CH427084A - Verfahren zur Herstellung von reaktiven Farbstoffen - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von reaktiven Farbstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung von reaktiven Farbstoffen, welche sich auf ge wissen Textilfasern fixieren lassen.
Es wurde gefunden, dass man wertvolle reaktive Farbstoffe der Formel I
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worin F einen mittels Aminogruppen gebundenen Farbstoffrest, Cyl und Cy2 je einen Rest eines cyclischen Polycarbimidderivates, D den Rest eines mittels Aminogruppen gebundenen organischen Amins, das mehr als eine acylierbare Amino- gruppe enthält, R1,
R2 und R3 ersetzbare Substituenten und n eine niedere ganze Zahl bedeuten, erhält, wenn man n Mol des mehr als eine acylierbare Ami- nogruppe enthaltenden organischen Amins zuerst mit 2n Mol cyclischem Polycarbimidderivat mit drei er setzbaren Substitucnten reagieren lässt und das Reaktionsprodukt hierauf mit einem Mol des n acy- lierbare
Aminogruppe enthaltenden Farbstoffs um setzt.
Die Komponenten werden dabei so gewählt, dass das Endprodukt mindestens eine saure, salzbildende, wasserlöslichmachende Gruppe oder zweckmässig mehrere solche Gruppen enthält.
Der organische Farbträger F der Formel I kann einer beliebigen Farbstoffklasse angehören. Vorzugs weise ist F der Rest eines technisch leicht zugängli chen, stabilen und echten Farbstoffs, beispielsweise der Rest eines Azo-, Anthrachinon-, Phthalocyanin- oder Nitrofarbstoffs, der mittels einer Aminobgruppe mit Cy, verbunden ist.
Cy, und Cy_ bedeuten je den Rest eines cycli- schen Polycarbimidderivates, worin je die Hydroxyl- gruppe der enolisierten, einen Ringbestandteil bil denden Carbimidgruppe durch die reaktionsfähigen Substituenten R,, R2 oder R3 bezw. durch D oder F ersetzt ist, nach dem Schema:
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Cy bedeutet in Cy, und Cy. somit einen tertiären Ringstickstoff enthaltenden 5- oder vorzugsweise 6-gliedrigen Heteroring von aromatischem Charakter, welcher an dem Ringstickstoff benachbarten Kohlen stoffatomen mit F bezw. D bezw. R1, R2 oder R3 verbunden ist. Die Reste Cy, und Cy, können gleich oder verschieden sein.
Vorzugsweise bedeutet Cy, den 1,3,5-Triazinylrest und Cy, ebenfalls den 1,3,5-Triazinylrest oder einen Pyrimidylrest. Als wei tere 6-gliedrige Heteroringe entsprechend Cy kom men beispielsweise auch asymmetrische Triazinringe in Betracht.
Als ersetzbare Substituenten R1, R2 und R3 kommen negative Substituenten, insbesondere die Halogene Chlor und Brom, gegebenenfalls aber auch Sulfonylsubstituenten oder Nitrogruppen in Betracht.
Der Rest D, Abkömmling eines mehr als eine acylierbare Aminogruppe enthaltenden organischen Polyamins, kann der aliphatischen, araliphatischen, cycloaliphatischen, der aromatisch-isocyelischen oder der heterocyclischen Reihe angehören.
D ist vorzugs weise ungefärbt; D kann aber auch Farbstoffcharak- .ter besitzen, beispielsweise den Rest eines Diamino- azofarbstoffs vorstellen. D ist vorzugsweise ein. Dia- min mit 2 unter den Reaktionsbedingungen acylier- bare,n Aminogruppen;
D kann .aber auch ein, Poly amin mit zwei unter den Reaktionsbedingungen acy- lierbaren Aminogruppen sein, ja sogar ein Polyamin mit mehr als zwei acylierbaren Aminogruppen. Als acylierbar werden Aminogruppen angesprochen, wenn sie unter .den Reaktionsbedingungen, d. h.
