QUATERNARY ALKYLAMINO-DI-ALKYLCARBONIC ACID-DI-ESTERS, PROCESS FOR THEIR PREPARATION AND THEIR USE

Abstract: For the Contracting States : BE, CH, DE, FR, GB, IT, NL, LI, SE 1. Quaternary alkylamino-di-alkylcarboxylic acid-di-esters of the formula 1 see diagramm : EP0021431,P6,F1 wherein R1 and R2 are alkyl or hydroxialkyl with from 1-4 C-atoms or benzyl, R3 and R4 are hydrogen or methyl, R5 and R6 are alkyl or alkenyl with from 8 to 24 C-atoms, m and n are numbers from 1 to 4, o and p are numbers from 0 to 10 and X is a halogen, methosulfate, ethosulfate, or alkylphosphate anion. For the Contracting State : AT 1. Process for the manufacture of quaternary alkylamino-di-alkylcarboxylic acid-di-esters of the formula 1 see diagramm : EP0021431,P6,F1 wherein R1 and R2 are alkyl or hydroxialkyl with from 1-4 C-atoms or benzyl, R3 and R4 are hydrogen or methyl, R5 and R6 are alkyl or alkenyl with from 8 to 24 C-atoms, m and n are numbers from 1 to 4, o and p are numbers from 0 to 10 and X is a halogen, methosulfate, ethosulfate, or alkylphosphate anion, which is characterized by first reacting a compound of the formula 2 see diagramm : EP0021431,P6,F2 with a compound of the formula 3 see diagramm : EP0021431,P6,F3 with X being halogen, and by subsequently reacting with a compound of the formula 4 see diagramm : EP0021431,P6,F4

Description: Quaternäre Alkylamino-di-alkylcarbonsäure-di-ester, Verfahren zu deren erstellung und deren Verendung Gegenstand der Erfindung sind quaternäre Alkylamino-di alkylcarbonsäure-di-ester der Formel 1 EMI1.1 wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 - 4 C-Atomen oder Benzyl, R3 und R4 Wasserstoff oder Methyl, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m und n Zah- len von 1 bis 4, o und p Zahlen von 0 bis 10, und X ein Halogen, Methosulfat-, Athosulfat- oder Alkylphosphatanion bedeutet. Bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel 1, wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 C-Atomen, X Cl#, Brg oder CH3S046), m und n 1 oder 2 und o und p Zahlen von 0 bis 5 bedeuten. Insbesondere bevorzuyt sind solche Verbindungen der Formel 1, wobei R1 und R2 Methyl, und R4 Wasserstoff, R5 und R6 C16-C22-Alkyl, X Cl , m und n 1 und p und o Zahlen von 0 bis 2 bedeuten. Diese Verbindungen werden hergestellt, indem man zunächst eine Verbindung der Formel 2 EMI1.2 mit einer Verbindung der Formel 3 EMI2.1 umsetzt, wobei X Halogen bedeutet. Dabei erhält man die Verbindung der Formel EMI2.2 die dann mit einer Verbindung der Formel 4 EMI2.3 weiter umgesetzt wird. Es versteht sich, dass man das Amin der Formel 2 zunächst auch mit dem Halogencarbonsäureester der Formel 4 und dann mit dem Halogencarbonsäureester der Formel 3 umsetzen kann. Sind die Symbole m und n bzw. o und p, R3 und R4, R5 und R6 identisch, sind auch die Verbindungen der Formeln 3 und 4 identisch und man wird das Amin 2 zunächst mit der Hälfte der benötigten Menge des Halbgencarbonsäureesters und dann in der zweiten Stufe mit der anderen Hälfte umsetzen. Diese Reaktion erfolgt in der ersten Stufe in einem inerten Lösungsmittel, wie etwa Benzol, Toluol, Xylol oder einem paraffinischen Kohlenssasserstoff oder deren Gemischen bei Temperaturen von ca. -200 C bis ca. 100" C. Zunächst wird das Dialkylamin der Formel 2 in dem Lösungsmittel vorgelegt und stark gekühlt. Dann wird der