HU224007B1

HU224007B1 - Adalékanyag aminok oxidációjának gátlására

Info

Publication number: HU224007B1
Application number: HU9701609A
Authority: HU
Inventors: Raák Judit Arányiné; Gábor Kovács; Péter Arányi; Attila Gáspár; Zsolt Gáspár; Miklós Nyári; István Gémes; György Borsi; Tamás Drozda; Katalin Novotnik
Original assignee: Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelő-Fejlesztő Részvénytársaság
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2005-04-28
Also published as: HU9701609D0; HUP9701609A1

Abstract

A találmány tárgya adalék anyag alkalmazása aminok gyártásközi és/vagytárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására. Atalálmány szerint adalék anyagként (I) általános képletű vegyületetalkalmaznak (R1)2–N–R2–NH–(R2–NH)x–Q (I) – a képletbenR1 1–4 szénatomos alkilcsoportot jelent, R2 2–4 szénatomosalkiléncsoportot jelent, Q 1–4 szénatomos alkilcsoportot vagy(R1)2–N–R2– csoportot jelent, és x értéke 0–12, és a molekulábanszereplő egyedi R1 és R2 csoportok azonosak vagy eltérőek lehetnek. ŕ

Description

A találmány tárgya adalék anyag alkalmazása aminok oxidációjának gátlására. Ezek az adalék anyagok különösen előnyösen alkalmazhatók tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkil-aminok, elsősorban 3-(dialkil-amino)-propil-aminok [például 3-(dimetilamino)- és 3-(dietil-amino)-propil-amin] gyártásközi és/vagy gyártást követő oxidációjának megakadályozására. A találmány továbbá oxidációval szemben stabilizált aminokra, azok előállítására, valamint azok továbbalakítására vonatkozik.

A tercier aminok tercier aminocsoportjának egyik közismert reakciója az oxidáció, amelynek során az aminokból -NR₃->0 csoportot tartalmazó amin-oxidok képződnek. (Amennyiben mást külön nem közlünk, a leírásban és az igénypontokban az „oxidáció” megjelölést kizárólag erre a reakcióra használjuk.) Esetenként - az amin reakcióképességétől és az uralkodó körülményektől (hőmérséklet, nyomás, esetleges kísérőanyagok jelenléte stb.) függően - az oxidáció mellékreakcióként az amin gyártása során, vagy utóreakcióként az amin tárolása, illetve feldolgozása során is végbemehet, amelynek eredményeként az aminban jól mérhető mennyiségű amin-oxid melléktermék jelenik meg, esetenként az amin-oxid továbbreagálása révén képződő egyéb szennyezésekkel együtt. A gyártásközi mellékreakció rontja a termék hozamát, és költségnövelő tisztítási lépések beiktatását teszi szükségessé. A tárolás során lezajló utóreakció esetenként olyan nagymértékben rontja az amintermék minőségét, hogy az továbbfelhasználásra alkalmatlanná válik, vagy csak előzetes tisztítás után használható fel.

A gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációra hajlamos aminok jellemző képviselői a tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkilaminok, köztük a 3-(dialkil-amino)-propil-aminok. Az amin-oxidok általában önmagukban is sárga elszíneződést adnak, de különösen mélyül a szín, ha az aminoxid-szennyezést tartalmazó aminokat hőközlést igénylő reakcióban továbbreagáltatják. Ilyen hőközlést igénylő továbbreagáltatás például a betainok előállítása, amelynek során 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propilamint hosszú szénláncú zsírsavval (így kókuszzsírsavval, ricinussawal vagy laurinsawal) amidálnak, és a kapott, tercier aminocsoportot hordozó savamidot a tercier aminocsoporton monoklór-ecetsawal vagy sójával kvaternerezik (557 835 számú európai és 4 227 391 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). Minthogy a betainokat elsődlegesen fényérzékeny anyagok alapozószereként, mosószerkomponensként és kozmetikai detergensként használják fel, alapvető minőségi követelmény, hogy színtelenek és szagtalanok legyenek. Nyilvánvaló, hogy ilyen minőségi fokozatú termék amin-oxid-szennyezést tartalmazó aminból kiindulva nem állítható elő.

Fontos feladat tehát az amin-oxid-képződés megakadályozása a gyártás és/vagy tárolás, illetve feldolgozás során.

A gyártásközi amin-oxid-képződés egyes esetekben a technológia megfelelő vezetésével megoldható, ez azonban igen jelentős beruházást, jól képzett személyzetet és szigorú technológiai fegyelmet igényel. Mindez a gyártási költségek növekedéséhez vezet. A tárolás, valamint az aminterméket előállító cég által már nem is befolyásolható továbbfeldolgozás során lezajló oxidáció csak megfelelő adalékok felhasználásával küszöbölhető ki biztonságosan. A képződött aminoxidok megbontására jelenleg bór-hidrid-alapú szervetlen anyagokat használnak. Ezek nagy hátránya, hogy az aminokhoz képest idegen anyagok, így az aminok továbbfeldolgozása során zavarhatják a további reakciókat és/vagy ronthatják a képződő termék minőségét. További hátrányt jelent, hogy ezek a vegyületek nem az amin-oxid-képződést előzik meg, hanem visszabontással távolítják el a már kialakult amin-oxidokat. Előnytelen az is, hogy az előzőekben ismertetett hatásmechanizmus miatt megfelelő védőhatás eléréséhez viszonylag nagy koncentrációban kell azokat felhasználni, korlátozva ezzel is az amintermék felhasználási lehetőségeit.

Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy az (I) általános képletű vegyületek (R¹)2-N-R²-NH-(R²-NH)x-Q (I)

- a képletben

R¹ 1-4 szénatomos alkilcsoportot jelent,

R² 2—4 szénatomos alkiléncsoportot jelent,

Q 1-4 szénatomos alkilcsoportot vagy (R¹)₂-N-R²csoportot jelent, és x értéke 0-12, és a molekulában szereplő egyedi R¹ és R² csoportok azonosak vagy eltérőek lehetnek igen jó eredménnyel alkalmazhatók aminok gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására.

A találmány tárgya tehát adalék anyag alkalmazása aminok gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására. A találmány szerint adalék anyagként (I) általános képletű vegyületeket alkalmazunk.

Az (I) általános képletű vegyületekben x értéke előnyösen 0,

R¹ jelentése előnyösen metilcsoport,

R² jelentése előnyösen propiléncsoport, és Q jelentése előnyösen propilcsoport vagy 3-(dimetilamino)-propilén-csoport lehet.

Az (I) általános képletű vegyületek különösen előnyös képviselője a bisz[3-(dimetil-amino)-propil]-amin és az N-[3-(dimetil-amino)-propil]-N-propil-amin. Ezeket a vegyületeket egymással elegyítve is előnyösen alkalmazhatjuk.

Az (I) általános képletű vegyületeket előnyösen tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkil-aminok, különösen előnyösen 3-(dialkil-amino)-propil-aminok, kiemelkedően előnyösen 3-(dimetil- és dietil)-aminopropil-amin oxidációjának megakadályozására alkalmazzuk.

A találmány továbbá oxidációval szemben stabilizált aminokra vonatkozik, amelyek egy vagy több (I) általános képletű vegyületet tartalmaznak az aminra vonatkoztatva legfeljebb 1 tömeg% mennyiségben. Ezekben a készítményekben az (I) általános képletű vegyü2

HU 224 007 Β1 let mennyiségének alsó határa előnyösen 50 ppm lehet. A készítmények az (I) általános képletű vegyületeket előnyösen az amin mennyiségére vonatkoztatva 100-4000 ppm, különösen előnyösen 400-1000 ppm mennyiségben tartalmazhatják. A készítményekben 5 lévő amin előnyösen tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkil-amin, különösen előnyösen 3-(dialkilamino)-propil-amin, kiemelkedően előnyösen 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propil-amin lehet.

A találmány tárgya továbbá eljárás oxidációval 10 szemben stabilizált aminok előállítására oly módon, hogy az aminokat azok tömegére vonatkoztatva legföljebb 1 tömeg% (előnyösen 100-4000 ppm, különösen előnyösen 400-1000 ppm) egy vagy több (I) általános képletű vegyület jelenlétében állítjuk elő és/vagy tárol- 15 juk, illetve dolgozzuk fel.

Az aminok előállítására azok gyártásának szokásos, ismert módszereit alkalmazhatjuk azzal az egyetlen eltéréssel, hogy a gyártást a fent meghatározott mennyiségű (I) általános képletű vegyület jelenlétében 20 végezzük. Az (I) általános képletű vegyületek - speciális, tercier/szekunder amin szerkezetük következtében - a főreakciót semmiképpen nem zavarják, ugyanakkor azonban hatásosan megelőzik az esetleges gyártásközi oxidációt. Ha az amintermékből az utólagos tisztítás 25 eltávolítja a felhasznált (I) általános képletű adalékot vagy annak egy részét, a tisztított termékben utánadagolással állítjuk be az (I) általános képletű vegyület koncentrációját a kívánt értékre. Egyes esetekben azonban az amint az azt stabilizáló (I) általános képletű 30 vegyülettel együtt is elkülöníthetjük [így például a 3(dimetil-amino)-propil-amint az N-(3-/dimetil-amino/propil)-N-propil-amin stabilizálószerrel együtt is desztillálhatjuk].