in wässriger Lösung der betreffenden Aminoverbindung mit heterocyclischen Imidchloriden reagieren. Diaryl- aminogruppen gelten demnach ebensowenig als acy- lierbar wie tertiäre Aminogruppen. Dies schliesst nicht aus, dass sie im Rest D vorhanden sind, etwa wenn D sich von der 4,
4'-Diamino-diphenylamin- 2-sulfonsäure oder von einem tertiären Bis-(2'-ami- noäthyl)- oder Bis-(3'-aminopropyl)-amin ableitet. Als acylierbare Aminogruppen kommen in erster Linie primäre Aminogruppen in Betracht und nur unter günstigen Umständen auch sekundäre Amino- gruppen, welche dann. vorzugsweise nur niedermole kulare Alkylgruppen,
vorzugsweise die Methyl- oder die Äthylgruppe enthalten. Es ist günstig, wenn in den vorzugsweise verwendeten diacylierbaren Diami- noverbindungen :die eine Aminogruppe reaktions freudig, die andere reaktionsträger ist.
Beispielsweise kann die eine Aminogruppe primär und die andere sekundär sein; oder es kann in den bevorzugten diprimären Diaminoverbindungen die eine Amino- gruppe sterisch behindert und/oder in der Basizität geschwächt sein. In den bevorzugten diprimären D.i- aminoverbindungen der Benzol-, Naphthalin-,
Diphe- nyl- und Stilbenreihe geschieht diese Beeinflussung der einen Aminogruppe zweckmässig durch 0-Sub- stitution, insbesondere durch 0-Substitution mit sau ren Gruppen, wie der Carboxyl- und insbesondere der Sulfonsäuregruppe. Demgemäss sind neben der 4,4'-Diammostilben-2,2'-disulfonsäure, der 4,
4' Di- aminodiphenyl-mono- und disulfonsäuren insbeson dere die 1,3- und 1,4-Diaminobenzol-6-sulfonsäuren sehr günstige Komponenten für den Aufbau erfin- dungsgemässer Farbstoffe.
Die erfindungsgemässen Reaktivfarbstoffe sind somit dadurch charakterisiert, dass sie an räumlich durch D getrennten, tertiären Ringstickstoff enthal tenden, aromatischen Ringen entsprechend Cy, und Gy, bewegliche Substituenten enthalten, und zwar am einen Heteroring nur einen,
am anderen aber zwei dieser beweglichen Substituenten. Dank diesem charakteristischen Aufbau sind in den erfindungsge mässen Farbstoffen zwei Zentren verschiedener Reaktionsfreudigkeit vorhanden.
Bei allen Umsetzungen mit den beweglichen Sub- stituenten enthaltenden cyclischen Polycarbimidderi- vaten sind die üblichen Vorsichtsmassnahmen gebo ten, um zu verhindern, dass reaktive Gruppen oder Atome, die im Farbstoffmolekül verbleiben sollen, vorzeitig ausgetauscht werden.
Die Temperatur- und pH-Bedingungen sind der Beweglichkeit des zu erset zenden Substituenten anzupassen. So soll beispiels- weise :das erste Halogenatom von Cyanurchlorid- oder bromid bei niederen Temperaturen bis zu höchstens 20 , das zweite Halogenatom bei, mittleren Tempe raturen von 25 bis 50 ausgetauscht werden.
Als säureabstumpfendes Mittel verwendet man in erster Stufe mit Vorteil Al'kalisalze niederer aliphatischer Säuren, beispielsweise Natriumacetat oder Natrium- formiat. Auch neutrale Alkalisalze von Polysäuren können verwendet werden, insbesondere auch die Alkalisalze polysulfonierter Ausgangsfarbstoffe.
