JPS5951252A - 含フツ素アミノサルフエ−トおよびその製法 - Google Patents

含フツ素アミノサルフエ−トおよびその製法

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JPS5951252A
JPS5951252A JP16094082A JP16094082A JPS5951252A JP S5951252 A JPS5951252 A JP S5951252A JP 16094082 A JP16094082 A JP 16094082A JP 16094082 A JP16094082 A JP 16094082A JP S5951252 A JPS5951252 A JP S5951252A
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aminosulfate
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Masayuki Kamei
亀井 政之
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DIC Corp
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Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式 〔但し、式中17)Rf、 Z、 R1,Y、 It、
、Ql、およびMについては後述する〕にて表わされる
如き、分子内にフッ素化脂肪族基Rfとアミノサルフェ
ート基−N(R,)Q、080.Mを含有することによ
り特徴づけられ、特に両性界面活性剤として有用である
新規な常フッ素アミノサルフェートおよびその製法に関
する。
両性界lfi+活性i1Jは、イオン性を異にした他種
の界面活性剤との相m’aにすぐれていることから、汎
用性のある界面活性剤として近年注目を集めている。
含フッ素1」d肪族基として伝えばパーフロロアルキル
基を含有した両性界面活性剤においても、その水溶液の
表面張力低下能、起泡性などの界面活四特性において炭
化水素アルキル基を含有した両性界面活性剤よりも優れ
ていることが知られるようになり、高価格という紅済的
デメリットを克服して釉々の用途への応用がはかられつ
つ、Eる。
これら公知の含フツ素両性界面活性剤は、分子内にメチ
ル基、エチル基あるいはヒドロキシエチル基などにより
四級化された窒素原子を含むベタイン型として分類され
うるものであ九本発明の含フツ素アミノサルフェートと
明確に区別される。
更に、これらのベメイン型両性界面活性剤は等由′点付
近のpi+において、界面活性性り即ち表面張力低下能
、起泡註、水への静N匹、耐硬水性などの諸性賞に関し
、十分な註hヒを発揮し得ないという欠点があった。
本発明者等はtel ifr:の観点から説話(tJt
究を行った結果、一般式[I)にて示さiするアミノサ
ルフェート型両汀界面粘17に剤が種々の界面活性特注
において、f/1jえげ表面張力低下症、起泡性、耐硬
水性あるいはRJ解注などにおいて公知のベタイン型両
注昇面粘囲化臼物よりも予想をp3えて1ノれているこ
とをうろ見し、4・弁明を完成するに主ったものであ、
6)1即ち、本発明はQil W+’、の一般″式[1
)で表わされる区也フッ素アミノツ゛ルフエートおJ:
びその製法を提供するものであて)。
一般式CI)におけるRfは炭素結3〜18好ましくけ
、4〜12の飽和、不飽和のフッ水比脂肪族基をまむ基
であり、その(虚なものの5ちtifましいもののし1
1と[7て4j、炭素截6〜18のパーフロロアルキル
基もL<inパーフロロアルケニル基であり、直鎖状1
分岐状、環4JS (Ollえげバーフルロシクロヘキ
シルのような基)またはそれらをill@わせtこもの
のいず罎1でもよいが、特kU i[鎖状のものが貝い
。史に玉鎖中に酸累原子の介入したもの、し11えは(
C)’3)、CFOCF、CF、−7rど′でもよい。
2は2111fiノ連結基で一8o、 −、−Co −
又は−(C111)acO−(但し、aGj、1〜in
の°l:jJJを表わt)であり、好まLべは−80,
−、−(:0−5である。
電は水素原子、炭素数1〜12、好ましくは1〜6のア
ルキル基、−(CB、)bORa−又は−(C)I*C
HtO)dRa(但し5、bは1〜10o1%数、dは
1〜20(7)整数、R13は低級アルキル基もしくは
アルコキシ基、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基も
しくはアルコキシ基を表わす)である。
Yバー(CHり−1−(ent)p−o−< co、)
、−o−(cHt)、、−。
又は−(CHt)sr−o−(CHt)h−(但し、e
は2〜12の整数、p、qは2あるいは6、g、hは1
〜6の整数を表わす)である。
R2は水素原子、炭素数1〜18好ましくは1〜6のア
ルキル基、アルケニル基もしくはヒドロキシ置換アルキ
ル基、Q、080.M%QISo、M、又は(CIIり
1cOOM(世し、1は1〜4の1i数を表わす)であ
