Способ получения моющего средства “амфосульфол

;: 1 с ;, с .Изобретени енйя новых мо ол" общей форособу полАмфосульОТНОСИТСЯ К СПющих веществ-мулыси,соон- с 12 2С 1,С 2 ОБО,Н ННСН 2 С я- Основны АВ ляется низкаличных ткан силу чего онсредствах. Кр высокая пове яв- азв их но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Тульский филиал Всесоюзного научноиследовательского и проектного институтахимической промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 675054, кл. С 07 0 233/06,1979.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЮЩЕГОСРЕДСТВА "АМФОСУЛ ЬФОЛ"(57) Изобретение касается производствамоющих средств, в частности получениясредства общей ф-лы ( й-С(0)-С 2 Н 4 И(С 2 Н 40 Н) СН 2-С(О)-ОМС 2 Н 4-0-5(О)2 кил или С 9-.С 1 т-алкенил;или К;е вещества, являясь поверхностноми веществами (ПАВ) амфотерного гут быть использованы в качестве средств для стирки тканей в жестб момуявлрных П где й- ал М-Оа; Таки активны типа, мо моющих кой воде Наи ется спо общей фолее близким и редлагаесоб получения амфоте ормулыСН,СООНв+Г ВСОННСН 2 СНМ-СН 2 СНОН ОНСН 2 СООНа ОМЯС, где й-алкил или алкенил Св-С 1 т, М- йа или К, которые могут быть использованы для стирки тканей в жесткой воде, Цель- создание нового способа получения нового мягкого моющего средства. Синтез ведут алкилированием 1-оксиэтил-элкил-имидазолина эквимолярным количеством монохлоруксусной кислоты в щелочной среде при 70-85 С в присутствии эквимолярного количества соли В -хлорэтилсульфата. Полученный продукт имеет лучшие моющую способность и комплексуемость в сравнении с циклимидом и трилоном Б, Новое моющее средство - эмфосульфол имеет по-. рог раздражающего действия нэ кожу 4,5 и малую токсичность. 2 табл,где й-С 9-С 12-алкилИзвестный способ заключается в алкилировании 1-оксиэтил-алкил-имидазолина и ри 70-95 ОС эквимолярными количествами монохлоруксусной кислоты, монохлорацетата натрия и трехкратного количества щелочи. Образующееся в результате вещество под названием "Циклимид" применяется как поверхностно-активная основа для жидких пеномоющих средств для ванн и шампуней мягкого действия ("Золотая рыбка"). м недостатком циклимидая моющая способность нах и твердых поверхностя не используется в мою оме того, у него недостатрхностная активность.10 Целью изобретения является разработка способа получения нового ПАВ мягкогодействия-сульфосодержащего аналога циклимида, обладающего высокой поверхностной активностью, лучшей моющейспособностью, более высокой устойчивостью к солям жесткости и повышенным комплексообразаванием с ионами жесткостиводы,Предлагаемое соединение формулы (1)"Амфосульфол"-амфолитное сульфосодержащее ПАВ,П р и м е р 1, Синтез "Амфосульфол" наоснове имидазолина, полученного на синтетических жирных кислотах фракции С 1 оС 1 з.При синтезе натриевой соли Р-хлорэтилсульфата, для реакции применяют перегнанный ф" хлорэтанол со следующимипоказателями;ткип.129" С; Ю 1,2020; йо1,4418; бесцветная жидкость со слабым характерным запахом.В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой с отводом для выхода отходящих газов,помещают 251,5 г (2,51 моль) ф хлорэтанола и из капельной воронки прикапывают 294г(2,51 моль) хлорсульфоновой кислоты, поддерживая .температуру реакционной среды30-40 С охлаждением с помощью водянойбани. Начинается реакция сульфатирования с выделением газообразного НО итепла, Через 70 мин после дозировки всейхлорсульфоновой кислоты получают светло-желтую жидкость с кислотным числом368 (по теории 350), После атдувки сульфамассы от остатков НО сухим воздухом при50-55 С в течение 25 мин кислотное числопонижается до 350 мг КОН/г, Вес сульфомассы 402,5 г(по теории 403,2 г). В процессереакции выделяется 92 г газообразногоНС 1 .