DE1289932B

DE1289932B - Verfahren zur Herstellung von Dispersionsfarbstoffen

Info

Publication number: DE1289932B
Application number: DEM62496A
Authority: DE
Inventors: Senshu Hisashi
Original assignee: Mitsubishi Chemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1964-09-19
Filing date: 1964-09-19
Publication date: 1969-02-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Dispersionsfarbstoffen, insbesondere von solchen, welche hydrophobe hochmolekulare synthetische Massen, in erster Linie Fasern aus Polyestern, wie Polyäthylenglycolterephthalat, anfärben. Insbesondere werden mit den neuen Farbstoffen Anfärbungen, vor allem in gelben Farbtönen, von ausgezeichneter Lichtechtheit, Waschechtheit und Sublimationsechtheit erzielt.
Die erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffe besitzen die folgende Formel: in welcher R für eine Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkylgruppe steht, die einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfo- und Carboxylgruppen aufweisen kann, und Ar entweder einen Benzolkern bedeutet, der einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfo- und Carboxylgruppen enthält, wobei jedes der beiden Kohlenstoffatome in o-Stellung des Kerns mit den beiden Stickstoffatomen verbunden ist, oder Ar einen Naphthalinkern bedeutet, wobei jedes der beiden Kohlenstoffatome in o-Stellung des Naphthalinkerns mit den beiden Stickstoffatomen verbunden ist. Wenn die beiden Kohlenstoffatome in o-Stellung des Naphthalinkerns mit den Stickstoffatomen verbunden sind, so kann der Naphthalinkern einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfogruppen und Carboxylgruppen aufweisen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt hergestellte Farbstoffe besitzen die Formeln (II) und (11I): In diesen Formeln (II) und (III) bedeutet R eine Alkylgruppe, wie Methyl, Äthyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, n-Octyl und 2-p:thylhexyl, eine substituierte Alkylgruppe, wie Hydroxyläthyl, Hydroxylpropyl, Hydroxybutyl, Methoxyäthyl, Äthoxyäthyl, N,N-Dimethylaminoäthyl, N,N-Dimethylaminopropyl, N,N-Diäthylaminoäthyl, N,N-Diäthylaminopropyl und Benzyl, eine Arylgruppe, wie Phenyl, eine substituierte Arylgruppe, wie Tolyl, Chlorphenyl, und Dichlorphenyl oder eine Cycloalkylgruppe, wie Cyclohexyl; R1 in der Formel (II) ist eine Alkoxygruppe, wie Methoxy- oder Äthoxygruppe, eine Alkylgruppe, wie Methyl oder Äthyl, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom.
Die Farbstoffe werden als ein Gemisch aus im allgemeinen vier oder zwei Arten solcher Isomerer angesehen, wie sie nachstehend beschrieben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Farbstoffe der Formel (I) besteht darin, daß man eine Verbindung der Formel in welcher X für ein Halogenatom, eine Sulfogruppe oder deren Alkalisalz steht und Ar dieselbe Bedeutung wie in Formel (I) hat, mit einer Verbindung der Formel R - OH (V) in welcher R dieselbe Bedeutung wie in Formel (I) besitzt, in Gegenwart eines säurebindenden Mittels erwärmt.
Der erste Ausgangsstoff, derjenige mit der Formel (IV), kann leicht dadurch erhalten werden, daß man 4-Halogen- oder 4-Sulfonaphthalsäure oder deren Anhydrid mit einem entsprechenden Aryldiamin mit zwei Aminogruppen in den o-Stellungen des Arylkerns auf eine Temperatur über 80°C in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel erwärmt. Diese Umsetzung kann durch die nachstehenden Formelschemata a und b veranschaulicht werden: Der Ausgangsstoff der Formel (IV) setzt sich im wesentlichen aus vier oder zwei Isomeren zusammen. Beispielsweise besteht die Verbindung der Formel (IV) für den Fall, daß man bei ihrer Gewinnung von einem asymmetrischen Aryldiamin, z. B. 3,4-Diaminoanisol, ausgeht, aus einem Gemisch vierer Isomerer der nachstehenden Formeln: Verglichen mit den SulfonaphthoyIenarylimidazolderivaten, bei denen X in Formel (IV) für - SO3H oder -SQ;Na steht, werden die Halogennaphthoylenarylimidazolderivate, bei denen X in Formel (IV) ein Chlor- oder ein Bromatom bedeutet, bevorzugt als Ausgangsverbindung verwendet, da die Herstellung der gewünschten Farbstoffe mit den letzteren Ausgangsstoffen eine höhere Ausbeute ergibt.
