Способ получения растворов четвертичных аммониевых солей

 

Изобретение касается четвертичных аммониевых солей формулы tY-M-Yj (k:n).X- (I), где М - 5- или 6-членное гетероциклическое основание с двумя атомами азота; Y - (ОН)-СК2С1 или -CHj-CH-CRj-U; ,2; ,2,3; X - анион кислоты. который используют для обработки целлюлиз ных материалов. Повышение качества 1 достигается использованием в способе другого амина, т.е. гетероциклического основания, растворителя и режима нагревания. Синтез 1 ведут реакцией эпихлоргидрида (ЭХГ), 5- или 6-членного гетероциклического основания, незамещенного или замещенного С -С4-алкш1ами (ОС), в среде воды при 60-90 0 в присутствии эквивалентного количества кислоты (КС), причем ЭХГ с температурой 25-90 С добавляют в раствор смеси КС и ОС, имеющей температуру не выше . Далее в случае необходимости . реакционную смесь обрабатывают 50%-ным раствором NaOH. Полученный водный раствор I содержит до 74% I, выход до 79%. Обработка хлопчатобумажных тканей солями I увеличивает угол релаксации. 5 ил. (Л с со СП сл ОО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

Р..|, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, |ъ,| и, !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР о ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 229063 CS (21) 7772299/23-04 (22) 23.02.82 (31) PY 1537-81 (32) 04.03. 81 (33) CS (46) 07.06.87. Бюл. У 21 (71) Выскумны устав текстилниго эушлехтовани (CS) (72) Дворски Драгомир и Чержовски

Карел (СБ) (53) 547.74.85.07(088.8) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ

ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АМИОНИЕВЫХ СОЛЕЙ (57) Изобретение касается четвертичных аммониевых солей формулы

fY-M-Y)" (k:n) ° X (Х), где M — 5или 6-членное гетероциклическое основание с двумя атомами азота Y —-CH -CH(OH)-CH Cl иии -CH -СЙСН -Ъ|

k=1,2; и 1,2,3; Х вЂ” анион кислоты,,.SU„„1315453 А1 (51)4 С 07 Ь 231/023 233/02% 237/029

239/02, 241/02, D 06 М 13/46 который используют для обработки целлюлозяых материалов. Повышение качества 1 достигается использованием в способе другого амина, т.е. гетероциклического основания, растворителя и режима нагревания. Синтез 1 ведут реакцией эпихлоргидрина (ЭХГ), 5- или 6-членного гетероциклического основания, неэамещенного или эамещенного С„-С -алкилами (ОС), в среде воды при 60-90 С в присутствии эквивалентного количества кислоты (КС), причем ЭХГ с температурой

25-90 С добавляют в раствор смеси КС и ОС, имеющей температуру не выше

У

70 С. Далее в случае необходимости реакционную смесь обрабатывают

507.-ным раствором NaOH. Полученный водный раствор 1 содержит до 74Х выход до 79Х. Обработка хлопчатобумажных тканей солями I увеличивает угол релаксации. 5 ил.

5453 2 к, CY N-Y) n лерода;

Y — CH СН-СН или СН CHCH С1, 0 ОН

Х - анион сильной минеральной или органической кислоты;

k 1 или 2; п 1 1 2 или Зэ использующихся для обработки целлюлозных материалов, Известен способ получения растворов четвертичных аммониевых солей путем взаимодействия эквивалентных количеств эпихлоргидрина и триалкиламина, в частности диметилциклогексил амина, в среде 1,2-дихлорэтана при

50 С (заявка ФРГ У 2056002, кл. С 07 D 303/36, опублик. 1970).

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.

