Verfahren zur Herstellung von basischen Farbstoffen Gegenstand der Erfindung sind basische Farbstoffe der Formel
EMI1.1
wonn
Y die direkte Bindung oder einen gegebenenfalls sub stituierten Arylenrest,
Rt niedrigmolekulares, gegebenenfalls substituiertes Al kyl oder Alkoxy, ein Halogenatom, ein Nitro-,
Cyan-, Alkyl- oder Arylsulfonyl-, Trifluormethyl oder Sulfonsäureamidgruppe, ko Wasserstoff, niedrigniolekulares, gegebenenfalls sub stituiertes Alkyl oder Alkoxy oder ein Halogenatom, jeder der Reste R3 und R4 ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder eine gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, AO ein dem Farbstoff äquivalentes Anion und K# eine
Gruppe der Formel
EMI1.2
EMI1.3
bedeuten,
worin
Rs für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder
Cycloalkylrest oder zusammen mit Re und dem N#-Atom für einen Heterocyclus,
Re für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder
Cycloalkylrest oder zusammen mit Rs und dem N#-Atom für einen Heterocyclus, R7 und Rs für Wasserstoff oder gleiche oder vonein ander verschiedene, gegebenenfalls substituierte Al kyl- oder Cycloalkylreste,
und Ro, Rlo und R11 jeweils für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder Cycloalkylrest stehen, Re zusammen mit R7 und/oder Rs zusammen mit Rs und den diesen Substituenten benachbarten N-Atomen und Ro und Rio oder Ro, Rlo und Rit zusammen mit dem NO+-Atom,
Heterocyclen bilden können.
Die Farbstoffe der Formel (I) können erhalten werden, wenn man eine Verbindung der Formel
EMI2.1
<tb> <SEP> kl <SEP> G;I <SEP> lo
<tb> A <SEP> -CH2-- <SEP> " <SEP> - <SEP> C <SEP> O <SEP> <SEP> T <SEP> N <SEP> N <SEP> -CX <SEP> oder
<tb> <SEP> L <SEP> 7.
<tb> <SEP> a2
<tb> <SEP> umsetzt.
<tb>
Gute Farbstoffe entsprechen der Formel
EMI2.2
worin A den Säurerest eines Esters bedeutet, mit einer Verbindung der Formel
EMI2.3
wonn Yt einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest bedeu tet, und Rt bis R4, A9 und KO+ die zuvor angegebenen Be deutungen besitzen.
In den Farbstoffen der Formel (I) lässt sich das Anion A durch andere Anionen austauschen, z. B. mit Hilfe eines Ionenaustauschers.
Unter Halogen ist in jedem Fall vorzugsweise Chlor oder Brom zu verstehen.
Niedrigmolekulare, gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Alkoxyreste enthalten meistens 1 bis 6 und vorzugsweise 1 bis 4 bzw. 1 bis 3 Kohlenstoffatome.
Falls diese Reste substituiert sind, insbesondere die Alkylreste, enthalten sie beispielsweise eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, vorzugsweise ein Chlor- oder Bromatom, die Cyangruppe oder einen Arylrest; Alkyl kann für einen Aralkyl-, wie z. B. den Benzylrest, stehen. Ein Alkyl- oder Arylsulfonylrest ist beispielsweise der Methyl-, Äthyl- oder Phenylsulfonylrest. Eine Sul fonsäureamidgruppe ist beispielsweise eine Mono- oder vorzugsweise eine Dialkylsulfonsäureamidgruppe, wobei der Alkylrest vorteilhaft für einen niedrigmolekularen Alkylrest steht.
Die Reste R5 bis R8 bedeuten, wenn R7 und R8 nicht für ein Wasserstoffatom stehen, gegebenenfalls substituierte Alkylreste, wie gegebenenfalls substituierte Me- thyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butyfreste, Cycloalkylreste, wie Cyclohexylreste. Falls diese Reste substituiert sind, enthalten sie insbesondere eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, die Cyan- oder eine Phenylgruppe; Alkyl kann für einen Aralkyl-, z. B. einen Benzykest stehen.
Die Reste R und Ro können, zusammen mit dem benachbarten NO-Atom, einen Heterocyclus bilden, z. B. einen Pyrrolidin-, Piperazin-, Morpholin-, Aziridinoder Piperidinring.
