PL215446B1 - Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania - Google Patents

Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania

Info

Publication number
PL215446B1
PL215446B1 PL399047A PL39904712A PL215446B1 PL 215446 B1 PL215446 B1 PL 215446B1 PL 399047 A PL399047 A PL 399047A PL 39904712 A PL39904712 A PL 39904712A PL 215446 B1 PL215446 B1 PL 215446B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
quaternary ammonium
general formula
preparation
ammonium salt
surfactants
Prior art date
Application number
PL399047A
Other languages
English (en)
Other versions
PL399047A1 (pl
Inventor
Paulina Bunio
Jan Chlebicki
Kazimiera Anna Wilk
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL399047A priority Critical patent/PL215446B1/pl
Publication of PL399047A1 publication Critical patent/PL399047A1/pl
Publication of PL215446B1 publication Critical patent/PL215446B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku są kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych znajdujących zastosowanie jako emulgatory i dyspergatory w polimeryzacji emulsyjnej i dyspersyjnej nienasyconych monomerów szeregu etylenowego, polimeryzacji filmów w celu wytworzenia powłok o specyficznych właściwościach, jak również w systemie docelowego transportu leków. Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania kationowych surfaktantów polimeryzowalnych typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych.
Surfaktanty polimeryzowalne, nazywane także surfmerami, to grupa związków o budowie amfifilowej posiadających w obrębie swojej cząsteczki ugrupowanie reaktywne. W publikacji M. Summers, J. Eastoe w Adv. Colloid Interface Sci. (2003) 100-102; 137-152 opisano sposoby wykorzystania surfaktantów polimeryzowalnych anionowych, kationowych, jak i amfoterycznych. Synteza czwartorzędowych soli amoniowych opiera się najczęściej na reakcji czwartorzędowania, czyli zwiększania rzędowości atomu azotu, np. za pomocą halogenków alkilowych.
Synteza mono- lub dwufunkcyjnych powierzchniowo aktywnych czwartorzędowych chlorków amoniowych znana jest z polskiego patentu nr 206853. W wyniku reakcji pierwszo- lub drugorzędowych amin alifatycznych z pochodnymi kwasu akrylowego otrzymuje się związki amoniowe z grupą akryloilową.
W publikacji A. Guyot w Novel Surfactants, Preparation, Applications and Biodegradability, Second Edition, p.495 opisano surfaktanty z innymi rodzajami grup reaktywnych takimi jak winylowa, allilowa, styrylowa, akrylowa, metakrylowa, krotonowa, malonowa.
Z polskiego opisu patentowego nr 200614 znany jest sposób syntezy czwartorzędowych chlorków bis-amoniowych z amin tłuszczowych oraz epichlorohydryny. Otrzymane związki wykazują właściwości powierzchniowo czynne oraz działanie bakteriobójcze. Podgrupę związków amoniowych stanowią surfaktanty kationowe typu czwartorzędowych soli amoniowych zawierające w obrębie cząsteczki ugrupowanie reaktywne.
Natomiast synteza anionowych oraz niejonowych surfaktantów polimeryzowalnych pochodnych polioksyalkilenowanych alkoholi oraz alkilofenoli znana jest z amerykańskich opisów patentowych nr US 5162475 i nr US 4918211 oraz z europejskiego opisu patentowego nr EP 0244841. Jako grupa reaktywna występuje tam ugrupowanie etylenowe.
Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4075411 sposób otrzymywania surfaktantów polimeryzowanych o charakterze niejonowym.
W polskim patencie 210339 przedstawiono nowe powierzchniowo czynne surfaktanty polimeryzowalne pochodne alkoholi polioksyetylenowanych oraz sposób ich syntezy. Jako ugrupowanie reaktywne występuje w nich grupa sorbylowa wprowadzona do cząsteczki za pomocą chlorku sorbyloilu.
Istotą wynalazku są kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych o wzorze ogólnym 1, w którym n oznacza liczbę grup metylenowych w grupie łączącej z zakresu od 2 do 8 atomów węgla, a m oznacza liczbę atomów węgla w łańcuchu alkilowym grupy hydrofobowej z zakresu od 8 do 12 atomów węgla, gdzie przeciwjonami są dwa jony bromkowe Br-.
Sposób wytwarzania kationowych surfaktantów polimeryzowalnych typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych o wzorze ogólnym 1, w którym n oznacza liczbę grup metylenowych z zakresu od 2 do 8 atomów węgla, gdzie przeciwjonami są dwa jony bromkowe Br-, charakteryzuje się tym, że w pierwszym etapie w obecności rozpuszczalnika przeprowadza się reakcję czwartorzędowania diaminy o wzorze ogólnym 2, w którym n oznacza od 2 do 8 atomów węgla za pomocą bromoalkoholu o wzorze 3 i otrzymuje się produkt pośredni stanowiący podwójną czwartorzędową sól amoniową z przeciwjonami bromkowymi, którą w drugim etapie w obecności rozpuszczalnika poddaje się reakcji z chlorkiem kwasowym o wzorze ogólnym 4, a następnie otrzymany produkt krystalizuje się i dodaje się hydrochinon.
Korzystnie jako rozpuszczalnik w pierwszym etapie stosuje się bezwodny etanol, bezwodny propanol lub bezwodny metanol.
Korzystnie proces krystalizacji prowadzi się w eterze dietylowym.
Korzystnie jako rozpuszczalnik w drugim etapie stosuje się chloroform.
Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość wprowadzenia w prosty sposób reaktywnego ugrupowania sorbylowego, zawierającego sprzężony układ wiązań podwójnych, do struktury kationowego związku powierzchniowo czynnego typu podwójnych czwartorzędowych soli
PL 215 446 B1 amoniowych. Struktury spolimeryzowane dzięki zawartości kowalencyjnie związanych cząsteczek surfaktantów mają przewagę nad klasycznymi lateksami. Polimery są bardziej odporne na wilgoć, cząsteczki surfaktantów nie migrują w objętości polimeru, a polimer mający kontakt z roztworem nie zanieczyszcza go. Ponadto przedstawione związki zarówno dzięki obecności ugrupowania sorbylowego jak i amoniowego posiadają aktywność antymikrobialną: przeciwbakteryjną i przeciwgrzybiczną. Dzięki takiej budowie wykazują także działanie antyelektrostatyczne - zarówno grupa amoniowa jak i układ podwójnie sprzężonych wiązań podwójnych ułatwiają przepływ ładunków na powierzchni.
Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wytwarzania kationowych surfaktantów polimeryzowalnych typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych oraz na rysunkach.
P r z y k ł a d I
