DE918982C

DE918982C - Verfahren zur Herstellung von quaternaeren Stickstoffverbindungen

Info

Publication number: DE918982C
Application number: DED4394D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz-Joachim Engelbrecht
Original assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Current assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Priority date: 1939-04-25
Filing date: 1939-04-25
Publication date: 1954-10-11

Description

Verfahren zur Herstellung von quaternären Stickstoffverbindungen Es wurde gefunden, daB man,zu wertvollen quaternären Stickstoffverbindungen gelangt, wenn man auf Carbon- oder Sulfonsäureamide oder Carbaminsäureester in Gegenwart von Halogenwasserstoffsäure Oxoverbindungen oder Oxoverbindungen abgebende Stoffe in äquivalenten Mengen einwirken läBt und die erhaltenen Einwirkungsprodukte an tertiäre organische Basen anlagert.
Als Ausgangsstoffe kommen für dieses Verfahren acyclische und/oder cyclische Carbonsäure- oder Sulfonsäureamide oder Carbaminsäureester in Betracht, wie Essigsäureamid, Capronsäureamid Stearinsäureamid, Ölsäureamid, Montansäureamid, Naphthensäureamide, Harzsäureamide, Alkylbenzoesäureamide, Alkylnaphthoesäureamide u. dgl., ferner Carbaminsäureäthylester, Carbaminsäureoctylester, Carbaminsäurecetylester, Carbaminsäurebehenylester, Carbaminsäurenaphthenylester u. dgl. Die Kohlenwasserstoffreste dieser Verbindungen können ganz allgemein nieder- oder höhermolekularer, verzweigt- oder unverzweigtkettiger Natur sein und können auch Substituenten oder Heteroatome, wie Sauerstoff oder Schwefel bzw. bekannte, diese Atome enthaltende Atomgruppen, enthalten.
Als Oxoverbindungen, welche bei vorliegendem Verfahren Verwendung finden, kommen Aldehyde und Ketone in Betracht, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Butyraldehyd u. dgl., Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon u. dgl., sowie als Oxoverbindungen abgebende Mittel Paraformaldehyd, Trioxymethylen, Hexamethylentetramin, Formaldehydbisulfit, Methylal u. dgl. Als Halogenwasserstoffsäure kommt praktisch Chlorwasserstoffsäure in Betracht, aber auch mit Brom- und jodwasserstoffsäure ist das Verfahren durchführbar.
Die Umsetzung zwischen diesen Ausgangsstoffen erfolgt in äquivalenten Mengen, d. h. auf i Mol Säureamid bzw. Carbaminsäureester wird ein i Mol Oxoverbindung oder Oxoverbindung abgebende Substanz in Gegenwart von Halogenwasserstoffsäure zur Einwirkung gebracht. Die Umsetzungsprodukte führen dann zu Produkten von besonderem technischem Interesse, wenn darin wenigstens ein höhermolekularer Kohlenwasserstoffrest enthalten ist, wenn also von höhermolekularen, wenigstens 6 Kohlenstoffatome enthaltenden Säureamiden oder Carbaminsäureestern für sich oder in Mischung mit niedermolekularen Säureamiden oder Carbaminsäureestern ausgegangen wird. Die Umsetzung erfolgt bei gewöhnlichen oder erhöhten Temperaturen und kann in Gegenwart von Lösungs-und Verdünnungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzol, Halogenkohlenwasserstoffen u. dgl., geführt werden.
Verbindungen, die nach dieser Verfahrensstufe erhalten werden, sind z. B. N, N'-Dilauroyl-N-chlormethyl-methylendiamin, N, N'-Dimontanyl-N-Chlormethyl-methylendiamin, N-Palmitoyl-N'-caproyi-N-achloräthyl-äthylidendiamin, N, N'-Dioctadecoxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin, N, N'-Didödecylsulfo-N-chlormethyl-methylendia.min, N, N'-Diäthoxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin u. dgl.
Diese Halogenalkylverbindungen werden nunmehr an tertiäre organische Basen zur Anlagerung gebracht. Als tertiäre organische Basen kommen hierfür alle bekannten tertiären Amine in Betracht, die man vom Ammoniak oder von den bekannten heterocyclischen Stickstoffbasen der organischen Chemie ableiten kann, also z. B. Trialkylamine, wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tricycloalkylamine, Triarylamine bzw. Mischtypen dieser Reihen, Pyridin, Chinolin, Alkylpyridine, Alkylchinoline, Alkylpiperidine u. dgl. Dabei können die tertiären Amine auch höhermolekulare Kohlenwasserstoffreste von wenigstens 6 Kohlenstoffatomen enthalten.
