DE2226934A1

DE2226934A1 - Quaternaere ammoniumverbindungen und ihre verwendung zur oberflaechenbehandlung

Info

Publication number: DE2226934A1
Application number: DE2226934A
Authority: DE
Inventors: Frederick Edward Hardy; Peter Roscoe Hartley Speakman
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-01-04
Also published as: FR2141284A5; US3833597A; IE36399L; NL7207853A; AT324515B; GB1359673A; BE784572A; IE36399B1; ES403450A1; IT956372B; CA978963A

Description

RECHTSANWÄLTE

DR. IUR. DiPL-CHEM-WALTER BEiI

ALFRED IiO=PPENER

DR. JUß. DiPL-CHiM. H.-J. WOLFF Q 1

DR. JUR. HANS CHR. BEIL * '·

FRANKFURTAM MAIN-HOCHST

AOiIONSIRAiSE SI

Unsere Nr. 17 939

The Procter & Gamble Company Cincinnati (Ohio), V.St.A.

Quaternäre Ammoniumverbindungen und ihre Verwendung zur Oberflächenbehandlung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue quaternäre Ammoniumimide, die oberflächenaktive Mittel darstellen und in zwitterionischer oder kationischer Form vorliegen können.

Quaternäre Ammoniumverbindungen, die wenigstens einen längkettigen (etwa Cq aufwärts) hydrophoben Rest im Molekül aufweisen, sind seit langem bekannt. Sie sind als kationische oberflächenaktive Mittel (sogenannte "Invertseifen"),

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als Textilweichmacher und als Bakterizide brauchbar. Bei der Verwendung als oberflächenaktive Mittel weist die langkettige Gruppe üblicherweise etwa 12 bis 20 Kohlenstoffatome auf, während für die Verwendung als Textilweichmacher langkettige Verbindungen, beispielsweise solche mit etwa 16-22 oder mehr Kohlenstoffatomen, bevorzugt werden, insbesondere Verbindungen mit 2 langkettigen Gruppen. Typische Beispiele umfassen Octadecyldimethylbenzylammoniumchlorid, Octadecyltrimethylammoniumchlorid, Dis te aryl dimethyl animoniumchlorid, die entsprechenden Bromide und viele andere mit ähnlicher Struktur.

Diese Verbindungen, insbesondere Distearyldimethylammoniumchlorid, sind kommerziell in Textilweichmachermischungen verwendet worden, die für den Zusatz zum letzten Spülwasser nach einem üblichen Waschverfahren vorgesehen sind, und es sind Versuche unternommen worden, diese in Wasch- und Reinigungsmittelmischungen zu verwenden, welche als kombinierte Wasch- und Textilweichmachermittel dienen sollen.

Da diese Substanzen kationisch sind, reagieren sie üblicherweise mit anionischen Detergentien unter Bildung unlöslicher Substanzen und daher kommt deren Verwendung in Gegenwart von anionischen Detergentien normalerweise praktisch nicht in Betracht. Ferner haben sie eine starke Affinität zu Geweben, insbesondere Baumwolle und Wollen, ein Umstand, der eine wichtige Rolle bei deren Wirksamkeit als Textilweichmacher und Bakterizide spielt, aber auch die Folge hat, daß sie im allgemeinen bei einer nachfolgenden Wäsche vollständig aus dem Gewebe herausgewaschen werden. Sie zeigen daher die Tendenz, sich an wiederholt gewaschenen Geweben anzusammeln, wobei sie die V/iederbenetzungseigenschaften der Gewebe beeinträchtigen können und wobei sie Verfärbung, Facorstarre und sogar unerwünschte

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Gerüche hervorrufen können. Solche Gewebe haben, wenngleich sie sich weich anfühlen, oft einen unangenehmen "fettigen" Griff, wenn sie mehreren Behandlungen unterworfen worden sind. Ein ähnlicher Effekt wird auf harten Oberflächen beobachtet. Wenn somit kationische oberflächenaktive Mittel als Sterilisierungsmittel bei der Geschirr- oder Glaswäsche verwendet werden, bleibt eine hydrophobe Schicht adsorbiert an der Oberfläche zurück, welche bei der erneuten Benetzung ein "fettiges" Aussehen ergibt.