Halogncarbonsäure- ester der Formel 3 zugegeben und-die Temperatur langsam gesteigert, wobei dann ein etwaiger Überschuss an nicht umge- setztem Diall;ylamin entweicht. Um den freiwerdenden Halogenwasserstoff abzufangen, nimmt man einen entsprechenden Uberschuss des Dialkylamins und trennt das anfallende no- niumsalz durch Filtration ab. Aus diesem Salz kann das Dialkylamin wieder regeneriert und erneut verwendet werden. Nach Abdestillation des inerten Lösungsmittels erhält man die Dialkylaminoalkancarbonsäureester in einer Reinheit von über 95 %. Im Fall des Dimethylaminoessigsäureesters kann das Produkt auch durch Hochvakuumdestillation gereinigt werden. Diese Dialkylaminoaancarbonsäureester werden dann in einem Alkohol gelöst oder vorzugsweise in Wasser dispergiert und erneut mit einem Halogenalkancarbonsäureester der Formel 3 bzw. 4 bei Temperaturen unter 100 C, vorzugsweise bei 40 - 800 C, umgesetzt. Man kann diese ReSdon aber auch völlig ohne jedes Lösungsmittel durchfübren. Nach.rMx destillation des Wassers oder des Lösungsmittels erhält man so die reinen Verbindungen der Formel 1. Nach einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet man in wässriger Dispersion, wobei dann ca. 20%ige wässrige Dispersionen der Verbindungen 1 anfallen, die nach weiterer Verdünnung mit Wasser direkt als Wäscheweichspülmittel verwendet werden können. Eine andere Möglichkeit zur erstellung der Verbindungen der Formel 1 besteht darin, dass man 1 Mol eines Monoalkylamins der Formel 5 R1-NH2 (5) zunächst mit 2 Mol eines Halogenalkancarbonsäureesters der Formel 3 bzw. 4 umsetzt und das Reaktionsprodukt mit einer Verbindung der Formel R2-Y oder (R2O)2SO2 quaterniert, wobei Y Halogen bedeutet. Die Umsetzung des Monoalkylamins zunächst mit den Halogenalkancarbonsäure- estern erfolgt unter den gleichen Bedingungen ie in der ersten Stufe des zuvor beschriebenen Verfahrens. Zum Abfar.- gen des entstehenden Halogenwasserstoffs dient in diesem Fall ein zweites Amin, wie etwa Triethylamin oder Pyridin, und das gebildete Aminsalz wird ebenfalls durch Filtration abgetrennt. Auch in diesem Fall kann man mit einer Mischung zweier verschiedener Halogenalkancarbonsäureestern der Formel 3 und 4 arbeiten oder aber mit 2 Mol von einer einzigen dieser Verbindungen. Die anschliessende Quaternisierung erfolgt ebenfalls wie oben angegeben bei ca. 40 - 100" C in einem Alkohol, vorzugsweise jedoch in Wasser mit einem Alkylhalogenid oder mit Dialkylsulfat, womit der Rest R2 eingeführt wird, wenn das Monoalkylamin 5 bereits den Rest R1 enthält. Umgekehrt kann man selbstverständlich auch von eincn Mono- alkylamin 5 ausgehen, das bereits den Rest R2 enthält und führt: dann bei der abschliessenden Quaternierung den Rest R1 ein. Man kann diese Quatcmisieruug aber auch völlig ohne jedes Lösungsmittel durchführen. Die als Ausgangsverbindungen dienenden O-Halogenalkancar bonsäureester der Formeln 3 und 4 können nach bekannten Methoden erhalten werden durch Umsetzung einer Säurc der Formel X-(CH2)m-COOH bzw. X-(CH2)n-COOH bzw. des entsprechenden Säurechlorids mit einem oxalkylierten Alkohol der Formel EMI4.1 Als Alkohole kommen verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkohole mit 8 bis 24 C-Atomen in Frage wie beispielsweise Dodecyl-, Myristyl-, Cetyl-, Oleyl- oder bevorzugt Stearyl- und Behenylalkohol bzw. Gemische dieser Alkohole. Aus wirtschaftlichen Gründen wird man bevorzugt Gemische der aus natürlichen Fetten gez.onne- nen Alkohole auf Basis Cocosöl oder Talg oder in Form von Destillationsschnitten synthetischer Alkohole (Zieglerbzw. Oxoalkohole) verwenden. Vor der Umsetzung mit dem Halogencarbonsäurederivat wird der Alkohol in bekannter Weise mit Propylenoxid oder vorzugsweise Ethylenoxid ox.