Дитриалкилбензиламмониевые соли 1,3- бис/усульфопропионатпропил или сульфоизобутиратпропил/1,1,3, 3-тетраметилдисилоксана в качестве маслорастворимых поверхностно-активных веществ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ- СВ ЕТИЗЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (n>857141 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 301079 (21) 2859760/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 230881,Бюллетень М 31 (51)М. Кл.з

С 07 F 7/08

С 07 F 7/18

С 10 М 1/50

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК547.245 (088.8) Дата опубликования описания 230881

".".„, Г. С. Гольдин, К. О. Авербах и T. А. МузЬррнка

) 4, . * у у

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДИТРИАЛКИЛБЕНЗИЛАММОНИЕВЫЕ СОЛИ 1,3-бис ($—

-СУЛЬФОПРОПИОНАТПРОПИЛ- ИЛИ g -СУЛЬФОИЗОБУТИРАТПРОПИЛ)-1,1,3,3-ТЕТРАМЕТИЛДИСИЛОКСАНА В КАЧЕСТВЕ

МАСЛОРАСТВОРИМЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к дитриалкилбенэиламмониевым солям 1,3-бис(g-.ñóëüôîïðîïèoíàòïðîïèë- или 1(—

-сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана общей формулы сн

%j(с н сн )и)0 5сн снс00,сн,) ъ! -. 0

R сн ъ где R — водород или метил;

R — метил или этил;

R" — метил, этил или децилгексадецил, которые могут быть использованы в 15 к ачест ве маслораст воримых поверхностно-активных веществ (ПАВ) .

Эти соединения могут быть применены для получения стабильных эмульсий или смазок. 20

Известны соли биса-сульфопропионатпропил- или сульфоиэобутиратпропил)-полидиметилсилоксана, обладающие поверхностной активностью 1 .

Наиболее близкими к описываемым. 25 соединениям являются динатриевая соль

1,3-бис (сульфопропионатметил) -1,1,3,3-тетраметилдисилоксана и динатриевая или дйкалиевая соли 1,3-Suc (сульфо-иэобутиратметил) -1, 1, 3, 3-тетраметил-i 30 дпсилоксана, обладающие поверхностной активностью 2 .

Недостатком данных соединений является невысокая поверхностная активность на межфаэной границе раздела вода — силикон, она равна 2,9

4,0 -„"", межфазное натяжение на указайной границе 10-14 дин/см при критической концентрации мнцеллообразования (ККМ), равной 9 1(Г моль/л, а также нерастворимость в органических растворителях (эа исключением эталона) .

Цель изобретения — повышение поверхностной активности при хорошей растворимости в органических растворителях поверхностно-активных веществ.

Поставленная цель достигается новыми дитриалкилбензиламмониевыми со-. лями 1,3-бис-(g-сульфопропионатпропи4 или 1(-сульфоизобутиратпропил)—

-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана общей формулы i, которые могут бить использованы в качестве маслорастворимых поверхностно-активных веществ.

Соединения общей формулы 1 обладают поверхностной активностью в 3030 раз большей, чем известные динат риевая соль 1,3-бис (сульфопропионат857141 метил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана и динатриевая или дикалиевая соль

1, 3-бис (сульфоизобутиратметил) -1,1,3р3 тетраметилдисилоксана, снижают межфазное натяжение на границе вода силикон в 5-10 раз и хорошо растворимы в различных органических растворителях.

Способ получения соединений общей формулы I заключается в том, что динатриевые или дикалиевые соли 1,3- бис (-сульфопропианатпропил- или

g-сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана подвергают взаимодействию с триалкилбенэиламмонийхлоридом при температуре 60- 80 C в водно-спиртовой среде. Выход продук- 15 тов 60-95Ъ.

Т а б л и ц а 1

Формула

Выход

Найдено, Ъ

С Н. Si Й

Вычислено, Ъ

С Н Si М

R R Ri 1

52,45 7,53 6,05 3,85 С Н„„й О Si

6,82 3,41

СН СН

СН СН, СН, 53,25 8,54 6,20 3,47 С Н Н О„, 5 5 53,778,02

55,45 8,01 6,05 3,55 С Н И О„, S iq S 55,758,41

54 55,98 8,95 5,65 3, С ц Нэо g O„„

6,60 3,30

6,19 3,09

Н С Н

6,00 3,00

СН, С,Н,С Н

-С „Н 95 61,97 9,57 4,55 2,85 0 Н Ä 0„, S i S 62 289,68

СН СН С„Н „-С„Н 94 62,5010,33 5,09 3,00 С Н„„, М О,„

4,84 2,42

4,73 2,36 рида получ ают три э т илбе н зиламмоние— вые соли 1, 3-514c, — (Q-сульфопропионатпропил- или -сульфоизобутиратпропил) -1,1,3,3-тетраметилдисилоксана.

Пример 4. Водно-спиртовой раствор (150 мл этанола и 30 мл воды)

12,8 r (0,0215 г-моль) динатриевой соли 1,3-(f - сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана смешивают с 30,4 r (0,043 г-моль) 50Ъ-но40 го водного раствора диметил, смесь децилгексадецилбензиламмоний хлорида.

Смесь нагревают при 60-80 C в течение

2 ч при перемешивании. После охлаждения реакционной массы смесь сливают

Я в делительную воронку, отделяют воду

Эти соли представляют собой аморфные вещества светло-желтого цвета, растворимые в воде, ацетоне, толуоле, ксилоле, тетрагидрофуране, в хлороформе и др. Состав и строение полученных соединений подтверждены данными элементного анализа и ИК-спектрами.