Der Rest R5 kann zusammen mit R7 und/oder der Rest Ro zusammen mit Rs und den diesen Substituenten benachbarten N-Atomen einen gesättigten oder ungesättigten, vorteilhaft 5- oder 6-gliedrigen Heterocyclus bilden, beispielsweise einen Pyrazolidin-, Pyridazin- oder Pyrazolinring, z. B. Trimethylenpyrazolidin oder Tetramethylen-pyrazolidin, usw.
Die Reste Rs bis Rii bedeuten gegebenenfalls substituierte Alkylreste, wie z. B. gegebenenfalls substituierte Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylreste, Cycloalkylreste, wie Cyclohexylreste. Falls diese Reste substituiert sind, enthalten sie insbesondere eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, die Cyan- oder eine Phenylgruppe; Alkyl kann für einen Aralkyl-, z. B. einen Benzylrest stehen.
Die Reste Rs und Rio können, zusammen mit dem benachbarten NO-Atom, einen Heterocyclus bilden, also beispielsweise einen Pyrrolidin-, Piperidin-, Morpholin-, Aziridin- oder Piperazinring.
Die Reste Re bis R11 können, zusammen mit dem benachbarten NO-Atom, einen Heterocyclus bilden, z. B. eine Gruppe der Formel
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oder für einen Pyridinring stehen.
Y steht vorteilhaft für einen gegebenenfalls substituierten Arylenrest, wie einen Phenylen-, Naphthylenoder Tetrahydronaphthylenrest.
Als Säurereste A kommen vorzugsweise diejenigen der Halogenwasserstoffsäuren in Betracht; A steht für Cl oder Br. Weitere Säurereste A sind beispielsweise diejenigen der Schwefelsäure, einer Sulfonsäure oder des Schwefelwasserstoffs.
Unter Anion AG sind sowohl organische wie anorganische Ionen zu verstehen, z. B. Halogen, wie Chlor-, Brcm-, Iod-, Methylsulfat-, Sulfat-, Disulfat-, Perchlorat-, Phosphat-, Phosphorwolframmolybdat-, Benzolsulfonat-, Naphthalinsulfonat-, 4-Chlorbenzolsulfonat-, Oxalat-, Maleinat-, Acetat-, Propionat-, Methansulfonat-, Chloracetat- oder Benzoationen oder komplexe Anionen, wie z. B. das von Chlorzinkdoppelsalzen.
Die Umsetzung einer Verbindung der Formel (VII) mit einer Verbindung der Formel (VIII) oder (IX) erfolgt vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel und bei Temperaturen von - 50" bis + 2500 C, vor- teilhaft bei - 10" bis + 1200 C.
Man kann die Umsetzung auch in wässerigem Medium, gegebenenfalls unter Zusatz eines organischen Lösungsmittels, oder aber ganz ohne Lösungsmittel bei den genannten Temperaturen durchführen.
Die neuen Farbstoffe dienen zum Färben oder Bedrucken von Fasern, Fäden oder daraus hergestellten Textilien, die aus Acrylnitrilpolymerisaten oder -mischpolymerisaten bestehen oder solche enthalten. Sie dienen auch zum Färben von Papier in der Masse und von Leder.
Die erfindungsgemässen Farbstoffe können, soweit sie als Salze starker anorganischer oder organischer Säuren vorliegen, die ungefähr neutrale wässrige Lösung bilden, aus schwach alkalischem, neutralem oder schwach saurem Bad gefärbt werden. Vorteilhaft wird in saurem Bade gefärbt, indem man entweder die nötige Säure, beispielsweise Essigsäure, Ameisensäure, Weinsäure, Naphthalinsulfonsäure, Alkalibisulfat, Schwefelsäure, saure Alkaliphosphate oder Phosphorsäure, dem Färbebad zum vornherein zusetzt, oder indem man dem Färbebad Stoffe beifügt, welche während des Färbevorganges Säure erzeugen.
Als Säure erzeugende Stoffe kommen beispielsweise Salze flüchtiger Basen mit starken nichtflüchtigen Säuren in Betracht, wie beispielsweise Ammoniumsulfat, oder wasserlösliche Ester organischer Säuren, die während des Färbens verseift werden, wie beispielsweise die Methyl- oder ethylester der aliphatischen Oxysäuren, beispielsweise der Milch-, Ap- fel- oder Weinsäure. Soweit mineralsaure Lösungen der Farbstoffe zum Färben benutzt werden, was bei betainartigen Verbindungen der Fall ist, kann man die Mineralsäure auch während dem Färbeprozess durch allmähliche Zugabe von Alkalisalzen schwächerer Säuren abstumpfen, beispielsweise mit Natriumacetat. Die Färbungen werden in der Hitze bei offenem Sieden der Flotte oder in geschlossenen Gefässen unter Druck bei Temperaturen von über 100" C durchgeführt.
