DE2738975C2 - Acyloxy-N,N'-diacylmalonamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Aktivatoren für Persalze - Google Patents
Acyloxy-N,N'-diacylmalonamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Aktivatoren für PersalzeInfo
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Description
in der R1, R2, Rz und R4 gleich oder verschieden sind
und ein Η-Atom oder eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylgruppe bedeuten.
2. Verfahren zur Herstellung der <x-Acyloxy-N,N'-diacylmalonamide
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein a-Acyloxymalonitril
der allgemeinen Formel
R1COO-C(CN)2-R2
in an sich bekannter Weise mit einer Mischung von Carboxylsäuren der allgemeinen Formeln
R3COOH+ R4COOH
in Anwesenheit eines sauren Katalysators behandelt, wobei Ri, R2, Ri R4 die in Anspruch 1 angegebene
Bedeutung haben.
3. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 in Bleich- oder Scheuermitteln als Aktivatoren für
Persalze.
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Die vorliegende Erfindung betrifft neue polyfunktionellc
Verbindungen, närnlich a-Acyloxy-N.N'-diacylmalonamide,
und ein Verfahren zu ihrer Herstellung durch Einwirkung einer Mischung von Carboxylsäuren auf ein
<%-AcyloxymalonnitriI in Anwesenheit eines sauren
Katalysators und die Verwendung dieser Verbindungen als Aktivatoren für Persalze.
Die «-AcyloxY-N.N'-diacylmalonamide der vorliegenden
Erfindung besitzen die allgemeine Formel:
CONHCOR3
R1COO-C-R2
R1COO-C-R2
CONHCOR4
in der Ri, R2, R3 und R4, die gleich oder verschieden sind,
ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylgruppe bedeuten.
Es ist aus den US-PS 26 59 749 und GB-PS 8 73 839 bekannt, daß durch Einwirkung eines Carboxylsäureanh
yd rids auf eine Cyanwassenitoffsäure oder deren Salze
mit guten Ausbeuten ein «-Acyloxymalonnitril RiCOO-C(CN)2-R2 erhalten wird. Ferner ist es
bekannt, daß bei erhöhten Temperaturen und in Anwesenheit einer Menge eines Perchlorsäurekatalysators
die Addition einer Carboxylsäure an einem Nitril vorgenommen werden kann, um N-acylierte Amide zu
erhalten (The Chemistry of Cyano Group, Edit Zoi Rappoport Intersci. Publ. 1970).
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60
65 Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei der Behandlung eines «-Acyloxymalonnitrils der allgemeinen
Formel
R,COO-qCN)2-R2,
wobei Ri und R2 die zuvor angegebenen Bedeutungen
besitzen, mit einer Mischung von Carboxylsäuren R3COOH, R4COOH, wobei R3 und R4 die zuvor
angegebenen Bedeutungen besitzen, in Anwesenheit eines Katalysators unter milden Bedingungen und mit
guten Ausbeuten, die formell der Addition einer Säure an jeder der Nitrilfunktionen entsprechen, «-Acyloxy-Ν,Ν'-diacylmalonamide
erhalten werden können.
Man kann die Synthese von a-Acyloxy-N.N'-diacylmalonamiden
auch direkt ausgehend von Cyanwasserstoffsäure oder Cyaniden ausführen, indem man diese
zunächst mit einem Carboxylsäureanhydrid und dann in einer zweiten Stufe durch das CarboxylsäMrenebenprodukt
der Reaktion in Anwesenheit von verschiedenen sauren Katalysatoren behandelt, ohne das «-Acyloxymalonnitril
zu isolieren.
Die erf.ndungsgernäß verwendbaren Carboxylsäuren
sind Ameisen-, Essig-, Proprion-, Butan-, Isobutan-, Valerian-, Capron-, Heptylsäure.
Die bei der Arbeitsweise ohne Nitrilisolierung verwendbaren Anhydride sind insbesondere die einfachen
oder gemischten Anhydride, die von den obigen Säuren abgeleitet sind.
