Четвертичные аммониевые соли оксиэтилированных изононилфенолов в качестве поверхностно-активных веществ, обладающих бактерицидными свойствами

 

Изобретение касается производства амфолитных поверхностно-активных веществ, конкретно - четвертичных аммониевых солей. Цель: расширение сырьевой базы и ассортимента поверхностно-активных веществ, обладающих бактерицидными свойствами. Синтез ведут путем последовательного взаимодействия оксиэтилированных изононилфенолов с эпихлоргидрином, диэтаноламином и монохлорацетатом натрия.

Изобретение относится к производству амфолитных поверхностно-активных веществ, конкретно к способам получения четвертичных аммониевых солей, применяемых в качестве компонентов косметических композиций.

Наиболее близким по структуре из известных, четвертичных аммониевых солей, применяемых в качестве поверхностно-активных веществ при производстве моющих средств и косметических препаратов, является алкилдиметиламинаммониоацетат, получаемый взаимодействием алкилдиметиламина с монохлорацетатом натрия: где n=10 18 Относительная дефицитность исходного третичного амина является сдерживающим фактором для увеличения объемов производства.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы и ассортимента поверхностно-активных веществ, обладающих бактерицидными свойствами.

Синтез предлагаемых четвертичных солей осуществляется путем: конденсации оксиэтилированных изононилфенолов с эпихлоргидрином; конденсации полученного гидроксихлорида с диэтаноламином: и взаимодействия полученного гидроксиламина с монохлорацетатом натрия:

где n ( в среднем ) равно 10 или 12;
Сырьем для получения четвертичных аммониевых солей являются: моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена, оксиэтилированные "Неонол АФ 9-10", "Неонол АФ Б-10", "Неонол АФ 9-12", "Неонол АФ Б-12" по ТУ 38.507-63-300-93, эпихлоргидрин технический по ГОСТ 12844-74, 2,2 - имидоэтанол (диэтаноламин) по ТУ 6-09-2652-91 и натрий монохлоруксуснокислый технический по ТУ 6-01-866-76.

Готовый продукт представляет собой техническую смесь, состоящую из четвертичных аммониевых солей оксиэтилированных изононилфенолов, остатка непрореагировавшего диэтаноламина и воды,характеризуемую следующими показателями:
Массовая доля свободных аминов в пересчете на диэтаноламин, не более - 5
Массовая доля четвертичных аммониевых солей, не менее 50
Массовая доля воды, не более 16
Внешний вид Вязкая прозрачная масса от светло-желтого до светло-коричневого цвета
Показатель концентрации водородных ионов (pH) 1%-ного водного раствора, в пределах 6,0 8,0
Пенообразующая способность, мм не менее 100
Стойкость пены, не менее 0,5
Пример 1. В трехгорловую колбу, помещенную в водяную баню, снабженную мешалкой и термометром, загружают 106 г неонола АФ 9-10, добавляют 12,6 см³ эпихлоргидрина, включают мешалку и поднимают температуру до 70-75^oC и выдерживают реакционную массу в течение 1,5-2,0 ч. После этого добавляют 16,8 г диэтаноламина и 4,3 г гидроокиси натрия, поднимают температуру до 85-90^oC и выдерживают реакционную массу в течение 0,5-1,0 ч. Далее добавляют 18,5 г монохлорацетата натрия, 30 см³ воды и выдерживают реакционную массу при температуре 60-65^oC в течение 5,0-6,0 ч.

Полученный продукт имеет следующие характеристики:
Массовая доля свободных аминов в пересчете на диэтаноламин, 4,1
Массовая доля четвертичных аммониевых солей, 68,2
Массовая доля воды, 16,0
Внешний вид Вязкая прозрачная масса светло-желтого цвета
Показатель концентрации водородных ионов (pH) 1% водного раствора 7,0
Пенообразующая способность, мм 150
Стойкость пены 0,51
Определение pH проводили по ГОСТ 22567.5-77
Определение пенообразующей способности и стойкости пены производили по ГОСТ 22567.1-77.

Определение массовой доли воды проводили по ГОСТ 14870.2-77.

Определение массовой доли свободных аминов проводили по нижеприведенной методике.

Около 5 г исходной пробы взвешивали в колбе вместимостью 250см³ с погрешностью не более 0,0002 г.

