DE1261861B

DE1261861B - Verfahren zur Herstellung von Glycaminabkoemmlingen

Info

Publication number: DE1261861B
Application number: DED42304A
Authority: DE
Inventors: Dr Arnold Heins
Original assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Current assignee: DEHYDAG GmbH; Dehydag Deutsche Hydrierwerke GmbH
Priority date: 1963-08-22
Filing date: 1963-08-22
Publication date: 1968-02-29

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C07c

Deutsche Kl.: 12 q-32/01

Nummer: 1261 861

Aktenzeichen: D42304IVb/12q

Anmeldetag: 22. August 1963

Auslegetag: 29. Februar 1968

Es ist bereits bekannt, daß man durch Umsetzung von wasserlöslichen N-monoalkylierten Glycaminen, deren Alkylreste 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, mit höhermolekularen Fettsäureestern bei Temperaturen zwischen 140 und 230° C zu den entsprechenden N-Acylierungsprodukten gelangt, die oberflächenaktive Eigenschaften aufweisen. Ein Nacharbeiten dieses Verfahrens bei Temperaturen, die im angegebenen Rahmen eine für die technische Durchführung ausreichende Umsetzungsgeschwindigkeit ge- ίο währleisten, d.h. bei etwa 160 bis 200⁰C, zeigte, daß man zu dunkelgefärbten Reaktionsprodukten gelangt, die in Wasser nur trübe, dunkle Lösungen ergeben. Dies ist offenbar auf die bei der Höhe der Reaktionstemperatur eintretende, unvermeidbare BiI-dung von Neben- und Zersetzungsprodukten zurückzuführen. Bei Anwendung von unter 140⁰C liegenden Temperaturen findet selbst unter vermindertem Druck keine Umsetzung statt.

Am Stickstoff monoalkylierte Glycamine, deren Alkylreste 10 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, sind bekannt und stellen relativ schwerlösliche Produkte mit einer gewissen oberflächenaktiven Wirkung dar.

Es wurde gefunden, daß man Glycaminabkömmlinge der allgemeinen Formel

R — N

in der R den Zuckerrest des Glycamins, R₁ einen Alkylrest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und R₂ einen Acylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch herstellen kann, daß man in an' sich bekannter Weise entsprechende N-Monoalkylglycamine mit entsprechenden Carbonsäuren oder deren reaktionsfähigen Derivaten oder Keten oder dessen reaktionsfähigen Derivaten bei Temperaturen zwischen 30 und 150⁰C umsetzt.

Die erhaltenen Produkte weisen gegenüber den monoalkylierten Glycaminen überraschenderweise eine erheblich verbesserte Löslichkeit sowie gleichzeitig eine bedeutend gesteigerte Oberflächenaktivität auf. Darüber hinaus fallen diese nach dem erfindungsgemäß angewendeten Verfahren hergestellten neuartigen Produkte bei den zulässigen niedrigen Umsetzungstemperaturen fast farblos und in klaren Lösungen, d.h. ohne Bildung störender Nebenprodukte, an.

Geeignete N-Alkyl-glycamine werden in bekannter Weise durch katalytische Hydrierung von Gemischen Verfahren zur Herstellung von
Glycaminabkömmlingen

Anmelder:

Dehydag Deutsche Hydrierwerke G. m. b. H.,

4000 Düsseldorf, Henkelstr. 67

Als Erfinder benannt:

Dr. Arnold Heins, 4010 Hilden

aus Monosacchariden, wie z.B. Glucose, Mannose, Galactose, Fructose und Sorbose oder Gemischen von Monosacchariden, wie sie z.B. im Invertzucker vorliegen, und N-Alkylaminen mit einer Kohlenwasserstoffkette von 10 bis 20 Kohlenstoffatome erhalten. Die Kohlenwasserstoffketten können auch durch O, S und N bzw. entsprechende Atomgruppierungen unterbrochen oder durch diese Atome enthaltende Gruppen substituiert sein.