Д -хлорэтилсульфат имеет следующиепоказатели: Ю 4 1,566; по 1,452, вакуум2 О , 2 О-перегонке не поддается, подвергаясь притемпературе выше 130-140 С десульфированию, смола-и коксообразованию, Выход/3-хлорзтилсульфата 97,2 %.К 250 г 15%-ного раствора едкого натрапо каплям при перемешивании прикапывают 150 г Р-хлорэтилсульфата, поддерживая температура 20-25 С охлаждениемледяной (3-6 С) водой, Через 35 мин получают светло-желтый раствор натриевой соли3 -хлорэтилсульфата с концентрацией 38%и рН 8,После выпаривания части раствора, перекристаллизации белого осадка из этанола и сушки получают белое твердое 20 25 30 35 40 45 50 55 вещество в виде мелких кристаллов неправильной формы. При температуре выше 180 С соль начинает разлагаться, не плавясь,Найдено,%: 517,34; О 19,18,С 2 Н 4045 С 1 йа.Вычислено,%; 317,52; С 119,48,Серу и хлор определяют колбовым методом по Шенигеру. Аналогично получают водный раствор и калиевой соли 3-хлорэтилсульфата. Для синтеза 1-оксиэтил-алкил- имидазолина используют фракцию СЖК С 1 оС 1 з химзавода, имеющую следующим, состав по хроматографу, %; Сэ 1,7; С 1 о 28; С 34,3; С 1222,1;С 1 з 10,9; С 142-6; С 150-5; С 150-5, Содержание целевой фракции 94,7%, кислотное число 290 мг КОН/г,внешний вид - маслянистая светло-желтая жидкость с характерным запахом. 1-оксиэтил-ал кил-имидазолин получают по оп и сан ному методу. В неш ний вид имидазолина-коричневое твердое вещество, плавящееся в интервале 25-32 С.40 г (0,154 моль) расплавленного 1-оксиэтил-алкил-имидазолина фракции Со- С 3 помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой. При 35 С начинают дозировать в течение 5 мин 28 г (0,154 моль) 50%-ной монохлоруксусной кислоты, поддержи 1,ая температуру 42-44 С. В образовавшуюся вязкую светло-коричневую жидкость (рН 7) дозируют в течение 1 мин 41,5 г (0,154 моль) 65%-ного водного раствора натриевой соли /3-хлорэтилсуфата и подогревают реакционную смесь до 70 С, после чего за 15 мин прикапывают 59 г (0,308 моль) 20%-ного раствора едкого натра. Выдерживают реакционную смесь при 70-75 С 2,0 ч. За это время рН смеси понижается с 12 до 8. Получают 168 г светло-коричневой однородной прозрачной жидкости с концентрацией ПАВ 48%, ИаС 4,5%, Выход ПАВ (по выделившемуся йаС) 96,2%. 36 г полученного вещества высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 75 С и вакууме 15-20 мм рт,ст и после пере- кристаллизации из 80%-ного этанола получают 11,2 г (71,5%) белого твердого воскообразного вещества.Найдено,%: С 41,8; Н 7,54; й 4-92; Я 5,60; О 6,38,С 19,5 Н 40 ЯМ 2 Сйа 2Вычислено,%: С 43,1; Н 7,38; й 5,16; Я 5,89; С 6,54,ИК-спектр, ст: 1215 - 1255(сульфогруппа);1600-1670 (очень сильная и широкая полоса поглощения амидной и карбоксилат 1668356ной группы); 1550 (ИН-группа); 720, 2830- 2970 (углеводородный радикал); 3200-3400 (широкая полоса колебания гидроксильной группы).