CN101379139A - 酞菁及其在喷墨印刷中的用途 - Google Patents

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CN101379139A CNA2006800450295A CN200680045029A CN101379139A CN 101379139 A CN101379139 A CN 101379139A CN A2006800450295 A CNA2006800450295 A CN A2006800450295A CN 200680045029 A CN200680045029 A CN 200680045029A CN 101379139 A CN101379139 A CN 101379139A
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Abstract

式(1)的化合物及其盐:其中M为2H、Si、金属、氧金属基团、羟基金属基团或卤代金属基团;Pc表示式(2)的酞菁核;R1任选被不同于甲基的烷基取代;R2为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;R3为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;R4为包括杂环和可电离基团的基团;L为直键或二价连接基团;x为0.1至3.8;y为0.1至3.8;和z为0.1至3.8。还有组合物、油墨、印刷品及喷墨方法和墨盒(cartridge)。

Description

酞菁及其在喷墨印刷中的用途
本发明涉及化合物、组合物和油墨,涉及印刷方法,涉及印刷品和涉及喷墨打印墨盒。
喷墨印刷是一种非冲击式印刷术,其中墨滴经由细小喷嘴喷射到基材上,而喷嘴并不接触基材。
彩色喷墨打印机通常使用四种不同的彩色颜料:品红色、黄色、青色和黑色。可以使用这些油墨的不同组合得到不同于这些油墨的颜色。因此,为了最佳的打印质量,使用的颜料必须能够形成具有特定精确色调的油墨。这一点可以通过混合颜料来实现,但有利地是通过使用具有所需精确色调的单一颜料来实现。
虽然喷墨打印机具有许多优于其它印刷和图像显影形式的优点,但是仍然存在需要解决的技术难题。例如,提供可溶于油墨介质的需求,和当在纸上打印时没有过度流出或模糊的油墨色料的需求之间存在矛盾。在已经印刷后,油墨需要迅速干燥以避免片材粘在一起,但是它们不应在打印机中使用的细小喷嘴之上形成硬壳。储存稳定性对于避免颗粒形成同样重要,所述颗粒形成可能阻塞打印机中使用的细小喷嘴,特别是在用户可能将喷墨墨水盒放置数月以后。
随着高分辨率数码相机和喷墨打印机的出现,用户使用喷墨打印机复制照片变为日益常见。这样避免了常规卤化银摄影的花费和不便,并且迅速和方便地得到印刷品。但是,使用喷墨打印机要求印刷品应对光线和常见氧化气体,例如臭氧,显示突出的稳定性。一旦打印,照片经常陈列许多年,并且现已发现,光线下均匀的清晰细微变化和印刷品在测试系统中的臭氧稳定性可能与现实生活中图像稳定性的显著改善有关。
决定喷墨印刷品彩色外观的另一个关键因素是组分颜色的色度强度,并且色度强度中的细微变化可以对图像质量具有深切的影响,这一点在图像为摄影复制品时是特别实际的。
存在成千上万的已知色料,并且很少具有使它们能够用于喷墨油墨的性能。
用于喷墨打印的大多数青色色料基于酞菁,并且对于这种染料,褪色的问题以及暴露于光线时和与臭氧接触时的色度改变特别严重。
现已发现带有磺酸酯和磺酰胺取代基的酞菁在喷墨打印中特别有用。这些染料通常通过酞菁颜料磺化,接着氯化,然后胺化/酰胺化来制备,最终产品在任何敏感(susceptible)的位置带有磺基和磺酰胺/取代的磺酰胺取代基(例如参见Schofield,J和Asaf,M,Journal ofChromatography,1997,770,345-348页)。但是我们现已发现,当用于喷墨打印时,仅在β-位取代的某些酞菁显示优越的性能。
本发明提供式(1)的化合物及其盐:
Figure A200680045029D00071
