Procédé de préparation de composés d'ammonium quaternaire
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation de composés d'ammonium quaternaire, à partir de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
Le procédé est caractérisé par la mise en réaction d'une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol avec une à trois moles d'un agent quaternisant comprenant un radical organique possédant de 10 à 21 atomes de carbone, et un atome ou groupe d'atomes de caractère négatif.
L'agent quaternisant est d'ordinaire un composé de formule RX, dans laquelle R est un groupe monovalent, de préférence un groupe alcoyle de dix à dixhuit atomes de carbone, un groupe alcényle de dix à dix-huit atomes de carbone ou un groupe alcoylbenzyle dans lequel la portion alcoyle contient de six à quatorze atomes de carbone. X peut être du chlore, du brome ou de l'iode, le chlore étant préféré, ou un groupe sulfate, méthyl-sulfate, phosphate, etc.
Le tris-(diméthylaminométhyl)phénol utilisé peut se présenter sous n'importe quelle forme. Il est possible aussi d'utiliser des mélanges d'isomères. La forme isomère préférée est celle dans laquelle les groupes diméthylaminométhyl sont en position 2,4,6.
Une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol peut réagir avec une, deux ou trois moles de RX en donnant des produits contenant respectivement un, deux ou trois groupes ammonium quaternaire. I1 est préférable toutefois que le produit final contienne au moins deux groupes ammonium quaternaire.
Quand on fait réagir plus d'une mole de composé
RX par mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, il n'est pas nécessaire que toutes les molécules RX soient identiques. En outre, il est parfois désirable, en particulier quand on fait réagir plus d'une mole d'un composé RX par mole de tris-(diméthylamino méthyl)phénol, d'utiliser de l'iodure de sodium comme catalyseur. L'évolution de la réaction entre le tris-(diméthylaminométhyl)phénol et le composé RX est régulière. Ce composé RX se combine sur la base de pratiquement une mole pour mole avec un seul azote aminique avant qu'un second atome d'azote commence à réagir avec le composé RX. De même, le second atome d'azote aminique se combine avec le composé RX sur la base de pratiquement une mole pour une mole avant que le troisième atome d'azote commence à réagir avec RX.
Par conséquent, il est possible d'obtenir un produit de réaction sensiblement pur contenant le nombre désiré de groupes ammonium quaternaire.
Le cours de la réaction et, concomitamment, la composition du produit, peuvent être réglés par addition de la quantité appropriée du composé RX utilisée et par une détermination périodique de la quantité d'halogénure ionisable présente dans le milieu réactionnel, par exemple par titrimétrie. Si on désire obtenir un groupe ammonium quaternaire, on utilise des proportions équimolaires des réactifs et la réaction est poursuivie jusqu'à ce que la quantité théorique d'halogénure ionisable soit présente dans le milieu réactionnel. Si on désire obtenir deux groupes ammonium quaternaire, on utilise deux moles du composé RX par mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol et on poursuit la réaction jusqu'à son terme, qui peut être déterminé comme précédemment.
De même, si on désire obtenir trois groupes ammonium quaternaire, on utilise trois moles du composé RX par mole de phénol substitué et on poursuit la réaction jusqu'à son terme. I1 est possible d'effectuer la réaction avec trois moles du composé
RX présent par mole de tris-(diméthylaminométhyl) phénol et d'obtenir un produit contenant d'un à trois groupes ammonium quaternaire. On y parvient en interrompant la réaction quand le mélange réactionnel contient la quantité théorique d'halogénure ionisable pour obtenir le nombre de groupes ammonium quaternaire désiré dans le produit. On peut, de même, partir de deux moles du réactif RX et d'une mole de tris-(diméthylaminométhyl) phénol et obtenir un produit contenant un ou deux groupes ammonium quaternaire.
La réaction peut être interrompue en refroidissant le mélange réactionnel audessous de la température de réaction, ou en introduisant un solvant organique inerte tel que l'heptane dans le mélange réactionnel.
