x "Dro-n ^ l" tr i ni ethylamriioniumsul fat.

8 C 9 9 G 1 / O 8 6 18 C 9 9 G 1 / O 8 6 1

Mit Bezug auf Beispiel 10 wird darauf hingewiesen, dass zahlreiche bekannte Anionen austauschende Harze zur Umwandlung der halogenidhaltigen Acrylverbindungen gemäss der Erfindung in eine andere gewünschte Anionenform geeignet sind. Vorzugsweise wird als Anionenaustauscher ein unlösliches, vernetztes Styrol-Divinylbenzol-Mischpolymeres quaternäres Ammoniumsalz in seiner Sulfat-, Phosphat- oder ähnlichen Form verwendet, um die halogenidhaltige Acrylverbindung in eine andere gewünschte Form überzuführen, wie in das Sulfat, Phosphat oder dergleichen. Das Ionenaustauscherharz vom Styrol-Divinylbenzol-Typ wird vorzugsweise nach dem in der USA-Patentschrift 2 591 573 beschriebenen Verfahren hergestellt.With reference to Example 10, it should be noted that numerous known anion-exchanging resins for converting the halide-containing acrylic compounds according to the invention into any other desired anion form are suitable. An insoluble, crosslinked styrene-divinylbenzene copolymer is preferably used as the anion exchanger quaternary ammonium salt in its sulfate, phosphate or similar form used to make the halide-containing To convert the acrylic compound into another desired form, such as the sulfate, phosphate or the like. That Styrene-divinylbenzene type ion exchange resin is preferred prepared by the process described in U.S. Patent 2,591,573.

Beispiel 11Example 11

Polymerisation von Methacryloxyhydroxypropyltrimethylammoniumchlorid Polymerization of methacryloxyhydroxypropyltrimethylammonium chloride

5 3/10 Teile 3~Methacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid, 150 ecm Dimethylformamid und 0,01 Teil Azodiisobutyronitril wurden in eine 20 ecm Dreihalsflasche gegeben, die mit einem Rührwerk, Thermometer, Stickstoff, Wischer, Rückflusskühler und einem automatischen temperaturregler ausgerüstet war. Die Suspension wurde gerührt und auf 58 C erwärmt. Bei diesem Punkt wurde eine klare Lösung erhalten. Nach etwa 4-0 Minuten bei 58-65°C begann sich ein Niederschlag zu bilden. Die Temperatur wurde über Nacht bei 65°C gehalten. Danach wurde die Reaktionsmischung abfiltriert und der Rückstand mit Äther gewäsehen. Man erhielt 4,6 g eines weissen Polymerenpulvers, Dieses Pulver ist in Wasser löslich. Das kernmagnetische Resonanzspektrum in.D2O zeigt das Fehlen von Spitzen für ungesättigten Methylenwasserstoff, und das Infrarotspektrum ist charakteristisch für ein Polymethacrylat.5 3/10 parts of 3 ~ M ethacryloxy-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, 150 ecm dimethylformamide and 0.01 part azodiisobutyronitrile were placed in a 20 ecm three-neck bottle, which was equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen, wiper, reflux condenser and an automatic temperature controller. The suspension was stirred and heated to 58.degree. A clear solution was obtained at this point. After about 4-0 minutes at 58-65 ° C, a precipitate began to form. The temperature was maintained at 65 N ac ht ° C. The reaction mixture was then filtered off and the residue was washed with ether. 4.6 g of a white polymer powder were obtained. This powder is soluble in water. The nuclear magnetic resonance spectrum in D 2 O shows the absence of peaks for unsaturated methylene hydrogen, and the infrared spectrum is characteristic of a polymethacrylate.

809901/0861809901/0861

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE :PATENT CLAIMS: 1. Hydroxyl- und quaternäre Ammoniumgruppen enthaltende Acrylverb indungen der allgemeinen Formel1. Acrylic compounds containing hydroxyl and quaternary ammonium groups indications of the general formula R Ο OHR Ο OH I I II I I CH2=C-COCH2CH-CH2N.CH 2 = C-COCH 2 CH-CH 2 N. worin R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 "bis 3 Kohlen Btoffatomen, R1, Rp und R* Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest, Aralkylreste oder kohlenwasserstoffsubstituierte Aralkylreste mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen und χ ein Anion bedeutene where R is hydrogen or an alkyl radical with 1 "to 3 carbon atoms, R 1 , Rp and R * are alkyl radicals with 1 to 18 carbon atoms, a phenyl radical, aralkyl radicals or hydrocarbon-substituted aralkyl radicals with 7 to 24 carbon atoms and χ is an anion e 2. Verfahren zur Herstellung von Hydroxyl- und quaternäre Ammoniumgruppen enthaltenden Acrylverbindungen der allgemeinen Formel2. Process for the production of hydroxyl and quaternary ammonium groups containing acrylic compounds of the general formula RO OHRO OH IlIl in der R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, R1, R2 und R, Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, einen Phenylrest, Aralkyl- oder kohlenwas-jerstof fsubstituierte Aralkylreste mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen und X ein Anion, insbesondere ein Halogenid-, Sulfat-, iviethylsulfat-, Acetat_f Phosphat-, Citrat-, Tartrat- oder Bicarbonat-Anion bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Alkalisalz einer Acrylsäure mit Chlorhydroxypropyl-quaterbärem-annioniumchlorid oder eine Acrylsäure direkt mit einem Epihalohydrin und einem tert.Amin umsetzt.in which R is hydrogen or an alkyl radical with 1 to 3 carbon atoms, R 1 , R 2 and R, alkyl radicals with 1 to 18 carbon atoms, a phenyl radical, aralkyl or hydrocarbon-substituted aralkyl radicals with 7 to 24 carbon atoms and X is an anion, in particular a halide, sulfate, ivi ethylsulfat-, Acetat_ f phosphate, citrate, tartrate or bicarbonate anion, characterized in that an alkali salt of an acrylic acid with chlorohydroxypropyl-quaterbärem-anionium chloride or an acrylic acid directly with an epihalohydrin and a tertiary amine. Neue Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. 1 Sate 3 des Änderungsges. v. 4. 9. 19,57).New documents (Art. 7, Paragraph 1, Paragraph 2, No. 1, Sate 3 of the Amendment Act of 4 September 19:57). 809SC1/0861"809SC1 / 0861 " 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kaliumsalz der Methacrylsäure verwendet.3. The method according to claim 1, characterized in that the potassium salt of methacrylic acid is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einem Epichlorhydrin und einem tert.Amin umsetzt.4. The method according to claim 1, characterized in that one Acrylic acid or methacrylic acid with an epichlorohydrin and a tertiary amine. Für Rohm & Haas CompanyFor Rohm & Haas Company Philadelphia, Pa., VStA.Philadelphia, Pa., VStA. RechtsanwaltLawyer 80Saü1/Ü86180Saü1 / Ü861
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