る。
−(aH,cu、o′)k−cu、cut −(但し、
jは2〜12の整数、kは1〜50の整数を表わす。)
である。
Mは水素原子又は無機もしくは有機のカチオンであり、
Li曵Nぺに東 V、Ca 2曵 性町\(N(H)J
(1”rnle(但し、R2は炭素数1〜4のアルキル
基またはヒドロキシエチル基、!およびmは0〜4の整
数でl+m=4を満たすものを表わす)が好ましい。
本発明の會フッ素アミノサルフェートの具体的例として
次の如きものが挙げられる。
C8r、、 so、l(CH2)、lcn、CH108
01NaC,F、、C0N(CH,)(CB、)、N(
OH,)OB、(Jl、080劇八〇、 F、、 C0
NH(Ck12 )6N (C)l! CB、 080
4Na )tC,F、、O○5OzN)l(CHll)
3Nl(C)t、cH20CHtC)110SOsN&
C@F1yOQ C0NH(CHz)2NH(CB、C
H2O)40S03NaC,F、、CH,C口tsOt
NH(CHJ*N(CHi)(co、)、oSoBNa
本発明のきフッ素アミノサルフェート(1種々の合成法
により製造され得るが通常は一般式[II)で表わされ
る化合物をサルフェート化剤、例えばクロルスルホン酸
、a髄酸又は発煙硅酸、二酸化イオウ等の等モル以上を
用いて処理することによって容易に合成される。
例えば、次の具体的反応例などによって合成され得る。
tll  Rf−Z−N−Y−N−Q10H+C180
,H+2NaOH−+R,R。
Rf−Z−N−Y−N−Q+ 08OsNa+NaCl
+2HtOI  R2 R1g。
R,R。
などである。
本発明の製造法においては、反応を不活a溶媒、fjl
えし了アセトニトリル、ジオキサン、テトラヒドロフラ
ン、クロロホルムなどの中で実施することも−Cきる。
又反応促Mf、ftQな用いることもでき、反応促進剤
として(1、flJえ(よピ1ノジン、トリエチルアミ
ン、トリブチルアミン等の有機第三級アミン類が皐げら
れこれらの共存下もしくはこjらアミン類を溶媒として
反応を行えば高収率で目的の酋フッ素アミノサルフェー
トを得ることもできるので好ましい。
反応湯度は一20°〜150U、好ましくは0°=10
0Cであり、反応時間は通菖5〜20時間程度を要する
本発明の製法によれは、目的化合物の収率を70%以上
に高めることができ″、^11述の条件を選ぶことによ
り、はy100%にすることも01’fiE−である。
本発明において、サルフェート化411とf’j’、 
−t’式[11]の末端ヒドロキシ基な一−O8(ハ0
にIき候え得るものであれば特に限定されることなく、
種々使用”furであ2.。好適なザルフェート化AI
Jとしては、クロルスルホン所、Q履η11り、発煙0
i11ν、三酸化イオウなどがあげら、+する。サルフ
ェート化剤は通常一般式〔11〕に対し静モルが好ま1
.<用いら4るが、R1が例えば−CHlCH,OI(
基である場合には2倍モル以上使用することにより、分
子中にサルフェート基を2個導入するこEもできる。こ
のような化合物はつブこQ、を衣わす)で表わされ、す
れた界面活性効果を有し、両性界面活性剤と17て有用
であることが本発明者により見出されている。
通常、クロルスルホン酸、儂@酸、発煙硅酸、So、の
如きザルフェート化剤により得られる一般式CI)の化
合物は、必更に応じて塩基性化合物5例えば竹性アルカ
リ、アンモニア、トリエチルアミン、エタノールアミン
、トリエタノールアミン、ピリジン、モルホリン等によ
り中和処理し、一般式CI]の化合物に変えることかで
きる。又、本発明の含フツ素アミノサルフェートは中和
処理を行わず、Rf −Z −N−Y−N−Q、0sO
aH又ttRI    Rt ILI きる。
本発明のシr規含フッ素アミノサルフェートは、後述の
実施ψ11にも示されるように神々の後れた特注を有し
ている。
即ち、公知のベメイン型両性界面活性バ14.例えばq
)O (”、Fi、SO,N)i(CII、)、1コ(C11
8)、 CH,COOの水tii戚はpH8,0以下に
なると界面活1’1:削相がバルク水相より、ltJ分
帥され、均−i′d液を糾持できltりなり、界面活注
目2F性が著しく劣化さハる。従って使用に際してはp
H金アルカリ11+11にIfjl持しなけ1w:x、
txらず、実用上の障害ともIIつている。
そわに対し、本発明のfヒは物はpH2というIiωr
t? Ml’下におい°〔も完全に水にIG Mし、酸
性、中性、堪基性いづ′J+のpIliilI域でも界
面活11ト特江を:損1xわない性負をもつことが見出
さ才また。即ち、本光りjの11−合物のptt変化に
対する浴?811昭59−51252(5) 解安定性は実用1棒めで有用である。
さらに本発明の化合物はカルシウムイオン安定性に極め
て1黛れていることも見出された。即ち、ゆ良II a
 rd を法νこよりCa2+安定性を1べろと、本づ
ら明の化合物は、pH8,0においてlzi 5,00
0 ppm (CaCO3(’A11l )以上におい
ても完全にに湘t1均−俗腋を6.1F持し、区れた面
1硬水性が認められる。また、合成海水(CaC1!1
 #2H20: 0.16%、M、C:132−68.