Bien qu'on ait indiqué qu'un atome d'azote aminique réagissait avec le composé RX de manière sensiblement complète avant qu'un second atome d'azote commence à réagir et, de même que le second atome d'azote aminique réagissait de manière sensiblement complète avant que le troisième entre en action, il n'y a apparemment aucune préférence réactionnelle nette pour un atome quelconque particulier d'azote eu égard à sa position sur le noyau benzénique. I1 existe une différence notable entre les réactivités des premier, deuxième et troisième atomes d'azote aminique eu égard à leur réactions avec le composé RX. Le premier atome d'azote aminique réagit assez facilement, le second d'une manière un peu plus lente et le troisième possède généralement une réactivité assez lente.
La présente réaction peut être effectuée entre 50 et 1500 C et sous la pression atmosphérique, bien que des pressions supérieures puissent être applicables, en particulier si on désire effectuer la réaction nettement au-dessus du point d'ébullition du mélange réactionnel. Aux températures nettement inférieures à 500 C, la réaction est lente et à la température ambiante (25 à 300 C), il ne se produit apparemment aucune réaction appréciable. Des températures nettement au-dessus de 1500 C, n'accélèrent habituellement pas ou ne facilitent pas de quelque autre manière la réaction, et dans certains cas lui nuisent. Aussi, ces températures sont généralement à éviter. I1 est commode d'opérer à la température de reflux du mélange réactionnel.
On peut effectuer la réaction en présence d'un solvant organique volatil inerte comme l'éthanol, l'isopropanol, le butanol, le nitrométhane, l'acétonitrile, la diméthylformamide, le dioxane, l'éther propylique, l'éther butylique, etc., que l'on peut facilement chasser par évaporation ou distillation à la fin de la quaternisation.
Les produits finals sont habituellement isolés en évaporant le solvant du mélange réactionnel. Comme mesure de précaution, il est habituellement désirable d'extraire les traces possibles de tris-(diméthylamino méthyl)phénol inutilisé du mélange réactionnel au moyen d'eau et les traces éventuellement restantes de composé RX inutilisé, de préférence à l'aide d'un solvant hydro-carboné tel que l'heptane. De telles extractions ne sont habituellement pas nécessaires, en particulier si les quantités des réactifs présentes dans le milieu réactionnel sont soigneusement contrôlées et la réaction effectuée jusqu'à son terme.
Les composés d'ammonium quaternaire résultant du présent procédé sont intéressants comme bactéricides et fongicides. Leur activité germicide, exprimée en coefficient phénolique (USA: phenol coefficient ), est en moyenne bien supérieure à 100.
Le coefficient phénolique indique l'activité germicide d'une substance par rapport à celle du phénol pris comme substance témoin, vis-à-vis des microorganismes d'essai Salmonella typhosa et Staphylococcus pyogens var. aureus. Les méthodes standardisées servant à déterminer le coefficient phénolique sont appelées Phenol Coefficient Methods aux
USA. Est particulièrement efficace contre Salmonella typhosa le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure de dodécényle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, qui donne un coefficient phénolique de 250.
Le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure d'octyl-benzyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol est extrêmement efficace contre Staphylococcus pyogens, var. aureus, car il donne un coefficient phénolique de 335. Lesdits composés manifestent de fortes propriétés bactéricides, même en eau relativement dure.
Dans un essai standard de toxicité à l'égard des mycètes Sternphylium sarcinaeforme et Monilinia fructicola, dans lequel on détermine la quantité de fongicide nécessaire, en parties par million de parties d'eau, pour inhiber 50 6/o de la germination des spores du mycète utilisé, les composés obtenus par le procédé selon l'invention donnèrent de façon régulière des valeurs inférieures à dix et en moyenne de cinq environ. Des valeurs de dix ou moins indiquent d'excellentes caractéristiques fongicides. Ces composés montrent une bonne ténacité contre les lavages répétés à l'eau et manifestent une bonne stabilité.
