Un procedimiento para preparar un haluro de alquilamonio de la fórmula (I):

en la que y es 1 ó 2; Z es halógeno; X - es haluro; y [(R)y-N-[CH2-CH(OH)-CH2-Z]4-y] + X - (I) R, en cada caso, es independientemente H o alquilo C1-C6, a condición de que al menos un R sea alquilo C1 a C6, procedimiento que comprende: hacer reaccionar una sal de hidrohaluro de mono- o di-alquilamina y su correspondiente amina libre con al menos dos equivalentes de una epihalohidrina, en donde la sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre se combinan en una proporción para alcanzar un pH menor que 8 en la premezcla resultante, y en donde la premezcla contiene menos que 0,1% de disolvente alcohólico

Campo

La presente invención se refiere a haluros de alquilamonio cuaternario de alta pureza y a métodos para preparar los mismos.

Antecedentes 5

Los compuestos de alquilamonio cuaternario tienen diversas aplicaciones comerciales, que incluyen la industria textil y la industria del cuidado personal. En muchas de estas aplicaciones, es deseable proporcionar el compuesto de alquilamonio cuaternario en una forma de alta pureza. Las composiciones convencio- nales, o bien poseen cantidades indeseables de impurezas, o bien requieren etapas de concentración o purificación que aumentan los costes de producción. Por consiguiente, se necesitan mucho y serían muy útiles procedimientos para 10 preparar composiciones que tengan concentraciones más altas del haluro de alquilamonio cuaternario y niveles reducidos de impurezas. La solicitud de patente británica GB-A-2090877 y el artículo "Preparation, Surface-Active and Antielectrostatic Properties of Multiple Quaternary Ammonium Salts" Wegrzynska et al, Journal of Surfactants and Detergents 2006, vol. 9, nº 3, págs. 221-226, describen la reacción de la epiclorohidrina con una sal de amina.

Resumen 15

La invención proporciona haluros de alquilamonio de la fórmula (I):

[(R)y-N-[CH2-CH(OH)-CH2-Z]4-y]+ X-

(I)

en la que y es 1 ó 2; Z es halógeno; X- es haluro; y R en cada caso es independiente- mente H o alquilo C1-C6, a condición de que al menos un R sea alquilo C1-C6, y en donde el haluro de alquilamonio se prepara haciendo 20 reaccionar una sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre con al menos dos equivalentes de una epihalohidrina, en donde la sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre se combinan en una proporción para alcanzar un pH menor que aproximadamente 8 en la premezcla resultante, y en donde la premezcla contiene menos que 0,1% de disolvente alcohólico.

Descripción detallada 25

La presente invención se refiere a métodos de producción de haluros de alquilamonio de la fórmula (I):

[(R)y-N-[CH2-CH(OH)-CH2-Z]4-y]+ X-

(I)en la que y es 1 ó 2, Z es halógeno, X- es haluro, y R en cada caso es independientemente H o alquilo C1-C6, a condición de que al menos un R sea alquilo C1-C6.

El término "alquilo", como se emplea en la presente memoria, pretende incluir grupos que contienen 30 hidrocarburos que tienen 1 a 6 átomos de carbono, incluyendo grupos alquilo lineales, grupos alquilo sustituidos, grupos alquilo ramificados y grupos alquilo cíclicos. Los grupos alquilo preferidos son lineales o ramificados.

Los haluros de alquilamonio de la fórmula (I) preferidos incluyen aquellos en los que y es 2.

Los haluros de alquilamonio de la fórmula (I) preferidos incluyen aquellos en los que Z es cloro.

Más preferiblemente, R es alquilo C1-C3. Un grupo R particularmente preferido es metilo. Aunque el grupo 35 R en cada caso puede ser el mismo o diferente, se prefiere que, cuando está presente más que un grupo R, todos los grupos R sean los mismos. Aunque algunas realizaciones incluyen cualquier combinación de grupos alquilo como los grupos R, en realizaciones particulares cada grupo R (cuando está presente más que uno) es el mismo grupo alquilo, por ejemplo, proporcionando un compuesto de dimetilamonio, dietilamonio o di-n-propilamonio. Un compuesto de alquilamonio cuaternario preferido es el cloruro de bis(3-cloro-2-hidroxipropil)dialquilamonio. 40

Los haluros de alquilamonio de la fórmula (I) preferidos incluyen aquellos en los que X es cloruro.

Un haluro de alquilamonio de la fórmula (I) especialmente preferido es el cloruro de bis(3-cloro-2- hidroxipropil)dimetilamonio.

En una realización, la presente invención proporciona métodos de preparación del haluro de alquilamonio de la fórmula (I) en los que el haluro de alquilamonio de la fórmula (I) se prepara haciendo reaccionar una sal de 45 hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre con al menos dos equivalentes de una epihalohidrina.