Die erfindungsgemäß verwendbaren sauren Katalysatoren sind beispielsweise Perchlor-, Chlorwasserstoff-,
Bromwasserstoff-, Phosphor-, Polyphosphor-, Paratoluolsulfon-, Schwefelsäure, Aluminium-, Zinkchiorid,
Bortrifluorid.
Zur Durchführung des Verfahrens kann man in irgendeiner Reihenfolge das a-Acyloxymalonitril, den
Katalysator und die Säuren miteinander in Berührung bringen, wobei die letzteren die Rolle des Lösungsmittels
spielen, obwohl man meistens das vorherige Lösen des Katalysators in den Säuren und das nachfolgende
progressive Zugeben des Nitrils zu dieser Lösung bevorzugt.
Der Zusatz von Säure zu dem «-Acyloxymalonnitri! wird bei einer Temperatur zwischen etwa O bis 10O0C,
vorzugsweise zwischen 20 und 60° C vorgenommen, wobei der optimale Wert, der leicht durch den
Fachmann bestimmbar ist, entsprechend der besonderen Reaktivität der Reaktionsteilnehmer und des
verwendeten Katalysators variiert werden kann.
Der Zusatz von Anhydrid zur Cyanwasserstoffsäure oder den Cyaniden gefolgt von der Einwirkung auf das
Zwischenprodukt, das aus dem Carboxylsäurenebenprodukt gebildet wird, wird unter den gleichen
Temperaturbedingungen vorgenommen.
Die Reaktionsteilnehmer werden vorzugsweise in stöchiometrischen Verhältnissen verwendet, wobei der
eine oder andere jedoch in Unter- oder Überschuß zu diesen Verhältnissen verwendet werden kann. Der
verwendete Katalysator wird in einer Menge von 0,01 bis 10Gew.-% der gesamten Reaktionsmischung
zugegeben.
Die «-Acyloxy-tyN'-diacylmalonamide, die auf diese
Weise erhalten werden, sind Feststoffe, die man durch Filtrieren nach Konzentration isolieren und durch
bekannte Methoden wie durch Rekristallisation reinigen kann.
Diese neuen polyfunktionellena-Acyloxy-N.N'-diacylmalonamide
bilden Zwischenprodukte in der organischen Synthese. Sie finden auch Anwendung in Bleich-
oder Scheuermitteln, wo sie die Rolle von Aktivatoren von Persalzen, insbesondere von Natriumperborat und
-percarbonat spielen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert
In einen 500 ml-Reaktor, enthaltend 16,8 ml Schwefelsäure
(70° Bauma) und 67,2 g Essigsäure, gießt man in einem Abstand von 90 min unter Rühren eine Lösung
von 773 g l-Acetoxy-l.l-dicyanoäthan in 67,2 g Essigsäure.
Die Temperatur wird zwischen 50 und 55" C gehalten. 15 min nach Beendigung der Zugabe bildet
sich ein reichlicher Niederschlag. Der Mischung setzt man nun 300 ml Wasser zu und filtriert den Niederschlag
ab, der dann mit 100 ml Wasser gewaschen und getrocknet wird. Man erhält 104 g <x-Acetoxy-a-methyI-Ν,Ν-diacetylmalonamid.
Schmelzpunkt 192° C, Ausbeute: 72%.
Die Struktur des Produktes wird durch Elementat analyse
sowie duru-LInfrarot- und Kernresonanzspektroskopie
bestimmt
Theoretische Analyse %
C 46,51 H 5,46 N 10,85
gemessene Analyse %
C 46,40 H 5,69 N 10,88
C 4644 H 5,72 N 10,95
IR(öle):v cm-'=3270,3180,2950,1740,1705, jo
1500,1370,1220,720.
Kernresonanz (LMSO de) δ (ppm)
Ref: HMDS: 1,7 (3H), 2,2 (?H), 23 ■.. >H), 10,5 (2H).