Auch die Neutralisation der Reaktionsmischungen muss mit der gebotenen Vorsicht durchgeführt wer den. Man verwendet dazu zweckmässig verdünnte Lösungen von Alkalicarbonaten oder Alkalibicarbo- naten, arbeitet bei niederen Temperaturen und ver meidet pH-Werte der Reaktionsmischungen von über 6,5 bis 7. Auch bei der Isolierung und Trocknung der Reaktionsprodukte muss mit der nötigen Vorsicht verfahren werden.
Im vorzugsweise wasserlöslichen organischen Farbträger F kommt als löslich-machende Gruppe in erster Linie die Sulfonsäuregruppe in Betracht, dane ben aber auch die Carboxylgruppe. Ferner können beispielsweise acylierte Sulfonsäureamidgruppen, wie Alkyl- oder Aryldisulfamid- bezw. Alkyl- oder Aryl- carbonylsulfimidgruppen, Phosphonsäuregruppen oder Sulfatgruppen vorhanden sein.
Die Zahl dieser sauren, wasserlöslichmachenden Gruppen beträgt mindestens 1 und vorzugsweise 2 bis 4. Sind mehrere vorhanden, so können sie gleich oder voneinander verschieden sein. Es ist günstig, wenn neben anderen sauren Gruppen auch immer noch mindestens eine Sulfonsäuregruppe vorhanden ist.
Die sauren, wasserlöslichmachenden Gruppen können teilweise in der Form der freien Säure, sollen aber im übrigen vorzugsweise in der Form ihrer Alkalisalze, beispielsweise in Form der Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammonium-salze vorliegen.
Wenn; F einem Azofarbstoff entspricht, so stellt es in erster Linie den Rest eines Monoazofarbstoffs vor, in zweiter Linie den Rest eines Disazofarbstoffs. Der Rest
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kann sich in Disazofarbstoffen ausser in der Anfangs und der Endkomponente auch in der Mittelkompo nente befinden.
Geeignete Aminoazofarbstoffe ent halten mindestens eine und vorzugsweise zwei bis drei sauer dissoziierende Gruppen, darunter vorteil- haft mindestens eine oder überhaupt nur Sulfonsäu- regruppen. Die mit dem cyclischen Carbimidhaloge- nid zu kuppelnde Aminogruppe ist zweckmässig pri- mär, gegebenenfalls sekundär,
dann niedrig alky- liert. Sie kann sich direkt an durch die Azogruppe verbundenen aromatischen Resten oder in externen Substituenten befinden, beispielsweise in Aminoben- zoylaminogruppen. Die Aminoazofarbstoffe können metallfrei oder schwermetallhaltig sein, beispiels weise Kupfer, Chrom, Kobalt oder Nickel enthalten.
In diesem Fall handelt es sich in erster Linie um o,o =Dioxyazo-, o-Oxy-o'-carboxyazo- und gegebe nenfalls auch um o-Oxy-o'-aminoazofarbstoffe, wel che noch mindestens eine acylierbare Aminogruppe enthalten. Zweckmässig wird die Metallisierung der Farbstoffe vor der Umsetzung mit den cyclischen Carbimidhalogeniden ausgeführt.
Erfindungsgemäss verwendbare Aminoazofarb- stoffe kann man nach üblichen Methoden herstellen, beispielsweise aus Nitroarylazofarbstoffen oder Nitrobenzoylaminoarylazofarbstoffen durch Reduk tion der Nitrogruppen, ferner durch Kupplung von Aryldiazoniumverbindungen, auch von diazotierten Aminoazofarbstoffen, die vorzugsweise sulfoniert sind, mit in p-Stellung zu einer acylierbaren Amino- gruppe kuppelnden aromatischen Aminen,
weiter mit Aminoarylpyrazolverbindungen, wie 1-Aminophe- nyl-5-pyrazolonen oder -5-aminopyrazolen, mit Ami- nonaphtholsulfonsäuren und deren Derivaten mit ab gewandelter Aminogruppe,
beispielsweise mit amino- benzoylierter Aminogruppe. Wertvoll sind hier be sonders die Farbstoffe aus in 2-Stellung mit Diazo- benzol-o-sulfonsäuren gekuppelten 1-Hydroxy- naphthalin-3-sulfonsäuren, die eine Aminogruppe oder eine Aminobenzoylaminogruppe in 5- oder 6- oder 7- oder 8-Stellung enthalten und auch noch wei ter substituiert, z. B. noch weiter sulfiert sein können.
