Deutsch

Heutzutage werden ein Großteil der Tenside aus Erdöl hergestellt, obwohl früher die erneuerbaren Fette und Öle als Ausgangsbasis für oberflächenaktive Substanzen, wie Seifen und sulfatierte Öle verwendet wurden. Fossile Rohstoffe stehen nur begrenzt zur Verfügung, während der Markt für Tenside wächst. Es gibt viele Anwendungen, wie Handseifen, Wasch- und Reinigungsmittel, ebenso wie Lacke, Kühlschmierstoffe und Kosmetika. Unter den bekannten Tensiden gibt es schon Amid-basierte Tenside. Dennoch ist der Großteil bisher nicht untersucht worden. Aus diesen Gründen erscheint die Erforschung von neuen Tensiden aus nachwachsenden Rohstoffen vielversprechend. In dieser Arbeit werden Fettamine aus nachwachsenden Ölen mit Fruchtsäuren als nachwachsenden Rohstoffen zu Imiden umgesetzt. Diese Kondensationreaktion wird lösungsmittelfrei durchgeführt, um den Rohstoffeinsatz zu minimieren. Jede Kombination von Dodecyl- und Cocoylamin mit Bernstein-, Äpfel, Wein- und Citronensäure wird untersucht. Die vier anionischen Dodecylmonoamide werden durch basische Hydrolyse und saure wässrige Aufarbeitung gewonnen. Deren Langzeitstabilität wurde mittels HPLC-DAD und NMR-Spektroskopie untersucht. In sauren oder neutralen wässrigen und organischen Lösungen wird eine Rückreaktion zu dem jeweiligen Imid beobachtet. Eine Hydrolyse zu Amin und freier Säure kann weder ausgeschlossen noch nachgewiesen werden. Diamide werden in einer lösungsmittelfreien Additionsreaktion dargestellt. Der tertiäre Stickstoff der Dimethylaminopropyldiamide wird mittels Methylierung, Oxidation und Addition von Chloressigsäure quaternisiert. Dadurch werden kationische, nichtionische und zwitterionische diamidbasierte Tenside erhalten. Lösungen der neuartigen Tenside werden explorativ hinsichtlich Schaumeigenschaften, Oberflächenspannung und Korrosionseigenschaften bei Stahloberflächen untersucht. Generell werden feinperlige persistente Schäume erhalten. Mit steigender Polarität der hydrophilen Köpfe wird die Oberflächenspannung stärker erniedrigt und weniger Korrosion beobachtet. Neuartige (di-)amidbasierte Tenside wurden aus nachwachsenden Fettaminen und Disäuren durch Kondensation, Addition von Dimethylaminopropylamin und nachfolgende Quaternisierung gewonnen. Diese Tenside haben interessante Eigenschaften, die möglicherweise zur Anwendung in Kühlschmierstoffen oder Handseifen oder Reinigungsmittel führen können.

English

Nowadays most surfactants are based on fossile resources, although earlier on renewable fats and oils were used as starting material for surfactants like soaps and sulfatised oils. Fossile resources are limited, but market size for surfactants is still increasing, as there are multiple different applications like washing, cleansing and detergent formulations as well as lacquer, cooling lubricants and cosmetics. Among all surfactants few amide-based surfactants are published, but the vast majority is still to be discovered. Therefore development of new and renewable surfactants seems rewarding. In this work renewable fatty amines are reacted with renewable fruit acids to obtain imides. This condensation reaction is performed in absence of solvents to maximise atom efficiency. Here each combination of dodecyl and cocoyl amine with succinic, malic, tartaric and citric acid is investigated. The four anionic dodecyl monoamides are prepared by basic hydrolysation and acidic aqueous work up. Long term stability in solution is evaluated via HPLC-DAD and NMR-spectroscopy. In acidic or neutral aqueous and organic solution monoamides show a condensation reaction towards the corresponding imides. Hydrolysation towards acid and free amine can neither be excluded nor verified. Diamides are prepared by solvent free addition of amines. Tertiary nitrogens of dimethyl amino propyl diamides are quaternised via methylation, oxidation or addition of chloro acetic acid, resulting in cationic, nonionic and zwitterionic diamide-based surfactants. Solutions of these new surfactants are explored concerning foam properties, surface tension and influence on corrosion of steel. Foams are in general persistent and exhibit a structure with small bubbles. With increasing polarity of the hydrophobic heads the influence on surface tension is increased and less corrosion is found. New (di-)amide based surfactants were prepared starting with renewable fatty amines and diacids by condensation, addition of dimethyl amino propylamine and consecutive quaternisation. These surfactants have interesting properties, possibly resulting in applications as cooling lubricants or liquids for washing or cleansing.