L'absence de phytotoxicité de ces composés d'ammonium quaternaire dans l'essai standard avec la tomate est complètement inattendue meme quand ces composés sont utilisés à des concentrations atteignant 1610. Il est inhabituel qu'un composé d'ammonium quaternaire soit fortement fongicide et bactéricide sans manifester de tendances phytotoxiques.
L'invention est illustrée par les exemples suivants, où les parties sont exprimées en poids.
Exemple I
On introduit dans un ballon de réaction muni d'un agitateur et d'un thermomètre, 8 parties de tris (diméthylaminométhyl)phénol, 24,6 parties de chlorure de dodécylméthylbenzyle et 50 parties d'isopropanol. On agite le mélange et on le chauffe à 60-700 C pendant douze heures. On lave le mélange réactionnel à l'eau, puis à l'heptane. On rectifie la couche alcoolique à siccité. Le produit contient 3,8 0/o d'azote (quantité théorique 3,9 6/o). I1 est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure de dodécylméthylbenzyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
On prépare de manière similaire le bromure d'ammonium quaternaire correspondant.
Exemple 2
On introduit dans un récipient 8 parties de tris (diméthylaminométhyl)phénol, 18,4 parties de chlorure de dodécylméthylbenzyle et 60 parties d'acétonitrile. On chauffe le mélange à 65-800 C pendant neuf heures, puis, au bout de ces neuf heures, on évapore à siccité. Le produit contient 8,6 o de chlore (théorie, 8,2 /o) et est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de deux moles de chlorure de dodécylméthylbenzyle sur une mole de tns-(diméthylaminométhyl)- phénol.
On obtient le même résultat en utilisant un excès de chlorure de dodécylméthylbenzyle et en interrompant la réaction quand le mélange réactionnel contient la quantité théorique de chlore ionisable.
On isole le produit après extractions aqueuse et heptanique.
Exemple 3
On mélange dans un appareil de réaction 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, 9,2 parties de chlorure de dodécylméthylbenzyle et 50 parties d'isopropanol. On chauffe le mélange réactionnel au reflux pendant quatre heures, puis on le lave à l'aide d'eau et d'heptane. On évapore la couche aqueuse à siccité et on identifie le produit comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation d'une mole de chlorure de dodécylméthylbenzyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
On obtient le même produit en utilisant un excès de chlorure de dodécylméthylbenzyle et en interrompant la réaction quand le mélange réactionnel contient la quantité théorique de chlore ionique. On obtient le produit après extractions aqueuse et heptanique.
Exemple 4
On met dans un appareil de réaction 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl) phénol, 18,3 parties de chlorure de dodécényle et 50 parties d'isopropanol.
On chauffe le mélange réactionnel à 80-90o C pendant quatorze heures, puis on le lave à l'aide d'eau et d'heptane. On évapore la couche isopropanolique à siccité. Le rapport du chlore à l'azote dans le produit est de 2,4 (théorie 2,5). Le produit est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure de dodécényle sur une mole de tris-(diméthylamino méthyl)phénol.
Le composé renfermant deux moles de chlorure de dodécényle pour une mole de tris-(diméthylamino- méthyl)phénol se prépare de la manière indiquée dans l'exemple 2.
On prépare d'une manière analogue les composés d'ammonium quaternaire du tris-(diméthylaminométhyl)phénol et du chlorure d'octadécényle.
Exemple 5
Dans un appareil de réaction, on place 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, 19,9 parties de bromure de décyle et 60 parties de dioxane. On chauffe le mélange réactionnel au reflux pendant seize heures puis on le refroidit et on le lave à l'eau et l'heptane. On chasse les composants volatils par évaporation. On identifie le produit comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de bromure de décyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
Les composés contenant, respectivement, deux moles et une mole de bromure de décyle pour une mole de tris-(diméthylaminométhyl) phénol, se préparent de manière analogue à celle décrite dans les exemples 2 et 3.
