Получение и свойства оксидаминов.
Оксиды третичных аминов так называемые N-оксиды представляют продукты реакции третичных аминов, например, с пероксидом водорода или другими пероксидными соединениями.
Кроме основной реакции протекают побочные реакции.
пероксид амины тоже не устойчивые соединения, с образование исходных веществ и кислорода.
В качестве сырья используют алкил- диметиламины полученные из синтетических жирных кислот фракций С10-С16. Наиболее подходящим катализатором является монохлоруксусная кислота в присутствии которой разложения пероксида водорода уменьшается в 2-4 раза, а конверсия аминов значительно возрастает. Окисление алкил-диметиламинов проводят полу непрерывным способом.
Алкил-диметиламины и 30-40% водный раствор хлорида водорода с монохлоруксусной кислотой непрерывно смешивают в прямоточном эмульгаторе турбинного типа. Затем реакционную смесь подают в эмалированный реактор, где при перемешивании и нагревании до 80-85°С смесь выдерживают 6-8 часов при перемешивании. Конверсия алкил-диметиламинов в N-оксиды составляет 95-97%. Мольное соотношение алкилдиметиламинов к перекиси водорода 1,4÷1,5.
Мольное соотношение катализатора 0,4-0,5% от массы алкилдиметиламинов. Конечный продукт представляет вязкий водный раствор оксидаминов содержащий 30-36% N-оксидов 0,7-0,9% алкилдиметиламинов 0,2-0,7% пероксида водорода. N-оксиды безцветные кристаллические вещества, длина связи N-O около 0,136 нм, энергия связи составляет 276 кДж/моль, т.е. эта энергия близка к энергии координационной связи, поэтому молекулы N-оксидов характеризуются высоким дипольным моментом и полярностью. С пероксидом водорода и водой они образуют водородные связи поэтому эти ПАВ гидроскопичны и трудно поддаются сушке. Безводный оксид алкилдиметиламина можно выделить только в вакууме. Они плавятся с частичным разложением при температуре 60-120°С. N-оксиды легко растворимы в воде и низкомолекулярных спиртах и не растворимы в бензоле, бензине, диэтиловом эфире.
Основные свойства N-оксидов хуже, чем у третичных аминов, однако: с сильными кислотами они образуют соли, например, с HCl:
Термостойкость N-оксидов не высока, при нагревании до 100-200°С они разлагаются с образованием алкенов:
При более низких температурах происходит отщепление кислорода, см. вторую побочную реакцию.
Термостойкость солей оксидаминов выше термостойкости чистых оксидов, особенностью N-оксидов является двойственность поведения в водных растворах. Так в щелочных, нейтральных и слабокислых растворах они ведут себя как неионогенные ПАВ, а при значениях рН < 4,5 как катионактивные ПАВ. Водные растворы оксидов образуют очень устойчивую пену и в смесях с анионкативными ПАВ повышают устойчивость пены. Свойства водных растворов N-оксидов полученных на основе фракции СЖК С10-С16 приближаются к свойствам растворов оксида и 3-децил-диметиламина. Оксиды алкилдиметиламинов в том числе и на основе СЖК фракции С10-С16 и С14-С15 обладают достаточно высокой моющей способностью. Они совместимы с любыми ПАВ, не чувствительны к наличию солей жесткости и рН раствора. Атом азота в молекуле N-оксидов обуславливает их сродство к белковым волокнам поэтому такие соединения действуют смягчающе на волосы и кожу человека. В настоящее время N-оксиды применяют в моющих, пенообразующих, очищающих, косметических и других составах.