PL200365B1 - Sposób wytwarzania nowych di-amidoamin pochodnych długołańcuchowych amin alifatycznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania nowych di-amidoamin pochodnych długołańcuchowych amin alifatycznych, przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R oznacza prosty lub rozgałęziony łańcuch węglowodorowy CnH2n+1 a n zawiera się granicach od 8 do 16, znamienny tym, że aminy alifatyczne przedstawione wzorem 2, w którym R i n mają podane wyżej znaczenia, poddaje się reakcji z N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidem, w temperaturze pokojowej lub podwyższonej i w atmosferze gazu obojętnego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowych di-amidoamin pochodnych długołańcuchowych amin alifatycznych, które są słabo lub trudno rozpuszczanie w wodzie i wykazują aktywność na granicach międzyfazowych. Związki te nadają się do zastosowania zwłaszcza jako składniki wyrobów chemii gospodarczej jak również wyrobów kosmetycznych lub jako półprodukty do wytwarzania innych grup związków powierzchniowo czynnych.

Amidoaminy są związkami zawierającymi co najmniej jedno ugrupowanie amidowe oraz co najmniej jedno ugrupowanie aminowe w postaci pierwszo-, drugo- lub trzeciorzędowego atomu azotu. Amidoaminy wytwarzane są zwykle w reakcji mono- lub wielokarboksylowych kwasów, estrów kwasów karboksylowych, bezwodników lub chlorków kwasowych z odpowiednimi diaminami lub poliaminami zawierającymi zwykle co najmniej jedną pierwszorzędową grupę aminową -NH₂. Wśród małocząsteczkowych amidoamin o ogólnej strukturze R-CONH---NR₂ znane są z publikacji; F. E. Friedli,

Amidoamine Surfactants, w Cationic Surfactants, J. M. Richmond (Edytor), Marcel Dekker, Inc., New York, Surfactant Science Series, vol. 34, 1999, sposoby wytwarzania pochodnych: hydrazyny, N,N-dimetylo hydrazyny, etylenodiaminy, dietylenotriaminy, 1,3-propanodiaminy, 1,6-heksanodiaminy, N,N-dimetyloetylenodiaminy, lub N,N-dimetylo-1,3-propanodiaminy.