Als Acylierungsmittel wird aus praktischen Gründen vorwiegend Acetanhydrid verwendet, doch sind auch andere niedermolekulare Carbonsäuren, deren Anhydride, Halogenide oder Ester in gleicher Weise geeignet. Weiterhin haben sich als Acylierungsmittel Keten und dessen Abkömmlinge, wie z.B. Isopropenylacetat, bewährt.

Die erfindungsgemäße Umsetzung erfolgt bei Temperaturen von 30 bis 145° C, vorzugsweise bei 30 bis 100⁰C, je nach Reaktionsfähigkeit der Ausgangs-, komponenten, gegebenenfalls in Gegenwart inerter Lösungsmittel mit oder ohne Druck. Die erfindungsgemäß hergestellten N-Acyl-N-alkyl-glycamine sind pastenförmig oder fest und weisen ausgezeichnete Netz- und Dispergiermitteleigenschaften auf.

Beispiele

In der anschließenden Tabelle sind die Daten verschiedener erfindungsgemäß erhältlicher N-Acetyl-N-alkyl-glycamine aufgeführt, die in der nachstehenden Weise erhalten werden.

Je 1 Mol N-Alkyl-glycamin wurde in rund 1550 bis 2000 ml Eisessig gelöst. Anschließend wurde bei 45⁰C unter Rühren 1,05 Mol Acetanhydrid eingetropft. Nach der Zugabe des Acylierungsmittels wurde die Lösung V2 Stunde lang auf 90⁰C erwärmt. Dann

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wurden bei 90 bis 100⁰C das überschüssige Acetanhydrid und die Essigsäure im Wasserstrahlvakuum abdestilliert. Es wurde das entsprechende N-Acetyl-N-alkyl-glycamid in reiner Form erhalten. Der dem Produkt unter Umständen noch anhaftende schwache Geruch nach Essigsäure konnte durch Trocknen über Natriumhydroxyd beseitigt werden. Die Produkte lösen sich, gegebenenfalls unter leichtem Erwärmen, in Wasser und allen polaren organischen Lösungsmitteln.

Tabelle

	N-Alkyl-glycamine	Zucker	Alkylrest R	Acylierungsmittel	Ausbeute	N-Acy I-N-al kyl-glycamkl	Oberflächen
							spannung
Beispiel TvIi-	Glucose	C₁₂H₂₃		(¹Vo)	Schmelzpunkt	(0,1 eß Wasser bei
Nk	Glucose	C₁₄H₂₉	Acetanhydrid	97		23±1-C)
	Glucose	QoH₃₃	Acetanhydrid	99,5	(-C)	29,7 dyn/cm
1	Glucose	C₁₈H₃₇	Acetanhydrid	99,5	—	31,1 dyn/cm
2	Fructose	C₁₂H₂S	Acetanhydrid	98,5	—	32,1 dyn/cm
3	Galactose	C₁₂H₂₅	Acetanhydrid	91	34,5	46,6 dyn/cm
4	Invertzucker	C₁₂H₂₅	Acetanhydrid .	95	48,5 bis 50	30,5 dyn/cm
5	Invertzucker	QeH₃₇	Acetanhydrid	' 96	—	30,9 dyn/cm
6	Glucose	(CH₂)3 O C₁₂H₂₅	Acetanhydrid	97	—	30,1 dyn/cm
7	Glucose	(CH₂J₃ O C₁₄H₂₉	Acetanhydrid	97,5	—	47,5 dyn/cm
8	Glucose	-(CH₂J₃-O-C₁₆H₃₃	Acetanhydrid	99,5	—	31,7 dyn/cm
9	Glucose	-(CH₂J₃-O-Q₈H₃₇	Acetanhydrid	99	—	32,3 dyn/cm
10			Acetanhydrid	99,5	30	33,9 dyn/cm
11			41	44,5 dyn/cm
12		53 bis 55

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Beispiel 13

30 g N-Dodecylglycamin wurden mit 7,05 g Essigsäuremethylester vermischt. Das Gemenge wurde in einem Autoklav 18 Stunden auf 145⁰C erhitzt. Anschließend wurde das gebildete Methanol im Vakuum abgezogen. Es hinterblieb farbloses pastöses N-Acetyl-N-dodecylglycamin in 89,5% der Theorie Ausbeute. Die Oberflächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 29,8.