On prépare de même les composés d'ammonium quaternaire d'iodure d'octadécyle et de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
Exemple 6
On introduit dans un récipient de réaction, 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, 21,2 parties de chlorure de propoxy-décyle et 75 parties d'isopropanol. On chauffe le mélange à 80-90 C, pendant vingt heures, puis on refroidit et on lave à l'eau et à l'heptane. On évapore à siccité la couche isopropanolique. Le produit est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure de propoxydécyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)- phénol.
On prépare d'une manière similaire les composés d'ammonium quaternaire du chlorobutyrate d'octyle et du tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
Exemple 7
On mélange dans un récipient 8 parties de tris (diméthylaminométhyl)phénol, 25,1 parties de bromododécanamide et 75 parties d'isopropanol. On élève la température du système à 85-920 C et on la maintient dans cette gamme pendant douze heures.
On refroidit le mélange, puis on le lave à l'eau et à l'heptane. On évapore la couche alcoolique à siccité.
Le produit est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de bromododécanamide sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
On prépare d'une manière analogue à celle décrite dans les exemples 2 et 3, les composés d'am monium quaternaire de la chlorodécyl-cyclobutylcétone et du tris-(diméthylaminométhyl) phénol.
Exemple 8
On mélange ensemble dans un appareil de réaction 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, 21,5 parties de chlorure d'octylbenzyle et 50 parties d'isopropanol. On chauffe le mélange à 70-850 C pendant quatorze heures, puis on le refroidit. On lave le mélange réactionnel à l'eau et à l'heptane.
On évapore la couche isopropanolique à siccité. Le produit obtenu contient 10,9 6/o de chlore (théorie 11,4 O/o) et 4,3 /o d'azote (théorie 3,7 /o). On l'identifie comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation de trois moles de chlorure d'octylbenzyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
La durée de la réaction est considérablement réduite si on l'effectue en présence d'iodure de sodium.
Exemple 9
On introduit dans un appareil de réaction 8 parties de tris-(diméthylaminométhyl) phénol, 6,1 parties de chlorure de dodécyle et 40 parties d'isopropanol. On maintient le mélange réactionnel à 75830 C pendant seize heures, puis on le refroidit à la température ambiante. On lave le mélange à l'eau, puis à l'heptane. On isole le produit de la couche alcoolique. Le produit contient 8,8 6/o d'azote (théorie 8,9 0/o) et est identifié comme étant le composé d'ammonium quaternaire résultant de la fixation d'une mole de chlorure de dodécyle sur une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol.
Exemple 10
On introduit dans un récipient 8 parties de tris (diméthylaminométhyl)phénol, 6,1 parties de chlorure de dodécényle et 50 parties d'isopropanol. On chauffe le mélange réactionnel à 85-920 C pendant dix heures. Au bout de ce temps, on introduit 6,3 parties de bromure de décyle et on réchauffe le mélange à 80-90o C pendant douze heures. On ajoute alors 7 parties de chlorure de propoxy-décyle. On chauffe le mélange réactionnel à 80-850 C pendant vingt heures. On refroidit le mélange et on le lave à l'eau et à l'heptane. On chasse l'alcool par évaporation et on identifie le produit comme étant le composé d'ammonium quaternaire du tris-(diméthylaminométhyl)phénol avec le chlorure de dodécényle, le bromure de décyle et le chlorure de propoxydécyle.
On prépare de la même manière le composé d'ammonium quaternaire composé d'une mole de tris-(diméthylaminométhyl)phénol, d'une mole de bromure de décyle et de deux moles de chlorure de dodécényle.
Process for preparing quaternary ammonium compounds
The present invention relates to a process for preparing quaternary ammonium compounds from tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The process is characterized by reacting one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol with one to three moles of a quaternizing agent comprising an organic radical having 10 to 21 carbon atoms, and an atom or group of atoms of negative character.
The quaternizing agent is usually a compound of the formula RX, wherein R is a monovalent group, preferably an alkyl group of ten to eighteen carbon atoms, an alkenyl group of ten to eighteen carbon atoms or a group alkylbenzyl in which the alkyl moiety contains six to fourteen carbon atoms. X can be chlorine, bromine or iodine, with chlorine being preferred, or a sulfate, methyl-sulfate, phosphate, etc. group.
