PL B1. UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU, Poznań, PL BUP 21/09. DARIA WIECZOREK, Poznań, PL RYSZARD ZIELIŃSKI, Poznań, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. C07D 265/30 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Nowe związki 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfoniany oraz sposób ich otrzymywania (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 21/09 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 02/14 (73) Uprawniony z patentu: UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU, Poznań, PL (72) Twórca(y) wynalazku: DARIA WIECZOREK, Poznań, PL RYSZARD ZIELIŃSKI, Poznań, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Janina Majchrzak

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku są nowe związki 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfoniany, oraz sposób otrzymywania tych związków. Nowe związki będące przedmiotem wynalazku charakteryzują się zdolnością do obniżania napięcia powierzchniowego na granicy faz roztwór wodny - powietrze. Istotą wynalazku są nowe związki 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfoniany o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza łańcuch n-alkilowy przy atomie azotu morfoliny o liczbie atomów węgla wynoszących 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14 lub 16. Istotą wynalazku jest także sposób otrzymywania 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfoniany o wzorze ogólnym 1, w którym R ma wyżej podane znaczenie. Polega on na tym że, N-alkilomorfolinę o ogólnym wzorze 2, w którym R ma wyżej podane znaczenie poddaje się reakcji czwartorzędowania 1,4-butanosultonem o wzorze 3, przy zastosowaniu niepolarnego rozpuszczalnika aprotonowego, korzystnie octanu etylu lub heksanu, ponadto reakcję prowadzi się w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do temperatury wrzenia rozpuszczalnika. Nowe związki będące przedmiotem wynalazku charakteryzują się zdolnością do obniżania napięcia powierzchniowego. Zdolność do obniżania napięcia powierzchniowego została określona za pomocą metody wiszącej kropli. W badaniach tych wartości równowagowego napięcia powierzchniowego zostały wykonane dla roztworów wodnych otrzymanych 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfonianów dla dziesięciu stężeń. Wyjściowe stężenie próby to M. Następne próby wykonano metodą kolejnych rozcieńczeń na podstawie otrzymanych izoterm napięcia powierzchniowego wyznaczono wartości krytycznego stężenia micelarnego. Przykładowo krytyczne stężenie micelarne [mm] dla 4-(N-decylomorfolinio)-]-butanosulfonianu wyniosło 14,12, dla 4-(N-dodecylomorfolinio)-1-butanosulfonian - 3,55, dla 4-(N-tetradecylomorfolinio)-1-butanosulfonian - 0,63 a dla 4-(N-heksadecylomorfolinio)-1-butanosulfonian - 0,13. Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, w których otrzymane związki scharakteryzowano metodami spektroskopowymi (IR, 1 H NMR, 13 C NMR) temperaturą topnienia. P r z y k ł a d I W kolbie okrągłodennej o pojemności 100 cm 3 rozpuszczono 0,1 mola 1,4-butanosulfonu w 60 ml octanu etylu Do uzyskanego roztworu dodawano 0,1 mola N-metylomorfoliny. Otrzymaną mieszaninę pozostawiono na kilka dni bez dopływu wilgoci z otoczenia Po tym okresie czasu powstały osad odsączono i wysuszono w eksykatorze próżniowym. Wydajność po oczyszczeniu 4-(N-metylomorfolinio)- -1-butanosulfonianu wynosi 80% wydajności teoretycznej. IR (KBr): C-O 1251 cm -1 1 H NMR (D 2 O) δ (ρρm): -O-CH 2 t 4,05 -N-CH 2 t 3,5 -S-CH 2 t 3,0 -CH 3 d 3,2 13 C NMR (D 2 O) δ (ppm): -O-CH 2 63,12 -N-CH 2 62,39 -S-CH 2 52,69 -CH 3 22,70 Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d II N-decylomorfolinę. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano 70 godzin w temperaturze 70 C. Następnie pozostawiono na kilkanaście dni bez dostępu wilgoci. Z wydajnością 60% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-decylomorfolinio)-1-butanosulfonian 1 H NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): -O-CH 2 t 4,1 -N-CH 2 t 3,5 -S-CH 2 t 2,95 -CH 3 d 0,9