Amidoaminy, pochodne kwasów mono- lub dikarboksylowych zawierających odpowiednio długie łańcuchy węglowodorowe, są substancjami wykazującymi aktywność na granicach międzyfazowych i znajdują szerokie zastosowanie jako składniki środków piorących, czyszczących, dyspergujących, pieniących, antypieniących, emulgujących, formulacji kosmetycznych, formulacji do higieny osobistej, itp., lub mogą być wykorzystane jako półprodukty do wytwarzania innych grup surfaktantów. Z patentu US nr 3920731 znany jest sposób wytwarzania powierzchniowo aktywnych pochodnych N,N-dimetylo-1,3-propanodiaminy polegający na jej reakcji z pochodną alkilową bezwodnika kwasu bursztynowego o długości łańcucha alkilowego C₁0-C₁a. Znane są również sposoby wytwarzania amidoamin o strukturze R-CONH(CH2)nN(CH3)2, gdzie n = 2 lub 3 w reakcjach: monofunkcyjnych kwasów karboksylowych R-COOH - z patentu US nr 2459088; chlorków kwasowych R-C(O)Cl - z patentu US nr 2459062; lub estrów R-COOR - z publikacji: A. I. Rapkin, V. F. Zabolotskikh, A. V. Tiunov, O. M. Zhirnov, Zh. Prikl. Khim. (Leningrad), 68: 151 (1995), z N,N-dimetyloetylenodiaminą lub N,N-dimetylo-1,3-propanodiaminą. Amidoaminy pochodne N,N-dimetylo-1,3-propanodiaminy, są wykorzystywane do wytwarzania amfoterycznych surfaktantów typu betain o strukturze R-CONH(CH²)^3N+(^CH3)^2CH2COO_ ja^k to o^pisano w ^patontoc^h: ^HU nr ^{45488; EU} nr ^{0302329; US} nr ^{4832871 l}u^b sutfotetoto o stouMurze ^R-^CONH(^CH2)3^N+(^CH3)2(^CH2)^nSO3^{, gd}zto n = 2 ^lu^b 3, o^pisan^yc^h w publikacji N. Parris, C. Pierce, W. M. Linfield, J. Am. Oil Chem. Soc., 54: 294 (1977), kationoaktywnych; czwartorzędowych soli amoniowych o strukturze, np. R-CONH-(CH2)³N⁺(CH3)2CH2C6H5X lub N-tlenków o strukturze R-CONH-(CH₂)³N(CH3)2=>O, znanych z patentu niemieckiego nr 2355808 i patentu US nr 3740351. Powyższe pochodne cechują się wieloma cennymi właściwościami użytkowymi. Znane są również sposoby wykorzystania długołańcuchowych amin alifatycznych oraz pochodnych kwasu akrylowego lub krotonowego do wytwarzania związków powierzchniowo czynnych lub półproduktów do ich wytwarzania. Z patentów US 2468012, US 2810752, US 2169467, US 2816920 i innych, oraz monografii E.H. Riddle, Monomeric Acrylic Esters, Reinhold, New York, 1954, str. 153, znane są produkty reakcji amin alifatycznych i estru metylowego kwasu akrylowego: R-NHCH2CH2COOCH³ i R-N(CH2CH2COOCH₃)2, przekształcane następnie w amfoteryczne kwasy aminokarboksylowe, odpowiednio, R-NHCH₂CH₂COOH i R-N(CH₂CH₂COOH)2, lub anionoaktywne mono- i dikarboksylany, np., R-NHCH₂CH₂COONa i R-N(CH₂CH₂COONa)2. Produkt reakcji amin alifatycznych z kwasem krotonowym R-NHCH(CH3)CH₂COOH został opisany przez S.H. Shapiro, Commercial Nitrogen Derivatives of Fatty Acids, w Fatty Acids and Their Industrial Applications (E.S. Patterson, Ed.), Marcel Dekker, New York, 1968, str. 108. Trzeciorzędowe aminy R-N(CH3)₂ oraz kwas akrylowy CH2=CHCOOH są wykorzystywane do syntezy amfoterycznych analogów betain R-N⁺(^CH3)^{2CH2CH2COO ,} co o^pisano w A. ^Le Berre^, A. DetaoroiK, BuN. ^Soc. CMm. ^Fr. 2⁴⁰⁴ O⁹⁷³). ^Również nitryl kwasu akrylowego CH₂=CHCN w reakcjach z aminami alifatycznymi może być wykorzystany do wytwarzania głównie półproduktów syntezy związków powierzchniowo czynnych: w zależności od stosunku molowego surowców otrzymywane są związki R-NHCH2CH2CN lub R-N(CH2CH2CN)2. Związki te mogą być następnie redukowane wodorem do, odpowiednio, R-NH(CH2)3 NH2 lub R-N[(CH2)3NH2]2. Powyższe półprodukty mogą być użyte do wytwarzania różnych typów związków powierzchniowo czynnych: niejonowych pochodnych oligooksyetylenowych co

PL 200 365 B1 opisano w Nonionic Surfactants: Organic Chemistry (N.M. van Os, Ed.), Marcal Dekker, New York, 1998, lub zawierających niejonowe reszty cukrowe co jest przedmiotem publikacji K.A. Wilk, L. Syper, B. Burczyk, A. Sokołowski, B.W. Domagalska, J. Surfact. Deterg., 3, 185 (2000), związków kationowych typu czwartorzędowych soli amoniowych lub amfoterycznych analogów betain.

Sposób wytwarzania nowych di-amidoamin o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza prosty lub rozgałęziony łańcuch alkilowy CnH2n+1 a n zawiera się granicach od 8 do 16, polega na reakcji amin alifatycznych o wzorze ogólnym 2, w którym R i n mają podane wyżej znaczenia z N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidem, w temperaturze pokojowej lub podwyższonej i w atmosferze gazu obojętnego, a uzyskane N-alkilo-N,N-bis{2-{[3-(N,N-dimetyloamino)propylo]amido}etylo}aminy, w razie potrzeby, oczyszcza się znanymi sposobami.

Korzystnie jest gdy stosunek aminy alifatycznej do N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidu zawiera się w granicach od 1:2 do 1:2,5 a temperatura reakcji pomiędzy nimi zawiera się w granicach od temperatury pokojowej do 40°C.