The tris- (dimethylaminomethyl) phenol used can be in any form. It is also possible to use mixtures of isomers. The preferred isomeric form is that in which the dimethylaminomethyl groups are in the 2,4,6 position.
One mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol can react with one, two or three moles of RX to give products containing one, two or three quaternary ammonium groups, respectively. It is preferable, however, that the final product contains at least two quaternary ammonium groups.
When more than one mole of compound is reacted
RX per mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, it is not necessary that all RX molecules are the same. Additionally, it is sometimes desirable, particularly when more than one mole of an RX compound is reacted per mole of tris- (dimethylamino methyl) phenol, to use sodium iodide as a catalyst. The evolution of the reaction between tris- (dimethylaminomethyl) phenol and the compound RX is regular. This RX compound combines on a substantially one mole for mole basis with a single amino nitrogen before a second nitrogen atom begins to react with the RX compound. Likewise, the second amino nitrogen atom combines with the compound RX on a substantially one mole for one mole basis before the third nitrogen atom begins to react with RX.
Therefore, it is possible to obtain a substantially pure reaction product containing the desired number of quaternary ammonium groups.
The course of the reaction and, concomitantly, the composition of the product, can be adjusted by adding the appropriate amount of the RX compound used and by periodically determining the amount of ionizable halide present in the reaction medium, for example by titrimetry. If it is desired to obtain a quaternary ammonium group, equimolar proportions of the reactants are used and the reaction is continued until the theoretical amount of ionizable halide is present in the reaction medium. If it is desired to obtain two quaternary ammonium groups, two moles of compound RX are used per mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol and the reaction is continued to completion, which can be determined as above.
Likewise, if it is desired to obtain three quaternary ammonium groups, three moles of compound RX are used per mole of substituted phenol and the reaction is continued to completion. It is possible to carry out the reaction with three moles of the compound
RX present per mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol and obtain a product containing from one to three quaternary ammonium groups. This is accomplished by stopping the reaction when the reaction mixture contains the theoretical amount of ionizable halide to obtain the desired number of quaternary ammonium groups in the product. Likewise, it is possible to start from two moles of the RX reagent and to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol and obtain a product containing one or two quaternary ammonium groups.
The reaction can be stopped by cooling the reaction mixture below the reaction temperature, or by introducing an inert organic solvent such as heptane into the reaction mixture.
Although it has been reported that an amino nitrogen atom reacts with the compound RX substantially completely before a second nitrogen atom begins to react and, like the second amino nitrogen atom, reacts substantially completely. substantially complete before the third kicks in, there is apparently no net reaction preference for any particular nitrogen atom having regard to its position on the benzene ring. There is a notable difference between the reactivities of the first, second and third amino nitrogen atoms with respect to their reactions with the compound RX. The first atom of amino nitrogen reacts quite easily, the second is a little slower, and the third is generally quite slow in reactivity.
The present reaction can be carried out at 50 to 1500 ° C and under atmospheric pressure, although higher pressures may be applicable, particularly if it is desired to carry out the reaction well above the boiling point of the reaction mixture. At temperatures well below 500 ° C the reaction is slow and at room temperature (25-300 ° C) apparently no appreciable reaction occurs. Temperatures well above 1500 C, usually do not accelerate or otherwise facilitate the reaction, and in some cases adversely affect it. Also, these temperatures are generally to be avoided. It is convenient to operate at the reflux temperature of the reaction mixture.
The reaction can be carried out in the presence of an inert volatile organic solvent such as ethanol, isopropanol, butanol, nitromethane, acetonitrile, dimethylformamide, dioxane, propyl ether, butyl ether, etc. ., which can easily be removed by evaporation or distillation at the end of the quaternization.