O: 1.10%、1コa、 SO,: n、 40%
、NhC:l : 2.50%を蒸留水に浴かしたもの
)中においても完全に爾解し、起泡は等の界面活性71
−注をいささかも減じ1、(い、。
(−Jlに対し公知のベメイン型化−8!1ν1、し1
1えげ■           e (!6F’、ASO,NH(CI、I)、tJ(CI、
)、CB、C00は 1.300ppm (CaC01
換葺)の硬水中で相331i+ll:を始め、又合hV
jliL水にも1jf解し得ない。
本発明化合物のこのような優れた界面活性特性を理論的
に解明することは困鎌であるが、フッ素化脂肪族基に基
づく疎水性効果と、アミノサルフェート基に基づく親水
性効果のバランスの上&C成りたっていることが推測さ
ね、これはフッ素化脂肪族基とアミノザルフェート基を
連結する二価の架橋基の構造的差異の影響の小さいこと
からも裏づけされる。
以上の点から明らかな様忙、本発明のきフッ素アミノサ
ルフェートはpHに対する溶解安定性、1li1硬水性
、耐海水′四 性、起泡Vト、表(界)面張力f氏〒五の1仰れたyf
−面?占1′F!持性を利用して泡泊火薬廊1.起泡剤
、洗浄剤、湿I¥′ル11への応用に特に適している。
またレベリング剤、塗料添加剤、防汚剤、撥油剤、プラ
スチック添加卸1.帯市、防止剤、離帛剤等への応用に
も好〕tであ′X′−,r。
仄に木兄り」をさらに具11「的に説明するため実施例
を示す。
〔実施例 1〕 冷却用コンデンサーおよび攪拌器を備えた11の4つ口
丸底フラスコにC1F、ff5O,NH(C)1.)、
 NHeH,CII、 01160&(0,1モル)と
アセトニトリル400Iiを採取し、充分に攪拌し加熱
溶解した。クロルスルホン1V14.1/(0,12モ
ル)を50Cで強力に攪拌り、lxがら、注意しながら
ゆっくりと滴下した。滴下!tk40Cで4時間→6押
し反応を完結させた。
室温に冷卸した瞬、lN−Na−OH水浴液を24CJ
ml加え充分に4g!拌し、アセトニトリルおよび水を
減圧Fで留去した。黄褐色固体残渣を5oc’c減圧乾
燥し、エタノールから再結晶してN製し、   ゛ C@F@、5OIN(CHI)INHCH,CH,08
O1Na 56gがイlられた。
元素分析 IRスペクトル 1370cm    (−8O,N<  νas)12
40c1rL(−080,νas)NMRスペクトル(
DIO/CD10D−1/1浴媒、DSS基準)1.9
0 ppm (m、 2H)、 3.05 ppm (
m、 4H)6.3ppm(t、2]H)、  3.8
0ppm (t、 211)〔実施例 2〕 実施例1と同1禾の反応器に C6F、、 So、N11(ell、)3N(C1ls
)CH,C)1.OH51,4,9゜ピリジン400g
を仕込み、40Cで、クロルスルホ4醪149をゆっく
りと滴下し、5時間反応せしめた。反応終了後28%N
a9CH,s  38.61を加え、充分に借拌した後
、減圧下で蒸発乾固した。褐色固体残渣をエタノールか
ら再結晶してC,F、So、NH(OH,)、 N (
(’H,)(’Jl、 C11,0803Na55.4
9を得た。
元素分析 IRスペクトル 11570cm−1(−3o、N<  νas)124
0c+++−’  (−080s  νaa)lJMR
,1,ベクトル(Dx o/c D m0D= ’/1
 溶媒、DS8基準)1.90 ppm (m、 21
()、  2.70ppm (s、 3B)2.80 
ppm (m、 4H)、 !1.15 ppm (L
、 2B )3.80 ppm (t、 211) 実施例 実施例1と同様の反応器に Ca FIjSo! N11 (CHt )s N(c
o、cH,OH)t 54.41.7七ト二トリル40
0gを仕込み、30Uでa硫酸294Iをゆっくり滴下
し、5時間反応せしめた。反応終了後水酸化ナトリウム
水浴敲で中和した後、蒸発乾固し、黄褐臼固体を得た。
こ′に1をエタノールから再結晶してC6F、、SO,
12H((’Jlt)sN(CJItCIltO8Os
N&)1  51.2Iを得た。
元素分析 IRスペクトル 1570ca   (801N<  νas)1240
cm    (−080,νas)NMRスペクトル(
D、0/CD、0D==1/i i妃、DS834)1
.90ppm (m、 211)、 2.80 ppm
 (ru、61()515ppm (t、 211 )
、 6.81”ippm D、4H)〔実施例 4〕 実施例1と同様の反応器に アセトニトリル300Iを採取し、十分に攪拌し、溶解
