BE415673A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour préparer des composés ammoniques quaternaires. 



   On a trouvé qu'on peut préparer d'une manière avan- tageuse des composés ammoniques quaternaires en faisant agir des oxydes alcoyléniques sous une pression supranormale sur des sels d'une base azotée, c'est-à-dire d'ammoniaque ou d'amines. La réaction peut s'effectuer en l'absence d'eau, auquel cas ce sont des sels anhydres des bases ammoniques quaternaires qu'on obtiendra directement par une réaction facile. Des températures s'élevant jusqu'à environ 100 C. sont habituellement très satisfaisantes. Par exemple, les sels   ammoniques   se forment en peu de temps simplement par chauffage à des températures d'environ 50 à 100 C. La réaction peut aussi s'effectuer en présence d'eau. 

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   Il est préférable d'employer des proportions d'oxy- des alcoyléniques sensiblement égales à celles qui sont théo- riquement nécessaires pour la préparation des composés qua- ternaires, ou légèrement supérieures à ces proportions;   lorsqu'on part   d'amines tertiaires il faudra avantageusement employer 1 molécule-gramme ou légèrement plus d'oxyde alcoy- lénique pour 1 molécule-gramme d'amine, dans le cas d'amines secondaires 2 molécules-grammes ou légèrement plus d'oxyde alcoylénique, et ainsi de suite. 



   D'une façon générale, on opèrera sous la pression supranormale qui s'établit dans les conditions de la réac- tion conduite en vase clos. On peut cependant augmenter en- core la pression par refoulement de gaz inertes, par exemple d' azote. 



   Les sels de l'ammoniaque ou d'amines primaires, se- condaires ou tertiaires avec des acides organiques, comme l'acide acétique., butyrique ou stéarique., ou des acides mi- néraux, par exemple des acides minéraux forts comme l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique, conviennent pour effec- tuer la réaction. Les amines peuvent renfermer un ou plu- sieurs radicaux   oxalcoyles   ou peuvent être exemptes de tels radicaux. Les sels d'amines ayant des radicaux alcoyliques à poids moléculaire élevé sont également convenables. Les bases correspondantes peuvent   être   mises en liberté à partir des sels ammoniques quaternaires obtenus. 



   Les produits obtenus, qui sont des composés ammoni- ques quaternaires renfermant au moins un groupe   oxalcoyle,   peuvent s'employer par exemple comme agents auxiliaires inté- ressants dans les industries textiles et analogues, comme intermédiaires dans la préparation des colorants, etc. En partant d'amines convenables on peut aussi obtenir des pro-   duits qui peuvent s'employer comme colorants. Les composés    

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 ammoniques quaternaires susceptibles d'être obtenus suivant la présente invention et renfermant au moins un radical ali- phatique à poids moléculaire élevé sont particulièrement in- téressants pour de nombreux usages. 



   Les exemples ci-après mettront mieux en lumière la nature de la présente invention, qui toutefois ne s'y limite pas. Les parties sont en poids. 



   EXEMPLE 1. 



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Chauffer en autoclave à une température de 100 C 560 parties de chlorhydrate de triéthanolamine et 140 parties d'oxyde d'éthylène. On obtient une masse cristallifère de na- ture sirupeuse qui se solidifie complètement après quelque temps de repos et renferme environ 86 % de chlorhydrate de   tétraéthanol-ammonium.   Il y a également présence encore d'un peu de matière première intacte. 



   EXEMPLE 2. 



   Neutraliser 1200 parties de triéthanolamine au moyen de 820 parties d'acide sulfurique titrant 48 % et les chauf- fer en même temps que 400 parties d'oxyde d'éthylène dans un autoclave à une température de 80 à 100 C. jusqu'à ce que la pression soit redevenue normale. Après déshydratation on obtient 1970 parties d'un produit non cristallisable incolo- re et transparent de nature sirupeuse qui renferme encore de la triéthanolamine intacte sous forme de la base libre. 



   En neutralisant le produit obtenu au moyen de 130 parties d'acide sulfurique titrant 48 % et faisant réagir le produit dans les conditions ci-dessus avec 50 nouvelles parties d'oxyde d'éthylène, il est possible de transformer 95 % du sulfate de triéthanolamine en son composé ammonique quaternaire. 

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   EXEMPLE 3. 



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Chauffer ensemble dans un autoclave à une tempéra- ture de 60 à 70 C. 1550 parties de sulfate de triéthanolamine et 400 parties d'oxyde d'éthylène jusqu'à ce qu'on ne puisse plus déceler d'excès de pression. On obtient 1900 parties d'une masse transparente et incolore de consistance sirupeuse. 