式(1)
其中:
M为2H、Si、金属、氧金属基团、羟基金属基团或卤代金属基团;
Pc表示下式的酞菁核;
Figure A200680045029D00072
R1为除甲基以外的任选取代的烷基;
R2为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;
R3为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;
R4为包括杂环和可电离基团的基团;
L为直键或二价连接基团;
x为0.1至3.8;
y为0.1至3.8;和
z为0.1至3.8。
M优选为2Li、2Na、2K、Mg、Ca、Ba、Al、Si、Sn、Pb、Rh、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、AlX、GaX、InX或SiX2,其中X为OH或Cl,更优选为Sc、Ti、Va、Cr、Mn、Fe、Co、Zn、Ni和Cu,特别是Cu或Ni,以及更特别是Cu。
优选R1为任选取代的C2-8烷基,更优选为任选取代的C2-6烷基和特别是任选取代的C2-4烷基。特别优选的是R1带有至少一个选自-OH、-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基。
优选R2为H或任选取代的烷基,更优选为H或任选取代的C1-4烷基,特别是H或未取代的C1-4烷基,更具体地R2为H、甲基或乙基,特别是H或甲基和更特别是H。
优选R3为H或任选取代的烷基,更优选为H或任选取代的C1-4烷基,特别是H或未取代的C1-4烷基,更具体地R3为H、甲基或乙基,特别是H或甲基和更特别是H。
优选R4包括氮杂环,更优选R4包括三嗪基基团。
优选R4包括可电离酸基团,更优选为选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的可电离酸基团。
优选R4为带有选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基的三嗪基基团。
特别优选的是R4包括式(2)的基团:
式(2)
其中:
X选自-OR5、-SR5、-NR5R6
Y选自-OR7、-SR7、-NR7R8
R5、R6、R7和R8独立地为H、任选取代的烷基、任选取代的芳基或任选取代的杂环基,条件是由R5、R6、R7和R8表示的至少一个基团带有至少一个选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基。
由X和Y表示的优选基团包括-OH、-NHCH3、-N(CH3)2、-NHC2H4SO3H2、-N(CH3)C2H4SO3H2、-NC3H6SO3H、-NH二磺基苯基、-NH磺基苯基、-NH羧基苯基或-NH二羧基苯基、-NH磺基萘基、-NH二磺基萘基、-NH三磺基萘基、-NH羧基萘基、NH二羧基萘基、NH三羧基萘基-NH磺基杂环基、-NH二磺基杂环基或-NH三磺基杂环基。
特别优选的是R4包括式(3)的基团:
式(3)
其中:
R9为H或任选取代的C1-4烷基;
R10为H或任选取代的C1-4烷基;
R11为H或任选取代的C1-4烷基;
R12为带有至少一个选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基的任选取代的烷基、任选取代的芳基或任选取代的杂环基。
优选R9为H或未取代的C1-4烷基,更优选R9为H或甲基,特别是H。
优选R10为H或未取代的C1-4烷基,更优选R10为H或甲基,特别是H。
优选R11为H或未取代的C1-4烷基,更优选R11为H或甲基,特别是H。
在优选的实施方案中,R9、R10和R11全部独立地为H或甲基,更优选R9、R10和R11全部为H。
优选R12为带有至少一个选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基的任选取代的芳基。更优选R12为带有1至3个,特别是2个-SO3H基团的芳基(特别是苯基)。
