способ получения дезинфицирующего вещества клатрата дидецилдиметиламмоннийбромида с мочевиной

Формула изобретения

Способ получения дезинфицирующего вещества аддуктов мочевины четвертично-аммониевого соединения, включающий взаимодействие четвертичного аммониевого соединения в органическом растворителе с сатурированным раствором мочевины, фильтрацию, осаждение, слив с осадка, отделение аддукта, промывание холодным растворителем и сушку, отличающийся тем, что в качестве четвертичного аммониевого соединения используют дидецилдиметиламмоний бромид, полученный взаимодействием дидецилметиламина с бромистым метилом в органическом растворителе при массовом соотношении реагентов соответственно 2,5: (1,0-1,5): (1,0-1,5), при давлении 0,05-0,1 МПа и температуре 50-90^oС, а взаимодействие сатурированного раствора мочевины с дидецилдиметламмоний бромидом осуществляют при температуре 25-35^oС при массовом соотношении реагентов 1: 2-2,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии дезинфицирующего вещества, в частности, к получению аддуктов мочевины четвертичного аммониевого соединения (ЧАС), обладающих бактерицидной, вирулицидной, фунгицидной, антисептической активностью и имеющих применение в качестве дезинфицирующих, антисептических, моющих и фунгицидных средств.

Известен способ получения дезинфицирующих средств аддуктов мочевины четвертичного аммониевого соединения, включающий взаимодействие четвертичного аммониевого соединения в органическом растворителе с сатурированным раствором мочевины, фильтрацию, осаждение, слив с осадка, отделение аддукта, промывание холодным раствором и сушку (Патент США 2676955, 1954) - (1).

В данном патенте описано получение карбамидных соединений клатратов таких ЧАС, как лаурилтриметиламмоний хлорид, дилаурилдиметиламмоний бромид.

Упоминаний о карбамидных клатратах дидецилдиметиламмоний бромида и его получении в данном патенте и других опубликованных и общедоступных источниках не обнаружено.

Аддукты мочевины и четвертичного соединения аммония получают взаимодействием вышеуказанных реагентов в органическом растворителе с последующим разделением кристаллической и жидкой фаз.

Таким образом, для производства указанного аддукта необходимо получить на первой стадии соответствующую соль. Последнюю в свою очередь синтезируют реакцией аминов с галоидным алкилом.

В России практически отсутствует сырьевая база для производства дециламинов, нет также промышленного производства вторичных аминов.

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного метода получения аддуктов мочевины четвертично-аммониевого соединения с уменьшенным количеством примесей, с высоким выходом целевого продукта, с таким сочетанием мочевины и четвертичного соединения в композиции, которое обладает синергетическим эффектом, усиливающим бактерицидные, вирулицидные, фунгицидные свойства и улучшает качество.

Задача решается тем, что в способе получения дезинфицирующего вещества аддуктов мочевины четвертичного аммониевого соединения, включающем взаимодействие четвертично-аммониевого соединения в органическом растворителе с сатурированным раствором мочевины, фильтрацию, осаждение, слив с осадка, отделение аддукта и сушку, согласно изобретению в качестве четвертичного аммониевого соединения используют дидецилдиметиламмоний бромид, полученный взаимодействием дидецилметиламина с бромистым метилом в органическом растворителе при массовом соотношении реагентов, соответственно 2,5:(1-1,5):(1-1,5), при давлении 0,05-0,1 МПа и температуре 50-90^oС, а взаимодействие сатурированного раствора мочевины с дидецилдиметиламмоний бромидом осуществляют при температуре 70-100^oС при массовом соотношении реагентов 1:2-2,5.

Для производства высокомолекулярных аминов возможно использование как природного, так и нефтехимического сырья.

Амины, алкильная цепь которых имеет 10 углеродных атомов, могут быть получены из таких природных масел, как кокосовое или пальмоядровое, с небольшим выходом (в качестве побочного продукта при производстве додециламина).

Из нефтехимического сырья для производства децил- или дидециламина могут быть использованы спирты, полученные олигомеризацией этилена (метод Циглера).

Промышленные методы получения аминов из жирных кислот в основном реализуются в двух направлениях: двухстадийный метод, согласно которому на первой стадии путем аммонолиза жирных кислот получают нитрилы, которые на последующей стадии гидрированием превращают в амины и одностадийный гидроаммонолиз жирных кислот. При одностадийном гидроаммонолизе жирных кислот процессы дегидратации и гидрирования протекают одновременно на одном и том же катализаиторе, обладающим как дегидратирующими, так и гидрирующими свойствами.

Получение дидецилдиметиламмоний бромида осуществляли в несколько технологических стадий.

Из небольшого количества каприновой кислоты получали нитрилы. Нитрилы получали аммонолизом каприновой кислоты на установке непрерывного действия над стационарным катализатором - окисью алюминия (2).

При температуре 360^oС и давлении 3-5 атм. получены нитрилы, которые подвергли дистилляции. В результате получены дистиллированные нитрилы, имеющие следующие характеристики:

Кислотное число, КЧ - 0,15 мг КОН/г

Массовая доля аминов - 0,8%

Каталитическое гидрирование нитрилов протекает через промежуточное образование альдиминов. Альдимины в ходе реакции не только восстанавливаются до первичных аминов, но и взаимодействуют с первичными аминами, образуя Шиффовы основания, восстанавливающиеся до вторичных аминов.

