DE2063422A1 - Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxid enthaltende Tensid-Gemischen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxid enthaltende Tensid-GemischenInfo
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Description
PATENTANWALT
FRANKFURT A.M.
FRANKFURT A.M.
D ι PL-1 ν α Ε. EYER
Patentanwalt Anmelderin:
Rewo Chemische Fabrik GmbH Steinau Krs. Schlttehtern
Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxld enthaltende Tensid-Gemisehen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
oberflächenaktiven Η-Oxiden in Gegenwart der sich von denselben
tertiären Aminen ableitenden amphoteren fensiden.
Sowohl amphoter» wie auch Aminoxid-Tenside haben in jüngster
Zeit größere Bedeutung auf dem Gebiet der Wasch- und Körperpflegemittel erreicht. Dies beruht weitgehendst auf
ihrer hervorragenden Hautfreundliohkeit und auf ihrer breiten Anwendungsmöglichkeit zusammen mit kationischen und
anionisohen Tensiden.
Weiterhin zeigen diese Produkte eine völlige biologische Abbaubarkeit und führen daher nioht zu Schwierigkeiten bei
der Aufbereitung von Abwasser.
Zur Herstellung dieser beiden Körperklassen geht man von tertiären Aminen aus, die sowohl rein aliphatisch wie auch
zyklisch sein mögen. Durch Quaternierung mit Halogenkarbensäuren
oder Sulfonsäuren erhält man die gewünschten beta-
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inischen Tenside. Bei der Behandlung der tertiären Amine mit Wasserstoffperoxid oder ähnlicher Oxidationsmittel
entstehen die entsprechenden Aminoxide.
Die Quaternierung der tertiären Amine mit den gebräuchlichen
Halogenverbindungen verläuft jedoch in keinem Fall quantitativ. Auch bei idealen Bedingungen, zum Beispiel
niederer Reaktionstemperatur und neutralem pH, bilden sich
durch Hydrolyse des reaktionsfreudigen Halogens unerwünschte Nebenprodukte, wie Salze der Hydroxykarbon- oder SuI-fonsäure,
wie auch Metallhalogenide. Die folgende Tabelle und Schaubild zeigen den Umsetzungsgrad zum Betain in Abhängigkeit
von der molaren zugesetzten Menge an Chloressigsäure bei der Umsetzung mit Dimethy11aurylamin, in
wässriger Lösung bei 55° C·
Umsetzungsgracl ζum _0etöin
4,0
CLCH2COOH
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Mol Dimethyllaurylaain |
Hol Chloressigsäure |
Umsetzungsgrad zum Betain |
lto | O.3 | 28 $> |
Ι,ο | 47 # | |
lfo | o,7 | 69 * |
Ι,ο | Ι,ο | 85 % |
It· | 1.3 | 87 # |
It·. | 1,6 | 90 % |
Ba die Betaine als Waschmittel und besondere zur Haut- und
Haarpflege ihren Einsatz finden, ist es unbedingt erforderlich, daß das eingesetzte Amin bis auf die geringsten Spuren
quaterniert wird, da tertiäre Amine starke Basen sind, die
ätzend und schädigend auf die Haut einwirken· Daher muß man
einen Oberschuß von bis zu 2oo $> des Quaternierungemittels
einsetzen, um Reste von tertiärem Amin zu beseitigen· Dieser Überschuß hinterläßt jedoch in dem Reaktionsgemisch wesentliehe
Anteile von Elektrolyten, die nur schwer und unvollständig mit großem Kostenaufwand durch Umlösen entfernt
werden können« Solche Verunreinigungen bereiten oft Schwierigkeiten
bei der Verwendung der Betaine in Mischungen mit anderen Tensiden. Der hohe Salzgehalt führt zu nicht temperaturbeständigen
Präparaten, die bei Saltlagern trübe werden und sich sogar in verschiedene Phasen trennen können·
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Es war nun das Ziel der Anmelderin, ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven· Betaine zu finden,
die nicht nur sehr geringe Anteile störender elektrolytischer Fremdst^ffe enthielten, soadern sich auch durch
einen besonders niederen Tertiäramingehalt auszeichnen,
der für die geforderte Hautverträglichkeit unerläßlich ist.
Es wurde nun gefunden, daß in Gegenwart von Betainen tertiäre Amine glatt und unter milden Bedingungen mit Peroxiden,
vor allem mit Wasserstoffperoxid, in die entsprechenden iil-Oxide übergeführt werden können. N-Oxide, wie
Betaine, sind sowohl mit kationischen wie auch anionischen Tensiden kombinierbar, so daß die hier erhaltene Mischung
in breitem Maße eingesetzt werden kann. Die Abwesenheit von unerwünschten Nebenprodukten elektrolytischer Natur
erleichtern die Formulierung.
