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DE2063422A1 - Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxid enthaltende Tensid-Gemischen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxid enthaltende Tensid-Gemischen

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Publication number
DE2063422A1
DE2063422A1 DE19702063422 DE2063422A DE2063422A1 DE 2063422 A1 DE2063422 A1 DE 2063422A1 DE 19702063422 DE19702063422 DE 19702063422 DE 2063422 A DE2063422 A DE 2063422A DE 2063422 A1 DE2063422 A1 DE 2063422A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tertiary amine
preparation
amine
mixture
ampholyte
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
DE19702063422
Other languages
English (en)
Inventor
Adolph Dr. St. Bees Koebner (Großbritannien); Bloch, Michael, Dr., 6483 SaI- . münster. P
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.)
Rewo Chemische Fabrik GmbH
Original Assignee
Rewo Chemische Fabrik GmbH
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 Rewo Chemische Fabrik GmbH filed Critical Rewo Chemische Fabrik GmbH
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Priority to US00210545A priority patent/US3819539A/en
Priority to GB5979371A priority patent/GB1352769A/en
Publication of DE2063422A1 publication Critical patent/DE2063422A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/88Ampholytes; Electroneutral compounds
    • C11D1/90Betaines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C291/00Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00
    • C07C291/02Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00 containing nitrogen-oxide bonds
    • C07C291/04Compounds containing carbon and nitrogen and having functional groups not covered by groups C07C201/00 - C07C281/00 containing nitrogen-oxide bonds containing amino-oxide bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
    • C11D1/75Amino oxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Description

DIPL-ING. PH. EYER
PATENTANWALT
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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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.
Beispiel Nr. 2
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. 209830/1138
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.
Beispiel ffr. 3
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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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)

2063A22 P a t e η t a Ii s ρ r Ii & h e :
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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DE19702063422 1970-12-23 1970-12-23 Verfahren zur Herstellung von Betain und Aminoxid enthaltende Tensid-Gemischen Pending DE2063422A1 (de)

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