PL155557B1 - Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli polegający na reakcji sulfonowania kwaśnego monoestru kwasu maleinowego i polioksyetyloalkoholu, lub polioksyetyloalkilofenolu, znamienny tym, że proces sulfonowania monoestru prowadzi się w wodnym roztworze kwaśnego siarczynu sodowego i etanoloaminy, w podwyższonej temperaturze, ewentualnie w obecności mieszaniny soli nieorganicznych, takich jak siarczan sodowy i chlorek sodowy.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej @ OPIS PATENTOWY® PL © 155557 © Bl

Numer zgłoszenia: 270376

0L9 IntCP:

C07C 143/12

C11D 1/28 \^) Data zgłoszenia: 28.01.1988 C11D 1/22 ezmiflu hhH/

Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli

Zgłoszenie ogłoszono:

07.08.1989 BUP 16/89

Uprawniony z patentu:

Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej

Blachownia”, Kędzierzyn-Koźle, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono;

31.12.1991 WUP 12/91

Twórcy wynalazku:

Kazimierz Linkiewicz, Kędzierzyn-Koźle, PL Jerzy Walczak, Kędzierzyn-Koźle, PL Elżbieta Dębska, Kędzierzyn-Koźle, PL Lucjan Ratajczak, Kędzierzyn-Koźle, PL Mieczysław Zawadzki, Kędzierzyn-Koźle, PL

5) 1· Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli polegający na reakcji sulfonowania kwaśnego monoestru kwasu maleinowego i polioksyetyloalkoholu, lub polioksyetyloalkilofenolu, znamienny tym, że proces sulfonowania monoestru prowadzi się w wodnym roztworze kwaśnego siarczynu sodowego i etanoloaminy, w podwyższonej temperaturze, ewentualnie w obecności mieszaniny soli nieorganicznych, takich jak siarczan sodowy i chlorek sodowy.

PL 155557 Bl

Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli polegający na reakcji sulfonowania kwaśnego monoestru kwasu maleinowego i polioksyetyloalkoholu, lub polioksyetyloalkilofenolu, znamienny tym, że proces sulfonowania monoestru prowadzi się w wodnym roztworze kwaśnego siarczynu sodowego i etanoloaminy, w podwyższonej temperaturze, ewentualnie w obecności mieszaniny soli nieorganicznych, takich jak siarczan sodowy i chlorek sodowy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako surowiec organiczny stosuje się polioksyetyloalkohole o zawartości 10-22 atomów węgla w łańcuchu alkilowym i 2-10 grup oksyetylowych w cząsteczce, lub alkilofenole zawierające 6-12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym i 2-10 grup oksyetylowych w cząsteczce.

   Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli. Produkty takie mogą być stosowane jako główne składniki detergentowe szamponów, płynów do kąpieli, środków myjąco-czyszczących, piorących, pianotwórczych i emulgujących.

   Sposób otrzymywania sulfobursztynianów jako roztworów wodnych soli dwusodowych monoestru kwasu sulfobursztynowego alkoholi i alkilofenoli, lub ich polioksyalkilowych pochodnych jest procesem znanym z literatury i opisów patentowych. Istnieje wielka różnorodność związków zaliczanych do grupy sulfobursztynianów. Sposób ich syntezy umożliwia użycie szerokiej gamy wyjściowych surowców, to jest alkoholi lub alkilofenoli, lub ich polioksyetyloalkilowych pochodnych, alkoholoamidów kwasów organicznych i innych rodzajów związków posiadających w cząsteczce wolną skrajną grupę hydroksylową. Istotną zaletą tej grupy związków jest stosunkowo niska drażliwość skóry i błon śluzowych przy jednoczesnym zachowaniu na wysokim poziomie innych cech użytkowych detergentów jak: wysoka zdolność myjąca, pieniąca czy trwałość w twardej wodzie.

   Sposób otrzymywania sulfobursztynianów o specyficznych własnościach dla różnych dziedzin zastosowań, jak również sposoby otrzymywania stężonych roztworów wodnych sulfobursztynianów są przedmiotem licznych opatentowanych wynalazków. Z literatury patentowej RFN i USA znane są sulfobursztyniany o bardzo specyficznych własnościach zwilżających, myjących, piorących, antyalergicznych i innych.