3 PL B C NMR (CDCl 3 ) δ (ppm): -O-CH 2 62,78 -N-CH 2 55,16 -S-CH 2 t 33,99 -CH 3 16,25 Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d III Postępowano analogicznie jak w przykładzie II, stosując w miejsce N-metylomorfoliny 0,1 mola N-dodecylomorfolinę. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano 80 godzin w temperaturze 70 C. Następnie pozostawiono na kilkanaście dni bez dostępu wilgoci. Z wydajnością 40% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-dodecylomorfolinio) IR (KBr) C-O 1250 cm -1 N+ -C 1650 cm -1 Temperatura topnienia; C. P r z y k ł a d IV Postępowano analogicznie jak w przykładzie II, stosując w miejsce N-metylomorfoliny 0,1 mola N-tetradecylomorfolinę. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano 100 godzin w temperaturze 70 C. Następnie pozostawiono na kilkanaście dni bez dostępu wilgoci. Z wydajnością 30% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-tetradecylomorfolinio) IR(KBr): C-O 1250 cm -1 Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d V Postępowano analogicznie jak w przykładzie II, stosując w miejsce N-metylomorfoliny 0,1 mola N-heksadecylomorfolinę. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano 150 godzin w temperaturze 70 C. Następnie pozostawiono na kilkanaście dni bez dostępu wilgoci. Z wydajnością 60% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-heksadecylomorfolinio) Temperatura topnienia: 216 C P r z y k ł a d Vl Postępowano analogicznie jak w przykładzie 11, stosując w miejsce N-metylomorfoliny 0,1 mola N-oktylomorfolinę oraz heksan jako rozpuszczalnik. Mieszaninę reakcyjną podgrzewano 50 godzin w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika. Następnie pozostawiono na kilkanaście dni bez dostępu wilgoci. Z wydajnością 75% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-oktylomorfolinio) N+ -C 1650 cm -1 Temperatura topnienia C P r z y k ł a d VII N-etylomorfolinę. Z wydajnością 78% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-etylomorfolinio)- Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d VIIl Postępowano analogicznie jak w przykładzie I, stosując w miejsce N- metylomorfoliny 0,1 mola N-propylomorfolinę. Z wydajnością 78% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-propylomorfolinio)-1 -butanosulfonian, IR (KBr): v C-O 1250 cm -1 Temperatura topnienia: C P r z y k ł a d IX N-butylomorfolinę. Z wydajnością 75% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-butylomorfolinio)-

4 4 PL B1 IR (KBr). C-O 1250 cm -1 Temperatura topnienia: C P r z y k ł a d X N-pentylomorfolinę. Z wydajnością 75% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-pentylomorfolinio)- Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d Xl N-heksylomorfolinę. Z wydajnością 75% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-heksylomorfolinio)- Temperatura topnienia: C. P r z y k ł a d XII N-heptylomorfolinę. Z wydajnością 75% wydajności teoretycznej otrzymano 4-(N-heptylomorfolinio)- Temperatura topnienia: C. Zastrzeżenia patentowe 1. Nowe 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfoniany o ogólnym wzorze 1, w którym R oznacza łańcuch n-alkilowy przy atomie azotu morfoliny o różnej liczbie atomów węgla wynoszących 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14 lub Sposób otrzymywania 4-(N-alkilomorfolinio)-1-butanosulfonianów o ogólnym wzorze 1 określonym w zastrzeżeniu 1, w którym R oznacza łańcuch n-alkilowy przy atomie azotu morfoliny o różnej liczbie atomów węgla wynoszących 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14 lub 16, znamienny tym, że N-alkilomorfolinę o ogólnym wzorze 2,

5 PL B1 5 w którym R ma wyżej podane znaczenie poddaje się reakcji czwartorzędowania 1,4-butanosulfonem o wzorze 3, przy zastosowaniu niepolarnego rozpuszczalnika aprotonowego, korzystnie octanu etylu lub heksanu, ponadto reakcję prowadzi się w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do temperatury wrzenia rozpuszczalnika.

6 6 PL B1 Rysunki Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)