Se debe entender que la alquilamina es una mono-alquilamina o una di-alquilamina. El procedimiento es adecuado para cualquier mono- o di-alquilamina y el correspondiente hidrohaluro, tal como metilamina, dimetilamina, n-propilamina, di-n-propilamina, n-butilamina, di-n-butilamina, n-hexilamina, di-n-hexilamina y otras aminas primarias y secundarias que tengan grupos hidrocarbonados lineales, ramificados o cíclicos, conteniendo 50

cada uno independientemente de 1 a 6 átomos de carbono. Más preferiblemente, el procedimiento es adecuado para la dimetilamina y sus hidrohaluros, particularmente su hidrocloruro.

Las mono- y di-alquilaminas y sus sales están disponibles en el mercado, o se forman en reacciones que están dentro de la experiencia en la técnica, tal como la reacción de la correspondiente mono- o di-alquilamina libre con un ácido, preferiblemente un ácido halohídrico, para formar la sal de hidrohaluro de amina. 5 Alternativamente, se podría partir de la sal y añadir la amina libre (o una base fuerte para formar la amina libre a partir de la sal). Es adecuado cualquier medio que esté dentro de la experiencia en la técnica para formar mezclas de la amina libre y su sal en los intervalos de pH preferidos.

El pH de la sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre combinadas está por debajo de 8. En una realización, se mezcla suficiente amina, o está presente de otro modo, con la sal de amina, 10 preferiblemente hidrohaluro, para alcanzar un pH inicial (antes de la adición de epihalohidrina) de entre 7-8.

En una realización preferida, la correspondiente mono- o di-alquilamina libre se trata con un ácido, más preferiblemente con ácido clorhídrico para disminuir el pH y formar la sal. Aunque se prefiere el hidrohaluro, cualquier ácido neutralizaría de manera suficiente la base para ser útil en la práctica de la invención.

En una realización, la sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre se combinan 15 antes de la adición de la epihalohidrina para formar una premezcla. En una realización, la premezcla se mezcla justo antes de la reacción con la epihalohidrina. Alternativamente, la premezcla se prepara de antemano o se obtiene en el mercado. Si la premezcla se almacena, es ventajoso almacenar la premezcla en un recipiente cerrado para impedir que se escape la amina libre cuando la amina es volátil.

En una realización preferida, la premezcla (mono- o di-alquilamina y la correspondiente sal de mono- o di-20 alquilamonio, formada preferiblemente por introducción de hidrohaluro) está preferiblemente en disolución acuosa, lo más preferiblemente tanto la amina como el hidrohaluro están en disolución acuosa. La premezcla está sustancialmente exenta de disolvente alcohólico. "Sustancialmente exenta" significa concentraciones menores que 0,1%, preferiblemente menores que 0,01%, o más preferiblemente, menores que 0,001%.

Se usa adecuadamente cualquier epihalohidrina, pero la epiclorohidrina es la epihalohidrina preferida 25 porque está fácilmente disponible y el ión cloruro es considerado más aceptable para el medio ambiente que otros haluros. Cuando la amina es una monoalquilamina, se hacen reaccionar al menos aproximadamente dos equivalentes de epihalohidrina con la premezcla. En particular, dos equivalentes de epihalohidrina proporcionarán un haluro de amonio de la fórmula (I) en el que y es 2, y un R es hidrógeno. Tres o más equivalentes de epihalohidrina proporcionarán un haluro de amonio de la fórmula (I) en el que y es 1 y R es alquilo. Cuando la 30 amina es una dialquilamina, se hacen reaccionar al menos aproximadamente dos equivalentes de epihalohidrina con la premezcla, de tal modo que la amina reacciona completamente con la epihalohidrina para formar el producto deseado. Preferible- mente, la relación molar de epihalohidrina a amina mas hidrohaluro es al menos 2,05:1, más preferiblemente aproximadamente 3:1.

Sorprendentemente, se ha encontrado que el procedimiento, sin etapas adicionales, proporciona 35 compuestos con no más que aproximadamente 20 por ciento en peso de impurezas después de la extracción. El término "impurezas", como se emplea en la presente memoria, significa subproductos de reacción y/o materiales de partida distintos a agua o disolvente. Más preferiblemente, no están presentes más que aproximadamente 15 por ciento en peso... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar un haluro de alquilamonio de la fórmula (I):

[(R)y-N-[CH2-CH(OH)-CH2-Z]4-y]+ X-

(I)

en la que y es 1 ó 2; 5

Z es halógeno;

X- es haluro; y

R, en cada caso, es independientemente H o alquilo C1-C6, a condición de que al menos un R sea alquilo C1 a C6,

procedimiento que comprende:

hacer reaccionar una sal de hidrohaluro de mono- o di-alquilamina y su correspondiente amina libre con al menos 10 dos equivalentes de una epihalohidrina, en donde la sal de hidrohaluro de alquilamina y su correspondiente amina libre se combinan en una proporción para alcanzar un pH menor que 8 en la premezcla resultante, y en donde la premezcla contiene menos que 0,1% de disolvente alcohólico.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que y es 2.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la alquilamina es una dialquilamina. 15

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el haluro de alquilamonio de la fórmula (I) es cloruro de bis(3-cloro-2-hidroxipropil)dimetilamonio.