CZ340795A3 - Reducing alkylation of amine for preparing tertiary aminopolyol as precursor of esters for softening clothes - Google Patents

Description

Oblast techniky

Způsob pokračuj e sekundárního aminu

Vynález popisuje alternativní reakční cestu pro vyrobení kvarterních amonných esterů pro změkčování látek.

Způsob vychází z chlorepoxidu, který reaguje s amoniakem a vodou za vzniku primárního polyolu reduktivní alkylací primárního a pak s aldehydy za poskytnutí meziproduktu terciárního aminopolyolu. Po této první části způsobu následují tradiční esterifikační a kvarterizační kroky, známé v dané oblasti techniky pro vyrobení kvarterizovaných amonných sloučenin pro změkčování látek.

Dosavadní stav techniky

Tomuto vynálezu je v dané oblasti techniky nej bližší US patent 4,137,180 v němž je uvedena výroba týchž kvarterizovaných amonných esterů jako v tomto vynálezu a jejich použití pro změkčovadla látek.

Způsob výroby těchto amonných látek má odlišnou první část reakční cesty, zatímco druhá část tvořená esterifikačnímu a kvarterizačními kroky je identická.

aminopolyol - v dané oblasti alternativní reakcí alkylace s chloralkylpolyolem eliminací kyseliny chlorovodíkové.

Při použití uvedeného prvního kroku, známého v dané oblasti techniky, vykazují žádané změkčovací amonné látky nízkou selektivitu, přičemž se používá jako sekundární amin například dimethylamin, který je známý tím, že je vysoce jedovatý a obtížně se s ním manipuluje, může se vyrábět

Meziprodukt - terciární techniky je poskytován sekundárního aminu například z amoniaku a methylchloridu. Proto chce tento vynález řešit uvedený problém poskytnutím alternativního způsobu tak, aby se dosáhlo vysoké selektivity a použily se výchozí látky, s nimiž se lépe manipuluje a usnadňuje se průběh částí známého uvedeného způsobu.

Je třeba uvést další patent - US 3,342,840 - v němž je popsána výroba kvarterní amonné soli monoesteru. US 4,696,771 popisuje způsob přípravy aminoalkoholů nebo polyolů reagováním sekundárního alkanolaminu s terminální epoxysloučeninou pro přípravu polyurethanu.

Oba US patenty 4,540,821 a 4,654,376 se týkají přípravy aminopolyolů za použití fenolu, amoniaku a ethylenoxidu spolu s formaldehydem. Výsledné produkty se používají na prostředky změkčující textilie, ale které nejsou ani kvarterizovány, ani neobsahují esterové vazby.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu, který aminopolyol obecného vzorce I:

poskytuj e terciární

N-(CH₂)_n-(CHOH)_i-A (I) kde

Rl a R₂ jsou nezávisle (C^ -Cg)alkyl nebo aryl,

A je vodík nebo R^, n je 2, 3, 4, 5 nebo 6, i + n je menší než 9 jestliže A je vodík a i + n je menší než 8 jestliže A není vodík.

Tento aminopolyol se použije jako meziprodukt pro další esterifikaci a kvarterizaci pro vyrobení kvartérizované amonné sloučeniny pro změkčovadlo látek obecného vzorce II kroky, jež se tradičně používají při tomto způsobu.

R₁ ^R2^R3-N⁺-(CH₂)_n-CH-(CHOH)j-CH-(CHOH)_k-A ^X (H)

0(0)C-R₄ O(O)C-R₅ kde ^Ri, ^R2, n, i, A jsou takové jako ve vzorci I, ^R3 je (C^-Cg)-alkyl nebo aryl, jak jsou nezávisle 1, 2, 3 nebo 4a j +k=i - 2, ^R4 a jsou nezávisle C2₃)^alkyl nebo alkenyl.

X^- je vhodný iont, např. popsaný v US patentu 4,137,180. Při tomto způsobu se vyrobí meziprodukt terciární aminopolyol a zahrnuje dva kroky, které jsou charakterizovány v patentových nárocích v dané oblasti techniky.

Terciární aminopolyol se vyrobí

a) reagováním halogen-Cf^-(C2~Cg-alkyl) (1-3) epoxidu nebo (2-6) polyalkoholu s amoniakem a vodou za vzniku primárního aminopolyolu, a

b) reduktivní alkylací výsledného primárního aminopolyolu s alifatickými nebo aromatickými (C^-Cg)-aldehydy nebo alifatickými di-aldehydy za vzniku terciárních aminopolyolů obecného vzorce I.

Dále následují příklady provedení vynálezu, jež jej mají blíže ilustrovat, avšak nijak neomezují jeho obsah ani rozsah.

Příklady provedení vynálezu

V těchto příkladech je svým zaměřením nej bližší patent v dané oblasti techniky (US patent 4,137,180) porovnáván s prezentovaným vynálezem. Proto se zde neuvádí podrobně obecné podmínky a reakce, ale je možno je uvést v popisech vynálezu v dané oblasti techniky.