Bedeutet F den Rest eines Phthalocyaninfarb- stoffs, dann kann dieser metallfrei oder kobalt-, nik- kel-, titan-, zinn- und insbesondere kupferhaltig sein.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um Verbindun gen, welche die definitionsgemässe Gruppe
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nicht direkt an einem Benzorest des Phthalocyanin- gerüsts enthalten, sondern an einem externen Substi- tuenten, beispielsweise an einem mittels einer Sulfa- midgruppe oder einer Sulfonsäureestergruppe mit diesem Gerüst verbundenen organischen Substituen- ten,
der der aliphatischen oder (besonders im Falle der Esterbindung) der aromatischen Reihe angehören kann.
Auch wenn F den Rest eines Anthrachinonfarb- stoffs bedeutet, befindet sich der charakteristische Substituent
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vorzugsweise nicht direkt am Anthrachinongerüst, sondern beispielsweise an kerngebundenen Phenyl- amino-, Diphenylamino-, Phenoxy-, Phenoxyphenyl- amino-, Phenylthio- oder Phenylthiophonylamino- gruppen. Die sauren, wasserlöslichmachenden Grup pen,
insbesondere die Sulfonsäuregruppen, können dagegen als Substituenten des Anthrachinonrestes und als Substituenten an externen Arylresten von kerngebundenen Gruppen vorhanden sein, beispiels weise als Substituenten in einer der vorstehend auf gezählten Gruppen.
Erfindungsgemässe Anthrachi- nonfarbstoffe leiten sich vorzugsweise vom 1,4-Dia- minoanthrachinon mit mindestens einer substituier ten, insbesondere aromatisch substituierten Amino- gruppe und von den entsprechenden kernsubstituier ter Derivaten ab, beispielsweise von den 2-, 5-, 6- und 7-Halogen-, 5- oder 8-Hydroxy-, 5- oder 6-Alkylsulfonyl-, 5- oder 6-Trifluormethylderivaten, insbesondere aber von den 1,
4-Diaminoanthrachi- non-2-mono- oder -2,5-, -2,6-, -2,7- bezw. -2,8-disul- fonsäuren, vor allem aber von der 1-Amino-4-phenyl- amino-a#nthhrachinon-2-sulfonsäure, aber auch von der entsprechenden -2-carbonsäure.
Die erfindungsgemässen, gut wasserlöslichen Farbstoffe eignen sich zur Erzeugung von nassechten Färbungen auf hydroxylgruppenhaltigen organischen Substraten, insbesondere auf Cellulosematerial, durch Imprägnieren derselben mit wässrigen Farbstofflö- sungen und Fixierung in Gegenwart von säurebin denden Mitteln.
Die Imprägnierflotten können die in der Färberei üblichen Hilfsmittel enthalten, beispiels weise anorganische Neutralsalze wie Natriumchlorid und Natriumsulfat, ferner Netz-, Dispergier-, Egali- sier- oder Verdickungsmittel, Säureamide, wie Harn stoff oder niedere Fettsäureamide,
und gegebenen falls auch hydrophile organische Lösungsmittel. Als säurebindende Fixiermittel kommen in erster Linie basisch dissoziierende Alkalisalze von anorganischen Polysäuren in Betracht, beispielsweise die Lithium-, Natrium oder Kaliumsalze von Phosphorsäuren, Kohlensäure, Borsäuren, Kieselsäuren und gegebe nenfalls sogar verdünnte Lösungen von Alkalihydr- oxyden. Die erfindungsgemässen Farbstoffe zeichnen sich dank ihrem charakteristischen Aufbau durch eine bisher unerreichte Anwendungsbreite aus,
indem sie sich nach den meisten bisher bekannt gewordenen Fixierverfahren, d. h. nass oder trocken, kalt oder heiss mit ähnlichem Erfolg fixieren lassen. Ihre An wendung ist deshalb weder an besondere apparative Einrichtungen noch an spezifische F'ä.rberezepte ge bunden. Die mit den neuen Farbstoffen erzeugten Cellulosefärbungen zeichnen sich auch durch eine verhältnismässig sehr geringe Stärkeeinbusse beim Seifen aus.