Andere quaternäre Ammoniumverbindungen sind die. bekannten zwitterionischen oberflächenaktiven Verbindungen, beispielsweise langkettige Carbonsäurebetaine, Sulfobetaine, SuIfato- und Sulfitobetaine. Diese Verbindungen sind wertvolle Netzmittel und Detergentien. Da sie innere Salze darstellen, reagieren sie nicht mit den in hartem V/asser vorliegenden Metallionen, insbesondere Kalziumionen, und werden so durch die Härte des Wassers fast nicht beeinflußt. Aus dem gleichen Grunde sind sie mit anionischen, kationischen und nichtionischen Detergentien verträglich. Ihre Affinität gegenüber stark hydrophoben Fasern, wie Polyamid- oder Polyesterfasern, und ihre Netzwirkung auf diesen macht sie zur Entfernung bestimmter Schmutzarten, insbesondere fetten Schmutzes, von diesen Materialien besonders wertvoll. Sie sind auch bei der Reinigung von Baumwollgeweben, die mit Ton- bzv/. Staubteilchen enthaltendem Schmutz verunreinigt sind, bemerkenswert wirksam. Sie sind jedoch gegenüber Geweben nicht stark Substantiv und sind nicht sehr wirksame Textilweichmachermittel. Diese bekannten Betaine und betainähnlichen Verbindungen existieren innerhalb eines weiten pH-Bereiches in zwitterionischer Form·. Unter relativ stark sauren Bedingungen werden sie kationisch, jedoch liegt die erforderliche Azidität außerhalb d&s Bereiches, der für das V/ascheai von Geweben oder für die Korperwäsche in Betracht kommt. . -

Erfindungsgemäß wird eine neue Klasse von Detergentien angewendet, die unter schwach sauren Bedingungen kationisch und unter schwach alkalischen Bedingungen zwitterionisch sind, wobei die Azidität oder Alkalinität in bezug zu ihrem ρΚα-Wert, wie unten definiert ist, steht. Wenn sie somit beim üblichen pH-Y.'ert eines Spülvorganges in einer wässerigen Lösung vorliegen (die nicht notwendigerweise die Spülflüssigkeit nach einer Wäsche zu -sein braucht), sind sie größtenteils in kationischer Form vorhanden und als Textilweichmachungsmittel, die für Gewebe Substantiv sind, wirksam; unter den üblichen alkalischen Bedingungen eines nachfolgenden üblichen Wasch vor ganges werden sie aber in zwitterionische Form umgewandelt und sind dann gegenüber Geweben nicht Substantiv. In dieser Form sind sie mit der Wasch- und Reinigungsmittelmischung verträglich.

Sowohl an Textilfasern als auch an anderen Oberflächen, beispielsweise harten Oberflächen, ergibt die adsorbierte kationische und/oder zwitterionische Schicht eine Oberfläche, die die Tendenz zeigt, wichtige Klassen von Schmutz (oder Staub bzw. tonhaltigen Schmutz) abzuweisen und deren Trennung von der Oberfläche sowie deren Dispersion in einem nachfolgenden alkalischen Waschvorgang zu begünstigen, wenn die adsorbierte Schicht nicht Substantiv wird. Diese Substanzen können somit als Schmutz-freisetzende Mittel wirken, die bei jedem Waschvorgang entfernt werden, und sie können in einem SpülVorgang oder bei einer ähnlichen Behandlung vor dem Zeitpunkt, in welchem die Oberfläche der Verschmutzung wieder ausgesetzt wird, wieder aufgebracht werden. Sie können den damit behandelten Oberflächen auch antistatische und bakterizide Eigenschaften verleihen und einige dieser Substanzen wirken im Sinne einer Hemmung des Übertrages von Farbstoffen aus einem Artikel oder Teil eines Artikels an einen anderen in Waschlösungen u.dgl..