Die Bäder werden unter den geschilderten, üblichen Färbebedingungen innerhalb normaler Färbezeiten weitgehend erschöpft, und man erhält sehr gleichmässige, meist sehr reine, sehr gut nassechte und lichtechte und pH-stabile Färbungen.
In der japanischen Auslegeschrift Nr. 8084/62 wird der Farbstoff der Formel
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beschrieben, der unter anderem zum Färben von Polyacrylnitril verwendet wird. Die Farbstoffe der Formel (I), ebenfalls auf Polyacrylnitril gefärbt, sind bedeutend farbstärker.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
26,2 Teile 4-Amino-2-chlor-2'-hydroxy-5'-methyl- 1 ,1'-azobenzol werden in 500 Teilen Toluol bei 100" gelöst, das Gemisch auf 800 abgekühlt und bei dieser Temperatur im Verlauf einer Stunde eine Lösung, bestehend aus 12 Teilen Chloractylchlorid in 60 Teilen Toluol, gleichmässig zugetropft. Anschliessend wird die Reaktionstemperatur auf 107 gesteigert und weitere zwei Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Dann lässt man die Temperatur auf 80" fallen und versetzt im Verlauf einer halben Stunde mit einer Lösung von 7,2 Teilen N,N-Dimethylhydrazin in 60 Teilen Toluol. Man lässt eine Stunde lang bei 800 reagieren, steigert auf 900 und rührt während 4 Stunden.
Schliesslich lässt man auf Raumtemperatur abkühlen und filtriert den ausgeschiedenen Farbstoff ab. Durch Umkristallisation aus Essigsäure kann der gelbe Farbstoff in reiner Form erhalten werden; dieser wasserlösliche Farbstoff färbt Polyacryl nitrilfasem in sehr echten und farbkräftigen Tönen.
Beispiel 2
29,2 Teile 4-Amino-2-chlor-5-methoxy-2'-hydroxy- 5'-methyl-1,1'-azobenzol werden in 450 Teilen Chlorbenzol bei 110 gelöst. Hierauf lässt man bei dieser Temperatur im Verlauf einer Stunde eine Lösung von 21 Teilen 3-Chlormethyl-4-methyl-benzoylchlorid, in 70 Teilen Chlorbenzol gelöst, zutropfen. Anschliessend rührt man, nach Steigerung der Reaktionstemperatur auf 1300, drei Stunden, und lässt dann die Reaktionsmasse auf 75" abkühlen. Bei 75" wird eine Lösung von 6,6 Teilen N,N-Dimethylhydrazin in 30 Teilen Chlorbenzol im Verlaufe einer halben Stunde zugesetzt.
Schliesslich steigert man die Reaktionstemperatur erneut auf 95" und rührt 4 Stunden bei 950. Nach dem Abkühlen auf 30 wird der ausgeschiedene, wasserlösliche Farbstoff auf einem Filter gesammelt und, wenn nötig, durch Umkristallisation aus Essigsäure gereinigt. Er färbt Polyacrylnitrilfasern in hervorragend echten und farbstarken gelben Tönen.
Ersetzt man im obigen Beispiel die 21 Teile an 3 Chlormethyl-4-methylbenzoylchlorid durch 19,5 Teile 4-Chlormethyl-benzoylchlorid und verfährt im übrigen wie im Beispiel beschrieben, so erhält man einen ebenso ausgezeichnete Eigenschaften besitzenden farbstarken, gelben Farbstoff für Polyacrylnitrilfasern.
Beispiel 3
27,1 Teile 4-Amino-2'-hydroxy-2,5'-dimethyl-5-methoxy-l,l'-azobenzol werden in 350 Teilen Nitrobenzol bei 80 gelöst. Hierauf lässt man bei derselben Temperatur unter Rühren, im Verlaufe einer Stunde 12,5 Teile destilliertes Chloracetylchlorid zutropfen. Anschliessend wird so lange bei 85" gerührt, bis sich keine Aminoazoverbindung mehr nachweisen lässt. Hierauf wird der Farbstofflösung bei 85" im Verlaufe von 20 Minuten
11 Teile destilliertes Pyridin zugegeben und die Reaktionstemperatur innerhalb einer Stunde bei 1100 erhöht.
Nach zwei Stunden bei 110 ist die Quaternisierung vollständig. Man kühlt auf 40 ab und sammelt den ausgeschiedenen Farbstoff auf einem Filter.
