Brevet FR2262660A1 — publié le 19750926

La présente invention concerne des aminimides pouvant servir d'intermédiaires chimiques et desurfactifs, ainsi que des procédées pour leur fabrication. Au cours des récentes années, la chimie des aminimides s'est beaucoup développée. Le procédé classique de préparation des aminimides est le suivant V /Alkyle R /Alkyle Alkyl-C-N-N' + Alkyle-X -qE Alkyl-C-N-N ç Alkyle-X Alkyl-C-N-NAlkyle- x Alkyle Alkyle wAlkyle (j base (j Alkyle 8 H H / H base 2 H / A > lkyl-C-N-N - Alkyle X , plkyl Alkyl-C-N-N - Aikyle Alkyle Alkyle Cependant, comme montré aux exemples 1 et 2, le stade de la quaternisation ne s'effectue pas lorsque les groupes alkyles sont des groupes hydroxy-alkyles, et il s'est avéré impossible jusqu'à présent d'effectuer la synthèse de tris(hydroxy alkyl)aminimides. La Demanderesse vient de trouver des procédés simples pour produire des hydroxy-alkyl-aminimides,.et elle a trouvé que ces composés ont des propriétés surfactives intéressantes et qu'ils peuvent également servir d'intermédiaires chimiques. Par conséquent, la Demanderesse propose-un composé de formule (I) ou R1 est un atome d'hydrogène, un radical formyle, alkylcarbonyle, alkylcarbonyle substitué, alcoxy-carbonyle, alcoxy carbonyle substitué, alkyl-poly(oxy-éthylène)-carbonyle, arylcarbonyle ou arylcarbonyle substitué ; R est un radical alkyle substitué ou de préférence et R à R8, inclusivement, peuvent être identiques ou différents, sont chacun un atome d'hydrogene, un radical alkyle ou alkyle substitué. La Demanderesse préfère que R3, R5 et R7 soient identiques, et que R41 R6 et R8 soient également identiques. Les composés dans la formule desquels R3, R5 et R7 sont chacun un atome d'hydrogène et R4, R6 et R8 sont chacun un atome d'hydrogène, un radical méthyle ou hydroxy-méthyle, peuvent s'obtenir a partir d'une matière de départ facile à obtenir et on les préfère donc. Les composés dans la formule desquels R1 est un radical alkylcarbonyle se préparent très facilement par des procédés décrits ci-après et on les préfère donc également. Des composés typiques entrant dans le cadre de la présente invention répondent aux formules suivantes HN-N(CH2CH2OH)3 II où n vaut o, 1, 2, 3, 4, 7, 8 La Demanderesse propose également des procédés pour produire les composés cte la présente invention. On peut préparer les composés de la présente invention dans la formule desquels R est un radical formyle, alkylcarbonyle, alkylcarbonyle substitué, arylcarbonyle ou arylcarbonyle substitué, par la réaction d'un mélange d'un ester d'acide carboxylique (XV) (ot R1 est un radical formyle, alkylcarbonyle, alkylcarbonyle substitué, arylcarbonyle ou arylcarbonyle substi tué), de l'hydrazine (XVI)ou d'une hydrazine monosubstituée (XVII), an présence d'un oxyde d'alkylène (XVIII). Les réactions sont illustrées par les équations suivantes Dans ces équations, R2 à R4, inclusivment, répondent aux défi- nitions données ci-dessus ; ew R9 est un groupe alkyle. La Demanderesse a trouvé que le mélange réactionnel brut contient de 60 à 100 pour cent des aminimides (XIX) et (XX) et O à 40 pour cent des hydrazides (XXI) et (XXII), respectivement R-NH-N(CHR -CHR4OH)2 R-NH-NR(CHR -CHR4OH) XXI XXII et qu'il peut servir,sans purification, de surfactif ou dtin- termédiaire chimique. La Demanderesse a trouvé que l'on obtient les meilleurs résultats lorsque l'on utilise un excès de l'oxy- de d'alkylène. Un autre procédé pour fabriquer les composés de la présente invention, dans la formule