- alkyliert. Die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel 1 eignen sich als Wäscheweichspülmittel und werden in Form wässriger Dispersionen mit einem Wirksubstanzgehalt von 1 bis 15 Gew.% meist 4 - 10 Gew.% der Verbindungen der Formel 1 im Anschluss an die Wäsche des Textilmaterials in das letzte Spülbad gegeben. Danach wird das Textilmaterial getrocknet. Diese Wäscheweichspülmittel können ausserdem noch weitere Substanzen und Hilfsmittel enthalten wie sie üblicherweise in Wäscheweichspülmitteln mitverwendet werden. Hierzu gehören z.B. kationische oder nichtionische oberflächenaktive Substanzen, Elektrolyte, Absäuerungsmit- tel, organische Komplexbildner, optische Aufhellungsmittel oder Lösungsvermittler sowie Farb- und Duftstoffe. Die Produkte dienen zur zusätzlichen Beeinflussung des Warengriffs oder sonstiger Eigenschaften der zu behandelnden Textilien oder zur Viskositätseinstellung, der pH-Regulierung oder zur Erhöhung der Kältestabilität der Lösungen. Die Verbindungen gemäss der Erfindung verleihen beliebigen Textilmaterialien, besonders solchen aus natürlicher oder regenerierter Cellulose, Wolle, Celluloseacetat, Triacetat, Polyamid, Polyacrylnitril, Polyester, Polypropylen einen angenehmen und weichen Griff. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz als Wäschenachbehandlungsmittel für Frotteeund Leibwäsche. Der Vorteil dieser Verbindungen ist darin zu sehen, dass sie bei der HersL-ellung bereits in Form wässriger Disper sionen anfallen, die nach weiterer Verdünnung direkt verendet werden können, ährcnd die in der Praxis üblicher- weise zu diesem Zweck benutzten Dialkyldimethylanirnoniwrt- salze in ihrer bevorzugten Handelsform als konzentrierte Lösung einen brennbaren Alkohol enthalten. Diese Produkte fallen damit auf Grund des niedrigen Flammpunktes für Transport, Lagerung und Bearbeitung unter die Richtlinien für gefährliche Arbeitsstoffe. Eine solche Einschränkung entfällt für die Verbindungen der vorliegenden Erfindung. Beispiel 1: 410 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters, hergestellt aus Chloracetylchlorid und einem Ziegler-Alkohol der et- tenverteilung 60 t C20-Alkyl und 40 % C22-Alkyl werden in 500 Gewichtsteilen Toluol gelöst und bei 200 C zu einer Lösung von 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Geasichts- teilen Toluol getropft. Man lässt 5 Stunden bei Raumtempe- ratur und anschliessend 3 Stunden bei 70" C nachrühren. Wach dem Abkühlen saugt man vom ausgefallenen Dimethylaminhydrochlorid ab und vertreibt das Lösungsmittel im Vakuum. Man erhält 420 Gewichtsteile eines gelblichen Öls. Bei 700 C fügt man 430 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters hinzu, hergestellt aus Chloracetylchlorid und einem Ziegler-Alkohol der Kettenverteilung 65 % C 16-Alkyl und 35 % C18-Alkyl, der zuvor mit 2 Mol Ethylenoxid umgesetzt wurde. Das Gemisch lässt man unter gutem Rühren in 3400 Gewichtsteile dest. Wasser der Temperatur 700 C einfliessen und rührt 15 