Образование вторичных аминов возможно также при конденсации двух молекул альдимина (3).

Образование вторичных аминов возможно также за счет дезаминирования двух молекул первичного амина.

Гидрирование нитрилов осуществляли в автоклаве при следующих технологических параметрах: давление - 3,0 МПа, температура - 180^oC. В качестве катализатора использовали промотированный никель на окиси хрома. Наибольший выход вторичных аминов нами достигнут при удалении из зоны реакции более 85% образующегося в реакции аммиака.

Полученный гидрогенизат характеризовался следующим составом:

Массовая доля первичных аминов - 7,2%

Массовая доля вторичных аминов - 85,4%

Массовая доля третичных аминов - 4,3%

Путем ректификации из гидрогенизата выделена фракция дидециламина с массовой долей вторичных аминов 97,9%.

Затем осуществляли метилирование дидециламина реакцией дидециламина с формальдегидом в присутствии водорода с использованием катализатора гидрирования (4) при температуре 90-120^oС, давлении 4,0-5,0 МПа и мольном соотношении амины : формальдегид - 1:2,5 выход дидецилметиламина достиг 99%.

Путем ректификации выделена фракция дидецилдиметиламина, которая имела следующие характеристики:

Массовая доля дидецилметиламина - 99,7%

Температура плавления - 8^oС

Плотность - 0,81 г/см³

Взаимодействием дидецилметиламина с бромистым метилом получили четвертичную аммониевую соль - дидецилдиметиламмоний бромид.

Реакцию осуществляли в автоклаве при давлении 0,05-0,1 МПа и температуре 50-90^oС в органическом растворителе при массовом соотношении реагентов соответственно 2,0:(1-1,15):(1-1,5).

Реакция протекает исчерпывающе. В готовом продукте исходных аминов нет.

Клатратные соединения образуются при смешивании компонентов в насыщенном или перенасыщенном растворе. Описанные в литературе методы получения клатратов ЧАС с мочевиной носят, как правило, препаративный характер и мало пригодны для того, чтобы стать основой для разработки технологического производства.

Полученный дидецилдиметиламмоний бромид в растворителе смешивают при температуре 25-35^oС с сатурированным раствором мочевины при массовом соотношении реагентов 1:(2-2,5).

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.

В автоклав помещают 5 мас.ч. дидецилдиметиламина и 0,5 мас.ч. бромистого метила, 0,5 мас.ч. изопропилового спирта. Реакцию осуществляют при давлении 0,05 МПа и температуре 50^oС. Получают дидецилдиметиламмоний бромид, в котором исходных аминов нет. Полученный дидецилдиметиламмоний бромид в изопропиловом спирте смешивают при температуре 35^oС с сатурированным раствором мочевины в метаноле при соотношении реагентов 1:2. Затем добавляют диэтиловый эфир, выпавший кристаллический осадок отфильтровывают, осаждают, сливают с осадка, отделяют аддукт, промывают холодным диэтиловым эфиром и сушат. Получают белый кристаллический порошок.

Пример 2.

К 4,5 мас.ч. дидецилдиметиламина добавляют бромистый метил и изопропиловый спирт в соотношении реагентов 2:(1-1,5) соответственно. Реакцию осуществляют при давлении 0,1 МПа и температуре 80^oС. Полученный дидецилдиметиламмоний бромид в ацетоне смешивают при температуре 25^oС с сатурированным раствором мочевины при соотношении компонентов 1:2,5. Отделение осуществляют, как в примере 1. Получают белый кристаллический порошок.

Пример 3.

В автоклав помещают дидецилдиметиламин, бромистый метил и изопропиловый спирт при соотношении реагентов 2,5:1,5:1,0.

Реакцию осуществляют при давлении 0,08 МПа и температуре 90^oС. Полученный дидецилдиметиламмоний бромид в изопропиловом спирте смешивают при температуре 30^oС с сатурированным раствором мочевины в низкоалифатическом спирте (С1 до С6) при соотношении реагентов 1-2,2. Реакционную смесь затем растворяют в 30 мл диэтилэфира и отфильтровывают. Твердое вещество отделенное промывают дополнительным количеством диэтилэфира и высушивают на воздухе в течение 20 мин. Результирующий продукт представляет собой мелкозернистый белый порошок.

Анализ полученного соединения на содержание ионного брома методом аргентометрии показал массовую долю Br - 6,09%. Это соответствует массовой доле дидецилдиметиламмоний бромида в клатрате 30,9% и следующей пропорции: на моль ЧАС - 15,7 молей мочевины.

В таблице приведены результаты анализов полученных образцов.

Небольшие отклонения по температуре плавления могу быть обусловлены особенностями установки для определения этого показателя.

Результаты, приведенные в таблице, позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ и оптимальное соотношение компонентов позволили добиться высокого выхода целевого продукта. Получение данного продукта очень важно для отечественного производителя, использующего данный продукт в различных областях народного хозяйства, в том числе и при производстве дезинфицирующих, бактерицидных, фунгицидных, фармацевтических и моющих средств.

Литература

1. Патент США 2676955, 1954 г.

2. Авторское свидетельство СССР 387980.

3. Зеленая С.А. и др. Катионные ПАВ. М.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 1979.

4. Петрякова Н.К. и др. Нефтепереработка и нефтехимия. 9, 1977.