desquels R1 est un atome d'hydrogène, consiste faire réagir l'hydrazine (XVT) ou une hydrazine monosubstituée (XVII) avec un oxyde d'alkylène de formule générale (XVIII). Les réactions sont illustrées par les équations suivantes, dans lesquelles R à R4, inclusivement, répondent aux définitions données ci-dessus On peut encore faire réagir les composEs ainsi obtenus avec un ester d'acide carboxylique de formule générale (XV), selon la définition données ci-dessus, pour obtenir d'autres composés de la présente invention. Les réactions sont illustrées par les équations suivantes dans lesquelles R à R4, inclusivement, répondent aux finitions ci-dessus On peut également préparer les composés de la présente invention en faisant réagir des hydrazides de formule géné- rale (XXV) avec un oxyde d'alkylène de formule générale (XVIII), comine illustré dans l'équation suivante ot R1 à R4, inclusivement, répondent aux définitions ci-dessus Les produits de la présente invention peuvent servir de surfactifs, d'agents de .gonflement des mousses, d'agentsde conditionnement des étoffes et d'agents d'assouplissement des textiles, et ils peuvent également servir d'intermédiaires chimiques, par exemple pour produire des surfactifs. Les composés de la présente invention contiennent des groupes hydroxyles que l'on peut condenser avec des molécules supplémentaires d'un oxyde d'alkylène afin d'en modifier les propriétés. L'invention est maintenant illustrée, mais nullement limitée, par les exemples suivants. Exemple 1 Le présent exemple est fourni a titre illustratif. On dissout 10,1 grammes (0,033 mole) de 2,2-bis(2hydroxyéthyl)laurohydrazide dans 20 millilitres d'éther éthylique au reflux, et l'on ajoute 5,0 grammes (0,04 mole) de 2-brométhanol. On chauffe le mélange au reflux durant quatre heures, puis l'on chsse le solvant et l'excès de 2-brométhanol par distiliation sous vide. Le résidu cristallise au refroidissement et -on le fait recristalliser dans un mélange de benzène et d'éther de pé trole (dont le point d'ébullition se situe entre 400 et 600 C) pour obtenir un solide blanc dont le point de fusion se situe entre 630 et 650 C. (Le 2,2-bis(2-hydroxy-éthyl)laurohydrazide possède un point de fusion compris entre 640 et 65,50 C). Le spectre du produit dans l'infra-rouge est identique à celui du 2,2-bis (2-hydroxy-éthyl) laurohydrazide. Exemple 2 Le présent exemple est également un exemple comparatif. On dissout 10,1 grammes (0,033 mole) de 2,2-bis(2hydroxy-éthyl)laurohydrazide dans 20 millilitres d'éther éthy lique au reflux, et l'on ajoute 5,0 grammes (0,04 mole) de 2-brométhanol. On chauffe le mélange au reflux durant dix-huit heures, puis l'on enlève le solvant par distillation. On chauffe ensuite-le résidu à 800 C sous une pression réduite correspondant à 0,1 millimètre de mercure pour enlever le 2-brométhanol, et l'on obtient 1Q,4 grammes d'une huile jaune pâle qui cristallise au refroidissement. Le solide brut a encore -l'odeur du 2-brométhanol et son spectre dans l'infra- rouge est identique à celui du 2,2-bis(2-hydroxy-éthyl)lauro- hydrazide. Exemple 3 Dans un autoclave en acier inoxydable 21, on introduit un mélange de 214 grammes (1,0 mole) de laurate de méthyle, 200 grammes (1,2 mole) d'urne solution aqueuse à 19 pour cent d'hydrazine et 250 millilitres d'isopropanol. On balaye trois fois l'autoclave à l'azote et l'on en chauffe le contenu jusqu'à 600 C en faisant passer de la vapeur d'eau dans un serpentin interne. On ajoute ensuite 220 grammes (5,0 moles) d'oxyde