Stunden bei dieser Temperatur. Nach dieser eit ist kein freies Amin mehr feststellbar. Der Chloridgehalt liegt bei über 95 % des erwarteten Wertes. Man erhält eine 20 %ige weisse, stabile, giessbare Dispersion. der Verbindung der Formel EMI6.1 R5 C20/C22-Alkyl, R6 = C1G/C18-AlkYl Die reine Verbindung kann durch Abdestillation des Wassers in reiner Form erhalten werden. Beispiel 2: Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren werden 340 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters aus einem Zieg- ler-Alkohol mit 65 % C 16-Alkyl und 35 % C 18-Alkyl in 400 Gewichtsteilen Benzol mit 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Gewichtsteilen Benzol umgesetzt. Man erhält 350 Gewichtsteile des entsprechenden Dimethylaminoessigsäureesters, der bei 150 - 1700 C bei einem Druck von 0,05 mbar destilliert werden kann. Das Produkt wird unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen mit 340 Teilen des zuvor verwendeten C16/C18-Chloressigsäureesters zum quaternären Produkt umgesetzt. Man erhält eine stabile wässrige Dispersion der Verbindung der Formel EMI7.1 R5 R6 = C16/C18-Alkyl Durch Abdestillation des Wassers kann diese Verbindung in reiner Form erhalten werden. Beispiel 3: Analog Beispiel 2 werden 495 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters aus einem Alkohol mit 60 % C20-Alkyl und 40 % C22-Alkyl, dessen Alkoholkomponente zuvor mit 2 blol Ethylenoxid umgesetzt wurde, 365 Teile Diethylamin und nochmals 495 Teile des gleichen Chloressigsäureesters umge setzt. Als Lösungsmittel verwendet man im ersten Reaktions schritt Toluol, im zweiten Wasser. EMI8.1 5 R6 C20/C22-Alkyl Die Isolierung dieser Verbindung erfolgt wie in Beispiel 2. Beispiel 4: 340 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters, hergestellt aus einem nativen, hydrierten Talgfettalkohol der Kettenverteilung 65 % C18-Alkyl und 35 % C16-Alkyl werden analog Beispiel 1 in 700 Gewichtsteilen Toluol mit 220 Gewichtsteilen Dimethylamin in 250 Teilen Toluol umgesetzt. Als Quaternisierungskomponente dienen 385 Gewichtsteile des Chloressigsäureesters des gleichen, jedoch zuvor mit 1 Mol Ethylenoxid umgesetzten Talgfettalkohols. Man quaternisiert in soviel Wasser, dass eine 20 %ige Dispersion der Verbindung der Formel EMI8.2 resultiert. Die Isolierung dieser Verbindung erfolgt ebenfalls durch Abdestillation des Wassers. Beispiel 5: * 680 Gewichtsteile eines Chloressigsäureesters aus einem Alkohol mit 60 % C20-Alkyl und 40 % C22-Alkyl, dessen Al koholkomponente zuvor mit 2 Mol Ethylenoxid umgesetzt wur- de, in 1250 Gewichtsteilen Toluol werden bei 20 C zu einer Lösung von 31 Gewichtsteilen Methylamin und 202 Gewichtsteilen Triethylamin in 250 Gewichts teilen Toluol getropft. Man rührt 1 Stunde bei 200 C, anschliessend 7 Stunden bei 600 C nach, filtriert bei 40 C vom ausgefallenen Triethylamin-Hydrochlorid ab und vertreibt das Lösungsmittel im Vakuum. Man erhält 720 Teile des rchen Methyliminodiessigsäurediesters, der unter starkem Rühren in 3400 Gewichtsteilen Wasser von 50 C dispergiert wird. Man tropft 126 Teile Dimethylsulfat zu, wobei die Tem)e- ratur 70" C nicht überschreiten sollte. Es resultiert eine 20 %ige stabile Dispersion der quaternären Verbindung der Formel EMI9.1 R5 R6 = C20/C22-Alkyl Die Reindarstellung dieser Verbindung erfolgt ebenfalls durch Abdestillation des Wassers.