Durch Umkristallisation gereinigt, getrocknet und gemahlen, ist der neue Farbstoff ein orangefarbeneen Pulver, welches sich in Wasser mit gelber Farbe XW und zum Färben von Fasern aus Polyacrylnitril in gelben, sehr echten, Tönen verwendet werden kann.
Beispiel 4
26,1 Teile 4-Amino-2'-hydroxy-2- chlor-5'-methyl- l,l'-azobenzol werden bei 80 in 150 Teilen Dioxan gelöst. Bei dieser Temperatur tropft man im Verlauf von 30 Minuten eine Lösung, bestehend aus 12 Teilen Chlor- acetylchlorid in 20 Teilen Dioxan gleichmässig zu. Anschliessend rührt man bei 80" weiter bis sich keine diazotierbare Verbindung mehr nachweisen lässt und fügt dann in weiteren 30 Minuten gleichmässig, immer bei 800, 17 Teile Chinolin zu. Schliesslich steigert man die Reaktionstemperatur auf 95". Nach SstündigerRührzeit bei 95 , kühlt man auf 350 ab und filtriert die ausgeschiedene Verbindung ab.
Durch Umkristallisation gereinigt, getrocknet und gemahlen ist der neue Farbstoff ein orangefarbenes, wasserlösliches Pulver, welches zum Färben von Polyacrylnitrilfasern in sehr echten gelben Tönen verwendet werden kann.
Färbevorschrif t
20 Teile des Farbstoffs aus Beispiel 1 werden mit 80 Teilen Dextrin in einer Kugelmühle während 48 Stunden vermischt. 1 Teil des so erhaltenen Präparates wird mit 1 Teil 400/oiger Essigsäurelösung angeteigt, der Brei unter Schütteln mit 400 Teilen destilliertem Wasser übergossen und das Ganze kurz aufgekocht. Man verdünnt mit 7000 Teilen destilliertem Wasser, setzt 2 Teile Eisessig zu und geht bei 60 mit 100 Teilen Polyacrylnitrilgewebe in das Bad ein. Das Material wurde zuvor 10 bis 15 Minuten lang bei 60 in einem Bad, bestehend aus 8000 Teilen Wasser und 2 Teilen Eisessig, vorbehandelt.
Man erwärmt innerhalb 20 Minuten auf 1000, kocht eine Stunde lang und spült. Man erhält eine farbstarke, gelbe Färbung mit guter Lichtechtheit und guten Nassechtheiten.
In der folgenden Tabelle I ist der strukturelle Aufbau weiterer Farbstoffe angegeben, wie sie nach den Angaben in den Beispielen 1 21 erhalten werden kön- nen.
Die Symbole KO, W und Xt bis X7 in der Formel
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haben die in der Tabelle angegebenen Bedeutungen.
Als Anion AG kommen die in der Beschreibung angeführten in Frage.
Das Symbol KO kann für einen beliebigen der in der folgenden Tabelle A aufgeführten Reste KtK23 stehen. Diese Gruppierungen können ohne weiteres in jedem einzelnen Farbstoff durch eine andere der angegebenen Gruppierungen ausgetauscht werden.
Tabelle A
KO kann für die Symbole Ki-K2s stehen, wobei KtK23 die nachstehenden Gruppierungen bedeuten: K1 bedeutet -N(CH3)3]
EMI5.1
EMI6.1
<tb> K14 <SEP> boroutet
<tb>
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Tabelle I
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<tb> <SEP> Bei- <SEP> Nuance <SEP> der
<tb> <SEP> spiel <SEP> W <SEP> K# <SEP> <SEP> X1 <SEP> X2 <SEP> X3 <SEP> X4 <SEP> X5 <SEP> X6 <SEP> X7 <SEP> Färbung <SEP> auf
<tb> <SEP> Nr.
<SEP> Polyacrylnitril
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<tb> Die Symbole KO, X1-X2 und Y1 in der Formel
EMI9.2
haben die in der Tabelle 2 angegebenen Bedeutungen.
Als Anion A# kommen die in der Beschreibung aufgeführten in Frage.
Das Symbol KO kann für ein beliebiges, in der Tabelle A aufgeführtes K# stehen.
A# Tabelle 2
EMI9.3
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