The end products are usually isolated by evaporating the solvent from the reaction mixture. As a precautionary measure, it is usually desirable to extract possible traces of unused tris- (dimethylamino methyl) phenol from the reaction mixture with water and any remaining traces of unused RX compound, preferably with the aid of RX. a hydro-carbon solvent such as heptane. Such extractions are usually not necessary, in particular if the amounts of the reagents present in the reaction medium are carefully controlled and the reaction carried out to completion.
The quaternary ammonium compounds resulting from the present process are useful as bactericides and fungicides. Their germicidal activity, expressed as a phenolic coefficient (USA: phenol coefficient), is on average well above 100.
The phenolic coefficient indicates the germicidal activity of a substance relative to that of phenol taken as a control substance, against the test microorganisms Salmonella typhosa and Staphylococcus pyogens var. aureus. The standardized methods used to determine the phenolic coefficient are called Phenol Coefficient Methods.
USA. Particularly effective against Salmonella typhosa is the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of dodecenyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, which gives a phenolic coefficient of 250.
The quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of octyl-benzyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol is extremely effective against Staphylococcus pyogens, var. aureus, because it gives a phenolic coefficient of 335. Said compounds show strong bactericidal properties, even in relatively hard water.
In a standard toxicity test against the fungi Sternphylium sarcinaeforme and Monilinia fructicola, in which the amount of fungicide required, in parts per million parts of water, to inhibit 50 6 / o of the germination of the spores of the fungus used, the compounds obtained by the process according to the invention gave regularly values less than ten and on average about five. Values of ten or less indicate excellent fungicidal characteristics. These compounds show good tenacity against repeated washing with water and show good stability.
The lack of phytotoxicity of these quaternary ammonium compounds in the standard tomato test is completely unexpected even when these compounds are used at concentrations up to 1610. It is unusual for a quaternary ammonium compound to be strongly fungicidal and bactericidal without showing phytotoxic tendencies.
The invention is illustrated by the following examples, where the parts are expressed by weight.
Example I
8 parts of tris (dimethylaminomethyl) phenol, 24.6 parts of dodecylmethylbenzyl chloride and 50 parts of isopropanol are introduced into a reaction flask fitted with a stirrer and a thermometer. The mixture is stirred and heated at 60-700 C for twelve hours. The reaction mixture is washed with water and then with heptane. The alcoholic layer is rectified to dryness. The product contains 3.8 0 / o nitrogen (theoretical amount 3.9 6 / o). It is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of dodecylmethylbenzyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The corresponding quaternary ammonium bromide is prepared in a similar manner.
Example 2
8 parts of tris (dimethylaminomethyl) phenol, 18.4 parts of dodecylmethylbenzyl chloride and 60 parts of acetonitrile are introduced into a container. The mixture is heated at 65-800 C for nine hours, then, at the end of these nine hours, it is evaporated to dryness. The product contains 8.6 o of chlorine (theory, 8.2 / o) and is identified as the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of two moles of dodecylmethylbenzyl chloride to one mole of tns- (dimethylaminomethyl) - phenol.
The same result is obtained by using an excess of dodecylmethylbenzyl chloride and stopping the reaction when the reaction mixture contains the theoretical amount of ionizable chlorine.
The product is isolated after aqueous and heptane extractions.
Example 3
8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 9.2 parts of dodecylmethylbenzyl chloride and 50 parts of isopropanol are mixed in a reaction apparatus. The reaction mixture is heated under reflux for four hours, then washed with water and heptane. The aqueous layer is evaporated to dryness and the product is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of one mole of dodecylmethylbenzyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The same product is obtained by using an excess of dodecylmethylbenzyl chloride and stopping the reaction when the reaction mixture contains the theoretical amount of ionic chlorine. The product is obtained after aqueous and heptane extractions.
Example 4
8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 18.3 parts of dodecenyl chloride and 50 parts of isopropanol are placed in a reaction apparatus.