Der zweite Ausgangsstoff, derjenige der Formel (V), gehört zur Klasse der Alkohole bzw. der Phenoie. Beispiele hierl-ür sind Methanol, Äthanol, n-Propanol, i-Propanol, n-ButanoI, i-Butanol, n-Octanol, 2-Äthylhexanol, ÄthylenglycoI, Propandiol, Butandiol, Methoxyäthanol, Äthoxyäthanol, N,N-Dimethylaminoäthanol, N,N - Dimethylaminopropanol, N,N-Diäthylaminoäthanol, N,N-Diäthylaminopropanol und Benzylalkohol bzw. Phenol, Kresol, Chlorphenol und -Dichlorphenol.
Die Umsetzung der Verbindung der Formel (IV) mit der Verbindung der Formel (V) wird durch Erwärmen der jeweiligen Ausgangsstoffe in Gegenwart eines säurebindenden Mittels bewirkt. Als säurebindende Mittel sind alkalische Verbindungen, wie Alkalihydroxyde, z. B. Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, oder Alkalicarbonate, z. B. Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, welche in etwa theoretischer Menge verwendet werden, geeignet. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Verbindung der Formel (V) in großem Uberschuß zu verwenden, so daß dieser Bestandteil des Reaktionsgemisches gleichzeitig als Reaktionsmittel dient. In einigen Fällen können die Ausgangsverbindungen auch in etwa äquimolarem Verhältnis verwendet werden, wobei die Umsetzung in einem geeigneten, inerten Lösungsmittel durchgeführt wird. Am günstigsten erfolgt die Reaktion bei Erwärmen auf vorzugsweise zwischen 60 und 150°C.
Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und, wenn nötig, in Wasser oder Methanol gegossen. Die Ausfällung wird durch Filtrieren abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Reaktionsprodukt ist von hoher Reinheit und kann sofort auf Polyesterfaserstoffe aufgebracht werden. Die Reinheit kann, wenn gewünscht, noch durch Umkristallisieren erhöht werden.
Weil die Ausgangsstoffe der Formel (IV) ein Gemisch aus vier oder zwei Isomeren sind, sind auch die erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffe Gemische der entsprechenden Isomeren.
Die erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffe ergeben Färbungen auf synthetischen Fasern aus Polyester, wie Polyäthylenglycolterephthalat, in gelben oder roten Farbtönen und weisen gute Licht-, Wasch- und insbesondere Sublimierechtheit auf.
Das Anfärben der synthetischen Polyesterfasern unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Farbstoffe kann nach jenen allgemein üblichen Verfahren erfolgen, bei denen ein wäßriges Dispersionsmittel verwendet wird. Ein Färbebad kann dadurch hergestellt werden, daß man den Farbstoff unter Verwendung eines geeigneten Dispergier- und/oder Netzmittels gleichmäßig in Wasser dispergiert. In ein solches Bad werden dann die Polyesterfasern bei Temperaturen bis 100°C eingetaucht bzw. eingelegt. Zu den üblichen Färbeverfahren zählt auch das sogenannte Carrierfärbeverfahren, bei dem »Carrier«, z. B. die Chlorbenzole, verwendet werden sowie das sogenannte Hochtemperaturfärbe- oder Thermosolverfahren, welches für die Färbung von Polyesterfaserstoffen anwendbar ist.
Einige bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nachstehend beschrieben. Die Teilangaben in den nachfolgenden Beispielen beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist. Die angegebenen Schmelzpunkte der in den Beispielen hergestellten Verbindungen sind angenäherte Werte.