   W japońskim opisie patentowym J5-8 131963, RFN 3 227 782, czy polskim opisie patentowym 144 652 znaleźć można opis sposobów umożliwiających otrzymywanie stężonych roztworów wodnych sulfobursztynianów w postaci soli dwusodowych. Uzyskuje się to przez dobór techniki i warunków procesu otrzymywania lub przez dobór dodatków organicznych i nieorganicznych wprowadzonych zazwyczaj w niewielkich ilościach, a wpływających istotnie na zachowanie się środka powierzchniowo czynnego w stężonym roztworze wodnym.

   Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania soli sodowo-etanoloaminowych monoestru polioksyetyloalkoholi lub polioksyetyloalkilofenoli i kwasu sulfobursztynianowego w reakcji sulfonowania kwaśnego monoestru w wodnym roztworze kwaśnego siarczynu sodowego i etanoloaminy, w podwyższonej temperaturze, ewentualnie w obecności mieszaniny soli nieorganicznych, takich jak siarczan sodowy i chlorek sodowy. Jako surowiec organiczny stosuje się polioksyetyloalkohole o zawartości 10-22 atomów węgla w łańcuchu alkilowym i 2-10 grup oksyetylowych w cząsteczce, lub alkilofenole zawierające 6-12 atomów węgla w łańcuchu alkilowym i 2-10 grup oksyetylowych

   155 557 w cząsteczce. Stosunek molowy kwaśnego siarczynu sodowego do etanoloaminy wynosi jak 0,9-1,0:1, 0-0,9, korzystnie 1,0:1,0. Stosunek molowy kwaśnego monoestru do kwaśnego siarczynu sodowego zawiera się w granicach 10:0,9-1,2.

   Produkty o zawartości do 40% substancji aktywnej można otrzymać bez dodatku regulującego lepkość. W temperaturze 50°C są to klarowne, jednorodne ciecze, koloru od jasnożółtego do jasnobrązowego, o słabym charakterystycznym zapachu.

   Dodatek mieszaniny soli nieorganicznych w ilości 3-8% wagowych umożliwia otrzymywanie środka w postaci ciekłej pasty o zawartości 50-70% substancji aktywnej i stopniu zsulfonowania w granicach 90-95% wartości teoretycznej. Stosunek wagowy siarczanu sodu do chlorku sodu zawiera się w granicach 4-1:1-4, a zawartość mieszaniny soli nieorganicznych w stosunku do substancji aktywnej w produkcie końcowym wynosi 5-13% wagowych. Lepkość otrzymanego produktu waha się w granicach 10000-80000 mPs w temperaturze 30°C i 3000-35000 mPs w temperaturze 50°C.

   Stwierdzono, że produkty w postaci soli sodowo - etanoloaminowych cechują się wyjątkowo łagodnym działaniem na skórę i błony śluzowe ludzi i zwierząt. Na przykład produkt sulfonowania monoestru oksyetylenowanego pięciona molami tlenku etylenu nonylofenolu i kwasu maleinowego w roztworze kwaśnego siarczynu sodowego i monoetanoloaminy nie drażni ani nie uczula skóry ludzi i zwierząt, jak również jest bezpieczny dla narządu wzroku. Jednocześnie charakteryzuje się dobrymi własnościami myjącymi, pieniącymi i trwałością w twardej wodzie. Własności te są podobne jak produktu w postaci soli dwusodowej, przy jednoczesnej poprawie jego własności dermatologicznych. Produkty takie mogą być stosowane jako główne składniki detergentowe do wyrobu środków chemii gospodarczej i wyrobów kosmetycznych.