Таким образом, данные элементного анализа и ИК-спектры подтверждают образование "Амфосульфол" формулы (1),В условиях описанного примера из 30 г (0,115 моль) 1-оксиэтил-алкил- имидазолина фракции Со-С 3, 19 г(0,115 моль) 50- ной монохлоруксусной кислоты, 65 г (0,115 моль) 40%-ной калиевой соли ф -хлорэтилсульфата и 31,2 г (0,230 моль) 40%-ного едкого кали при 70-75 С в течение 2 ч получают 133 г светло-коричневой однородной прозрачной жидкости с концентрацией ПАВ 48, КС 6,10 рН 8. Выход ПАВ 98,50 ,П р и м е р 2. Синтез "Амфосульфол" на основе 1-оксиэтил-ал кил-имидазолина фракции синтетических жирных кислот С 1 оСв,Для синтеза 1-оксиэтил-алкил-имидазолина используют фракцию СЖК Сю - С 16 химзавода, имеющую следующий состав по хроматографу, О : С 7 0,1; Св 0,5; С 9 1,1; Со 2,3; С 11 4,1; С 1 г 7,2; С 1 э 11,8; С 4 14,5; С 15 14,1; С 16 13,4; Сп 10,9; С 1 в 8,4; С 19 5,7; Сго 3,1; Сг 11,6; Сгг 0,7; Сгз 0,3. Кислотное число 239 мг КОН/г, средняя мол,масса 235, Имидазолин, синтезированный по описанному способу, представляет собой светло-коричневое твердое вещество, плавящееся при 28 - 36 С.69 г(0,228 моль) расплавленного 1-оксиэтил-алкил-имидазолина фракции Со- Св помещают в трех гордую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой. При 36 С начинают дозировать 43,2 г (0,228 моль) 50%-ной монохлоруксусной кислоты, поддерживая температуру 45-50 С. В образовавшуюся вязкую светло-коричневую жидкость (рН 7) дозируют в течение 1 мин 108 г (0,228 моль) 40-ной натриевой соли /3-хлорэтилсульфата и подогревают реакционную смесь до 70 С, после чего в течение 10 мин прикапывают 60,6 г (0,456 моль) 30 -ного едкого натра, Выдерживают реакционную смесь при перемешивании 2,5 ч при 78 - 82 С. Получают 270 г коричневого прозрачного раствора с содержанием ПАВ в С 1-форме 49%, чаС 4,8 , рН 8. Выход ПАВ 97,5, Температура помутнения 34 - 36 С, Ниже этой температуры продукт становится светлой-желтой подвижной пастой,В условиях описанного примера из 30 г (0,1 моль) 1-оксиэтил-алкил-имидазолина фракции С 1 о-С 1 в, 38 г ( 0,1 моль) 250 - ного раствора монохлоруксусной кислоты, 50 55 3 ч при 85 - 90 С, За это время рН смеси снижается с 12 до 8. Получают 157 г коричневого раствора с содержанием ПАВ 40,6, КС 4,5. Выход ПАВ 96.6%. Температура помутнения 30-32 С, ниже которой продукт превращается в светло-желтую подвижную вязкую пасту.В описанных условиях из 81 г (0,222моль) 1-оксиэтил-алкил-имидазолина кислот хлопкового соапстока, 44 г (0,222моль) 50%-ной монохлоруксусной кислоты,45,4 г(0,1 моль) 40%-ной калиевой соли Р-хлорэтилсульфата и 28 г(0,2 моль) 40-ноговодного раствора КОН при температуре выдержки 80 - 85 С в течение 80 мин получают5 139 г желтоватого раствора (рН 8) с концентрацией амфотерного ПАВ в С 1 "форме41,6 , КС 16,5. Выход ПАВ 97. Температура помутнения ЗО - 32 С, Ниже этой температуры продукт представляет собой10 светло-желтую подвижную пасту.Найдено,; С 42,2; Н 7,05; й 4,40; 55,18; С 5,70.СггН 44 йгЯС ОвКгВычислено,%; С 43,3, Н 7,24; й 4,6; 515 5,26; С 5,84,ИК-спектр имеет полосы поглощения,аналогичные примеру 1,П р и м е р 3. Синтез "Амфосульфол" наоснове 1-оксиэтил-ал кил-имидазолина20 кислот хлопкового соапстока,Для синтеза исходного 1-оксиэтилалкил-имидазолина используют дистиллированные жирные кислоты хлопковогосоапстока, имеющие следующий состав :25 пальмитиновая кислота 21,82; олеиновая40,2; линолевая 36,3; стеариновая 1,09: кислотное число 200 мг КОН/г, бромное число69,6, средняя мол.масса 280. Внешний видсветло-коричневое твердое тело, плавяще 30 еся в интервале 32 - 35 С. Имидазолин, синтезированный по описанному способу,представляет собой коричневое твердоевещество; плавящееся в интервале 32 -35 С,35 34,8 г (0,1 моль) 1-оксиэтил-алкилимидазолина, полученного на кислотаххлопкового соапстока, помещают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, При 65 С40 начинают дозировать 23,4 г (0,1 моль) 40 6 ного водного раствора монохлоруксуснойкислоты, поддерживая температуру в пределах 65-70 С. В образовавшуюся вязкуюкоричневую жидкость (рН 6) быстро дозиру 45 ют 47 г (0,1 моль) 42 -ного водного растворакалиевой соли-хлорэтилсульфата и при 75 -80 С в течение 15 мин прикапывают 55,6 г(0,2 моль) 20%-ного водного раствора едкого кали, Выдерживают реакционную смесь110 г (0.222 моль) 38/ -ного раствора натриевой сопи /3 -хлорэтилсульфата и 125 г(0,444 моль) 15 ф-ного водного раствораМаОН при температуре выдержки 90 - 950 Св течение 3 ч получают 345 г амфотерногоГ АВ в виде вязкой светло-желтой пасты ссодержанием ПАВ 38, ГчаС( 4,15;, рН 8.