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Nach der vorliegenden Erfindung werden quaternäre Ammoniumimide mit der allgemeinen Formel

-R

CO N" 00 CH₂ N⁺

■4

oder deren kationische Addukte mi-t der allgemeinen Formel

CO KH CO CH

geschaffen, worin

X ein Anion,

R₁ eine Alkylgruppe mit 1 Ms 25 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl- oder eine Benzylgruppe oder eine Alkylbenzol- oder Alkylphenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,

R₂ eine Alkylgruppe mit 1 bis 26 Kohlenstoffatomen oder einen Benzyl- oder Phenylrest,

Jeder der Reste R, und R^ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Phenyl- oder Benzylrest oder R₂, R, und R^ zusammengenommen einen Pyridinring bedeuten und einer oder beide Reste R₁ und R₂ wenigstens 10 Kohlenstoffatome enthalten,

symbolisieren.

Besonders vorteilhafte Verbindungen sind jene der oben angegebenen allgemeinen Formel, worin R₁ eine Alkylbenzylgruppe mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 13 bis 21 Kohlenstoffatomen und R, und

Jeweils eine Methyl- oder Äthylgruppe oder

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eine Phenyl- oder Benzylgruppe bzw. gemeinsam einen Pyridinring darstellen, wobei besonders bevorzugte Verbindungen jene sind, worin Hp₁ R-* und R. je eine Methylgruppe bedeuten. Andere geeignete Verbindungen sind jene der allgemeinen Formel, worin jeder der Reste R^, R, und R^ eine kurzkettige Gruppe, entweder Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl oder Benzyl bedeutet und Rp eine langkettige Alkylgruppe mit 10 bis 26, vorzugsweise 14 bis 22 Kohlenstoffatomen darstellt. Vorzugsweise ist in diesen Verbindungen R,- Methyl oder Äthyl, insbesondere Methyl. Weitere geeignete Verbindungen sind jene, worin sowohl R^ und Rp, die nicht gleich zu sein brauchen, langkettige Gruppen· der oben definierten Art sind.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können durch beliebige geeignete Methoden hergestellt werden, doch ist eine geeignete Methode die Umsetzung; eines Amids R. CO NH₂ mit ChIoracetylchlorid und dann die Umsetzung des Produktes mit einem tertiären Amin

N—-E₃ ,
worin die Reste R die oben angegebene Bedeutung haben.

Damit die Verbindungen oberflächenaktive Mittel sind, müssen sie, wie oben angegeben, wenigstens eine langkettige hydrophobe Gruppe aufweisen und können zwei solche Gruppen tragen. Üblicherweise wird es bei der Herstellung der Verbindungen bevorzugt, von einem langkettigen Amid, beispielsweise einem Fettacylamid mit etwa 10 bis 26 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 14 bis 22 Kohlenstoffatomen, auszugehen,das sich von Fetten oder anderen Quellen hochmolekularer Fettsäuren ableitet, oder einem Alkylbenzyl- oder Alkylphenylamid mit etwa 8 bis 18, vorzugsweise etwa 12 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alky!kette.

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Insbesondere kann das Amid von. einem typischen Detergensalkylat über das entsprechende Alkylbenzylchlorid abgeleitet sein.

Das tertiäre Amin kann als Quelle für eine langkettige hydrophobe Gruppe dienen, in welchem Fall es eine langkettige Alkylgruppe, wie oben beschrieben, enthalten kann. Die restlichen Gruppen sind üblicherweise kurzkettige Gruppen, wie Methyl-, Äthyl-, oder sie können Benzyl- oder Phenylgruppen sein.

Alternativ können Rp, R, und R^ zusammen einen heterocyclischen Ring, wie einen Pyridinring, repräsentieren. Das bevorzugte tertiäre Amin ist Trimethylamine

In wässeriger Lösung und außerhalb wässeriger Lösung können die erfindungsgemäßen Imide entweder in kationischer Form bei relativ niedrigem pH-Wert, oder in zwitterionischer Form bei relativ hohem pH-Wert existieren und sie weisen einen ρΚα-Wert im Bereich von 7 bis 10, üblicherweise 8 bis 8,5» auf. Der ρΚα-Wert ist der pH-Wert, bei dem die Verbindungen zu 50 Mol-% in zwitterionischer und zu 50 Mol-% in kationischer Form vorliegen. Somit sind sie bei niedrigem pH-Wert überwiegend kationisch und bei hohem pH-Wert zwitterionisch, doch beim pH-Wert nahe dem ρΚα-Wert können.beide Formen in beträchtlichem Ausmaße vorliegen.