Az (I) általános képletű stabilizálószerek igen kis koncentrációban is jó oxidációgátló hatást fejtenek ki, és - az eddig azonos célra felhasznált bór-hidridszármazékokkal ellentétben - preventív hatásúak, tehát nem az amin-oxid utólagos bontása, hanem kialakulásának meggátlása révén fejtik ki hatásukat. A primer aminok továbbfeldolgozása szempontjából igen fontos előnyük, hogy termékbarát anyagok, azaz az adott kis mennyiségben sem a főreakciót nem zavarják, sem a termék minőségére nincsenek káros hatással (még a humán célú felhasználás esetén sem), így sem előzetes eltávolításukra, sem a továbbalakítási technológia módosítására nincs szükség. Ez az előny kiemelt jelentőségű a 3-(dimetil- vagy dietil-amino)propil-aminból kiinduló, testápolási célokat szolgáló betaingyártásban.

A találmány tárgya tehát továbbá eljárás bétáin előállítására 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propil-amin hosszú szénláncú zsírsavval végzett amidálása és a kapott, tercier aminocsoportot hordozó savamid monoklór-ecetsavval vagy sójával végzett kvaternerezése útján. A találmány szerinti eljárásban a fentiek szerint stabilizált 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propilamint használjuk.

Ezzel az eljárással biztonsággal kiküszöbölhetjük a színes szennyező anyagok megjelenését, és igen egyszerűen állíthatunk elő a humán felhasználás rendkívül igényes követelményeinek is megfelelő minőségű betaint, ami a legkülönbözőbb testápolási célokat szolgáló kozmetikai termékekhez felhasználható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Adalék anyag alkalmazása aminok gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására, azzal jellemezve, hogy adalék anyagként (I) általános képletű vegyületet alkalmazunk (r1)₂_N-R2-NH-(R^{1 2}-NH)_x-Q (I)

- a képletben

R¹ 1-4 szénatomos alkilcsoportot jelent,

R² 2-4 szénatomos alkiléncsoportot jelent,

Q 1-4 szénatomos alkilcsoportot vagy (R¹)₂-N-R²csoportot jelent, és x értéke 0-12, és a molekulában szereplő egyedi R¹ és R² csoportok azonosak vagy eltérőek lehetnek.
2. Az 1. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy adalék anyagként olyan (I) általános képletű vegyületet alkalmazunk, amelyben x értéke 0,

R¹ jelentése metilcsoport,

R² jelentése propiléncsoport, és

Q jelentése propilcsoport vagy
3-(dimetil-amino)propilén-csoport.

40 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy adalék anyagként bísz[3-(dimetilamino)-propil]-amint és/vagy N-[3-(dimetil-amino)propil]-N-propil-amint alkalmazunk.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti alkalma45 zás, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkil-aminok gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására alkalmazzuk.
5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti alkalma50 zás, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot 3(dialkil-amino)-propil-aminok gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására alkalmazzuk.
6. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti alkalma55 zás, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propil-amin gyártásközi és/vagy tárolás, illetve feldolgozás alatti oxidációjának megakadályozására alkalmazzuk.
7. Oxidációval szemben stabilizált amin, azzal jelle60 mezve, hogy az egy vagy több, az 1-3. igénypontok

HU 224 007 Β1 bármelyikében meghatározott adalék anyagot tartalmaz az aminra vonatkoztatva legfeljebb 1 tömeg% mennyiségben.
8. A 7. igénypont szerinti stabilizált amin, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot az aminra vonatkoz- 5 tatva 100-4000 ppm mennyiségben tartalmazza.
9. A 8. igénypont szerinti stabilizált amin, azzal jellemezve, hogy az adalék anyagot az aminra vonatkoztatva 400-1000 ppm mennyiségben tartalmazza.
10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti stabili- 10 zált amin, azzal jellemezve, hogy aminként tercier aminocsoporttal szubsztituált primer alkil-amint tartalmaz.
11. A 10. igénypont szerinti stabilizált amin, azzal jellemezve, hogy aminként 3-(dialkil-amino)-propilamint, előnyösen 3-(dimetil- vagy dietil-aminoj-propil- 15 amint tartalmaz.
12. A 11. igénypont szerinti stabilizált amin, azzal jellemezve, hogy adalék anyagként bisz[3-(dimetilamino)-propil]-amin és N-[3-(dimetil-amino)-propil]-Npropil-amin elegyét tartalmazza.
13. Eljárás a 7-12. igénypontok bármelyike szerinti stabilizált amin előállítására, azzal jellemezve, hogy az amint tömegére vonatkoztatva legföljebb 1 tömeg%, előnyösen 100-4000 ppm, különösen előnyösen 400-1000 ppm, az 1-3. igénypontok bármelyikében meghatározott adalék anyag jelenlétében állítjuk elő és/vagy tároljuk.
14. Eljárás bétáin előállítására 3-(dimetil- vagy dietil-amino)-propil-amin hosszú szénláncú zsírsavval végzett amidálása és a kapott, tercier aminocsoportot hordozó savamid monoklór-ecetsavval vagy sójával végzett kvaternerezése útján, azzal jellemezve, hogy a 3-(dimetil- vagy dietil-aminoj-propil-amint a 11. vagy 12. igénypont szerinti stabilizált formában használjuk.