Die Umsetzung zwischen den Halogenalkylverbindungen und den tertiären Basen erfolgt in an sich bekannter Weise unter Bildung einer quaternären Stickstoffverbindung. Man kann die Anlagerung bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur; gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln, wie Benzol; Toiuol, Benzin, Chlorkohlenwasserstoffe, Aceton, Äther; Butylacetat, Pyridin usw., vollziehen.
Verbindungen, die auf diesem Wege erhalten werden, sind z. B. das Anlagerungsprodukt von N, N'-Dioctadecoyl-N-chlormethyl-methylendiamin an Trimethylamin, das Anlagerungsprodukt von N, N'-Dimontanoyl-N-a-chlorbutyl-butylidendiamin an Pyridin, das Anlagerungsprodukt von N, N'-Dihexadecyloxycarbo-hT-chlormethyl-methylendiamin an Metbylpiperidin, das Anlagerungsprodukt von N-Dodecyloxycarbo-N'-octyloxycarbo-N-chlormethyl-methylendiamin an Chinolin u. dgl.
Diese Verbindungen sind in Wasser und in organischen Lösungsmitteln löslich und haben den Charakter von oberflächenaktiven, seifenartigen Substanzen. Die Verbindungen haben ferner die Eigenschaft, sich mit Hydroxyl-, Amino- oder Mercaptogruppen enthaltenden Stoffen zu chemischen Verbindungen umzusetzen. Insbesondere können mit Lösungen dieser Stoffe Textilien aller Art, wie Baumwolle, Zellwolle, Kunstseide, Wolle, Naturseide in Flocken-, Faser, Gespinst-oder Gewebeform, Pelzwerk, Federn u. ä. Materialien getränkt, getrocknet und zweckmäßig anschließend bei höheren Temperaturen behandelt werden, wobei auf diesen Materialien beständige wasserabstoßende Imprägnierungen entstehen.
Die erfindungsgemäßen quaternären Stickstoffverbindungen zeichnen sich vor allem auch dadurch aus, daß sie weder kleben, noch hygroskopisch sind, sondern trockene Pulver darstellen, die sich sehr gut handhaben lassen und einen sparsamen Verbrauch ermöglichen. Beispiel Eine Mischung aus iooo Gewichtsteilen Octadecylcarbaminsäureester, 28oo Gewichtsteilen Benzol und io6 Gewichtsteilen Trioxymethylen wird bei 5o bis 6o° unter Rühren so lange mit Chlorwasserstoffgas behandelt, bis eine klare Lösung entstanden ist. Nach Abtrennen des Reaktionswassers und Abkühlen auf Zimmertemperatur wird gegebenenfalls filtriert und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Die als Rückstand verbleibende Chlormethylverbindung stellt eine wachsartige Masse dar und hat einen Chlorgehalt von 5,7 %.
Zoo Gewichtsteile dieser Chlormethylverbindung werden zusammen mit 14o Gewichtsteilen Benzol und 27 Gewichtsteilen Pyridin unter Rühren auf etwa 4o bis 5o° erwärmt, bis eine klare Lösung entstanden ist. Aus der Lösung wird das erhaltene Anlagerungsprodukt von N, N'- Dioctadecyloxycarbo - N - chlormethyl-methylendian-iin an Pyridin isoliert, welches nach dem Trocknen ein weißes, staubfeines Pulver darstellt, das wasserlöslich ist und schäumende wäßrige Lösungen ergibt.
Gewebe aus Kunstseide, Zellwolle u. dgl., die mit einer derartigen wäßrigen Lösung behandelt sind, weisen nach dem Trocknen bei etwa 50° und Nacherhitzen während etwa io Minuten auf ioo bis 14o° einen beständigen wasserabstoßenden Effekt auf, der sich weder durch Seifen- noch durch Benzinwäsche entfernen läßt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung quaternärer Stickstoffverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf vorzugsweise höhermolekulare Carbon-oder Sulfonsäureamide oder Carbaminsäureester in Gegenwart von Halogenwasserstoffsäuren Oxoverbindungen oder Oxoverbindungen abgebende Stoffe in äquivalenten Mengen einwirken läßt und die erhaltenen Einwirkungsprodukte an tertiäre organische Basen anlagert. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 475 170, 477 991, 466 817, 469 476 französische Patentschriften Nr. 82,1 856, 814 484; Melliand Textilberichte, 1938, 905 bis gio.