In einer. 500 ml-Reaktor, enthaltend 225 g Essigsäureanhydrid
und 6,6 ml Triäthylamin gibt man im Abstand von 1 h unter Rühren 54 g Cyanwasserstoffsäure zu. Die
Temperatur wird zwischen 30 und 35° C gehalten. Nach Beendigung der Zugabe setzt man 2 ml Triäthylamin zu
und erwärmt die Mischung auf 5O0C während 5 h. Nach
Abkühlen werden 100 g dieser Mischung abgenommen und in einem Abstand von 30 min in einen zweiten
Reaktor gegeben, der auf 500C gehalten wird und 30 g
Essigsäure und 7,5 ml Schwefelsäure (70° Baume) enthält. Es bildet sich ein Niederschlag, der mit 200 ml
Wasser kalt behandelt, filtriert, mit 100 ml Wasser gewaschen und getrocknet wird. Man isoliert auf diese
Weise 73,5 g «-Acetoxy-a-methyl-N.N'-diacetylmalonamid,
das eine Ausbeute von 84% in Bezug auf die eingesetzte Cyanwasserstoffsäure entspricht.
Man arbeitet entsprechend Beispiel 2, ersetzt jedoch das Essigsäureanhydrid durch Proprionsäureanhydrid.
Ausgehend von 31 g Propionsäureanhydrid, 2,1 ml Triäthylamin, 5,8 g Cyanwasserstoffsäure, 3 ml Schwefeisäure
(70° Baum6) und 10 g Propionsäure erhält man
7,5 g «-Proprionyloxy-a-äthyl-N.N'-diproprionylmalonamid
(Schmelzpunkt: 90°C), das einer Ausbeute von 21% in Bezug auf die eingesetzte Cyanwasserstoffsäure
entspricht:
IR(öle):vcm-':3260,2980,2940,1755,1710,
1690,1470,1360,1180,1080,840,800.
1690,1470,1360,1180,1080,840,800.
Kernresonanz (DMSO de): δ (ppm)
Ref: HMDS:=(12H) stark, Xl (2H) Quadruplet,
2,6 (6H) stark, 10,5 (2H).
Man arbeitet entsprechend Beispiel 1, ersetzt jedoch Essigsäure durch Propionsäure. Man erhält «-Acetoxy-
«-methyl-N.N'-diproprionylmalonamid mit einer Ausbeute
von -59%.
Schmelzpunkt des Aktivierers A. P. 34:190° C.
IR (öle): ν cm - ·: 3260,3180,2980,2940,1750,
1490,1370,1230,1160,870,720.
1490,1370,1230,1160,870,720.
Kernresonanz (DMSO ctj) ö (ppm)
Ref: HMDS: 037 (6H) Triplet
ί ,69 (3H) Singlet 2,17 (3H) Singlet,
2,60 (4H) Quadruplet 10,4 (2H) Singlet
Ref: HMDS: 037 (6H) Triplet
ί ,69 (3H) Singlet 2,17 (3H) Singlet,
2,60 (4H) Quadruplet 10,4 (2H) Singlet
Die überraschende Überlegenheit der erfinJungsgemäßen
Verbindungen gegenüber bekannten Stoffen ähnlicher Wirkungsrichtung, beispielsweise den aus den
DE-AS 10 76 632 und GB-PS 8 55 735 bekannten Verbindungen oder einem lediglich mit Perborat
versetzten Waschmittel ergibt sich aus den nachfolgenden Vergleichsversuchen:
In den folgenden Vergleichsversuchen wird die aktivierende Wirkung des erfindungsgemäßen a-Acetoxy-a-methyl-N.N'-dacetylmalonamids
mit dem N1N-diacetylanilin und dem N,N-Diacety!-p-toluidin nach der
GB-PS 8 55 735 verglichen:
In den Waschversuchen wurden Gewebe, die vorher mit Wein, Kakao und Tee verschmutzt worden waren,
bei 40° und 6O0C mit einem Waschmittelgrundstoff des
EMPA (Laboratoire Federal d'Essai de Materiaux de Saint-Gall (Suisse)), der die folgenden Bestandteile
enthielt, gewaschen:
5 g/l einer EMPA-Waschmittelbasis, ohne Zusatz
von Pertiorat und blauem Farbstoff
1,7 g/l Perborat
1,7 g/l Perborat
die angegebenen Mengen der entsprechenden Aktivatoren in einem molaren Verhältnis Perborat/Aktivator
gleich 2.