d'éthylène au mélange soumis à une agitation vigoureuse, l'addition étant effectuée à un débit permettant de maintenir la température à 550 - 600 C. Après achèvement de cette addition, on agite le mélange durant deux heurt supplémentaires avant d'enlever le produit de l'autoclave et d'en éliminer le solvant par distillation sous pression réduite. Le produit obtenu est une huile limpide et visqueuse, d'un jaune très pâle. Son spectre dans l'infra-ro-uge montre une forte absorption de carbonyle à 1565 centimètres-1 (aminimide), ainsi que de faibles absorption de carbonyle à 1650 centime- tres-1 (hydrazide) et 1730 centimètres-1 (ester inaltéré). Exemple 4 Dans un autoclave en acier inoxydable, on introduit un mélange de 2,89 kilogrammes (9,8 moles) d'oléate de méthyle, 1,05 kilogrammes (11,4 moles) d'une solution aqueuse a 35 pour cent d'hydrazine et 4,5 litres d'isopropanol. On balaye bien l'autoclave à l'azote et-l'on ajoute 1,93 kilogramme (44,0 moles) d'oxyde d'éthylène au mélange soumis à une agitation vigoureuse, l'addition étant effectuée à un débit permettant de main- tenir la température à 500 - 600 C. Après achèvement de l'addition, on chasse le solvant par distillation sous pression réduite à 1000 C pour obtenir un liquide visqueux de couleur jaune pâle. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1560 centimètres 1 (aminimide), avec de faibles- absorption de carbonyle à 1650 centimetres 1 (hydrazide) et à 1730 centimètres 1 (traces d'ester inaltéré). Exemple 5 Dans un autoclave en acier inoxydable 21, on introduit un mélange de 118Wgrammes (1,0 mole) de carbonate de diéthyle,l01 grammes (1,1 mole) d'une solution aqueuse à 35 pour cent d'hydrazine et 500 millilitres d'isopropanol. On balaye trois fois l'autoclave à l'azote et l'on en chauffe le contenu jusqu'à 600 C en faisant passer de la vapeur d'eau dans un serpentin interne. On ajoute ensuite 180 grammes (4,1 moles) d'oxyde d'éthylène .au mélange soumis à une agitation vigoureuse, l'addition étant effectuée à un débit permettant de maintenir la température à 550 - 600 C Après achèvement de cette addition, on agite le mélange durant deux heures supplémentaires puis l'on chasse le solvant par distillation sous pression réduite. Le produit obtenu est une huile visqueuse de couleur jaune pâle (240 grammes). Le spectre de ce produit dans l'infra- rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1600 centimètres 1 (aminimide) et une faible absorption de carbonyle à 1710 cer.timbtres 1 (hydrazide). Exemple 6 Dans un autoclave en acier inoxydable 11, on introduit un mélange de 47 grammes (0,27 mole) d'adipate de méthyle, 27 grammes (0,54 mole) d'hydrate d'hydrazine, 150 millilitres d'isopropanol et 30 millilitres d'eau. On balaye trois fois l'autoclave à l'azote et l'on en chauffe le contenu jusqu ta 350 C. On ajoute 90 grammes (2,05 moles) d'oxyde d'éthylène au mélange soumis d une agitation vigoureuse, l'addition étant ef fectuée à un débit permettant de maintenir la température à une valeur inférieure à 600 C. Après achèvement de l'addition, on agite le mélange durant une heure supplémentaire, puis on en élimine le solvant par distillation sous pression réduite pour obtenir un liquide visqueux de couleur jaune pâle. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1560 centimètres -1 (aminimide) et des absorptions de carbonyle à 1650 centimetres 1 (hydrazide) et 1720 centimètres 1 (ester inaltéré). Exemple 7 Dans un autoclave en acier inoxydable 11, on introduit 200 grammes (2,18 moles) d'une solution aqueuse à 35 pour cent d'hydrazine. On balaye trois fois l'autoclave à l'azote et l'on ajoute 400 grammes (9,1 moles) d'oxyde d-'éthylène à un débit permettant de maintenir la température à une valeur inférieure à 600 C. Le produit obtenu est une solution aqueuse incolore de tris(2-hydroxy-éthyl)aminimine. On utilise ce produit dans les préparations décrites dans les exemples 8 et 9. Exemple 8 On chauffe au reflux pendant douze heures environ un mélange de 25,2 grammes (0,09 mole) de lauryloxy-propionate d'é- thyle et de 0,09 mole d'une solution aqueuse de tris(2-hydroxy éthyl)aminimine dans 100 millilitres d'isopropanol. On chasse le solvant-sous pression réduite pour obtenir une huile visqteu- se de couleur paille. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1570 centimètres 1 (aminimide) et une faible absorption de carbonyle à 1660 centimètres (hydrazide). Exemple 9 On chauffe au reflux durant douze heures environ un mélange de 23,0 grammes (0,1 mole) de sébacate de diméthyle et d'une solution aqueuse de 0,2 mole de tris(2-hydroxy-ethyl)- aminimine jeans 100 millilitres d'iscpropanol. On chasse le solvant sous pression réduite pour obtenir une Iiuile visqueuse de couleur jaune pâle. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1565 centimètres-1 (aminimi- de) et une intense absorption de carbonyle-à 1725 centimètres-1 (ester inaltéré). Exemple 10 Dans un autoclave en acier inoxydable 21, on introduit un mélange de 107 grammes (0,5 mole) de laurate de méthyle, 38 grammes (0,5 mole) de 2-hydroxy-éthyl-hydrazine et 300 millilitres d'isopropanol. On balaye l'autoclave trois fois à l'azote et l'on en chauffe le contenu jusqu'à 600 C. On ajoute ensuite 90 grammes (2,0 moles) d'oxyde d'éthylène au mélange soumis à une agitation vigoureuse, à un débit permettant de maintenir la température à 550 - 600 C. Une fois l'addition achevée, on agite le mélange durant deux heures supplémentaires, puis l'on'en chasse le solvant par distillation sous pression réduite pour obtenir une huile visqueuse de couleur jaune pale. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une intense absorption de carbonyle à 1565 centimètres 1 (aminimide) et de faibles absorptions de carbonyle à 1660 centimètres 1 (hydrazide) et 1730 centimètres-1 (ester inaltéré). Exemple 11 Le présent exemple décrit les propriétés des aminimides, mesurées d'après l'essai Ross-Miles sur des mousses ("De tergency Evaluation and Testing" (évaluation et essais de déter- gence), de J. C. Harris, Interscience Publishers, New-York 1954). Dans le tableau ci-après, on compare les hauteurs de mousse obtenues à l'aide de deux composés répondant à la formule générale (I) (R2 = HO-CH2-CH2- ; R3= R4= R5= R6 = H) avec les hauteurs obtenues à l'aide de diéthanolamide de coco (CDE) :: TABLEAU R1 Concentration, Hauteur de mousse, cm ~ pour cent Initiale Finale o CH3 (CH2 > = CH(CH2)7 1,0 15,2 15,2 0,1 7,5 7,0 O 3(cl2)10 C- 1,0 17,5 17,3 0,1 11,5 10,5 CDE 1,0 15,2 15,0 0,1 10,9 3,5 Exemple 12 Le présent exemple décrit la production du tris(2hydroxy-éthyl)amine-laurimide. On ajoute 0,6 mole d'oxyde d'éthylène à un mélange, soumis à agitation vigoureuse, de 0,2 mole d'hydrazine (sous forme d'hydrate d'hydrazine ou d'une solution aqueuse à 35 pour cent d'hydrazine) et de 0,2 mole de laurate de méthyle dans 70 millilitres d'isopropanol. On maintient la température du mélange réactionnel à une valeur inférieure à 60 C pendant l'addition d'oxyde d'éthy lène, puis l'on chauffe