L,二价连接基团优选选自任选取代的亚烷基、任选取代的亚芳基、任选取代的亚环烯基和任选取代的亚杂环基(包括任选取代的杂亚芳基)。更优选L包括任选取代的亚烷基,特别是任选取代的C1-12亚烷基和更特别是任选取代的C1-4亚烷基。特别优选的是L包括式-C1-4亚烷基-Z的基团;其中Z为杂原子,优选N,特别优选的是L包括式-C2H4-NR20-的基团,其中R20为H或甲基。
优选x为0.1至3,更优选为0.2至2.0。在一个优选的实施方案中,x小于1,和在另一个优选实施方案中,x大于1。
优选y为0.1至3,更优选为0.2至2.0。在一个优选的实施方案中,y小于1。
优选z为0.1至3.5,更优选为0.5至3,特别是0.8至3.0和更特别是1.0至3。
(x+y+z)的总和优选为3至4,更优选(x+y+z)的总和为4。
在优选的实施方案中,由x、y和z表示的取代基仅经由酞菁环上的β-位连接至酞菁环。
可以在L、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12上存在的优选的任选取代基独立地选自:任选取代的烷氧基(优选C1-4烷氧基)、任选取代的芳基(优选苯基)、任选取代的芳氧基(优选苯氧基)、任选取代的杂环、聚环氧烷(优选聚环氧乙烷或聚环氧丙烷)、羧基、磷基、磺基、硝基、氰基、卤素、脲基、-SO2F、羟基、酯、-NRaRb、-CORa、-CONRaRb、-NHCOR8、羧基酯、砜和-SO2NRaRb,其中Ra和Rb各自独立地为H或任选取代的烷基(特别是C1-4烷基)。当L、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8或R12包括环状基团时,所述基团还可以带有任选取代的烷基(特别是C1-4烷基)取代基。对于L、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和R12所述的任何取代基的任选取代基可以选自相同的取代基清单。
特别优选的式(1)的化合物为式(4)的化合物及其盐:
Figure A200680045029D00101
式(4)
其中:
R13为任选取代的C2-4烷基;
R14、R15、R16、R17和R18各自独立地为H或甲基;
R19为带有1至3个-SO3H基团和任选其它取代基的芳基;
R20为H或甲基;
L′为任选取代的C1-4亚烷基;
x为0.1至3.8;
y为0.1至3.8;
z为0.1至3.8;和
x+y+z为3至4。
优选R19为带有1或2个-SO3H基团的芳基。更优选R19为带有1或2个-SO3H基团,特别是2个-SO3H基团的苯基。
优选L′为未取代的C1-4亚烷基,特别是-C2H4-。
R19上优选的任选取代基如上所列,但是优选除-SO3H基团以外,R19不带有取代基。
如上所述优选x、y和z以及x+y+z。
在式(4)的优选化合物及其盐中,由x、y和z表示的取代基仅经由酞菁环上的β位连接到酞菁环。
式(1)的化合物及其盐还优选不含纤维反应性基团。术语纤维反应性基团在本领域中是公知的,并且记载在例如EP 0356014 A1中。纤维反应性基团在适宜条件下能够与纤维素纤维中存在的羟基或者与天然纤维中存在的氨基反应,在纤维和染料之间形成共价键。作为从式(1)的化合物及其盐排除的纤维反应性基团的实例,可以提及脂族磺酰基,其在硫原子的β位含有硫酸酯基团,例如β-硫酸根合-乙基磺酰基,脂族羧酸的α,β-不饱和酰基,所述脂族羧酸例如丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-溴代丙烯酸、丙炔酸、马来酸及单和二氯马来酸;还有含在碱存在下与纤维素反应的取代基的酸的酰基,例如卤代脂族酸的基团,所述卤代脂族酸例如氯乙酸、β-氯代和β-溴代丙酸,及α,β-二氯代和二溴代丙酸,或者乙烯基磺酰基-或β-氯乙基磺酰基-或β-硫酸根合乙基-磺酰基-内-亚甲基环己烷羧酸的基团。纤维素反应性基团的其它实例为四氟环丁基羰基、三氟环丁烯基羰基、四氟环丁基乙烯基羰基、三氟环丁烯基乙烯基羰基;活化卤代1,3-二氰基苯基团;和在杂环中含有1、2或3个氮原子和在环的碳原子上含有至少一个纤维素反应性取代基的杂环基,例如卤代三嗪。