Beispiel 14

30 g N-Dodecylglycamin, in 200 ml wasserfreiem Toluol aufgeschlämmt, wurden bei 60° C mit 5,9 g Acetylchlorid versetzt. Sodann wurde die Mischung 40 Stunden auf 110⁰C erwärmt und Stickstoff in langsamem Strom durchgeleitet, um den bei der Acetylierung gebildeten Chlorwasserstoff zu entfernen. Nach Abtreiben des Lösungsmittels im Vakuum wurden 32 g (entsprechend 95,5% der Theorie) farbloses N-Acetyl-N-dodecylglycamin erhalten. Die Oberflächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 29,9.

Beispiel 15

50 g N-Dodecylglycamin wurden mit 15,2 g Isopropenylacetat versetzt. Anschließend wurde auf 120° C erwärmt und über eine 30 cm lange Füllkörperkolonne das bei der Acylierung entstehende Aceton abdestilliert. Nach Entfernung der letzten flüchtigen Bestandteile im Vakuum blieben 48,3 g (86,3% der Theorie) analysenreines N-Acetyl-N-dodecylglycamin zurück. Die Oberflächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 29,7.

Beispiel 16

50 g N-Dodecylglycamin wurden mit 29,4 g 90%iger Ameisensäure vermischt und 3 Stunden im Rückfluß erhitzt. Danach wurde die überschüssige Ameisensäure bei 50⁰C im Vakuum abdestilliert und der Rückstand über NaOH im Vakuum von den letzten Säureresten befreit. Es hinterblieben 49,5 g (entsprechend 92% der Theorie) farbloses N-Formyl-N-dodecylglycamin. Die Substanz löste sich sehr leicht in Wasser. Die Oberflächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 30,5.

Beispiel 17

50 g N-Hexadecylglycamin wurden mit einem Gemisch von 13,2 g Acetanhydrid und 11,4 g 100%iger Ameisensäure zunächst 2 Stunden auf 35° C, danach 2 Stunden auf 110⁰C erwärmt. Aus dem Reaktionsansatz wurden anschließend bei 8O⁰C im Vakuum die flüchtigen Anteile abdestilliert. Das in 95% der Theorie Ausbeute gewonnene farblose N-Formyl-N-hexydecylglycamin war in Wasser leicht löslich und zeigte eine hohe Oberflächenaktivität. Die Ober-• flächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 33,5.

Beispiel 18

Ein Gemisch aus 50 g N-Dodecylglycamin und 20,5 g Buttersäure-n-propylester wurde so lange unter Rühren auf 140° C erhitzt, bis 8,6 g n-Propanol daraus abdestilliert waren. Es blieben 51,1 g N-Butyryl-N-dodecylglycamin zurück, die beim Erkalten glasig erstarrten. Die Oberflächenspannung des Produktes (0,1 g/l Wasser bei 23 ± 1°) betrug 32,3.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Glycaminabkömmlingen der allgemeinen Formel

R —N

in der R den Zuckerrest des Glycamins, R₁ einen

Alkylrest mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und R₂ einen Acylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, durch Acylierung von N-Monoalkylglycaminen mit Carbonsäuren oder deren Derivaten, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise entsprechende N-Monoalkylglycamine mit entsprechenden Carbonsäuren oder deren reaktionsfähigen Derivaten oder Keten oder dessen reaktionsfähigen Derivaten bei Temperaturen zwischen 30 und 150⁰C umsetzt.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung sind zwei Blatt Vergleichsversuche ausgelegt worden.

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