Das erhaltene Betain/U-Oxid kann offensichtlich in weiten
Grenzen variiert werden und liegt im allgemeinen zwischen 3o : 7o bis zu 9o : lo. Je niederer der Betaingehalt der
Mischung, um so geringer wird der Salzgehalt. J-edoch bleibt bis zu einem Betaingehalt bis zu 85 i<>
der Salzgehalt noch immer so unbedeutend, daß er kaum ins Gewicht fällt. Bei
der Bildung des H-Oxids aus dem Restbestand an tertiärem
Amin mit Wasserstoffperoxid wird ein Io — 2o %iger Überschuß
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- 5 - ■
zur vollständigen Beseitigung des tertiären Amins "benötigt;
bei dieser Reaktion entsteht nur Wasser als Nebenprodukt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einiger Beispiele
erläutert.
Beispiel Hr. 1 ,
47,3 kg Chloressigsäure (o,5 kmol) werden in 3o8,o kg
Wasser gelöst und in einem Kessel mit Rührer vorgelegt. Die Lösung wird mit 222,ο kg technischem Dimethyllaurylamin
versetzt ( 1 kmol). Man läßt 8 Stunden bei 55° C rühren. Anschließend erhitzt man auf 90° 0 und läßt weitere 2 Stunden
rühren. Eine Analyse der ca. 47 #igen lösung ergibt,
daß sich 47 # des Dime thy11aury!amins zum Betain umgesetzt
haben. Die Reaktionsmischung wird nun durch Zugabe von Essigsäure auf einen pH-Wert von 5-6 eingestellt· Die
Mischung wird vorsichtig mit 72,ο kg Wasserstoffperoxid ^j
(3o $ige Lösung, o,63 kmol) versetzt. Man rührt so lange bei 55° C, bis sich im Reaktionsgemisch kein Wasserstoffperoxid
mehr nachweisen läßt. Eine Analyse des Endprodukts ergibt, daß über 99 # des eingesetzten Dimethy11aury!amins
sich zum Ampholyt bzw. N-Oxid umgesetzt haben.
66,1 kg Chloreasigsäure (o,7 kmol) werden in 336,ο kg Wasser
gelöst und in einem Kessel mit Rührer vorgelegt. Die Lösung
wird mit 222,ο kg technischem Dimethyllaury larain versetzt.
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Die Misehwig wird 8 Stunden bei 55° C gerührt. Ansehliessend
erhitzt man auf 90° C und rtthrt weitere 2 Stunden nach. Die Analyse der ca* 45 #igen Lösung ergibt, da 13
69 $> des Dimetbyllaury!amins sich zum Betain umgesetzt
haben· Die Reaktionsmisohung wird durch Zugabe von Essig»»
säure auf einen pH~Wert von 5-6 ©ingestellt. Die Mischung
wird mit 4o,o kg Wasserstoffperoxid (30 $ige lösung, o,35
kmol) vorsichtig versetzt· Man rührt so lang© bei 55° C,
bis sich im Reaktionsgemisch kein Wasserstoffperoxid mehr nachweisen läßt· Eine Analyse des Endprodukts zeigt, daß
sioh über 99 % des eingesetzten Dimethyllaury!amins zum
Ampholyt bzw· Ή-Oxid umgesetzt haben.
66,1 kg Chloressigsäure (o,7 kmol) werden in 3oot© kg
Wasser gelöst und in einem Kessel mit Rührer vorgelegt. Die Lösung wird mit 268,ο kg l-:Eydroxyäthyl-2-Laiiryl-Imidazolin
(1 kmol) versetzt. Man läßt 15 Stunden bei 55° C rühren. Anschließend erhitzt man auf 90° 0 und rSIirt weitere
2 Stunden. Eine Analyse der wässrigen Lösung ergibt, daß sich 67 $» des eingesetzten l-Sydroxyäthyl-2-lauryl-Imldazolins
zum Betain umgesetzt haben·
Die Reaktionsmischung wird durch Zugabe von Essigsäure auf
einen pH-Wert von 5-6 eingestellt· Die Mischung wird mit 45,4 kg Wasserstoffperoxid (30 $ige Lösung, o,4 ksol) vorsichtig
versetzt· Man rührt so lange bei 55° C, bis sioh
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_ 7 —
im Reaktionsgemisch kein Wasserstoffperoxid mehr nachweisen
läßt. Eine Analyse des Endprodukts ergibt, daß sich über 99 $>
des eingesetzten l-Hydroxyäthyl-2-Lauryl·
Imidazoline zum Ampholyt bzw. N-Oxid umgesetzt haben·
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Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von oberflächenaktiven
U-Oxiden in Gegenwart der sieh von denselben tertiären
Aminen ableitenden amphoteren Tenside,, dadurch gekennzeichnet»
daß das tertiäre Amin mit einer entsprechend
vorberechneten Menge an Halogenkarbonsäure oder Halogensulfonsäiire
zu einem beliebig bestimmten Anteil zum ampholyten reagiert und der nicht umgesetzte Aminanteil
der Substanz anschließend in Gregenwart des Ampholyte oxidiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ampholyt und tertiäres Amin enthaltende Substanz
bei einer Temperatur zwischen 4o und 6o C, vorzugsweise bei 55° C, mit einem Oxidierungsmittel, vorzugsweise
Wasserstoffperoxid, in einer auf den Gehalt an
tertiärem Amin berechneten Menge umgesetzt wird.
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