させ、クロルスルホン(i!14gを50Cで攪拌下ゆ
っくり滴下した。滴下n4ocで4時間攪拌し、反応を
完結させた。
室温に冷)41シた借28%Na0CH,38,611
を加え、中和中、減圧上蒸発乾固した。得られた黄褐色
固体残1ite80Cにて減圧乾燥し、エタノールから
再結晶して祠製しCa Fzs 5OtN(C11s)
 (ells)mN(CHI )CH,CHI 080
3Na41がイロられた。
元素分析 IRスペクトル 1240cm    (−080,I/as)1370
c+a    (−8O2N<  νag)NMR7,
ペクト/l/(D20/CD、OD=’/1溶媒、DS
S基準)1.90ppm(m、2H)、  2.70p
pm (a、 3H)3.05 ppm (a、3H)
%3.3  ppm (m、 4H)3.80 ppm
 (t、2)]) 〔実施例 5〕 実施例1とtiIt様の反応器に C,Fl、C0NH(CB、)、N(CHs)C)II
CH,01(52,8,!ilとアセトニトリル600
yを採取し、十分に攪拌し、溶解させクロルスルボン酸
14IIを60Cで攪拌下ゆっくり滴下した。滴下Φ4
0Cで4時間攪拌し反応を完結させた。
室温に冷却後10%エタノール性水酸化カリウム112
Jil’を加え中和除減圧下蒸発乾固した。
得られた黄褐ピ固体残漬をエタノールから再結晶し、C
,tF、S C0NH(CHI)sN(CB、)Ci(
、C)i、080.K  40gを得た。
元素分析 IRスペクトル 1650い  (−CON<  アミドl吸収帯)12
40cm−’  (−0803νas)NMRスペクト
ル 1.85ppm (m、 2H)、  2.75 pp
m (a、l)3.05 ppm (m、4B)、  
 5.2  ppm(m、2H)3.85ppm (t
、 2B) 〔実施例 6〕 実施例1と同様な反応器に Iとアセトニトリル350gを採取し、浴)・」・r後
りロルスルホンfl&14.9を4DCで]W押下ゆっ
くり滴下した。IX+下降50Cでさらに4時間攪拌し
1反応を完結させた。室温に冷却したtk2B%N&0
ell、  58.69を加え中和し、減圧下で蒸発乾
固した。得られた黄褐巴固体残fEt、にエタノールか
ら杓結晶1−1 CB Fl7 Ckl* CHl Sow NH(Cu
t )A N (CHm ) CHI C11t 08
01 Na48gを得ち 元素分析 IRスペクトル 1 1370c+a    (−8o、N<   yas)
1 1240cm    (−0803yas)NMRスペ
クトル(1)20浴硯、DSS基準)1.90ppm(
m、2H)%  2.75ppm(s、3H)3.05
 pprn (m、 6H)、  3.20 pprn
 (m、 4H)3.85 ppm (t、 2 H) 〔実施例 7〕 実施例1と同様な反応器に gとア七ト二トリル500.9’e採取し、溶解体クロ
ルスルホン14gを4DCにてゆっくりと滴下し1.−
0c1♂:1下抜50Cで5時間攪拌(−1反応を光結
させた。室(l唱℃冷却した後28゛んNa0CH15
B6gk加え中和し、減圧下蒸光乾固した。得られた黄
褐(14固体残漬をエタノールから出結晶し。
55.9を得た。
元素分析 IRスペクトル 1 1370cm    (−8OIN<   yas)1
240cm−+   (−0801yas)NMRスペ
クトル(D、0浴媒、DSS基準)1.85 ppm 
(m、 2)1 )、  3.0511119m (m
、4H)3.60ppm(t、2H)、   6.85
ppm(t、2)1)〔実施例 8〕 実施例1と回);ρな反応器に 6B、21とアセlニトリル5ooy’ibtり浴hl
Gさぜ、クロルスルホン酸141−4 Or’でゆっく
りと滴下した。滴下F&50Cで4時間4・υ拌12反
応f完結させた。室温に冷却したtit 2 B ’F
nNaQC11338,6Ji’ k加え中和し、減圧
上蒸発乾固した。得ら第1た1j’flSL固体残;・
Nをエタノールから再結晶し。
45.9を得た。
7c素分析 I Itスペクトル 164scrn−’   (−CON<   )124
 (1cm    (−080,yas)NMRスペク
トル(Dtos媒、DBS基準)1.85ppm (m
、 2H)、  2.75 ppm (a、 3 II
 )ろIDppm (m、 4H’)、  3.65P
l)Ill (t、 2)1 )!1.85 ppm 
(t、 2B )〔実施例 9〕 実施例1とl+11様な反応器に C,F□S 0iNH(CH* ) sO(C11! 
