Sinteza unor substante superficial active pe baza de derivati imidazolinici

INTRODUCERE

Pe plan mondial, se produce un numar foarte mare de substante superficial active, utilizate atat in sinteze chimice, cat si ca agenti auxiliari.

In prezent, se comercializeaza o gama larga de substante superficial active cu compozitii complexe, dar si amestecuri sinergice ale acestora.

Indiferent de domeniul de utilizare a acestora, se pune problema tehnologiilor nepoluante si a protectiei mediului.

Derivatii imidazolinici se utilizeaza ca substante superficial active, respectiv ca inhibitori de coroziune, antistatizanti, emulgatori, agenti de flotare, agenti de dispersie, aditivi, agenti de vulcanizare, intaritori pentru rasini epoxidice, in cosmetica, precum si in medicina pentru scaderea tensiunii arteriale, ca antihistaminice, vasoconstrictori, vasodilatatori, anestezice locale, antiseptice, aditivi asfaltici, bacteriostatice, fungicide etc.

Existand premisele teoretice, precum si posibilitatile multiple de utilizare a substantelor superficial active pe baza de derivati imidazolinici, ne-am orientat preocuparile in acest domeniu spre aprofundarea cercetarilor privind sinteza, caracterizarea si utilizarea derivatilor imidazolinici in domenii de interes major.

Cercetarile efectuate au avut drept scop sinteza a peste 25 de produsi noi, efectuarea unui studiu privind conditiile de sinteza, determinarea parametrilor reactiei de sinteza, caracterizarea materiilor prime si a produsilor rezultati, utilizarea derivatilor imidazolinici sintetizati ca inhibitori de coroziune, ca emulgatori in procesele de purificare avansata, ca acceleratori la intarirea rasinilor sintetice, ca antiaglomeranti etc.

Cercetarile in acest domeniu au fost justificate de necesitatea sintetizarii unor noi substante superficial active pe baza de derivati imidazolinici si utilizarea acestora in domenii de interes industrial.

Lucrarea este structurata pe doua parti, si anume:

1. studiu de literatura privind sinteze ale derivatilor imidazolinici cu proprietati superficial active, precum si domenii de utilizare a acestora;

2. studii experimentale privind cercetarile si rezultatele originale obtinute, precum si concluziile generale care s-au desprins din acestea.

In prima parte a lucrarii, in capitolul I, se face o trecere in revista a cercetarilor stiintifice in domeniul sintezei derivatilor imidazolinici utilizati ca substante superficial active prin analiza critica a unor monografii, brevete, articole, comunicari stiintifice prin citarea a peste 150 de referinte bibliografice.

In capitolul II, sunt prezentate pe larg domeniile in care sunt utilizati derivatii imidazolinici. Datorita structurii lor asimetrice, derivatii 2-imidazolinici prezinta proprietati superficial active care le permit sa fie utilizati ca emulgatori, adaosuri textile, agenti de flotatie, aditivi asfaltici, agenti de inmuiere, agenti de spalare, antistatici, emolienti, utilizati in productia de cosmetice, cum ar fi sampoane, spume de baie, detergenti etc., in domeniul protectiei anticorozive, ca inhibitori de coroziune, ca acceleratori si intaritori ai rasinilor sintetice, in domeniul medicinii si farmaciei, ca antidaunatori precum si in alte domenii.

Partea a doua a lucrarii se refera la cercetarile experimentale originale, in care s-au urmarit doua obiective principale: sinteza derivatilor 2-imidazolinici si utilizarea acestora in domenii de interes major.

In capitolul III, s-a efectuat un studiu tehnologic de sinteza a derivatilor imidazolinici in urma caruia a fost stabilit raportul molar optim al reactantilor, s-a facut o comparatie intre variantele tehnologice de sinteza, s-a ales varianta optima, s-au determinat parametrii reactiei de formare a derivatului imidazolinic, s-a urmarit influenta catalizatorului asupra reactiei de obtinere a derivatilor imidazolinici, precum si influenta lungimii catenei hidrocarbonate. S-a sintetizat un numar de 29 de derivati imidazolinici utilizand materii prime in majoritate din tara. S-au caracterizat materiile prime si derivatii imidazolinici obtinuti.

In capitolul IV, sunt prezentate rezultatele experimentale a utilizarii derivatilor imidazolinici sintetizati ca: inhibitori de coroziune, emulgatori, acceleratori de intarire a rasinilor epoxidice, antiaglomeranti etc.