Durch die Erfindung werden auch neue Zusammensetzungen zur Oberflächenbehandlung geschaffen, welche eine oder mehrere übliche Komponenten solcher Mischungen und ein quaternäres Ammoniumimid, wie oben definiert, enthalten, wobei das Imid einen ρΚα-Wert im Bereich von 7 bis 10 hat.

Diese Zusammensetzungen sind als Texti!weichmacher brauchbarere sich nicht an Textilien anhäufen und die die Wieder-

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benetzbarkeit von Textilien, die wiederholt damit behandelt worden sind, nicht beeinträchtigen, sowie keine Verfärbung oder "Verfettung", der Textilien bewirken. Ferner wirken sie als schmutzabweisende und/oder schmutzfreisetzende Mittel, so daß verschmutzte Oberflächen von Textilien und anderen Materialien leichter in einer nachfolgenden Wäsche gereinigt werden, insbesondere bei minder idealen Wasclibedingungen, beispielsweise wenn das Waschen-bei relativ niedriger Temperatur (unter 60⁰C) erfolgt und/oder wenn eine niedrigere als die optimale Konzentration einer üblichen Haushaltswasch- und -reinigungsmittelmischung verwendet wird. Sie sind insbesondere wertvoll bei der Unterstützung der Entfernung von fettem und fettem-teilchenförmigem Schmutz sowie ton- oder staubhältigem Schmutz aus Textilien und harten Oberflächen.

Es ist oft zweckmäßig, die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung in gewissen Abschnitten während eines Waschverfahrens, beispielsweise im Spülabschnitt, anzuwenden und sie können in solcher Art angewendet werden, wie das für die "Spülzusätze" bekannt ist. Es sei bemerkt, daß das erste sogenannte "Spülen" eines neuen Artikels vorgenommen werden kann, bevor dieser zum ersten Mal gewaschen oder getragen wird, um schmutzabweisende Eigenschaften und andere Vorteile zu erhalten. Somit wird durch die vorliegende Erfindung auch eine Textilbehandlungsspülzusatzmischung geschaffen, welche eine erfindungsgemäße Verbindung gemeinsam mit einem pH-Puffer solcher Art und Menge, daß der pH-Wert der Lösung der Mischung, insbesondere einer solchen, die eine derartige Konzentration aufweist, daß 0,1 Gew,-% der Verbindung in kationischer Form vorliegt, niedriger oder nicht höher als 2 Einheiten oberhalb des ρΚα-Wertes des oberflächenaktiven Mittels liegt. Die Lösung der Mischung kann eine wässerige sein, beispielsweise in Leitungswasser, oder sie kann eine Spüllösung nach einer üblichen, im allgemeinen alkalischen Wäsche sein.

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Die Mischungen sind insbesondere wirksam, wenn sie derart gepuffert sind, daß der pH-Wert der Lösung nahe dem ρΚα-Wert liegt, beispielsweise innerhalb von 2 pH-Einheiten oberhalb oder unterhalb desselben, insbesondere innerhalb etwa 1 Einheit. Geeignete Pufferverbindungen sind an sich bekannt und umfassen wasserlösliche Phosphate, Borate, Carbonate, Citrate, Tartrate u.dgl., und die entsprechenden Säuren. Die Anteile der Komponenten in solchen Mischungen hängen davon ab, in v/elcher Weise die Mischungen zur Anwendung gebracht werden sollen, und von der Art der ausgewählten Komponenten. Zweckmäßigerweise kann die Menge der kationischen Form des vorhandenen oberflächenaktiven Mittels im Bereich von etwa.0,01 bis 0,5 %, bezogen auf das Trockengewicht des zu behandelnden Gewebes, beispielsweise bei etwa 0,1 %, liegen.