В ИК-спектрах синтезированных солей имеются полосы валентных колебаний, 1 характерные для групп: СО (1720 см ), 5 i — Сн (1250 см ), S i — О-S i (1090 см ) и SO (1210 cM ) . ь

Пример 2. Аналогично приме ру 1 из О, 05 r-моль дин атриевой соли

1, 3- бис (g-сульфопропионатпропил)—

-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана и

0,10 r-моль триметилбензиламмоний хлорида в среде водно-спиртового раствора получают триметилбензиламмониевую соль 1,3-5uc(g-сульфопропионатпропил) -1,1,3,3-тетраметилдисилоксана.

Пример 3. Аналогично примеру 1 из 0,05 r-моль динатриевых солей 1,3-бис ))=ульфопропионатпропилили -сульфоизобутиратпропил)—

-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана и

0 10 г-моль триэтилбензиламмоний хло1

ПримеР 1. 10 г (0,0017 гмоль) динатриевой соли 1,3-5M (g-сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана, растворенной в смеси из 50 мл воды и 15О мп зтанола, смешивают с раствором 6,2 г (0,034 r-моль) триметилбензиламмоний хлорида в 50 мл этанола и нагревают при 75-80ОС в течение 2 ч, при перемешивании. После охлаждения реакционной массы смесь сливают в делительную воронку и отделяют верхний слой.

Кремнийорганическую сырую массу растворяют в хлороформе или толуоле и промывают несколько раз дистиллированной водой проверяя промывные воды на отсутствие иона хлора раствором азотнокислого серебра. Затем от сырой массы отгоняют растворитель и сушат от остатков воды азеотропной отгонкой с толуолом. Отогнав досуха растворитель, выделяют 12 г (выход 84Ъ) дитриметилбензиламмониевой соли 1,3-био(g-cóëüфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана.

Данные элементного анализа, строение синтезированного соединения, подтвержденное ИК-спектрами, а также данные соединений, приведенных в последующих примерах, представлены в табл. 1.

857141

1,3-бис (g-сульфопропионатпропил)—

-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана и

0,1 г-моль диметил, смесь децилгексадецилбензиламмоний хлорида получают диметил, смесь децилгексадецилбензиламмониевую соль 1,3-бис(g-сульфопропионатпропил}-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана.

Поверхностная активность синтезированных соединений в сравнении с ранее известными ПАВ, например с динатриевыми и дикалиевыми солями кремнийорганических эфиров сульфопропионовой и сульфоизомасляной кислотами, представлена в табл. 2.

Таблица 2

1и растворяют верхний слой в толуоле.

Затем верхний слой несколько раз промывают дистиллированной водой, проверяя промывные воды на отсутствие иона хлора (реакция на азотнокислое серебро) . Полученную сырую массу сушат от остатков воды азеотропной отгонкой с толуолом. Отогнав досуха толуол, выделяют 24 r (выход 94%) диметил, смесь децилгексадецилбензиламмониевую соль 1,3-5ис(-сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилок- 10 сана.

Пример 5. Аналогично примеру 4 из О, 05 r-моль дикалиевой соли

Критическая концентрация мицеллообразования

ККМ-10, моль/л

Межфазное натяжение при 20 С

«а границе вода-ПМС-6 („ м дин/"

Соединения оверхнотная акивность, О м"

10-ь, ин1см моль

Предлагаемые фСН ) Ce H CH N) OgSCH CH COO (СН ) S i (СНз ) 0 о

@СН )5 СьН5СН N) 03 S СН СН (СНg ) СОО(СН ) S i (СНЗ Q) 0 (${C H6) CeHSСН М) 0gSCH CH С00(СН )З S i (СН )y) О ((C> H5))ь Ce Hs СН Й1 О ЬСН CH (СН ) СОО (CH>) Ь i (СН ) -} О, (((Сн ) с н С „н )с н сн н)0 scH сиcoo(GH ) &i(>H ) ) 0

3,2

4,5

3,0

4,2

5,5

3,85

5,5

3,7

3,0

0,52 фсн ) (C н -с, ну,)с, н сад)о 5сН сньоо(сн 6<(сн ) - 0 сн

94,70

0,47

3,2

Известные

2,90

10,9, 13,6

10,0

4,04

8,7

3,33

11,4

10,2

Я вЂ” метил, этил или децилгексадецил, в качестве маслорастворимых поверхностно-активных веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 548609, кл. С 07 F 7/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Щ В 404827, кл. С 07 F 7/08, 1972.

Формула изобретения где R

ВНИИПИ Заказ 7136/37 Тираж 397 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород, ул.Проектная,4 аО SCH СН СООСН, S i (СН ) -1 О

fNа0 S СН СНСОО.СН 5 i (С Н ) -1 0

CH

Q0>SCH CHCOOCH Si(ÑÍ ) -) О !

Ъ 2.

СН

Дитриалкилбензиламмониевые соли

1,3-бис(сульфопропионатпропил-- или

$-сульфоизобутиратпропил)-1,1,3,3-тетраметилдисилоксана общей формулы сн,ь

5(gR сьнзсн )н)О ьсн сн Я)СОО;сн, дь 1- ) 0 снъ

2J — водород или метил, — метил или зтил;

13,28

14,20

10,77

14, 50

84,61