  On obtient la base libre par réaction avec de l'hydroxyde de baryum, en éliminant par filtrage le sulfate de baryum et concentrant le filtrat. 84 % de la triéthanolamine mise en oeuvre ont été transformés en hydroxyde de tétraéthanol- ammonium; il y a également présence encore d'un peu de tri- éthanolamine. 



   E X E M P L E 4. 



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Chauffer sous pression à une température de 90 C. 



  430 parties de stéarate de triéthanolamine et 50 parties   d'oxyde   d'éthylène. La réaction est terminée au bout de 2 à 3 heures. Le stéarate de tétraéthanol-ammonium formé se dissout facilement dans l'eau. Dans l'alcool sa réaction à la phénol-phtaléine est neutre, tandis qu'en solution dans l'alcool on peut titrer au moyen de soude caustique l'acide stéarique présent dans le stéarate de triéthanolamine en employant la phénol-phtaléine comme indicateur. 



   EXEMPLE 5. 



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Agiter avec 400 parties d'eau 300 parties du sel de l'ester octodécyl-sulfurique avec la triéthanolamine et chauffer le tout sous pression à une température de 50 à 60 C. avec 50 parties d'oxyde d'éthylène. Le sel de tétra- éthanol-ammonium obtenu est plus facilement soluble que la matière première et sa réaction est neutre dans l'eau et dans l'alcool. 

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   EXEMPLE 6. 



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Neutraliser au moyen de 100 parties d'acide chlorhy- drique concentré 300 parties d'une solution aqueuse à 20 % de triméthylamine et traiter le tout pendant 3 heures à une température de 60 C. et sous pression au moyen de 50 parties d'oxyde d'éthylène. Au bout de ce temps l'oxyde d'éthylène se trouve complètement absorbé. On obtient 450 parties d'une solution dont la réaction dans l'alcool est neutre. Il s'est formé avec un rendement presque quantitatif du chlorhydrate de choline. 



   EXEMPLE 7. 



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Neutraliser au moyen de 200 parties d'acide sulfu- rique titrant 24 % 73 parties de diéthylamine et les chauf- fer en autoclave à une température de 60 C. avec 100 parties d'oxyde d'éthylène. On met la base en liberté en ajoutant 150 parties d'hydroxyde de baryum à la solution obtenue. En- viron 96 % de la diéthylamine mise en oeuvre ont été trans- formés en diéthyl-diéthanol-ammonium. 



   EXEMPLE 8. 



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Chauffer en autoclave à une température de 90 à 100 C. 500 parties de sulfate d'ammonium, 500 parties d'eau et 1350 parties d'oxyde d'éthylène. La réaction est terminée au bout de quelques heures. Au moyen de 1200 parties d'hy- droxyde de baryum débarrasser de l'acide sulfurique la solu- tion résultante. Le produit renferme plus de 50 % d'hydroxy- de de   tétraéthanol-ammonium.   



   EXEMPLE 9. 



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Mélanger avec 500 parties d'eau 245 parties d'un mélange d'amines tertiaires renfermant chacune deux groupes 

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 méthyles et un radical alcoylique à poids moléculaire élevé correspondant aux alcools susceptibles d'être obtenus en ré- duisant les acides gras de l'huile de palmiste et neutraliser le mélange au moyen de 200 parties d'acide sulfurique titrant 25 %. Chauffer à une température de 90 à 100 C. dans un ré- cipient stable à la pression la solution résultante avec 50 parties d'oxyde   d'éthylène.   Celui-ci est absorbé en totalité au bout d'une heure.

   On obtient ainsi 1000 parties d'une so- lution aqueuse à environ 34 % de sulfate d'ammonium quater- naire renfermant deux groupes méthyles, un groupe éthanol et un groupe alcoyle à poids moléculaire élevé de l'espèce ci- dessus définie. 



   EXEMPLE 10. 



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Neutraliser 80 parties de pyridine au moyen de 200 parties d'acide sulfurique titrant 25 % et les chauffer pen- dant 1 heure à une température de 90 à   100 C.   dans un vase clos en même temps que 50 parties d'oxyde d'éthylène. On obtient une solution de sulfate d'éthanol-pyridinium. 



     EXEMPLE   11. 