Auf eine andere Basis bezogen enthalten wirksame· Spülzusatzmischungen etwa 1 bis 20 Gew.-%, beispielsweise etwa 5 Gew.-%, der kationischen Form des oberflächenaktiven Mittels und werden in einer Konzentration von etwa 0,2 bis 0,5 Gew.-% in der Behandlungslösung verwendet, doch sind diese Zahlen nicht einschränkend zu verstehen.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können alternativ als alkalische Wasch- und Reinigungsmittelmischungen ange- . setzt werden, wobei der Vorteil der wertvollen Detergenseigenschaften der zwitterionischen Form der erfindungsgemäßen Imide erhalten wird. Solche Mischungen können die üblichen alkalischen Detergensgerüststoffsalze und Komplexbil'dungsmittel enthalten und ferner andere- nichtkationische oberflächenaktive Mittel. Nach Verdünnen mit Leitungswasser od.dgl. in einem Spülabschnitt zur Verringerung des pH-Wer-' tes auf einen Wert nahe oder unterhalb des ρΚα-Wertes wird der Anteil des erfindungsgemäßen Imids, der zurückbleibt, in beträchtlichem Maße kationisch und gegenüber der gewa-

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schenen Oberfläche Substantiv, wobei die oben beschriebenen Vorteile erhalten werden. Üblicherweise enthalten solche gerüststqffhältigen Wasch- und Reinigungsmittelmischungen Detergensgerüststoffsalze und gesamtes organisches oberflächenaktives Mittel in einem Gewichtsverhältnis im Bereich von etwa 1 : 4· bis 30 : 1.

Eine andere Ausführungsform der Anwendung der Zusammensetzungen als Textilweichmacher besteht im Ansatz derselben als Einweichzusammensetzungen. Dabei werden die zu waschenden Gewebe einem vorhergehenden Einweichen oder Benetzen in einer wässerigen Lösung unterworfen, die die kationische Form einer Verbindung gemäß der Erfindung enthält. Anschließend kann eine übliche Wasch- und Reinigungsmittelmischung der gleichen Lösung zugesetzt und das Waschen und Spülen in üblicher Weise ausgeführt v/erden. Alternativ kann die Überschußlösung von den Gev/eben abgetrennt werden, beispielsweise durch Schleudertrocknen, und dann können die Gewebe wie gewöhnlich gewaschen und gespült werden.

Diese Einweichzusammensetzungen brauchen nur die erfindungsgemäße Verbindung zu enthalten, enthalten aber üblicherweise auch ein Verdünnungs- oder Trägermedium. Oft ist es nützlich, andere zwitterionische oder nichtionische oberflächenaktive Mittel einzuverleiben, um die Löslichkeit des quaternären Ammoniumimids zu verbessern.

Die oben beschriebenen Zusammensetzungen, ob sie nun alkalisch sind oder nicht, können verträgliche Komponenten üblicher Zusammensetzungen jener Klasse, zu der sie gehören, enthalten. So können die alkalischen Detergensmischungen Gerüststoffe, wie sie oben erwähnt sind, enthalten, beispielsweise wasserlösliche, üblicherweise Alkalimetall-, insbesondere Natrium- oder Kalium-phosphate und -polyphosphate, -carbonate, -silicate usw., und chelatbildende Mittel,

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wie Mtrilotriacetate, Polycarboxylate, wie jene, die in der "britischen Patentschrift Nr. 1,054-,755 beschrieben sind, und Citrate, Gluconate u.dgl.. Neutralsalze, wie Alkalimetallchloride und -sulfate, können ebenfalls vorliegen, ebenso Bleichmittel, wie Natriumperborat, Percarbonate und Perphosphate. Geringere Komponenten, die ebenfalls vorhanden sein können, umfassen: schaumregelnde Mittel, Enzyme, Aktivatoren oder Stabilisatoren für En-,zyme und/oder für die Bleichmittel, Staubinhibitoren usw.. Mischungen beliebiger Art können chelatbildende Mittel enthalten, die beim entsprechenden pH-Wert wirksam sind, optische Aufheller, Parfüm, Färbematerialien, und, falls die Mischungen flüssig sind, Emulgiermittel, Hydrotropica, Lösungsmittel u.dgl.. Einige dieser Komponenten können mehr als eine Funktion haben und beispielsweise sowohl als Puffermittel als auch als Chelatbildner wirksam sein.

In den alkalischen Wasch- und Heinigungsmittelmischungen sind die quaternären Ammoniumimide in nichtkationischer Form mit anderen oberflächenaktiven Mitteln aus beliebigen Klassen verträglich'.

