DE1126396B

DE1126396B - Verfahren zur Herstellung von polyquaternaeren Verbindungen

Info

Publication number: DE1126396B
Application number: DEF21192A
Authority: DE
Inventors: Dr Klaus Boeckmann; Dr Carl Taube
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1956-09-08
Filing date: 1956-09-08
Publication date: 1962-03-29

Description

Verfahren zur Herstellung von polyquaternären Verbindungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von polyquaternären Verbindungen durch Erwärmen monohalogenierter tertiärer Amine der allgemeinen Formel worin R1 und R2 gleiche oder voneinander verschiedene Kohlenwasserstoffreste, die gegebenenfalls ringgeschlossen sind, und R3 einen gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Kohlenwasserstoffrest bedeuten, während X für Halogen steht, in Gegenwart von Wasser in heterogenem System, wobei sich die genannten Amine mit sich selbst umsetzen und wobei ferner das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die angewandte Gewichtsmenge Wasser so wählt, daß sie die angewandte Menge Amin nicht übersteigt.
Die für die Umsetzung in heterogenem System zweckmäßigen Temperaturen lassen sich durch Vorversuche leicht ermitteln, sie liegen zweckmäßig bei 80 bis 100"C. Das Ende der Umsetzung erkennt man daran, daß das Reaktionsmedium nicht mehr alkalisch reagiert. Das ursprünglich heterogene System ist dann in ein homogenes System übergegangen.
Als Kohlenwasserstoffreste Rl und R2 seien beispielsweise Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- und Aralkylreste genannt, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Allyl, Cyclohexyl, Phenyl, Tolyl und Benzyl; Vertreter der heterocyclischen Reste sind beispielsweise der Pyrrolidin,- Piperidin-, Hexamethylenimin-, Morpholin- und Tetrahydrochinolinrest. R3 kann für eine gerade oder verzweigte, gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Alkylenkette oder auch für den Rest -CH2 C8H4-stehen; als Halogen kommt in erster Linie Chlor oder Brom in Betracht.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen polyquaternären Verbindungen sind mannigfacher Anwendung fähig; sie können z. B. als Textilhilfsmittel Verwendung finden.
Die Umsetzung verläuft vermutlich nach folgender Gleichung zu kettenförmigen Verbindungen: in der n größer als 2 ist.
Es ist zwar bereits bekannt, daß sich tertiäre Amine mit einer Chloräthylgruppe in homogenem System zu ringförmigen Verbindungen dimerisieren, nämlich zu den entsprechenden quaternären Piperazinderivaten; hieraus konnte jedoch nicht geschlossen werden, daß derartige Amine sich in heterogenem System zu vermutlich kettenförmigen polyquaternären Gebilden addieren würden.
Beispiel 1 135,5 g (= 1 Mol) Diäthyl-chloräthylamin (Kp.ls 40 bis 42"C) werden in einem Rührkolben auf 80 bis 100 C erhitzt; bei dieser Temperatur läßt man unter Rühren langsam insgesamt 100 ccm Wasser eintropfen.
Die sich zunächst bildende Emulsion geht allmählich in eine viskose, homogene, optisch klare Flüssigkeit über, die sich mit Wasser in jedem Verhältnis mischt und hierbei neutrale Reaktion zeigt.
Zu einem ähnlichen Produkt gelangt man, wenn man Diäthyl-chloräthylamin mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser bei Zimmertemperatur mit einem Schnellrührer emulgiert, bis zur homogenen, klaren Lösung bei Zimmertemperatur weiterrührt und anschließend einige Stunden auf 80 bis 100"C erhitzt.
Beispiel 2 171,5 g (= 1 Mol) Hexamethylen-chloräthylamin (Kp.10 86"C) werden mit 50 ccm Wasser versetzt und unter kräftigem Rühren langsam auf 80 bis 100"C erwärmt. Hierbei erstarrt die zunächst leicht bewegliche Emulsion zu einer salbenartigen Substanz, die sich in warmem Wasser unter neutraler Reaktion klar löst.
Beispiel 3 13,5 g (= 0,1 Mol) Diäthyl-chloräthylamin, 16,4 g (= 0,1 Mol) Di-n-propyl-chloräthylamin (Kp.10 65 bis 66"C) und 19,1 g (= 0,1 Mol) Di-n-butyl-chloräthylamin (Kp.14 99 bis 100°C) werden zusammen bei 100°C langsam unter Rühren mit 25 ccm Wasser versetzt. Es entsteht eine klare viskose Flüssigkeit, die sich mit Wasser zu einer neutral reagierenden Lösung mischt.
Folgende tertiäre Amine lassen sich ebenfalls für sich allein oder in Mischungen zu ähnlichen höhermolekularen quaternären Aminen umsetzen: N-Chloräthyl-pyrrolidin (Kp.ll 54 bis 55°C), N-Chloräthylmorpholin (Kp.11 80 bis 81"C), N-Chloräthyl-piperidin (Kp.11 66 bis 68°C), Di-isobutyl-chloräthylamin (Kp.10 81"C), ß-Chlor-ß'-diäthylamino-diäthyläther (Kp.12 89,5"C) und N-Äthyl-N-chloräthyl-hexahydroanilin.
Beispiel 4 121,5 g (= 1 Mol) l-Dimethylamino-3-chlorpropan (Kp.50 73 bis 75"C) werden mit 50 ccm Wasser verrührt, und die so erhaltene Emulsion wird innerhalb einer Stunde auf 90 bis 95"C erhitzt. Im Laufe von weiteren 5 Stunden werden nochmals 50 ccm Wasser in mehreren Anteilen hinzugefügt. Nach insgesamt 15stündigem Erhitzen auf 90 bis 95"C ist eine klare, viskose Lösung entstanden, die neutral reagiert und mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar ist. Beim Eindampfen dieser Lösung hinterbleibt eine feste, farblose Masse, die sich im Wasser leicht wieder lösen läßt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von polyquaternären Verbindungen durch Erwärmen monohalogenierter tertiärer Amine der allgemeinen Formel worin R1 und R2 gleiche oder voneinander verschiedene Kohlenwasserstoffreste, die gegebenenfalls ringgeschlossen sind, und R3 einen gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Kohlenwasserstoffrest bedeuten, während X für Halogen steht, in Gegenwart von Wasser in heterogenem System, dadurch gekennzeichnet, daß man die angewandte Menge Wasser so wählt, daß sie die angewandte Menge Amin nicht übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Temperaturen von 80 bis 100°C erwärmt.
In Betracht gezogene Druckschriften: Beilstein, Handbuch der organischen Chemie, 4. Auflage, Hauptwerk Bd. 4, S. 133, 176; Ergänzungswerk I, Bd. 12, S. 156; Ergänzungswerk II, Bd.
4, S. 619; Hauptwerk Bd. 20, S. 17; Ber. d. dtsch. chem. Ges., 50 (1917), S. 1640; 39 (1906), S. 2879.