Пример 1. Эмалированный реактор емкостью !00 л, имеющий обратный холодильник и мешалку, заполняют

203 кг 36Х-ной соляной кислоты. Посте

1 13

Изобретение относится к химии, конкретнее к способу получения растворов четвертичных аммониевых солей общей формулы где И вЂ” пяти- или шестичленный цикл с двумя атомами азота, такой как -пиразин, пиперазин, пиридазин, пиримидин, пиразол, пиразолин, пиразолидин и имидазол, причем у атома азота могут быть алкильные заместители с 1-4 атомами угпенно при постоянном охлаждении прибавляют 80 кг пиримидина таким образом, чтобы температура не превысила 70 С, После прибавления пиримидина температуру раствора доводят до

40 С и при данной температуре начинают постепенно прибавлять 184 кг эпихлоргидрина, Температуру реагирующей смеси поддерживают в интервале

40-55 С с помощью охлаждения. После о прибавления всего эпихлоргидрина охлаждение прекращают и температура реакционной смеси поднимается до 80о

85 С. Реакция заканчивается через

30 мин после достижения максимальной температуры. Смесь охлаждают до 2530 С. В результате реакции образуется водный раствор, содержащий 70Х

1,3-бис-(3-хлор-2-гидроксипропил) пиримидиний хлорида. Теоретический выход составляет 72,3Х Количество

35 активного вещества определяется аргентометрически по разнице определения общего хлора (щелочной гидролиз) и иона хлора.

Пример 2. В стеклянную трех-. горпую колбу с обратным холодильником, термометром и мешалкой помещают

196 г 50%-ной серной кислоты. Затем постепенно прибавляют 82 r 1-метилимидазола, Температуру реакционной смеси устанавливают 80 С и начинают о прибавлять 184 г эпихлоргидрина. Скорость подачи эпихлоргидрина устанавливается таким образом, чтобы температура поддерживалась в интервале

80-90 С, После прибавления всего количества эпихлоргидрина реакция продолжается еще 60 мин. Затем смесь охлаждают до 20 С и прибавляют последовательно 160 r 50K-ной гидроокиси натрия. Во время реакции температура не должна превышать 25 С. После прибавления необходимого количества раствора NaOH смесь при постоянном охлаждении реагирует еще 30 мин. Если после окончания охлаждения температура реагирующей смеси не повышается, то реакция считается законченной. Количество активного вещества—

1,3-бис(2,3-эпоксипропил)-1-метилимидазолиндинлийхлорида определяется титрованием раствором соляной кислоты. Содержание активного вещества в данном случае составляет 67,2Х, Теоретический выход продукта 71,1Х.

П р и и е р 3. В стеклянной колбе по анало ии с примером 2 растворяют в 120 г 50Х-ной уксусной кислоты

80 г пираэина. Температуру раствора охлаждением устанавливают 25 C. При этой температуре начинают постепенно прибавлять 184 r эпихлоргидрина.

Температура реагирующей смеси начинает произвольно повышаться. Требуемую температуру 25-30 С поддерживают с помощью охлаждения и контролируемой подачи эпихлоргидрина. По— сле подачи необходимого количества эпихлоргидрина прекращают охлаждение и температура смеси произвольно повышается до 65 С. Смесь выдерживают при данной температуре еще 60 мин.

Затем реакция заканчивается. Смесь содержит 72,3Х 1,3-бис-(3-хлор-2-гидроксипропил)-пираэиндиилийаце=ата.

Теоретический выход составляет 76,1%.

Пример 4. В лабораторной аппаратуре в соответствии с примером

2 раство от в 203 г 36Х-ной соля3 131545 ной кислоты 116 г 1,4-диметилпиперазина. Охлаждением смеси температура устанавливается 30 С. В течение 2 ч постепенно при постоянном охлаждении прибавляют 184 г эпихлоргидрина та5 ким образом, чтобы температура реао гирующей смеси составляла 30-40 С.

После окончания прибавления необходимого количества эпихлоргидрина охлаждение прекращают и температура 10 о смеси произвольно повышается до 80 С.

Как только температура смеси начинает понижаться, реакция заканчивается. Теоретический выход 1,4-бис-(З-хлор-2-гидроксипропил)-1,4-диметилпиперазиндиилийхлорида составляет

73,9Х, практический выход 71,1Х.

Пример 5. В стеклянной аппаратуре по аналогии с примером 2 в

203 г соляной кислоты растворяют

80 г пиридазина, При 30 С начинают постепенно прибавлять 184 r эпихлоргидрина. Температуру смеси поддерживают охлаждением в интервале 35-45 С.