Beispiel 1 10 Teile einer Verbindung der Formel welche durch Kondensieren von 4-Chlornaphthalsäureanhydrid mit einer etwa äquimolaren Menge 3,4-Diaminoanisol erhalten worden ist, werden zu einer Lösung aus 10 Teilen Natriumhydroxyd in 80 Teilen Methanol hinzugegeben, unter Rühren bis zum Sieden (etwa 73'C) unter Rückfluß erwärmt und sodann weitere 10 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch abgekühlt, der Niederschlag abfiltriert, mit 40 Teilen Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhält 8,9 Teile des Produktes der nachstehenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 175 bis 185°C. Die Flammenfärbung dieses Produktes zeigt die Abwesenheit von Chlor an. Das Produkt ergibt aus einem wäßrigen Dispersionsmittel Anfärbungen von Polyesterfasern in leuchtendgelben Farben von ausgezeichneter Licht-, Sublimations- und Waschechtheit.
Was die Sublimationsechtheit betrifft, ist dieses Produkt besser als ein Farbstoff der nachstehenden Formel, welcher analog der Arbeitsweise dieses Beispiels hergestellt worden ist mit der Abweichung, daß an Stelle des 3,4-Diaminoanisols das o-Phenylendiamin verwendet worden ist. Beispiel 2 10 Teile einer Verbindung der Formel welche durch Kondensieren von 4-Bromnaphthalsäureanhydrid mit etwa der äquimolaren Menge 1,2-Diaminonaphthalin hergestellt worden ist, werden in 160 Teile Methanol gegeben, in denen 20 Teile Kaliumhydroxyd gelöst sind. Es wird unter Rühren erwärmt und unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Man rührt die Reaktionsprodukte 15 Stunden bei der gleichen Temperatur und kühlt dann ab. Der Niederschlag wird abfiltriert, mit 80 Teilen Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhält 6,8 Teile eines Produkte: der nachstehenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 241 bis 249°C: Die Flammenfärbung dieses Produkts zeigt die Abwesenheit von Brom. Das Produkt ergibt aus einem wäßrigen Dispersionsmittel Anfärbungen von Polyesterfasern in gelben Farbtönen von guter Licht-, Wasch- und Sublimationsechtheit.
Beispiel 3 10 Teile einer Verbindung der Formel welche durch Kondensieren von 4-Chlornaphthalsäureanhydrid mit etwa der äquimolaren Menge 3,4-Diaminonitrobenzol erhalten worden ist, werden in 160 Teile Methanol gegeben, in denen 40 Teile Kaliumcarbonat gelöst sind. Es wird unter Rühren bis zum Siedepunkt erhitzt und bei dieser Temperatur weitere 20 Stunden gerührt. Nach Beendigung der Reaktion kühlt man das Reaktionsgemisch langsam ab. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet und ergibt 10,0 Teile eines Farbstoffs der nachstehenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 285 bis 292°C. Dieses Produkt ergibt aus einem wäßrigen Dispersionsmittel Anfärbungen von Polyesterfasern in grünlichgelben Farbtönen von guter Echtheit. Die gleichen Ergebnisse können durch die Verwendung von Natriumcarbonat an Stelle von Kaliumcarbonat erzielt werden.
Beispiel 4 Eine Menge einer Verbindung der Formel welche durch Kondensieren von 4-Chlornaphthalsäureanhydrid mit etwa der äquimolaren Menge 3,4-Diaminoanisol erhalten worden ist, wird zu einer Lösung aus 20 Teilen Natriumhydroxyd in 200 Teilen Athylenglycol hinzugesetzt. Man erwärmt unter Rühren und vollzieht die Reaktion während 6 Stunden bei 120°C. Nach Beendigung der Reaktion werden geringe Mengen unlöslicher Anteile durch Abfiltrieren entfernt.
Zum Filtrat setzt man 500 Teile Wasser. Dann wird dieses zwecks Ansäuerung einer kleinen Menge Salzsäure zugesetzt. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet und ergibt 9,0 Teile eines Produktes der nachstehenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 272 bis 276°C: Dieses Produkt ergibt aus einem wäßrigen Dispersionsmittel Anfärbungen auf Polyesterfasern in gelben Farbtönen von guter Licht-, Wasch- und Sublimationsechtheit.

