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Verfahren zur Herstellung von kapillaraktiven Schwefelsäureestern
Neben den als Mittel zum Waschen, Dispergieren, Netzen und für andere Zwecke in
letzter Zeit viel benutzten Schwefelsäureestern primärer, hochmolekularer, aliphatischer
Alkohole bzw. ihren Salzen sind auch schon die Schwefelsäureester einiger sekundärer
Alkohole, insbesondere solcher, die sich von Olefinen mit endständiger Doppelbindung
ableiten, für die gleichen Zwecke vorgeschlagen worden. Bei der Herstellung von
Schwefelsäureestern hochmolekularer, sekundärer Alkohole, beispielsweise durch Schwefeisäureanlagerung
an Octadecen-i, a oder Hexadecen-i, a, ebenso wie bei der Herstellung der primären
Alkoholschwefelsäureester ähnlicher Molekulargröße werden als Ausgangsstoffe die
nur in begrenzten Mengen verfügbaren und für andere Zwecke stark: begehrten hochmolekularen
Fettsäuren bzw. ihre Ester verwendet. Auch bei dem für Sulfonierungszwecke ebenfalls
schon vorgeschlagenen Pentatriacontanol ist das der Fall. Es wurde nun ein Verfahren
gefunden, das von der für die Seifenherstellung praktisch wertlosen Caprvlsäure,
einer Fettsäure mit 8 Kohlenstoffatomen, ausgeht und auf einfache Weise und mit
sehr guter Ausbeute zu einem sekundären hochmolekularen Alkohol führt, der in Form
seines Schwefelsäureesters bzw. von dessen Salzen ein gutes N,#'asch- und Emulgiermittel
ist und daneben eine ganz außerordentliche Netzfähigkeit aufweist. Er übertrifft
in` der Netzfähigkeit weitaus die Schwefelsäureester sämtlicher primärer aliphatischer
Alkohole sowie auch diejenigen sekundärer Alkohole, die durch Sulfonierung von Olefinen
mit endständigen Doppelbindungen erhältlich sind, sowie den Schwefelsäureester des
Pentatriacontanols, der wegen des extrem hohen Molekulargewichtes praktisch keine
Netzfähigkeit besitzt.
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Die als Ausgangsstoff benutzte Fettsäure ist als Abfallstoff zu betrachten,
da sie, falls
sie z. B. in Seifen vorhanden ist, deren Eigenschaften
kaum vorteilhaft zu beeinflussen vermag.. Durch das neue Verfahren gelingt es, diese
geringwertige Fettsäure in außerordent-1'ich wertvolle kapillaraktive Produkte überzuführen,
ohne daß zusätzlicher golistoffaufwand erforderlich würde.
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Das Verfahren besteht darin, daß Caprylsäure in das entsprechende
Keton mit 15 Kohlenstoffatomen übergeführt und dieses unter geeigneten Bedingungen
der katalytischen Reduktion unterzogen wird, worauf man den gebildeten sekundären
Alkohol in seinen Schwefelsäureester überführt, der im sauren Zustand oder auch
nach Neutralisation mit anorganischen oder organischen Basen die obenerwähnten vorteilhaften
Eigenschaften aufweist.
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Beispiel i Man erhitzt aus Kokosfettsäuren durch Destillation gewonnene
Caprylsäure mit io Gewichtsprozent entfetteten Eisenfeilspänen auf 28o bis 300'
C, bis die Säurezahl nahezu o geworden ist. Das entstandene Produkt wird vom Eisen
abgetrennt. Es besteht aus technisch reinem Pentadecanoiz-S. 1..11 g des Ketons
werden mit 47 g 95 °/o igeln Äthylalkohol und 15 g N ickelkataly Bator im
Autoklaven bei einem Druck von 1-.o bis 17o Atmosphären und einer Temperatur von
15o° C mit Wasserstoff, behandelt. Die Reaktion ist unter diesen Bedingungen nach
etwa 15 Minuten beendet. Man erhält Peiitadecanol-8 in einer Ausbeute von rund 97(/,
und mit einem Siedepunkt von 172 bis 177'' C/23 min. Nach der Sulfonierung, die
vorzugsweise bei Gegenwart von tertiären Basen, wie Pyridin, oder bei Gegenwart
von Äther, Trichloräthylen o. dgl. durchgeführt wird, und nachfolgender Neutralisation
erhält man aus dem Peittadecanol-f; ein sehr gut netzendes Erzeugnis. Beispiel 2
ioo g Pentadecanoii-8, das gemäß Beispiel i aus Caprylsäure gewonnen wurde, werden,
wie in Beispiel i beschrieben, reduziert, jedoch unter Verwendung von absolutem
Alkohol als Lösungsmittel und bei einer Hydrierungsternperatur von ioo bis 12o°
C. Es wird Pentadecanol-f; in einer Ausbeute von etwa 9i °% erhalten. Das Carbinol
wird mit Chlorsulfonsäure bei Gegenwart von Pyridin sulfoniert und das Reaktionsprodukt
mit Kalilauge neutralisiert.
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Bei der Ketonisierting kann man außer Eisen auch andere Metalle, z.
B. Magnesium oder Zinn, zweckmäßig in Pulverform, sowie Metalloxyde, wie Eisenoxyd,
ltattganoxvd find Tltoriuino-xyd, benutzen. Man kann dabei in der flüssigen oder
in der Dampfphase mit oder ohne Druck kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten.
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_@1sHydrierungskatalysatorenkönnen außer Nickel auch Kupfer, Kobalt,
Chrom bzw. Gemische der genannten Katalysatorrnetalle für sich oder auf Trägern
niedergeschlagen verwendet werden.
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Die folgende Tabelle gibt einen Vergleich der Netzfähigkeit des Sulfonierungsproduktes
.des Pentadecanol-8 im Vergleich zii den bekannten Sulfonierungsprodukten sekundärer
Alkohole. Es ergibt sich daraus, daß durch das neue Verfahren aus einem Abfallstoff
neue @t'asch- und Netzmittel von überragender Wirksamkeit gewonnen werden.
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Die Netzzeiten sind bei 20' C und bei einer Konzentration von i 9/d
in folgender "leise bestimmt worden: Die zu pr=üfende Lösung wird in ein Becherglas
von i Liter Inhalt (hohe Form) gebracht. Ein rundes Scheibchen aus rohem Bauinwollgewelje
von 32 mm Durchmesser wird mittels eines ; cnt langen Faden.. mit einem Bleigewicht
verl)tinden und in die Flüssigkeit versenkt. Als Endpunkt der Netzzeit wird der
Augenblick bestiniitit, in welcbem das Stoffscheibchen clcn Boden des Gefäßes berührt.
| Netzzeit |
| Na-S;ilz des S@h@teiclsiureestcrs hei r g I; |
| eu- |
| Will all öhol@clmlt |
| i. Pentadecanol-S techn. ..... 35" |
| Pentadecanol-S rein ...... |
| 3. 5-@3lhylnotianol-2 . . . . . . . . . 3-2o" |
| q.. 7-:@thyl-2-methylundecatiol-.I zc;o" |
| j, lz-Diäthylpentadecanol-ä i 65" |
| 6. Pentatriacontanol-zb ...... 1 1.I0" (,-u=) |