Claims: Patentansprüche: 1. Quaternäre Alkylamino-di-alkylcarbonsäure-di-ester der Formel 1 EMI10.1 wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 - 4 C Atomen oder Benzyl, R3 und R4 Wasserstoff oder Methyl, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomcn, m und n Zahlen von 1 bis 4, o und p Zahlen von 0 bis 10, und X ein Halogen-, Methosulfat-, Athosulfat oder Alkylphosphat-anion bedeutet. 2. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomcn, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 C-Atomen, X C1 , Br oder CfI3SO4, m und n 1 oder 2, und o und p Zahlen von 0 bis 5 bedeuten. 3. Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1, wobei R1 und R2 Methyl, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 C 10-C22-Alkyl, X C1 , m und n P, und p und o Zahlen von 0 bis 2 bedeuten. 4. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der For mel 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst eine Verbindung der Formel 2 EMI10.2 mit einer Verbindung der Formel 3 EMI11.1 umsetzt, wobei X Halogen bedeutet, und dann mit einer Verbindung der Formel 4 EMI11.2 umsetzt. 5. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der For mel 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst 1 Mol einer Verbindung der Formel R1-NHz mit 2 Mol einer Verbindung der Formel EMI11.3 oder EMI11.4 umsetzt und dann mit einer Verbindung der Formel R2-Y oder (R2O)2SO2 quaterniert, wobei Y Halogen bedeutet. 6. Verwendung der Verbindungen der Formel 1 nach Anspruch 1 als lYäscheweicllspülmittel. Patentansprüche für Österreich 1. Verfahren zur Herstellung von quaternären Alkylamino-di alkylcarbonsäure-di-estern der Formel 1 EMI12.1 wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 - 4 C-Atomen oder Benzyl, R3 und R4 Wasserstoff oder Methyl, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 8 bis 24 C-Atomen, m und n Zahlen von 1 bis 4, o und p Zahlen von 0 bis 10, und X ein Halogen-, Methosulfat-, Xthosulfat- oder Alkylphosphat-anion bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst eine Verbindung der Formel 2 EMI12.2 mit einer Verbindung der Formel 3 EMI12.3 umsetzt, wobei X Halogen bedeutet, und dann mit einer Verbindung der Formel 4 EMI12.4 umsetzt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel 1 herstellt, wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 C-Atomen, X C1 , Br oder CH3SO4 , m und n 1 oder 2, und o und p Zahlen von 0 bis 5 bedeuten. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel 1 herstellt, wobei R1 und R2 Methyl, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 C10-C22-Alkyl, X Cl , m und n 1, und p und o Zahlen von O bis 2 bedeuten. 4. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst 1 Mol einer Verbindung der Formel R1 - NH mit 2 Mol einer Verbindung der Formel EMI13.1 oder EMI13.2 umsetzt und dann mit einer Verbindung der Formel R2-Y oder (R2O)2SO2 quaterniert, wobei Y Halogen bedeutet. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel 1 herstellt, wobei R1 und R2 Alkyl oder Hydroxialkyl mit 1 oder 2 C-Atomen, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 Alkyl oder Alkenyl mit 16 bis 22 C-Atomen, X C1-, Br oder CH3SO4, m und n 1 oder 2, und o und p Zahlen von 0 bis 5 bedeuten. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel 1 herstellt, wobei R1 und R2 Methyl, R3 und R4 Wasserstoff, R5 und R6 C10-C22-Alkyl, X Cl, m und n 1, und p und o Zahlen von 0 bis 2 bedeuten. 7. Verwendung der Verbindungen der Formel 1, hergestellt nach Anspruch 1 bis 6 als Wäscheweichspülmittel.

Inventors: BUCKING, HANS-WALTER, DR., MAY, ADOLF, DR., WAGEMANN, WOLFGANG, DR., Bücking, Hans-Walter, Dr.
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: C07C101
IPC codes: C07C227, C11D1, C07C67, D06M13, C07C229