The reaction mixture is heated at 80-90 ° C for fourteen hours, then washed with water and heptane. The isopropanolic layer is evaporated to dryness. The ratio of chlorine to nitrogen in the product is 2.4 (theory 2.5). The product is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of dodecenyl chloride to one mole of tris- (dimethylamino methyl) phenol.
The compound containing two moles of dodecenyl chloride per mole of tris- (dimethylamino-methyl) phenol is prepared as indicated in Example 2.
The quaternary ammonium compounds of tris- (dimethylaminomethyl) phenol and octadecenyl chloride are prepared in an analogous manner.
Example 5
In a reaction apparatus, 8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 19.9 parts of decyl bromide and 60 parts of dioxane are placed. The reaction mixture is heated under reflux for sixteen hours, then cooled and washed with water and heptane. The volatile components are removed by evaporation. The product is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of decyl bromide to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The compounds containing, respectively, two moles and one mole of decyl bromide per one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, are prepared in a manner analogous to that described in Examples 2 and 3.
The quaternary ammonium compounds of octadecyl iodide and tris- (dimethylaminomethyl) phenol are likewise prepared.
Example 6
8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 21.2 parts of propoxy-decyl chloride and 75 parts of isopropanol are introduced into a reaction vessel. The mixture is heated at 80-90 C for twenty hours, then cooled and washed with water and heptane. The isopropanolic layer is evaporated to dryness. The product is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of propoxydecyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) - phenol.
The quaternary ammonium compounds of octyl chlorobutyrate and tris- (dimethylaminomethyl) phenol are prepared in a similar manner.
Example 7
8 parts of tris (dimethylaminomethyl) phenol, 25.1 parts of bromododecanamide and 75 parts of isopropanol are mixed in a container. The temperature of the system is raised to 85-920 ° C and maintained in this range for twelve hours.
The mixture is cooled and then washed with water and heptane. The alcoholic layer is evaporated to dryness.
The product is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of bromododecanamide to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The quaternary ammonium compounds of chlorodecyl-cyclobutyl ketone and of tris- (dimethylaminomethyl) phenol are prepared in a manner analogous to that described in Examples 2 and 3.
Example 8
8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 21.5 parts of octylbenzyl chloride and 50 parts of isopropanol are mixed together in a reaction apparatus. The mixture is heated at 70-850 C for fourteen hours, then cooled. The reaction mixture is washed with water and heptane.
The isopropanolic layer is evaporated to dryness. The product obtained contains 10.9 6 / o of chlorine (theory 11.4 O / o) and 4.3 / o of nitrogen (theory 3.7 / o). It is identified as being the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of three moles of octylbenzyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
The reaction time is considerably reduced if it is carried out in the presence of sodium iodide.
Example 9
8 parts of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, 6.1 parts of dodecyl chloride and 40 parts of isopropanol are introduced into a reaction apparatus. The reaction mixture is maintained at 75830 C for sixteen hours, then cooled to room temperature. The mixture is washed with water and then with heptane. The product is isolated from the alcoholic layer. The product contains 8.8 6 / o nitrogen (theory 8.9 0 / o) and is identified as the quaternary ammonium compound resulting from the attachment of one mole of dodecyl chloride to one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol.
Example 10
8 parts of tris (dimethylaminomethyl) phenol, 6.1 parts of dodecenyl chloride and 50 parts of isopropanol are introduced into a container. The reaction mixture is heated at 85-920 C for ten hours. At the end of this time, 6.3 parts of decyl bromide are introduced and the mixture is warmed to 80-90 ° C. for twelve hours. 7 parts of propoxy-decyl chloride are then added. The reaction mixture is heated at 80-850 C for twenty hours. The mixture is cooled and washed with water and heptane. The alcohol was removed by evaporation and the product was identified as the quaternary ammonium compound of tris- (dimethylaminomethyl) phenol with dodecenyl chloride, decyl bromide and propoxydecyl chloride.
The quaternary ammonium compound composed of one mole of tris- (dimethylaminomethyl) phenol, one mole of decyl bromide and two moles of dodecenyl chloride is prepared in the same manner.