W kolbie reakcyjnej umieszcza się 10,00 g 1,3-tetrametylodiaminopropanu (M=130 g/mol, 3 n=0,077 mola), 40,0 g 11-bromo-1-undekanolu (M=251 g/mol, n=0,159) i rozpuszcza się w 40 cm3 suchego alkoholu metylowego. Mieszaninę ogrzewa się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika w 65°C przez 100 h pod chłodnicą zwrotną, po czym otrzymany produkt oczyszcza się przez rekrystalizację z eteru dietylowego.
Uzyskany półprodukt wykorzystywany jest w etapie drugim. Uzyskaną sól amoniową poddaje się reakcji estryfikacji chlorkiem kwasu sorbowego o wzorze 4. W tym celu umieszcza się 10,0 g półproduktu w kolbie reakcyjnej i rozpuszcza się w 30 ml chloroformu. Z wkraplacza wkrapla się chlorek 3 kwasowy (4,15 g) w chloroformie (5 cm3). Uzyskany produkt ma konsystencję proszku barwy beżowej. Otrzymuje się produkt z wydajnością 84% o wzorze ogólnym 1, w którym n = 3. Wzór sumaryczny C41H76Br2N2O4; masa cząsteczkowa 820,86 g/mol.
Struktura związku potwierdzona metodą 1H NMR (300 MHz, CDCl3, (CH3)4Si) δ 1,27 (m, 4H,
-(CH2-(CH2)-CH2)7), 1,30 (m, 20H, (-CH2-(CH2)5-CH2-)2), 1,43 (d, 4H, (-CH2-CH2-CH2-M, 1,62 (m, 4H,
-(O-CH2-CH2-)2). 1,73 (m, 4H, -(CH2-CH2-N+)2), 2,17 (m, 2H, -N+-CH2-CH2-CH2-N+-), 2,65 (m, 6H, -CH-CH3), 3,25 (t, 8H, -((CH2-CH2)2N+)2), 3,30 (s, 12H, [(CH2)2-N+-b), 4,51 (t, 4H, -(O-CH-C^-M, 5,71 (d, 2H, -(CH=CH-C)2), 6,10-6,29 (m, 4H, (CH3-CH=CH-CH=)2), 7,10 (s, 2H, CH-CH=CH-CH=)2).
napięcie powierzchniowe minimalne = 38,0 mN/m, krytyczne stężenia micelarne wyznaczone metodą konduktometryczną = 2,74 mM krytyczne stężenia micelarne wyznaczone metodą tensjometryczną = 3,38 mM.
P r z y k ł a d II
W kolbie reakcyjnej umieszcza się 10,0 g 1,6-tetrametylodiaminoheksanu (M=130 g/mol, n= 0,077 3 mola), 42,67 g 11-bromo-1-undekanolu (M=251 g/mol, n=0,17 mola) i rozpuszcza się w 50 cm3 suchego alkoholu etylowego. Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika w 78°C przez 100 h pod chłodnicą zwrotną, po czym otrzymany produkt oczyszcza się przez rekrystalizację z eteru dietylowego.
Uzyskany półprodukt wykorzystywany jest, podobnie jak w Przykładzie I, w etapie drugim. Uzyskaną sól amoniową poddaje się reakcji estryfikacji chlorkiem kwasu sorbowego o wzorze 4. W tym 3 celu umieszcza się 10,0 g półproduktu (M=632 g/mol) w kolbie reakcyjnej i rozpuszcza się w 30 cm3 3 dichlorometanu. Z wkraplacza wkrapla się chlorek kwasowy (4,11 g) w dichlorometanie (5 cm3). Uzyskany produkt ma konsystencję proszku barwy beżowej. Otrzymuje się produkt z wydajnością 81% o wzorze ogólnym 1, w którym n = 6. Wzór sumaryczny C44H82Br2N2O4; masa cząsteczkowa
862,94 g/mol.
Struktura związku potwierdzona metodą 1H NMR (300 MHz, CDCl3, (CH3)4Si) δ 1,27 (m, 4H, -(CH2-(CH2)-CH2)2), 1,30 (m, 24H, (-C^-iC^^-C^-R (N+-CH2-CH2-CH2-)2), 1,43 (d, 4H, (-CH2-CH2-CH2-)2), 1,62 (m, 4H, -(O-CH2-CH2-)2), 1,73 (m, 8H, -(CH-CI-b-N+h), 2,17 (m, 2H, -N+-CH2-CH2-CH2-N+-), 2,65 (m, 6H, -CH-CH3), 3,25 (t, 8H, -((CH.-CHbN+b), 3,30 (s, 12H, [(CH2)2-N+-]2), 4,51 (t, 4H, -(O-CH2-CH2-)2), 5,73 (d, 2H, -(CH=CH-C)2), 6,19 (m, 4H, (CH2-CH=CH-CH=)2), 7,12 (s, 2H, CH3-CH=CH-CH=)2).
napięcie powierzchniowe minimalne = 37,0 mN/m, krytyczne stężenia micelarne wyznaczone metodą konduktometryczną = 4,55 mM krytyczne stężenia micelarne wyznaczone metodą tensjometryczną = 5,10 mM.