После прибавления требуемого количества эпихлоргидрина (2 ч) прекращают охлаждение, в результате чего температура произвольно поднимается до 85 С. При этой температуре смесь выдерживают 30 мин. Теоретический вы-30 ход составляет 72,3Х 1,2-бис- 3-хлор-2-гидроксипропил — пиридазиндиилийхлорида. Практический выход составляет 65,7 .

Пример 6. В стеклянной лабо- 35 раторной аппаратуре по аналогии с примером 2 растворяют в 98 г 50Х-ной серной кислоты 68 r пиразола. Температуру смеси устанавливают 80 С и затем в течение 2 ч постепенно прибав- 40 ляют 184 г эпихлоргидрина. Температуру реакции поддерживают охлаждением в интервале 80-90 С, После прибавления необходимого количества вещества смесь выдерживают при 90 С еще 45

30 мин, Теоретический выход 1,2-бис-(3-хлор-2-гидроксипропил)-пиразолинсульфата составляет 86,3Х. Практический выход — 79,2Х.

Пример 7. В соответствии со способом, описанным в примере 6, и с тем же количеством остальных химикатов, вместо пиразола применяют

70 r пиразолина. Теоретический выход 1,2-бис-(3-хлор-2-гидроксипропил)-пиразолинсульфата 86,1Х. Практический выход 78,8Х.

Пример 8. В аппаратуре по аналогии с примером 2 в 240 г 50Х-ной

3 4 уксусной кислоты растворяют 100 г

1,2-диметилпиразолидина. При 50 С постепенно в течение 2 ч прибавляют

184 r эпихлоргидрина. После прибавления необходимого количества эпихлоргидрина смесь выдерживают при

60 С еще 30 мин. Теоретический выход 1,2 -(3-хлор-2-гидроксипропил)-пиразолидиндиилийацетата 76,8Х, Практический выход 69,2Х.

Целевые соединения могут применяться для обработки полимеров, имеющих гидроксильные группы, такими как крахмал, поливиниловый спирт, опилки, бумага. Катиониэированные с помощью соединений общей формулы

1 полимерные вещества обладают способностью извлекать анионы из водных растворов. Это явление может быть использовано для удаления анионов красителей при очистке сточных вод.

На фиг. 1-3 приведены сорбционные кривые, характеризующие процесс окраски хлопчатобумажной ткани, иэ которых следует, что после катиониэации процесс адсорбции красителя тканью ускоряется.

Сорбционные кривые крахмала или бумаги, катионизированных соединениями общей формулы I аналогичны кривым, представленным на фиг, 1-3, Обработка хлопчатобумажных тканей растворами соединий формулы увеличивает угол релаксации (,фиг. 4 и 5), что не отмечено для известных типов четвертичных аммониевых соединений.

Механизм действия полученных соединений отличается тем, что они способствуют сшивке полимеров, содержащих гидроксильные группы.

Формула изобретения

Способ получения растворов четвертичных аммониевых солей формулы где М вЂ” пяти или шестичленный цикл с двумя атомами азота, такой как пиразин, пиперазин, пиридазин, пиримидин, пираэол, пиразолин, пираэолидин и имидазол, причем у атомов . азота могут быть алкильные заместители с 1-4 атомами углерода;

Y «СН СН СН Сн СНСН С1 1

О ОЧ

1315453

% уГ

200

Х вЂ” анион сильной минеральной или органической кислоты, 1с1 или 2;

n=1 2 или 3, для обработки целлюлозных материалов взаимодействием эквивалентных коли=. честв эпихлоргидрина и амина в среде растворителя при повышенной температуре, отличающийся . тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, в качестве амина используют гетероциклический пяти- или шестичленный амин с двумя атомами азота, замещенными или неэамещенными алкильными радикалами с 1-4 атомами углерода, в качестве растворителя используют воду, реакцию проводят при 60-90 С в присутствии эквивалентного количества кислоты, прибавляя эпихлоргидрин при 25-90 С в раствор, полученный смешением кислоты с амином при 25-70 С,с послеS0 дующей, в случае необходимости,.обработкой реакционной смеси эквивалентным количеством гидроокиси натрия в виде 50Х-ного .водного раствора.

1315453

N М

1315453

Составитель Г.Пальмбах

Редактор Н.Егорова Техред А.Кравчук Корректор М,Шароши

Заказ 2314/25

Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., p. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4