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Chauffer en vase clos 107 parties de chlorure d'am- monium avec 360 parties d'oxyde d'éthylène à une température de 80 C. jusqu'à ce que la réaction soit terminée. On obtient une masse sirupeuse qui renferme 96 % de la quantité théori- que du composé ammonique organique quaternaire formé. 



     EXEMPLE   12. 



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Neutraliser au moyen de 100 parties d'acide chlorhy- drique concentré 270 parties d'une solution aqueuse à 32 % de morpholine. Chauffer en autoclave à une température de 70 à 80 C. la solution formée en même temps de 95 parties d'oxyde d'éthylène jusqu'à ce que la température régnant dans l'au- 

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 toclave soit sensiblement normale. La solution transparente et incolore obtenue contient le composé ammonique quaternai- re formé avec un bon rendement. 



   EXEMPLE 13. 



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Neutraliser 300 parties de   triéthanolamine   au moyen de 126 parties d'acide oxalique   cristallisé   et les chauffer en mélange avec 90 parties d'oxyde d'éthylène dans un auto- clave à une température de   70-90 C.   L'absorption de l'oxyde est terminée en peu de temps. Le produit de réaction vis- queux obtenu renferme   9 %   de la triéthanolamine employée sous forme de l'éther monooxéthylique libre, 37 % sous forme de son oxalate et   54 %   d'oxalate de tétraéthanolammonium. 



   E X E M P L E 14. 



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Neutraliser 300 parties de triéthanolamine au moyen de 106 g d'acide formique titrant 87   %   et les chauffer en mé- lange avec 90 parties d'oxyde éthylène dans un autoclave à une température de 80 C. Le produit de réaction renferme 20 % de la triéthanolamine employée sous forme de l'éther monooxéthy- lique libre, 40 % sous forme de son formiate et 40 % de for- miate de tétraéthanol-ammonium. 



   EXEMPLE 15. 



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Chauffer en vase clos à une température de 80 C 287 parties de stéarate d'ammonium avec   180   g d'oxyde éthylène jusqu'à ce qu'on ne puisse plus déceler d'excès de pression. 



   Le produit de réaction obtenu renferme   59 %   d'ester glycol- stéarique, 14 % de stéarate de tétraéthanol-ammonium et 27 % de triéthanolamine. Neutraliser la triéthanolamine libre au moyen de 234 parties d'acide stéarique et faire réagir à nou- veau 40 parties d'oxyde d'éthylène sous des conditions décri- tes ci-dessus. On obtient alors un mélange de   63 %   d'ester glycol-stéarique, 24 % de stéarate de tétraéthanol-ammonium      

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 et 13 % de triéthanolamine libre. 



   En employant du stéarate de monoéthanolamine on ob- tient un mélange de 15 % de triéthanolamine., 28 % de stéarate de   tétraéthanol-ammonium   et 57 % d'ester glycol-stéarique. 



   EXEMPLE 16. 



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Neutraliser 300 parties de triéthanolamine au moyen de 344 parties d'acide   [alpha]-naphtoïque   et les chauffer en mé- lange avec 90 parties d'oxyde d'éthylène dans un autoclave à une température de 90 C. On obtient une masse solide et tenace qui renferme environ 1 % de sel triéthanolaminique de l'acide   [alpha]-naphtoïque,   24 % de triéthanolamine libre, 35 % d'ester 
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 glrcol-naphto1que et 7,9 % de sel t4tre,atha,nolrHllrtlOn1.rplA de   l'acide [alpha]-naphtoïque.

Claims (1)

1. RESUME ----------- 1 - Procédé pour préparer des composés ammoniques quaternaires, consistant à faire réagir sous pression supra- normale un oxyde alcoylénique avec un sel d'une base azotée.

   2 - On opère à une température s'élevant jusqu'à environ 100 C.

   3 - On emploie de l'oxyde d'éthylène.

   4 - On emploie sensiblement la quantité d'oxyde d'é- thylène nécessaire pour produire le composé quaternaire.

   5 - On fait réagir un oxyde alocoylénique avec le sel d'une amine et d'un acide fort.

   6 - On emploie le sel ammonique d'un acide fort.

   7 - On emploie le sel ammonique d'un acide minéral fort.

   8 - On emploie le sel d'une amine et d'un acide miné- ral fort.

   9 - A titre de produits industriels nouveaux, les composés ammoniques quaternaires dont la molécule renferme au <Desc/Clms Page number 9> moins un groupe alcoylol et au moins un radical aliphatique à poids moléculaire élevé susceptibles d'être obtenus par le procédé ci-dessus défini, ainsi que leurs applications dans 1.'industrie.