le mélange agité à 800 C pendant deux heures supplémentaires; On chasse le solvant sous vide pour obtenir 7a grammes d'une huile visqueuse incolore. Le spectre du produit dans l'infra-rouge montre une faible absorption à 1730 centimètres-1 (C = O,-ester inaltéré) et de fortes absorptions à 3320 (large ; O=H) et 1565 centimètres-1 (aminimide > . Exemple 13 Le présent exemple décrit la production du tris (2- hydroxy-éthyl) amine-laurimide. On ajoute 0,6 mole d'oxyde d'éthylène à 0,2 mole d'hydrate d'hydrazine vigoureusement agitée. On maintient la température du mélange réactionnel à une valeur inférieure à 600 C au cours de l'addition d'oxyde d'éthylène, puis l'on chauffe le mélange agité à 750 - 800 C pendant deux heures supplémentaires. Au mélange réactionnel vigoureusement agité et chauffé (750 - 800 C > , on ajoute 0,2 mole de laurate de méthyle. I1 se forme une émulsion. Cependant, après une à deux heures de chauffage du mélange acuité à 850 - 900 C, or obtient une solution homogène incolore. On élimine le solvant sous vide pour obtenir 70 grammes d'une huile incolore. Le spectre du produit dans l'infra-rouge est identique à celui du produit indiqué dans l'exemple 12. REVENDICATIONS 1 - Aminimide, composé caractérisé en ce qu'il répond à la formule ou R1 est choisi parmi un atome d'hydrogène, un radical formyle, alkylcarbonyle éventuellement substitué, alcoxy-carbonyle éventuellement substitué, alkyl-poly (oxy-éthylne) -carbonyle, et arylcarbonyle éventuellement substitué ; R est choisi parmi un radical alkyle substitué et un radical et R3 à R8, inclusivement, peuvent être identiques ou différents sont choisis chacun parmi un atome d'hydrogène, un radical alkyle et un radical alkyle substitué. 2 - Composé selon la revendication 1, caractérisé en ce que R est un radical: 3 - Composé selon la revendication 2, caractérisé en ce que R , R5 et R7 sont identiques et en ce que R4, R6 et R8 sont identiques. 4 - Composé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que R3, R5 et R7 sont chacun un atome il'hydro- gène et R4, R6 et R8 sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un radical méthyle et hydroxy-méthyle. 5 - Composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que R1 est un radical alkylcarbonyle. 6 - Procédé pour proauire des composés selon la revendication 1 (dans la formule desquels R est choisi parmi un radical formyle, alkylcarbonyle éventuellement substitué, et arylcarbonyle éventuellement substitué), ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fait réagir un ester d'acide carboxylique, en présence d'un oxyde d'alkylène, avec une hydrazine choisie par-mi l'hydrazine et une hydrazine monosubstituée. 7 - Procédé de fabrication de composés selon la revendication 1, dans la formule desquels R1 est un atome d'hydrogène, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fait réagir une hydrazine, choisie parmi l'hydrazine et une hydrazine monosubs tituée, avec un oxyde d'alkylène. 8 - Procédé pour fabriquer des composés selon la revendication 1, dans la formule desquels R1 est choisi parmi un radical formyle, alkylcarbonyle éventuellement substitué et arylcarbonyle éventuellement substitué, ce procédé étant carac térisé en ce qu'on fait réagir un composé de formule générale (I), dans laquelle R1 est un atome d'hydrogène, avec un ester d'acide carboxylique. 9 - Procédé pour fabriquer des composés selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir une hydrazine 1,2-disubstituée avec un oxyde d'alkylène.