In den Mischungen, in welchen das Imid in kationischer Form vorliegt, fehlen vorzugsweise anionische Detergentien. Geeignete anionische Detergentien, soweit verträglich, umfassen die SuIfon- und Schwefelsäurederivate, wie Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate, Alkyläthersulfate und viele andere, die aus dem einschlägigen Fachgebiet bekannt sind. Geeignete nichtionische Detergentien umfassen Polyäthoxyalkohole, Alkylphenole, Fettsäuren, Amine u.dgl., Polyäthoxy/Polypropylenoxid-Konderis ate, Polyäthoxys orbitanes ter und viele andere. Geeignete zwitterionische Produkte umfassen: quaternäre Ammoniumcarboxylate (Betaine), Sulfonate (Sulfobetaine) u.dgl., von denen einige oben erwähnt sind. Semipolare nichtionische oberflächenaktive Mittel,-wie tertiäre Aminoxide oder Phosphinoxide können ebenfalls vorliegen.

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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfin

dung:

Beispiel " 1 j Im Handel erhältliches linear-Dode-

cylbenzol wird in das Dodecylbenzyl-

chlorid und dann über das entsprechende Nitril zu Dodecylphenylacetamid umgewandelt. Die ortho- und para-Isomeren liegen im Verhältnis von etwa 1 : 4 vor.

5,4 g Dodecylphenylacetamid und 15 ml Chloracetylchlorid werden unter Rückfluß 2 Stunden erhitzt. Überschüssiges Chloracetylchlorid wird durch Eindampfen unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand wird in 50 ml Aceton gelöst. Man leitet einen großen Überschuß an gasförmigem Trimethylamin in diese Lösung während 1 Stunde ein und läßt die Mischung dann 16 Stunden stehen, worauf das braune, kristalline Produkt (1) abfiltriert wird. Die Reaktion kann wie folgt veranschaulicht werden:

!2¹VX-J

Γ\

3H₂ CO NH₂

+ Cl CO

Cl

°12^H25 vJ

^C12^H25"\--

^{C0 CH}

01"

Durch Infrarotuntersuchung des Produktes wurde festgestellt, daß es mit Trimethylammoniumchlorid verunreinigt war: es wurde gereinigt, indem eine methanolische Lösung

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des Rohproduktes durch eine Säule mit Hydroxylionen-Austauscherharz (50 ml IR 400A) geführt würde. Nach Eindampfen des Eluierungsmittels wird das gereinigte Produkt in der zwitterionischen Form (2) erhalten.

»lAHL-y

-OH₂ 00 U"

00 OH₂ If

(OH,)·

Diese Substanz zeigt gepaart mit der Säureform (1) einen ρΚα-Wert von 8,5·

Beispiel 2: Baumwollmusselinlappen werden in einer 0,5 %igen Lösung eines üblichen

alkalischen Haushaltshochleistungs-Wasch- und Reinigungsmittels bei 60⁰C 5 Minuten gewaschen, in Leitungswasser gespült und getrocknet. Sie werden dann in zwei Gruppen geteilt und eine Gruppe (a). wird in Leitungswasser eingetaucht und getrocknet. Die andere Gruppe (b) wird in eine 0,1 gew.-%ige Lösung des quaternären Ammoniumimids mit der Formel

e-/Amo μ co Ch₂ ή (ch₃)₅

Cl"

(3)

eingetaucht, worin R n-Dodecyl ist, wobei der pH-V/er t der Lösung auf 6,5 eingestellt ist. Der ρΚα-Wert dieser Verbindung ist 8,3. Die Lappen werden in Leitungswasser gespült und getrocknet.

Beide Gruppen von Lappen werden dann gleichmäßig mit. einer wässerigen Aufschlämmung zerkleinerter Gartenerde, welche einem Lehmboden entstammt, verschmutzt und getrocknet. Jede Gruppe der Lappen wird dann in einer 0,2 %igen Lösung

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des gleichen Hochleistungswaschmittels bei 60⁰C 5 Minuten gewaschen, in Leitungswasser gespült und getrocknet. Die Lösung zeigt einen pH-Wert von 10.

Die Lappen der Gruppe (b) sind ersichtlich reiner als jene der Gruppe (a).