式(1)的化合物上的酸或碱基团,特别是酸基团优选为盐的形式。因此,在此所示的式包括盐形式的化合物。
优选的盐为碱金属盐,特别是锂、钠和钾、铵和取代铵盐(包括季铵,例如((CH3)4N+)及其混合物。特别优选的是钠、锂、氨水和挥发性胺的盐,更特别是钠盐。式(1)的化合物可以使用已知技术转化成盐。
式(1)的化合物及其盐可以以除本说明书中所示那些以外的互变异构形式存在。这些互变异构体包括在本发明范围内。
式(1)的化合物及其盐可以由本领域中已知的任何方法制备。
式(1)的优选化合物通过使带有磺酰氯基团和任选磺酸基团的酞菁与式HNR1R2和HNR3-L-R4的化合物缩合制备,其中R1、R2、R3和R4如以上定义。式HNR1R2的许多化合物是市售的,例如牛磺酸。HNR3-L-R4的化合物可以由本领域技术人员轻易地制备。缩合优选在pH高于7的水中进行。通常缩合在30至70℃下进行,并且缩合通常在少于24小时内完成。式HNR1R2和HNR3-L-R4的化合物可以以混合物形式使用或者顺序缩合。
可以通过使用例如氯磺酸和任选氯化剂(例如POCl3、PCl5或亚硫酰二氯)将酞菁氯磺化而制备带有磺酰氯基团和任选磺酸基团的酞菁。
当需要由x、y和z表示的取代基应仅经由β位连接到酞菁环上时,那么优选通过4-磺基邻苯二甲酸或其同系物的环化作用制备磺化的酞菁。邻苯二甲酸的优选同系物包括邻苯二甲腈、亚胺基异吲哚啉(iminoisoindoline)、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酰亚胺或邻苯二甲酰胺。环化作用反应在适合的氨源(如果需要)和(如果需要)适合的金属盐以及碱存在下进行,所述金属盐例如CuCl2,所述碱例如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)。
特别优选的是式(1)的化合物及其盐可由包括4-磺基邻苯二甲酸或其同系物的环化作用的方法得到。
式(1)的化合物及其盐具有诱人的、强烈的青色色度,并且是用于制备喷墨打印油墨的有用色料。它们得益于溶解度、存储稳定性、耐水度和耐光度的良好平衡。
根据本发明的第二个方面,提供一种组合物,包括如本发明第一个方面所述的式(1)的化合物和液体介质。
优选的液体介质包括水,水和有机溶剂的混合物,和无水的有机溶剂。优选液体介质包括水和有机溶剂的混合物或者无水的有机溶剂。
当液体介质(b)包括水和有机溶剂的混合物时,水对有机溶剂的重量比优选为99:1至1:99,更优选为99:1至50:50,和特别是95:5至80:20。
优选的是水和有机溶剂的混合物中存在的有机溶剂为水混溶性有机溶剂或这种溶剂的混合物。优选的水混溶性有机溶剂包括C1-6链烷醇,优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、环戊醇和环己醇;线性酰胺,优选二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺;酮和酮-醇,优选丙酮、甲基醚酮、环己酮和二丙酮醇;水混溶性醚,优选四氢呋喃和二噁烷;二醇,优选具有2至12个碳原子的二醇,例如1,5-戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇和硫二甘醇,及低聚和聚亚烷基二醇,优选二甘醇、三甘醇、聚乙二醇和聚丙二醇;三醇,优选丙三醇和1,2,6-己三醇;二醇的单-C1-4-烷基醚,优选具有2至12个碳原子的二醇的单-C1-4-烷基醚,特别是2-甲氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙醇、2-[2-(2-乙氧基乙氧基)-乙氧基]乙醇和乙二醇单烯丙基醚;环酰胺,优选2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、己内酰胺和1,3-二甲基咪唑烷酮(dimethylimidazolidone);环状酯,优选己内酯;亚砜,优选二甲亚砜和环丁砜。优选液体介质包括水和2种或更多种,特别是2至8种水混溶性有机溶剂。