Capitolul V cuprinde concluziile finale privind studiul teoretic si rezultatele proprii obtinute in urma experimentarilor efectuate privind sintezele si utilizarile derivatilor imidazolinici obtinuti.

Lucrarea se incheie cu prezentarea bibliografiei care a stat la baza elaborarii acesteia.

Cercetarile in domeniul substantelor superficial active pe baza de derivati imidazolinici trebuie continuate pentru obtinerea altor compusi si gasirea posibilitatilor lor de utilizare, eventual in contextul cercetarii europene in functie de prioritatile programului de cercetare si cu participarea specialistilor straini care vin cu experienta si dotarea necesare dezvoltarii acestui domeniu.

CUPRINS

INTRODUCERE

I. SINTEZE ALE UNOR DERIVATI IMIDAZOLINICI CU PROPRIETATI SUPERFICIAL ACTIVE
I.1. Consideratii generale
I.2. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici
I.2.1. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici monosubstituiti
I.2.1.1. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici monosubstituiti care utilizeaza ca reactant etilendiamina
I.2.1.2. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici monosubstituiti care nu utilizeaza ca reactant etilendiamina
I.2.2. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici disubstituiti
I.2.2.1. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici disubstituiti utilizand ca reactant etilendiamina sau derivati de etilendiamina
I.2.2.2. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici disubstituiti care nu utilizeaza ca reactant etilendiamina
I.2.3. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici trisubstituiti
I.2.3.1. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici trisubstituiti care utilizeaza ca reactant etilendiamina
I.2.3.2. Sinteza derivatilor 2-imidazolinici trisubstituiti care nu utilizeaza ca reactant etilendiamina
I.2.4. Alchilarea derivatilor 2-imidazolinici si obtinerea sarurilor cuaternare de amoniu
I.2.4.1. Alchilarea derivatilor 2-imidazolinici
I.2.4.2. Obtinerea sarurilor cuaternare de amoniu
I.2.5. Acilarea derivatilor 2-imidazolici
I.2.6. Sinteza derivatilor imidazolinici amfoteri

II. DOMENII DE UTILIZARE A DERIVATILOR IMIDAZOLINICI
II.1. Consideratii generale
II.2. Utilizarea derivatilor imidazolinici
II.2.1 Utilizarea derivatilor imidazolinici ca substante superficial active
II.2.2. Utilizarea derivatilor imidazolinici ca inhibitori de coroziune
II.2.3. Utilizarea derivatilor imidazolinici ca acceleratori si intaritori pentru rasini epoxidice
II.2.4. Utilizarea derivatilor imidazolinici in domenile medicinii si farmaciei
II.2.5. Utilizarea derivatilor imidazolinici ca antidaunatori
II.2.6. Alte utilizari
II.3. Concluzii privind studiul de literatura