   Przykład I. W reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr, płaszcz grzewczy, doprowadzenie gazu obojętnego (N2), przeprowadzono estryfikację nonylofenolu oksyetylowanego pięcioma molami tlenku etylenu z bezwodnikiem kwasu maleinowego. Reakcję prowadzono w temperaturze 100-105°C w czasie 3 godzin w atmosferze azotu, przy stosunku molowym oksyetylatu do bezwodnika jak 1:1. Otrzymany kwaśny monoester o średnim ciężarze molowym 530 kg/kmol. W reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr, płaszcz grzewczy i wkraplacz sporządzono roztwór o składzie:

   woda sanitarna 1635,0 0

   NaHSOa 101,9 2 monoetanoloamina 61,15

   Do wkraplacza wprowadzono 530 g kwaśnego monoestru, który w całości wdozowano w czasie 15 minut do roztworu o temperaturze 40-45°C przy uruchomionym mieszadle. Reakcję sulfonowania kwaśnego monoestru prowadzono w temperaturze 75-80°C w czasie 2 godzin.

   Otrzymano produkt w postaci jednorodnej, rzadkiej, jasnożółtej cieczy o parametrach:

   - pH 5,5

   - zawartość suchej masy 30,1%

   - stopień zsulfonowania 82,0%

   - liczba hyaminowa Hyaminy 1622/g 87,5 cm³ 0,004 molowego roztworu

   Przykładu. Do wkraplacza wprowadzono 530 g kwaśnego monoestru, otrzymanego jak w przykładzie I. W reaktorze szklanym zaopatrzonym w wolnoobrotowe mieszadło mechaniczne, termometr, płaszcz grzewczy i wkraplacz sporządzono roztwór o składzie:

   - woda sanitarna 502,0 g - monoetanoloamina 51,5 g - NaaSd 37,5 g -NaCl 25,1 g - Na^2S2O5 98,8 g

   Monoester wdozowano w czasie 20 minut do roztworu o temperaturze 40-54°C. Proces sulfonowania prowadzono w temperaturze 70-75°C w czasie 2,5 godziny. Uzyskano produkt w postaci dobrze płynnej pasty barwy jasnożółtej, zawierającej 50% suchej masy.

   155 557

   -ρΗ

   - liczba hyaminowa

   - stopień zsulfonowania

   - lepkość dynamiczna

   5,6

   181,3

   91,0% w 30°C 15500 mPs w 50°C 6100 mPs

   Przykład III. Do wkraplacza wprowadzono 530 g kwaśnego monoestru, otrzymanego jak w przykładzie I.

   W sulfonatorze wyposażonym jak w przykładzie I, sporządzono roztwór o składzie:

   - woda sanitarna 1848,0 g

   - trójetanoloamina 152,0 g

   - NaHSOs 109,2 g

   Monoester wdozowano w czasie 0,5 godziny do roztworu o temperaturze 5C)-55°C. Proces sulfonowania prowadzono w temperaturze 80-85°C w czasie 2 godzin. Otrzymano produkt w postaci jednorodnej, klarownej, jasnożółtej cieczy o następujących parametrach:

   - pH 5,5

   - zawartość suchej masy 30,0%

   - liczba hyaminowa 80,0

   - stopień zsulfonowania 84,5%

   Przykład IV. W reaktorze opisanym w przykładzieI, przeprowadzono estryfikację trójoksyetylowanego nonylofenolu z bezwodnikiem kwasu maleinowego. Otrzymano kwaśny monoester o średnim ciężarze molowym 440 kg/kmol.

   Następnie w sulfonatorze opisanym w przykładzie 2, sporządzono roztwór sulfonujący o składzie;

   - woda sanitarna 525,0 0

   - Na,S2O₅ 98,8 g

   - dwuetanoloamina 107,0 g

   - Na,SO4 43,3 g

   -NaCl 31,0 g

   Monoester wdozowano w czasie 15 minut do roztworu o temperaturze 40-45°C. Reakcję sulfonowania monoestru prowadzono w temperaturze 70-75°C w czasie 2 godzin. Uzyskano produkt w postaci jednorodnej, dobrze płynnej pasty, barwy jasnożółtej, charakteryzującej się:

   -pH

   - zawartość suchej masy

   - liczba hyaminowa

   - stopień zsulfonowania -lepkość dynamiczna w 30°C w 50°C

   5,8

   58%

   181,3

   90%

   18000 mPs 5600 mPs

   PrzykładV. W reaktorze opisanym w przykładzie I, zestryfikowano oksyetylowane trzema molami tlenku etylenu alkohole C12-C14 z bezwodnikiem kwasu maleinowego w proporcji molowej 1:1 w temperaturze 110-115°C, w czasie 3 godzin. Otrzymano kwaśny monoester o średnim ciężarze molowym 420 kg/kmol.