)INHCllICHtOH558Sとアセトニトリル
500gを採取し、溶解情クロルスルホン1W14#を
50Cで攪拌下ゆっくり滴下した。滴下後40Cで4時
間攪拌し、)q応を完結させた。室温に冷却したelk
 28 ’k NaOCHm   58.61 k加え
中オ【1□□□、減圧上蒸発乾固した。得られた黄褐巳
固体残清をエタノールか「)内緒話して梢製し C6F 11 S O,Nl’l (C11,)、0 
(CHl ) INHCHICH!O801Na40.
9をイ4Iだ。
元素分析 IRスペクトル 1570m   (−80,N<   νas)124
0cm   (080m    νaa)NMRスペク
ト/l/ (D、O溶媒、nss基11.8  ppm
 (m、4B)、   3.3ppm (m−10H)
5.85ppm (t、 2H)、 〔実施例 10〕 実施例1と同様な反応器に C6F、、 80.NH(CB、 )、 O(CH,)
、0 (CB、) 、NIIC)l、CII、0H60
,2,9とアセトニトリル500#を採堆し、ilQ’
F後クロルスルホン酸14.9’を50Cで攪拌下ゆっ
くり滴下した。
滴下140cで4時間攪拌し反応を完結させた。室温に
冷却した鏝28%Na0CR158,611を加え、中
和体減圧上蒸発乾固した。得られた黄褐已固体残漬をエ
タノールから1与結晶して梢製し、 C0F、、S O,NH(cat ) 10 (cl(
、) to (cut ) 、NIICH,OH,O2
0,Na5511を得た。
元素分析 IRスペクトル 15700IL−’  (−8o@N<  νam)1
240CIN   (080m   ν1ONMRスペ
クトル(D、0溶媒、DSS基準)1.8  pprn
 (m、 4H)、  3.5 pprn (m、 1
4 H)3.85 ppm (t、211)、 〔参考例〕 実施例1〜10にて合成された本発明化合物の界面活性
特注値(水浴液の表面張力および起泡性)を表−1にま
とめて示す。
尚、表面張力の測定は25Cにてウイルヘルミー法によ
り、起泡性の6111定はロスーマイルス法により、起
泡(支)後および5分鮭過睦の重病f25Uにてfit
11定しlこ。俳し、溶媒とl、て、蒸留水および合成
海水を使用1.た。
合成海水の組成は NaCA’         2.50 ’f’。
MgCl2・611t0    1.10%Na、 5
o40.40% CaC:1.・2H100,16% で、残りは蒸留水である。
第    1    表 (p l、、表中上段は蒸留水溶液、1;段は合成面水
1)′M赦を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 にて表わされる含フツ素アミノサルフェート。 2.  at カバーフロロアルキル基又はパーフロロ
    アルケニル基である特許請求の範囲第1項記載の含フツ
    素アミノサルフェート。 6、一般式 化剤を作用させ、必要に応じ中和して一般式〔但し、式
    中旧、2%R8、Y%R,、Ql、およびMは前記に同
    じ〕にて表わされる化合物を生成せしめることを特徴と
    する宮フッ素アミノサルフェートの製法。 4、サルフェート化剤としてクロルスルホン酸、濃値酸
    、発煙硫酸又はSOsを使用する特計量l求の1llQ
    囲第3項第3の製法。
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