Die entsprechenden Waschmittelzusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Der Waschvorgang wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Waschmaschine AHIBA, vorerhitzt auf 60° C
Beschickung mit 250 cm3 Waschlauge und
12^ g Gewebe (Verhältnis 1/20)
Erhitzen 20 min aul 400C, 30 min auf 6O0C,
Behandlung während ;i0 min bei einer
Temperatur von 400C oder 6O0C,
Kaltspülung.
Die Wirksamkeit der verschiedenen Aktivatoren wurde bestimmt, indem die Bleichkraft der Waschmittel
nach der folgenden Formel bestimmt wurde:
End-Weiße - Anfangs-Weiße
100 - Anfangs-Weiße
100 - Anfangs-Weiße
X 100.
Die Weiße der behandelten trockenen Gewebe wurde mit einem ZEISS-Elektrophotometer gemessen.
Die in der Tabelle angegebenen Werte entsprechen
dem Mittelwert der Messungen auf der Oberseite und der Unterseite der Gewebe,
Die Versuchsergebnisse zeigen, daß der erfindungsgemäße Aktivator a-Acetoxy-a-methyl-M.N'-diacetylmalonamid
eine wesentliche Verbesserung der Bleichkraft bewirkt, während die Zugabe des D'iacetylaniüns
und des Diacetyltoluidins nach der GB-PS 8 55 735
gegenüber einem mit Perborat versetzten Waschmittel eine wesentlich geringere Verbesserung ergibt. Beispielsweise
beträgt die Bleichkraft bei mit Wein verschmutztem Gewebe bei 60°C ohne Aktivator 17%,
bei Zugabe der Anilinderivate 50,65% bzw. 49%, während bei Zugabe des erfindungsgemäßen Aktivators
die Bleichkraft 59,85% beträgt
Damit ist der technische Fortschritt überzeugend dargelegt
Vergleich der Bleichwirkung verschiedener Aktivatoren in % bei Wäsche in einer „AHIBA"-Maschine bei 60°C
Waschmittel
g/l EMPA-Gewebc EMPA-Gewebe EMPA-Gewebe
weinver- kakaover- teever-
schmutzt schmutzt schmutzt
Waschmittelbasis
EMPA
Perborat
EMPA
Perborat
Waschmittelbasis
EMPA
Perborat
Acetoxymethyldiacetylmalonamid
EMPA
Perborat
Acetoxymethyldiacetylmalonamid
Waschmittelbasis
EMPA
Perborat
Diacetylanilin
EMPA
Perborat
Diacetylanilin
Waschmittelbasis
EMPA
Perborat
Diacetyltoluidin
EMPA
Perborat
Diacetyltoluidin
5 1.7
1.7
2.84
1.7
1,28
1.7
1.44 37%
59,85 %
50.65 %
49%
15,5%
40.65 %
21,1%
19.55%
36,7%
60.8 %
54.2 %
51.75%
2. Versuchsserie, Molverhältnis Perborat/Aktivator = 2
Waschmittel
g/l EMPA-Gewebe EMPA-Gewebe EMPA-Gewebe weinver- kakaover- teeverschmutzt
schmutzt schmutzt
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1.7
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1.7
Acetoxymethyldiacetylmalonamid 1,42
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1,7 ot-Propionoxy-a-äthyl-N.N'-dipropionylrnalonamid 1.0
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1.7 a-Acetoxy-ot-melhyl-N.N'-dipropionylmalonamid 1.0
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1.7
Diacetylanilin 0.64
Waschmittelbasis
EMPA 5
Perborat 1.7
DiacetyltoluiJin 0,72
37%
55,1 %
59.1 %
57.3 %
15.5%
39.4 %
38.4 %
46,15% 13,9%
36,7 %
28.65 % 57 %
61.6%
60.2%
46,4 %
44.65 % 11.55 % 45.8 %
Claims (1)
1. «-Acyloxy-NW-diacylmalonamide der allgemeinen
Formel:
CONHCOR3
R1COO-C-R2
R1COO-C-R2
CONHCOR4
IO
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