Claims (5)

1. Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych o wzorze ogólnym 1, w którym n oznacza liczbę grup metylenowych w grupie łączącej z zakresu od 2 do 8 atomów węgla, gdzie przeciwjonami są dwa jony bromkowe Br-.
2. Sposób wytwarzania kationowych surfaktantów polimeryzowalnych typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych o wzorze ogólnym 1, w którym n oznacza liczbę grup metylenowych w grupie łączącej z zakresu od 2 do 8 atomów węgla, gdzie przeciwjonami są dwa jony bromkowe Br-, znamienny tym, że w pierwszym etapie w obecności rozpuszczalnika przeprowadza się reakcję czwartorzędowania diaminy o wzorze ogólnym 2, w którym n oznacza od 2 do 8 atomów węgla za pomocą bromoalkoholu o wzorze 3 i otrzymuje się produkt pośredni stanowiący podwójną czwartorzędową sól amoniową z przeciwjonami bromkowymi, którą w drugim etapie w obecności rozpuszczalnika poddaje się reakcji z chlorkiem kwasowym o wzorze ogólnym 4, a następnie otrzymany produkt krystalizuje się i dodaje się hydrochinon.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik w pierwszym etapie stosuje się bezwodny etanol, bezwodny propanol lub bezwodny metanol.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że proces krystalizacji prowadzi się w eterze dietylowym.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w drugim etapie stosuje się chloroform.
PL399047A 2012-04-30 2012-04-30 Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania PL215446B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL399047A PL215446B1 (pl) 2012-04-30 2012-04-30 Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL399047A PL215446B1 (pl) 2012-04-30 2012-04-30 Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL399047A1 PL399047A1 (pl) 2012-11-05
PL215446B1 true PL215446B1 (pl) 2013-12-31

Family

ID=47264019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL399047A PL215446B1 (pl) 2012-04-30 2012-04-30 Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215446B1 (pl)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016148649A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Agency For Science, Technology And Research Functionalized quaternary ammonium halides and use thereof
CN106946743A (zh) * 2017-05-02 2017-07-14 中国科学技术大学 一种双子阳离子表面活性剂及其制备方法和压裂液

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016148649A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Agency For Science, Technology And Research Functionalized quaternary ammonium halides and use thereof
US10995220B2 (en) 2015-03-16 2021-05-04 Agency For Science, Technology And Research Functionalized quaternary ammonium halides and use thereof
CN106946743A (zh) * 2017-05-02 2017-07-14 中国科学技术大学 一种双子阳离子表面活性剂及其制备方法和压裂液

Also Published As

Publication number Publication date
PL399047A1 (pl) 2012-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2661128T3 (es) Alcoxilatos de S-viniltioalcanoles
JP2011526904A (ja) 部分フッ素化スルホン化界面活性剤
JP2005508427A5 (pl)
JP2014231056A (ja) 親水性星型ポリマーを含有するポリフルオロ化合物の捕捉材及び当該捕捉材を用いた捕捉方法
PL215446B1 (pl) Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu podwójnych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania
EP2300413A1 (en) Fluorinated esters
JP2011526905A5 (pl)
EP2173703A1 (en) Fluoroalkyl surfactants
WO2007061637A2 (en) Fluorinated gemini surfactants
Ayfer et al. Synthesis and antibacterial activities of new quaternary ammonium monomers
US8026289B2 (en) Fluorinated polyoxyalkylene glycol diamide surfactants
Chirumarry et al. Design, synthesis and surfactant properties of perfluorobutyl-based fluorinated sodium alkanesulfonates
US3751451A (en) Monomeric emulsion stabilizers derived from alkyl/alkenyl succinic anhydride
CN107721888A (zh) 氧化还原诱导pH响应型甲基丙烯酸酯类含氟单体与合成方法和应用
PL212445B1 (pl) Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu dwułańcuchowych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania
PL212444B1 (pl) Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu pojedynczych czwartorzędowych soli amoniowych i sposób ich wytwarzania
CN111032845A (zh) 使用乙酸根阴离子的不含氯化物的阳离子聚合物
PL215381B1 (pl) Kationowe surfaktanty polimeryzowalne typu pojedynczych czwartorzędowych soli amoniowych oraz sposób ich wytwarzania
US3879447A (en) Monomeric emulsion stabilizers comprising a lipophilic diallyl or dimethallyl quaternary ammonium compound
CN101815743A (zh) 含有乙烯亚胺单元的氨基烷基乙烯基醚、其制备方法及其用途
US3928423A (en) Monomeric emulsion stabilizers
US3718693A (en) Monomeric emulsion stabilizers containing an n-diallylacetamido or n-dimethallylacetamido radical
JP5843785B2 (ja) フッ素化アリーレン含有化合物、方法、及びそれから調製されるポリマー
CN106008286B (zh) 一种聚乙二醇双马来酸乙氧基十二氟庚醇酯双磺酸钠及其制备方法和应用
TW200404832A (en) Method of producing comb or star copolymers using epoxy-functionalized nitroxylethers