Beispiele 5 bis 9 Die in der folgenden Tabelle, Spalte B, verzeichneten Produkte werden gemäß der Arbeitsweise des Beispiels 4 erhalten, wobei man jedoch an Stelle von äthylenglycol die in der Spalte A verzeichneten Verbindungen verwendet:

B

Beispiel Schmelzpunkt Farbton auf

Polyesterfasern

5 249 bis 252°C Gelb

6 130 bis 136.C Gelb

7 186 bis 188 = C Leuchtendgelb

8 206 bis 222'C Orangegelb

9 288 bis 293°C Leuchtendgelb

Beispiel 10 10 Teile der im Beispiel 4 verwendeten Ausgangsverbindung werden in eine Lösung aus 20 Teilen Kaliumhydroxyd in 200 Teilen Phenol gegeben. Man erwärmt unter Rühren auf 140°C und bewirkt die Reaktion bei dieser Temperatur in 6 Stunden. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch in 1000 Teile wäßriger 100%iger Natriumhydroxydlösung gegeben. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Das so erhaltene rohe Filtergut wird mit Eisessig gereinigt. Es ergeben sich 9,8 Teile eines Produktes der nachstehenden Formel mit einem Schmelzpunkt von 98 bis 108°C. Dieses Produkt ergibt auf Polyesterfaserstoffen Anflärbungen in leuchtendgelben Farbtönen von ausgezeichneter Licht-, Wasch- und Sublimierechtheit. Beispiele 11 bis 13 Die in der nachstehenden Tabelle, Spalte B, angegebenen Produkte werden nach der im Beispiel 10 beschriebenen Arbeitsweise erhalten, wobei man jedoch an Stelle von Phenol die in Spalte A angegebenen Verbindungen verwendet:

B

Beispiel Schmelzpunkt Farbton auf

Polyesterfasern

11 174 bis 182°C Leuchtendgelb

12 171 bis 176°C Leuchtendgelb

13 185 bis 195°C Leuchtendgelb

Beispiel 14 10 Teile einer Verbindung der Formel welche durch Kondensieren von 4-Sulfonaphthalsäure mit 3,4-Diaminoanisol erhalten worden ist, werden in eine Lösung aus 20 Teilen Natriumhydroxyd in 160 Teilen Methanol gegeben. Man erwärmt unter Rühren bis zum Siedepunkt (etwa 82°C) und bewirkt die Reaktion in 20 Stunden. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und in 400 Teile Wasser gegeben. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Es ergeben sich 6,3 Teile des gleichen Farbstoffes wie im Beispiel 1.

Dieses Produkt ergibt auf Polyesterfasern Anfärbungen in leicht grünlichgelben Farbtönen von guter Echtheit.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Dispersionsfarbstoffen der Formel in welcher R für eine Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkylgruppe steht, die einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfo- und Carboxylgruppen enthalten kann und Ar entweder einen Benzolkern bedeutet, der einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfo-und Carboxylgruppen enthält, wobei jedes der beiden Kohlenstoffatome in o-Stellung des Kerns mit den beiden Stickstoffatomen verbunden ist, oder Ar einen Naphthalinkern bedeutet, wobei jedes der beiden Kohlenstoffatome in o-Stellung des Naphthalinkerns mit den beiden Stickstoffatomen verbunden ist und der Naphthalinkern einen oder mehrere Substituenten mit Ausnahme von Sulfogruppen und Carboxylgruppen aufweisen kann, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß man eine Verbindung der Formel in welcher X für ein Halogenatom, eine Sulfogruppe oder deren Alkalisalz steht und Ar dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) hat, mit einer Verbindung der Formel R - OH (V) in welcher R dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) besitzt, in Gegenwart eines säurebindenden Mittels erwärmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-. kennzeichnet, daß man als Ausgangsverbindung der Formel (IV) eine solche verwendet, in welcher der Rest Ar der Formel entspricht, wobei R3 für eine Alkoxy-, Alkyl- oder Nitrogruppe oder ein Halogenatom steht und in welcher ferner X ein Chloratom, ein Bromatom, eine - SO3H-Gruppe, eine - SO:3Na-Gruppe oder eine - SO:3K-Gruppe bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsverbindung der Formel (IV) eine solche verwendet, in welcher der Rest Ar der Formel entspricht und in welcher ferner X ein Chloratom, ein Bromatom, eine - SO3H - Gruppe, eine - S0:3Na-Gruppe oder eine - SOsK-Gruppe bedeutet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als säurebindendes Mittel ein Alkalihydroxyd oder ein Alkalicarbonat verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine Temperatur zwischen 60 und 150''C erwärmt.