Beispiel 3: Ein Baumwollappen wird 3 Minuten in

eine 1 %ige Lösung der Verbindung

(3) des Beispiels 2 in Leitungswasser eingetaucht. Der pH-Wert der Lösung beträgt 4,2. Der Lappen wird dann in Wasser gespült und getrocknet. Ein Vergleichslappen wird in Wasser eingetaucht und getrocknet. Die Lappen werden dann in eine wässerige Dispersion eingetaucht, die 100 Teile/Million des Farbstoffs Chloramin Rose B (Farbindex: Direktrot 31) enthält. Die Lappen werden gespült und getrocknet. Die Lappen, die in der Lösung der erfindungsgemäßen Verbindung vorbehandelt worden sind, sind sichtbar weniger gefärbt als die nur in Wasser vorbehandelten.

Beispiel 4: (a) Chloracetyloctadecanimid.

28,3 g Octadecanamid werden in 130 ml Benzol mit 1 ml Pyridin behandelt und die Lösung wird zum Sieden erhitzt. Dann werden 22,6 g Chloracetylchlorid innerhalb von 30 Minuten zugesetzt und das ganze wird weitere 1,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung läßt man auf Zimmertemperatur abkühlen und nach 16 Stunden werden 15,5 S weißes, kristallines Produkt abfiltriert. Durch Infrarot- und Kernmagnetische Resonanzspektroskopie wurde bestätigt, daß es sich bei dem Produkt um Chloracetyloctadecanimid, F. = 105 - 106⁰C, handelt.

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Die Reaktion erfolgt nach der Gl.eichung:

CO BHö + Cl CO CH₉Cl —V C₁₉H,,- COM COCHpCl. (b) Quaternisierung von Chloracetyloctadecanimid.

1 g Chloracetyloctadecanimid wird in 50 ml v/armem Aceton gelöst und es werden 5 ml Trimethylamin zugesetzt. 16 Stunden später werden 1,1 g des gefällten Produktes abfiltriert und sorgfältig mit Aceton gewaschen·.

Die Reaktion erfolgt nach der Gleichung: CONH CO CH₂Cl + '™ ^s ^{w Aceton}

COM CO CH₂ N⁺ (CH₅)₅ Cl"

Beispiel 5 : In gleicher Weise erhält man durch

Behandlung von Chloracetyldodecan-

imid mit Pyridin oder Alkyldimethylamin (C₁QH₅₇ N (CH₅)₂) die folgenden Verbindungstypen:

COM 00 CH₂Cl C₁₁H₃₅ CONH CO CH₂

C₁₁H₂₅ COM CO CH₂Cl "^, C₁₁H₃₅ OQNH CO CH₂ N⁺-CH₅ Cl~,

^R ⁼ ift^'^v"'' *

Beispiel 6: Teststücke von Baumwoll-Frotteehand-

tüchern v/erden zwei Vorbehandlungs-

v/äschen in einem üblichen synthetischen Haushaltshochleistungswaschmittel (Ariel der Fa. Procter & Gamble) unterworfen und danach gespült und getrocknet.

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Die Teststücke werden in 2 Gruppen aufgeteilt und eine Gruppe (a) wird in einer 0,55 gew.-%igen Lösung des gleichen üblichen Waschmittels gewaschen; die andere Gruppe (b) wird in einer im wesentlichen identischen Lösung gewaschen, die nur insoferne abweicht, als 0,025 % der Verbindung

^C17^H35 ^{C0 1}^ ^{C0 CH}2 zugesetzt sind.

Die Lösungen werden in hartem Wasser angesetzt (258 Teile/Million als Kaliumcarbonat). Das Waschen wird in einer Miniaturwaschmaschine ausgeführt. Die Waschbedingungen sind folgende:

10 Minuten bei 4-9°0,

50 g Gewebe Je "Topf¹¹ in der Maschine, Gewichtsverhältnis Flüssigkeit zu Gewebe 20 : 1, 2 Teststücke je Topf, 2 Töpfe je zu vergleichender

Mischung.

Nach dem Waschen werden die Gewebe schleudergetrocknet, zweimal in kaltem, hartem Wasser (Verhältnis Flüssigkeit zu Gewebe 10 : 1) gespült, schleudergetrocknet und an der Luft getrocknet.

Sie werden einem paarweisen Vergleich bezüglich Weichheit durch eine Gruppe von 4- Frauen unterworfen:

Die Ergebnisse in Gruppenbeurteilungseinheiten (positiv bevorzugt) waren wie folgt:

Gruppe (a) -0,4-6 Gruppe (b) +0,52.