Die erfindungsgemässen Farbstoffe, insbesondere die Monoazo-, Anthrachinon- und Phthaloeyanin- farbstoffe eignen sich auch zur Erzeugung von echten Färbungen von nucleophile Haftstellen aufweisenden organischen Substraten, insbesondere zum Färben von keratinischen Fasern wie Wolle und zum Färben von Leder.
Nähere Einzelheiten über die Verfahren zur Her- stellung erfindungsgemässer Farbstoffe können dem nachfolgenden Beispiel entnommen werden. Im Bei spiel bedeuten die Teile, sofern etwas anderes nicht ausdrücklich vermerkt ist, Gewichtsteile und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Ge wichtsteile stehen zu Volumteilen im gleichen Ver- hältnis wie Gramm zu Milliliter.
<I>Beispiel</I> 37 Teile 4,4'-Diaminostilben-2,2'-disulfonsäure werden in 400 Teilen Wasser unter Zusatz von Natriumcarbonat als Natriumsalz neutral gelöst und innerhalb von 11/2 Stunden bei 0-4 zu einer fein- dispersen wässrigen Suspension von 36,9 Teilen Cya- nurchlorid zugetropft;
die Reaktion ist beendet, wenn in .der Reaktionslösung keine diazotierbaren Amino- gruppen mehr nachgewiesen werden können.
Zu .dieser Lösung wird nach dem Verdünnen mit 250 Teilen Wasser eine neutrale Lösung des Natri- umsalzes von 42,1 Teilen des Aminoazofarbstoffes aus diazotierter 2-Aminonaphthalin-4,8-disulfon- säure, gekuppelt mit 1-Amino-3-methylbenzol, in 350 Teilen Wasser zugefügt,
die Mischung auf die Tem peratur von 0-5 eingestellt und drei Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Der entstandene Farb stoff der Formel
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wird durch Zusatz von Natriumchlorid vollständig ausgefällt, abfiltriert, mit verdünnter Natriumchlorid- lösung gewaschen und zuletzt im Vakuum getrocknet.
Der Farbstoff löst sich in Wasser und konz. Schwefelsäure mit gelber Farbe. Mit der Farbstofflö- sung imprägnierte Baumwolle ist nach einer Behand lung mit säurebindenden Mitteln in nassechten gelben Tönen gefärbt.
Verwendet man anstelle der 37 Teile 4,4'-Diami- nostüben-2,2'-disulfonsäure eine äquimolare Menge der in der nachfolgenden Tabelle noch aufgeführten Diamine, oder ersetzt man die 42,1 Teile des im obi gen Beispiel verwendeten Aminoazofarbstoffes durch entsprechende Teile der in der Tabelle angegebenen Aminoazofarbstoffe, so erhält man ähnliche Farb stoffe, mit welchen man ähnliche Baumwollfärbungen von vergleichbaren Echtheiten erzeugen kann.