В :оНайдено, ; С 51,3; Н 8,40; К 4,32; О45 ;495,СрвН 2 Й 23 С 0 вйа 2Вычислено,0,: С 49,2, Н 8,21; И 4,42; С5,6; Б 5,05,ИК-спектр имеет полосы поглощения,аналогичные примеру 1.Полученные по предлагаемому способусоединения не имеют определенных температур плавления, так как при температуревыьче 150 С они начинают разлагаться, Однако их водные растворы гидролитическиустойчивы и выдерживают длительное нагревание при 90-95 С,В табл, 1 представлены физико-химические и коллоидные свойства "Амфосульфол"в сравнении с известным веществом циклимидом,"Амфосульфол" обладает более высокой, чемциклимид, поверхностной активностью (у негониже значения поверхностного натяжения), осо.бенно при низких концентрациях. "Амфосульфол" хорошо устойчив к солям жесткости,Комплексообразующая способность(КОС), определенная на приборе "ИРЕКОМ(ГДР), синтезированных па предлагаемомуспособу образцов ПАВ, выше, чем у циклимида, и приближается (фракции С 10-С 1 з) позначениям КОС к известным комплексонам-ЭДТА, трилон Б и широко применяемому в синтетических моющих средствах(СМ С) ум я гчител ю-три пол ифосфату натрия(табл, 2),Существует проблема резкого ограничения содержания триполифосфата в СМС сцелью уменьшения степени загрязненияновые ПАВ, обладающие высокой КОС и эффективным моющим действием в жесткой воде, Так как КОС "Амфосульфола" гораздо выше, чем у применяемых в СМС ПАВ -ал килсульфатов натрия, то предлагаемыеПАВ могут использоваться как моющие вещества в жесткой воде .Моющую способность синтезированных по предлагаемому способу ПАВ оцени вают по результатам стирки образцовстандартно-загрязненной хлопчато-бумажной ткани при 50 С и жесткости воды 15 нем,Из табл 2 видно, что моющая способ ность "Амфлосульфол" (особенно на фракции С 10-С 16 и кислотах хлопкового соапстока) выше, чем у циклимида, и поэтому предлагаемые ПАВ могут применяться в качестве эффективных моющих средств.20 "Амфосульфол", как и циклимид (ЛД о3,6 г/кг, порог раздражающего действия на кожу 4,5 ) и алкилсульфаты натрия (ЛД д. 2,6 г/кг) относится к классу малотоксичныхвеществ и может применяться в товарах 25 бытовой химии.Формула изобретения Способ получения моющего средстваформулы СН-СООТГ30 где й - алкил или С 9 - С 17-алкенил;35 М-йа, К,алкилированием 1-оксиэтил-алкилимидазолина эквимолярным количествоммонохлоруксусной кислоты в щелочной среде при 70 - 95 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем,40 что, с целью повышения моющей способно сти комплексообразования целевого продукта, процесс проводят в присутствииэквимолярного количества соли /3-хлорэтилсульфата,45Й хВ цф ох 1 Ъ мЪ л о дх Фх о Юь РЪ г иЪ, (Ч в е х а С ОЪ РЪ в х Ц то то ьвОт ОтмееЪ в м в в тО ФеЪ хо хо хах м х РЪ со СфЪ ОЪвСПтьЪ СеЪ в в Ч м м й фЦ о цо.оьь дъ о м 3(в ф к х с Ло Лоа хе оехХ Рт1 о тфОт ххоео о Зте Ртй 1 хооос хримечаМоющая способность "А способности стандартноМетод определения КО го ПАВ с 0,1 н,раствором фосульфола" выражена вк моющейПАВ - лаурилсульфата натрия,основан на взаимодействии анализируемэО 2 в присутствии индикатора йа 2 СОз,