Навеску растворяют в 20 см³ этилового спирта, нейтрализованного 0,1 N раствора едкого калия до слабо-розового окрашивания по фенолфталеину.

К раствору анализируемого вещества добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 N раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Замеряют объем раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование едкого калия (U1). После этого к содержимому колбы добавляют 8-10 капель бромкрезолового зеленого и титруют 0,1 N раствором соляной кислоты до устойчивой светло-коричнево-желтой окраски. Замеряют общий объем раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование щелочи и свободных аминов (U2).

Массовую долю свободных аминов в процентах в пересчете на диэтаноламин вычисляют по формуле:
X=T·(U2-U1)·100/(M·1000)
где Т титр 0,1 N раствора соляной кислоты, выраженный в мг диэтаноламина на 1 см³ раствора кислоты, равный 10,5 мг/см³;
М масса навески анализируемого вещества.

Определение массовой доли четвертичных аммониевых солей проводили по предлагаемой методике.

Пример 2. Синтез проводят аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве оксиэтилированного изононилфенола берут неонол АФ Б-10.

Полученный продукт имеет следующие характеристики:
Массовая доля свободных аминов в пересчете на диэтаноламин, 3,8
Массовая доля четвертичных аммониевых солей, 69,1
Массовая доля воды, 15,4
Внешний вид Вязкая прозрачная масса светло-желтого цвета.

Показатель концентрации водородных ионов (pH) 1 водного раствора 6,7
Пенообразующая способность, мм 133
Стойкость пены 0,5
Пример 3. Синтез проводят аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве оксиэтилированного изононилфенола берут неонол АФ 9-12 в количестве 120 г.

Полученный продукт имеет следующие характеристики:
Массовая доля свободных аминов в пересчете на диэтаноламин, 3,2
Массовая доля четвертичных аммониевых солей, 69,4
Массовая доля воды, 15,0
Внешний вид Вязкая прозрачная масса светло-желтого цвета
Показатель концентрации водородных ионов (pH) 1 водного раствора 7,5
Пенообразующая способность, мм 150
Стойкость пены 0,6
Пример 4. Синтез проводят аналогично примеру 3 за исключением того, что в качестве оксиэтилированного изононилфенола берут неонол АФ Б-12.

Полученный продукт имеет следующие характеристики:
Массовая доля свободных аминов в пересчете на диэтаноламин, 4,2
Массовая доля четвертичных аммониевых солей, 68,4
Массовая доля воды, 15,4
Внешний вид Вязкая прозрачная масса светло-желтого цвета
Показатель концентрации водородных ионов (pH) 1%-ного водного раствора - 7,4
Пенообразующая способность, мм 120
Стойкость пены 0,5
Предлагаемые аммонийные соли оказывают бактерицидное действие не неспорообразующие, грамотрицательные палочки в концентрациях 0,1-0,01% подавляют рост и размножение вегетативных клеток сапрофитных микроорганизмов в концентрациях 0,1-0,2% подавляют рост дрожжеподобных и вегетативных форм плесневых грибов в концентрациях 0,2-0,3% оказывают бактериостатическое действие на споровую микрофлору в концентрациях 0,3-1,0%
Бактерицидные свойства продукта в Уфимском НИИ медицины труда и экологии человека и приведены в токсикологическом паспорте.

Синтез основан на доступном нефтехимическом сырье, осуществляется по простой технологии на стандартном оборудовании в три стадии, но в одном аппарате.

Кроме того, предлагаемые аммонийные соли отличаются хорошими поверхностно-активными свойствами и обладают бактерицидным действием, что позволяет использовать их в различных композициях без добавления специальных бактерицидов.

Формула изобретения

Четвертичные аммониевые соли оксиэтилированных изононилфенолов, полученные взаимодействием оксиэтилированных изононилфенолов с эпихлоргидрином при 70 75^oС с последующей обработкой реакционной массы диэтаноламином в присутствии гидроокиси щелочного металла при 85 90^oС и дальнейшим добавлением к реакционной массе монохлорацетата натрия и воды при 60 - 65^oС, при мольном соотношении оксиэтилированный изононилфенил эпихлоргидрин диэтаноламин монохлорацетат натрия, равном 1 (0,7 1) (0,8 1) (0,6 1), в качестве поверхностно-активных веществ, обладающих бактерицидными свойствами.