Zasadnicze korzyści wynikające z wynalazku polegają na wytwarzaniu związków o wysokiej aktywności powierzchniowej regulowanej długością łańcucha węglowodorowego R z dostępnych surowców, tj., długołańcuchowych amin alifatycznych oraz N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidu, prostocie prowadzenia procesu oraz jego dużej wydajności.

Nowe di-amidoaminy mogą znaleźć zastosowanie jako czynne składniki w wyrobach chemii gospodarczej i przemysłu kosmetycznego. Nowe związki nadają się jako składniki kompozycji detergentowych, środków emulgujących, dyspergujących, piorących i formulacji kosmetycznych lub jako stabilizatory piany, indywidualnie, w mieszaninach ich homologów lub w mieszaninach z innymi substancjami powierzchniowo aktywnymi. Nowe di-aminoamidy mogą również znaleźć zastosowanie jako półprodukty do wytwarzania innych grup związków powierzchniowo czynnych.

Sposób według wynalazku jest objaśniony w przykładach wytwarzania N-alkilo-N,N-bis{2-{[3-N,N-dimetyloamino)propylo]amido}etylo}amin oraz na schemacie przedstawiającym reakcję aminy alifatycznej z N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidem.

P r z y k ł a d I

W kolbie zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, termometr oraz kapilarę do wprowadzania gazowego azotu pod powierzchnię cieczy, umieszcza się 5,0 g (0,0264 mola) dodecyloaminy i 8,4 g (0,0538 mola) N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidu. Zawartość kolby utrzymuje się w temperaturze 40°C, stale mieszając wolnym strumieniem gazowego azotu, przez okres 70 godzin. Uzyskuje się 12,6 g (95,9% molowych) N-dodecylo-N,N-bis{2-{[3-N,N-dimetyloamino)propylo]amido}etylo}aminy w postaci zabarwionej oleistej cieczy. Wzór sumaryczny C28H59N5O2; zawartość C, H, N obliczona, odpowiednio, 67,56, 11,95, 14,07% wagowych; wyznaczona, odpowiednio 64,29, 13,01, 15,51% wagowych.

P r z y k ł a d II

W kolbie zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną, termometr oraz kapilarę do wprowadzania gazowego azotu pod powierzchnię cieczy, umieszcza się 10,0 g (0,0496 mola) tetradecyloaminy i 14,6 g (0,0935 mola) N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidu. Zawartość kolby utrzymuje się w temperaturze pokojowej, stale mieszając wolnym strumieniem gazowego azotu, przez okres 80 godzin. Uzyskuje się 24,5 g (94,0% molowych) N-tetradecylo-N,N-bis{2-{[3-N,N-dimetyloamino)propylo]amido}etylo}aminy w postaci nieznacznie zabarwionej oleistej cieczy. Wzór sumaryczny C3₀H63N₅O2; zawartość C, H, N obliczona, odpowiednio, 68,52, 12,08, 13,32% wagowych; wyznaczona, odpowiednio 68,47, 12,01, 13,21% wagowych.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania nowych di-amidoamin pochodnych długołańcuchowych amin a Ilfa ty cznych, przedstawionych wzorem ogólnym 1, w którym R oznacza prosty lub rozgałęziony łańcuch węglowodorowy CnH₂n+1 a n zawiera się granicach od 8 do 16, znamienny tym, że aminy alifatyczne przedstawione wzorem 2, w którym R i n mają podane wyżej znaczenia, poddaje się reakcji z N-[3-(dimetyloamino)propylo]akrylamidem, w temperaturze pokojowej lub podwyższonej i w atmosferze gazu obojętnego.

PL 200 365 B1

2. Sposób według zastrz. 1 , znamienny tym, że stosunek molowy a aiiny a lifatycznej d oN-[3-(dime tyloamino)propylo]akrylamidu wynosi sU 1:2 Os 1:2,5.

3. Spooób wedłuu zastrz. 1 , żnamienny tymi, żedemooratura fesSkji aminn a Statycznej d N--3-(dimo tyloamino)propylo]akrylamiddm zawiera się w granicach od temperatury pokojowej do 40°C.

Rtsunki

R-N[CH2CH2CONH(CH2)₃N(CH()2]2 r-nh₂ wzbr 1 vzbó r 2

R-NH2 + 2 CH2=CHCONH(CH2)₃N(CH()2 ->

-> R-N[CH2CH2CONH(CH2)₃N(CH()2]2