   W sulfonatorze przygotowano roztwór sulfonujący o składzie:

   - woda sanitarna 1100,1 g

   - NaHSOs 109,1 9

   - monoetanołoamina 62,6 g

   420 g kwaśnego monoestru wdozowano w czasie 20 minut do przygotowanego roztworu w temperaturze 50-55°C. Proces sulfonowania prowadzono w temperaturze 80-85°C w czasie 1,5 godziny. Otrzymano produkt w postaci jednorodnej, klarownej cieczy, barwy jasnożółtej o nastę- pujących parametrach:

   -pH 5,2 - zawartość suchej masy 35% - liczba hyaminowa 126,2 - stopień zsulfonowania 85,4%

   155 557 5

   Przykład VI. Do wkraplacza wprowadzono 420 g kwaśnego monoestru, otrzymanego jak w przykładzie V. W sulfonatorze przygotowano roztwór o składzie:

   - woda sanitarna 1568,0 g

   - trójetanoloamina 152,0 g

   - Na2S₂O5 100,0 g

   Monoester wdozowano w czasie 0,5 godziny do roztworu o temperaturze 50-55°C. Reakcję sulfonowania prowadzono w temperaturze 80-85°C w czasie 2 godzin. Otrzymany produkt w postaci jednorodnej, klarownej cieczy, barwy jasnożółtej, charakteryzującej się:

   - pH 5,3

   - zawartość suchej masy 30%

   - liczba hyaminowa 97,0

   - stopień zsulfonowania 87%

   Przykład VII. W reaktorze opisanym w przykładzie! przeprowadzono estryfikację oksyetylowanych pięcioma molami tlenku etylenu alkoholi łojowych z bezwodnikiem kwasu maleinowego. Otrzymano monoester o średnim ciężarze molowym 570 kg/kmol. W reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, termometr, płaszcz grzewczy i wkraplacz sporządzono roztwór o składzie:

   - woda sanitarna 1835,0 g

   - NaHSOa 109,2 g

   - dwuetanoloamina 107,0 g

   Do wkraplacza wprowdzono 570 g monoestru, który w całości wdozowano w czasie 0,5 godziny do roztworu o temperaturze 50-55°C. Proces sulfonowania monoestru prowadzono w temperaturze 8O-85°C w czasie 2 godzin. Otrzymano produkt w postaci jednorodnej, rzadkiej cieczy, koloru żółtego, która w temperaturze poniżej 40°C przechodziła w miękką pastę o charakteiystyce:

   - pH 5,4 - zawartość suchej masy 30% - liczba hyaminowa 79,1 - stopień zsulfonowania 83%

   Przykład VIII. W reaktorze opisanym w przykładzie I, przeprowadzono estryfikację oksyetylowanych ośmioma molami tlenku etylenu alkoholi łojowych z bezwodnikiem kwasu maleinowego. Otrzymano monoester o średnim ciężarze molowym 700 kg/kmol. W reaktorze szklanym zaopatrzonym w wolnoobrotowe mieszadło mechaniczne, termometr, płaszcz grzewczy i wkraplacz, sporządzono roztwór o składzie:

   - woda sanitarna 480,0 g - monoetanoloamina 61,5 g - NaHSOa 109,2 g - Na₂SO4 58,0% -NaCl 43,5%

   Do wkraplacza wprowadzono 700 g monoestru, który w całości wdozowano w czasie 15 minut do roztworu o temperaturze 40-45°C, przy uruchomionym mieszadle. Proces sulfonowania prowadzono w temperaturze 70-75°C w czasie 2 godzin. Otrzymano produkt w postaci dobrze płynnej pasty, barwy żółtej, zawierającej 67% suchej masy.

   - pH 5,5

   - liczba hyaminowa 156,4

   - stopień zsulfonowania 91%

   - lepkość dynamiczna w 50°C 5500 mPs

   W temperaturze poniżej 40°C produkt przyjmuje postać stałej pasty.