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<I>Tabelle</I>
<tb> Nr. <SEP> Aminoazofarbstoff <SEP> Diaurin <SEP> Farbton
<tb> 1 <SEP> 2-Aminonaphthalin-4,8- <SEP> 4,4'-Diamino- <SEP> gelb
<tb> disulfonsäure <SEP> ---> <SEP> stilben-2,2' 1-Amino-2-methoxy- <SEP> disulfonsäure
<tb> 5-methylbenzol
<tb> 2 <SEP> 2-Aminonaphthalin-3,6- <SEP> do. <SEP> gelb
<tb> disulfonsäure <SEP> >
<tb> 1-Amino-3-äthoxybenzol
<tb> 3 <SEP> 1-Amino-3-nitrobenzol- <SEP> do. <SEP> gelb
<tb> 6-sulfonsäure <SEP> <U>-</U><B>D</B> <SEP> 1-(4' Sulfophenyl)-3-methyl 5-pyrazolon;
<tb> Nitrogruppe <SEP> reduziert
<tb> zur <SEP> Aminogruppe
<tb> 4 <SEP> 1-Aminobenzol-2- <SEP> do. <SEP> rot
<tb> sulfonsäure <SEP> -@
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Nr. <SEP> Aminoazofarbstoff <SEP> Diaurin <SEP> Farbton
<tb> 1-Amino-8-hydroxy naphthalin-3, <SEP> 6-disulfon säure
<tb> (alkalisch <SEP> gekuppelt)
<tb> 5 <SEP> 2-Aminonaphthalin-4,8- <SEP> 1,4-Diamino- <SEP> gelb
<tb> disulfonsäure <SEP> -@ <SEP> benzol-6 1-Amino-3-methylbenzol <SEP> sulfonsäure
<tb> 6 <SEP> do. <SEP> 1,3-Diamino- <SEP> gelb
<tb> benzol-6 sulfonsäure
<tb> 7 <SEP> do. <SEP> 4,4'-Diamino- <SEP> gelb
<tb> diphenyl-2,2' disulfonsäure
<tb> 8 <SEP> do. <SEP> 4,4'-Diamino- <SEP> gelb
<tb> diphenyl-3 sulfonsäure Weitere Beispiele von Farbstoffen, die .sich auch nach oben beschriebenem Verfahren herstellen las sen, sind im Patent Nr. 385 375 beschrieben.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von reaktiven Farb- stoffen der Formel I EMI0004.0063 worin F einen mittels Aminogruppen gebunden Farbstoffrest, Cyl und Cyz je einen Rest eines cyclischen Polycarbimidderivates, D den Rest eines mittels Aminogruppen gebundenen organischen Amins, das mehr als eine acylierbare Amino- gruppe enthält, Ri,R2 und Ra ersetzbare Substituenten und n eine niedere ganze Zahl bedeuten, welche Verbindung mindestens eine saure, salzbil dende wasserlösüchmachende Gruppe enthält, da durch gekennzeichnet,dass man n Mol des mehr als eine acylierbare Aminogruppe enthaltenden organi schen Amins zuerst mit 2n Mol cyclischem Polycar- bimidderivat mit drei ersetzbaren Substituenten rea gieren lässt und das Reaktionsprodukt hierauf mit einem Mol des n acylierbare Aminogruppen enthal tenden Farbstoffs umsetzt. UNTERANSPRÜCHE 1.Verfahren gemäss Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung von .acylierbaren sul- fonierten Aminoazofarbstoffen. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung von acylierbare Aminogruppen enthaltenden sulfonierten Anthrachi- nonfarbstoffen. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung von acylierbare Aminogruppen enthaltenden Phthalocyaninfarbstof- fen. 4.Verfahren gemäss Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Ver wendung von 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin als cycli- sches Polycarbimidderivat. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Ver wendung eines diprimären Amins der Benzol-, Diphenyl- oder Stilbenreihe als organisches Amin mit mehr als einer acylierbaren Aminogruppe. 6.Verfahren gemäss Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Ver wendung von 2,5- oder 2,4-Diaminobenzol-l-sulfon- säure als organisches Amin mit mehr als einer acy- lierbaren Aminogruppe.
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