III. METODE EXPERIMENTALE DE OBTINERE A UNOR DERIVATI IMIDAZOLINICI
III.1. Introducere
III.2. Caracterizarea materiilor prime
III.2.1. Caracteristicile materiilor prime
III.2.2. Dependenta indicelui de refractie de concentratia poliaminelor in apa
III.2.3. Tipuri de analize a materiilor prime
III.3. Obtinerea compusilor imidazolinici
III.3.1. Consideratii teoretice
III.3.2. Descrierea instalatiilor experimentale
III.3.3. Studiul tehnologic de sinteza a derivatilor imidazolinici
III.3.3.1. Descrierea sintezelor dupa varianta A (antrenant xilen) pentru stabilirea raportului molar optim
III.3.3.2. Descrierea sintezelor dupa varianta B (exces de TETA ca antrenant)
III.3.3.3. Descrierea sintezei dupa varianta C (exces de TETA ca antrenant si agitare mecanica)
III.3.4. Caracterizarea produsului 1-dietilendiamino-2(2-etil)-pentil-2-imidazolina
III.3.5. Determinarea parametrilor reactiei de formare a derivatului imidazolinic din acid 2-etil-hexanoic si TETA
III.3.6. Influenta catalizatorului asupra reactiei de obtinere a derivatilor imidazolinici
III.3.7. Sinteza derivatilor imidazolinici pe baza de acizi grasi sintetici, TETA si DETA
III.3.8. Sinteza derivatilor imidazolinici pe baza de acizi cu 2 pana la 18 atomi de carbon
III.3.8.1. Obtinerea 1-etilamino-2-metil-2-imidazolinei
III.3.8.2. Obtinerea 1-etilamino-2-fenil-2-imidazolinei
III.3.8.3. Obtinerea 1-etilamino-2-hexil-2-imidazolinei
III.3.8.4. Obtinerea 1-dietilendiamino-2-hexil-2-imidazolinei
III.3.8.5. Obtinerea 1-etilamino-2(2)-etil-pentil-2-imidazolinei
III.3.8.6. Obtinerea 1-etilamino-2-octil-2-imidazolinei
III.3.8.7. Obtinerea 1-dietilendiamino-2-octil-2-imidazolinei
III.3.8.8. Obtinerea 2-undecil-2-imidazolinei
III.3.8.9. Obtinerea 1-etilamino-2-undecil-2-imidazolinei
III.3.8.10. Obtinerea 1-dietilendiamino-2-undecil-2-imidazolinei
III.3.8.11. Obtinerea 2-heptadecil-2-imidazolinei
III.3.8.12. Obtinerea 1-etilamino-2-heptadecil-2-imidazolinei
III.3.8.13. Obtinerea 1-dietilendiamino-2-heptadecil-2-imidazolinei
III.3.8.14. Obtinerea 1-etilamino-2-Roleic-2-imidazolinei
III.3.8.15. Obtinerea 1-dietilendiamino-2-Roleic-2-imidazolinei
III.3.8.16. Obtinerea derivatilor imidazolinici din acizi distilati din ulei vegetal si DETA
III.3.8.17. Obtinerea derivatilor imidazolinici din acizi distilati din ulei vegetal si TETA
III.3.8.18. Obtinerea derivatilor imidazolinici din acizi bruti distilati din grasime tehnica si DETA
III.3.8.19. Obtinerea derivatilor imidazolinici din acizi bruti distilati din grasime tehnica si TETA 6
III.3.9. Obtinerea derivatilor imidazolinici disubstituiti prin alchilarea celor monosubstituiti
III.3.9.1.Obtinerea 1-metil-2-undecil-2-imidazolinei
III.3.9.2. Obtinerea 1-etilcian-2-undecil-2-imidazolinei
III.3.9.3. Obtinerea 1-etilcian-2-heptadecil-2-imidazolinei
III.3.10. Obtinerea sarurilor cuaternare de amoniu
III.3.10.1. Consideratii teoretice privind sarurile cuaternare de amoniu
III.3.10.2. Obtinerea sarii cuaternare de amoniu 1-benzil-1-metil-2-undecil-2-imidazolinei
III.3.10.3. Obtinerea sarii cuaternare de amoniu 1-benzil-1-etilcian-2-undecil-2-imidazolina
III.3.10.4. Obtinerea sarii cuaternare de amoniu 1-benzil-1-etilcian-2-heptadecil-2-imidazolina
III.3.11. Analiza spectrala a compusilor obtinuti
III.3.12. Concluzii

IV. DOMENII DE UTILIZARE A COMPUSILOR IMIDAZOLINICI SINTETIZATI
IV.1. Introducere
IV.2. Inhibitori de coroziune
IV.2.1. Metode de testare a eficientei inhibitorilor de coroziune
IV.2.1.1.Metoda gravimetrica
IV.2.1.2. Determinarea mecanismului de actiune al inhibitorilor si a vitezei de coroziune prin trasarea curbelor de polarizare (metoda potentiometrica)
IV.2.1.3. Determinarea fierului cu ortofenantrolina
IV.2.2. Utilizarea imidazolinelor 1,2-disubstituite ca inhibitori ai coroziunii metalelor
IV.3. Emulgatori
IV.3.1. Utilizarea compusilor imidazolinici in sisteme cu membrane lichide
IV.4. Utilizarea compusilor imidazolinici ca acceleratori la intarirea rasinilor epoxidice
IV.4.1. Mecanisme de intarire a rasinilor epoxidice
IV.4.2. Obtinerea stratificatelor rulate fasonate utilizand ca accelerator 1-etilamino-2-undecil-2-imidazolina
IV.5. Utilizarea derivatilor imidazolinici ca antiaglomeranti
IV.6. CONCLUZII

V. CONCLUZII GENERALE

BIBLIOGRAFIE