Geringster signifikanter Unterschied Ό,7& (95 %ige Verläßlichkeit).

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Beispiel 7 : Herstellung von Chloracetylacetamid.

6,0 g Chloracetamid, 9»0 g Essigsäureanhydrid und 0,6 ml Acetylchlorid werden 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Zu der abgekühlten Lösung gibt man 25 ml Benzol. Nach 2 Stunden wird das gefällte Produkt abfiltriert, mit Leichtbenzin gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 5>7 g und das Chlor- . acetylacetamid zeigt einen P. = 103 - 105°0. (Die Methode ist jener von Polya und Spotswood, Recueil 1948, 67, S. 927 angepaßt.)

Quaternisierung von Chloracetylacetamid.

1 g Chloracetylacetamid und 2,5 g Octadecyldimethylamin werden in 10 ml Aceton 1,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen wird das quaternäre Ammoniumimid (1) ausgefällt und durch Filtrieren abgetrennt. Die Ausbeute beträgt 2,4 g. Das Produkt ist wasserlöslich, gibt eine schäumende Lösung und zeigt positive Reaktion hinsichtlich ionischem Chlorid. Das Infrarotspektrum war in Übereinstimmung mit jenem, das der folgenden Struktur zuzuschreiben ist:

CH, CO NH CO CH₂ N⁺ (CH,)₂ Cl" (1).

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Claims

42653 Patentansprüche :

1. Quaternäre Ammoniumimide der allgemeinen Formel

-R,

00 N" CO'GH- N

^l3

oder ihre kationischen Addukte der allgemeinen Formel

CO m CO CH₂ N-

-^R3 ^>R4

X ein Anion,

R₁ eine Alkylgruppe mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl- oder eine Benzylgruppe oder eine Alkylbenzjl- oder Alkylphenylgruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,

Jeder der Reste R-* und R^, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Phenyl- oder Benzylrest oder R₂, R, und R. zusammengenommen einen Pyridinring bedeuten und einer oder beide Reste R₁ und R₂ wenigstens 10 Kohlenstoff atome enthalten,

symbolisieren.

2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R₁ eine Alkylgruppe mit 13 bis 21 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylbenzyl- oder Alkylphenylgruppe mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alky!kette ist.

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3. Verbindung nach. Anspruch 1 oder 2, worin jeder der Reste Rp, R·* und R^, eine Methyl- oder Äthylgruppe symbolisiert.

4·. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, worin R₂, R 3 ^un<3· R. zusammen einen Pyridinring symbolisieren.

5. "Verbindung nach Anspruch 1, worin R₂ eine Alkylgruppe mit 14- bis 22 Kohlenstoffatomen ist.

6. Verbindung nach Anspruch 5? worin jeder der Reste R, und R^ eine Methyl- oder Athylgruppe ist.

7· Verbindung nach Anspruch 5 oder 6, worin R^, eine Methyl- oder Äthylgruppe ist.

8. Zusammensetzung zum Einweichen von Textilien, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verbindung nach einem der An- _v Sprüche 1 bis 7 in kationischer Form enthält.

9· Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch ein nichtionisches-oder zwitterionisches oberflächenaktives Mittel enthält.

10. Als Zusatz für das Spülen von Textilien geeignete Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein pH-pufferndes Mittel enthält, wobei wenigstens 0,1 Gew.-^ der Verbindung in ihrer kationischen Form vorliegt und der pH-Wert der gesamten Lösung höchstens 2 Einheiten oberhalb des ρΚα-Wertes des oberflächenaktiven Mittels liegt.

11. Alkalische, gerüststoffhältige Waschmittelzusammenoetzung, dadurch gekennzeichnet, daß. sie eine Verbind u.-.cii einem der Ansprüche 1 bis 7, ein anionisches organisches Detergens und alkalische Gerüststoffsalze enthält.

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12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch ein nichtionisches oder zwitterionisches oberflächenaktives Mittel enthält.

13. Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Gerüststoffsalz zu organischem oberflächenaktivem Mittel 1:4 bis 30:1 beträgt.

Für: The Procter & Gamble Company CincinnatiAOhio), V.St.A,-

Dr.«. J. WoIH

Rechtsanwalt

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