Podle tohoto vynálezu reaguje oč-chlorhydrin ve vodném prostředí s amoniakem podle reakčního schéma;

HO OH

H₂C-CHCH₂C1 + nh₃ -------ch₂oh choh ch₂nh₂ h₂0 přičemž se získá nejprve meziprodukt monoaminopolyol, a to aminopropandiol za uvolnění kyseliny chlorovodíkové.

Tento monoaminopolyol se poté podrobí reakci za použití kyseliny mravenčí nebo katalytické hydrogenaci, např. s palladiem a s formaldehydem při stechiometrickém poměru aminopropandiolu ku formaldehydu 1 : 2. Výsledkem reakce po dokonalé konverzi dimethylaminopropandiolu, který je výchozím aminem, je kvarterizovaná amonná sloučenina jak bylo uvedeno v dané oblasti techniky. Pro přípravu dimethylaminopropandiolu platí reakční schéma:

HCOOH/-CO₂-2(H₂O)

CH₂OHCHOHCH₂NH₂ + 2 HCHO ----------------- CH₂OHCHOHCH₂N(CH₃)₂

H₂/Pd / -2H₂O

Výsledkem není žádný alternativní produkt, tj. selektivita je 100%ní.

V dané oblasti techniky je znám patent US 4,137,180, podle něhož jsou dva kroky použitého způsobu (k výrobě meziproduktu dimethylaminpropandiolu) dány reakčními schématy:

a) 2 CH₃C1 + NH₃ ---------s»NH(CH₃)₂

- 2HC1 a

-HC1

b) CH₂0H CHOH CH₂ Cl + NH(CH₃)₂-------CH₂OH CHOH CH₂N(CH₃)₂ (chlorpropandiol) (dimethylamin) (1-dimethylaminpropandiol)

Nevýhodou druhé reakce je, že může vést ke stabilním vedlejším produktům, zejména může vést ke kvartérizovanému dimethylemmmoniumpropandiolu a po přesmyku k 2-dimethyleminpropandiolu. Tyto alternativní reakční produkty reakčního schéma b) snižují selektivitu způsobu. Je pak nutné eliminovat nežádoucí vedlejší produkty způsobu, neboť v mnoha zemích nejsou často přijatelné jako nečistoty v prostředcích pro změkčování látek z hlediska povolené přípustnosti.

Kromě výsledných sloučenin změkčujících látky není známo o vedlejších produktech, že by měly změkčující účinky a proto mohou snižovat celkový účinek změkčování.

Průmyslová využitelnost

Látky podle tohoto vynálezu - kvarterní amonné estery - vyrobené podle zde uvedeného způsobu maj í změkčuj ící účinek na látky a tedy mají význam především pro textilní průmysl.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob, jímž se poskytuje terciární aminopolyol obecného vzorce I:

   N-(CH₂)_n-(CHOH)—A (I) z

   kde

   R-£ a R₂ jsou nezávisle (C^-Cg)alkyl nebo (C^-Cg)aryl,

   A je vodík nebo R^,

   R3 a R4 se liší a znamenají H nebo CH^, nje 1, 2, 3 , 4, 5 nebo 6, i je 2, 3, 4, 5 nebo 6, i + n je méně než 9 pokud A je vodík, a i + n je méně než 8 pokud A není vodík, jako meziprodukt pro další esterifíkaci a kvarterizaci pro výrobu kvarterizované amonné sloučeniny změkčující látky, přičemž tato sloučenina má obecný vzorec II:

   R₁R₂R₃-N⁺-(CH₂)_n-CH-(CHOH)·-CH-(CHOH)_R-A X (II)

   I 1

   O(O)C-R₄ O(O)C-R₅ kde R^, R₂, ni, A jsou takové, jak je uvedeno u vzorce I, ^R3 J^e (^Ci-Cg)-alkyl ^nebo (^Ci-Cg)aryl, jak jsou nezávisle 1, 2, 3 nebo 4a j +k=i - 2, r₄ a R^ jsou nezávisle (Cý-C₂₃)alkyl nebo (Ci 1-C₂₃)alkenyl, a

   X je vhodný obojetný ion,

   a) reagováním halogen-Cl·^-(C2Cg-alkyl) (1-3) epoxidu nebo (2-6) polyalkoholu s amoniakem a vodou vzniká primární polyol, a

   b) reduktivní alkylací výsledného primárního aminopolyolu s alifatickými nebo aromatickými (C^-Cg)aldehydy nebo alifatickými di-aldehydy dochází ke vzniku terciárních aminopolyolů obecného vzorce I .
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že i je 2, , R2 ^a R3 jsou nezávisle (C^-C2)alkyl a A je vodík.
3. 3. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedený epoxid je epichlorhydrin nebo polyalkohol je oC-chlorhydrin.
4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se při reduktivním alkylačním reduktivním kroku b) použije katalytické hydrogenační (palladium) nebo chemické redukční činidlo, s výhodou kyselina mravenčí.
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že aldehydem v kroku b) je formaldehyd.