特别优选的水混溶性有机溶剂为环酰胺,特别是2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮;二醇,特别是1,5-戊二醇、乙二醇、硫二甘醇、二甘醇和三甘醇;和二醇的单C1-4-烷基醚和C1-4-烷基醚,更优选具有2至12个碳原子的二醇的单C1-4-烷基醚,特别是2-甲氧基-2-乙氧基-2-乙氧基乙醇。
包括水和一种或多种有机溶剂的混合物的其它适合的液体介质的实例记载在US4,963,189、US4,703,113、US4,626,284和EP-A-425,150中。
当液体介质包括无水(水少于1wt%)的有机溶剂时,该溶剂优选具有30℃至200℃,更优选40℃至150℃,特别是50℃至125℃的沸点。有机溶剂可以为水不混溶性的、水混溶性的或这种溶剂的混合物。优选的水混溶性有机溶剂为上述水混溶性有机溶剂的任一种及其混合物。优选的水不混溶性溶剂包括例如脂肪族烃;酯,优选乙酸乙酯;氯代烃,优选CH2Cl2;和醚,优选乙醚;及其混合物。
当液体介质包括水不混溶性有机溶剂时,优选包括极性溶剂,因为这样增强了酞菁染料混合物在液体介质中的溶解度。极性溶剂的实例包括C1-4醇。
鉴于上述优选,特别优选的是其中液体介质为无水的有机溶剂,其包括酮(特别是甲基乙基酮)和/或醇(特别是C1-4链烷醇,更特别是乙醇或丙醇)。
无水的有机溶剂可以为单一有机溶剂或两种或多种有机溶剂的混合物。优选的是当液体介质为无水的有机溶剂时,其为2至5种不同的有机溶剂的混合物。这一点使得可以选择一种液体介质对于干燥性能和油墨的存储稳定性产生良好的控制。
当需要快速的干燥时间时和特别是当在疏水和非吸收性基材,例如塑料、金属和玻璃上印刷时,包括无水的有机溶剂的液体介质特别有用。
根据本发明的第二个方面,优选的组合物包括:
(a)0.01至30份的本发明第一个方面的式(1)的化合物;和
(b)70至99.99份的液体介质;其中所有份数按重量计。
优选(a)+(b)的份数=100。
组分(a)的份数优选为0.1至20份,更优选为0.5至15份,和特别是1至5份。组分(b)的份数优选为80至99.9份,更优选为85至99.5份,特别是95至99份。
优选组分(a)完全溶于组分(b)。优选组分(a)在20℃在组分(b)中的溶解度为至少10%。这一点使得可以制备液态染料富集体,其可以用来制备更加稀释的油墨,并且如果存储期间液体介质发生蒸发,减少染料沉淀的可能性。
液体介质当然可以含有通常用于喷墨打印油墨的附加组分,例如粘度和表面张力改性剂、防腐剂、杀菌剂、降低结垢剂(kogation reducingadditive)和表面活性剂,该表面活性剂可以是离子的或非离子的。
虽然通常并非必需,但是可以向油墨中添加其它色料,以改性色度和操作性能。这种色料的实例包括C.I.直接黄86、132、142和173;C.I.直接蓝307;C.I.食品黑2;C.I.直接黑168和195;和C.I.酸性黄23。
优选的是本发明的组合物为适合用于喷墨打印机的油墨。适合用于喷墨打印机的油墨为能够反复经由喷墨打印头喷出,而不引起细小喷嘴堵塞的油墨。
适合用于喷墨打印机的油墨在25℃优选具有少于20cP,更优选少于10cP,特别是少于5cP的粘度。
适合用于喷墨打印机的油墨优选总计含有少于500ppm,更优选少于250ppm,特别是少于100ppm,更特别是少于10ppm的二价和三价金属离子(除了连接到式(1)的色料或引入油墨中的任何其它颜料或添加剂的任何二价和三价金属离子)。
优选适合用于喷墨打印机的油墨已经经由平均孔径低于10μm,更优选低于3μm,特别是低于2μm,更特别是低于1μm的过滤器加以过滤。这种过滤去除在许多喷墨打印机中存在的可能阻塞细小喷嘴的颗粒物质。
优选适合用于喷墨打印机的油墨含有总计少于500ppm,更优选少于250ppm,特别是少于100ppm,更特别是少于10ppm的卤离子。
油墨可以以高浓度青色油墨、低浓度青色油墨或高浓度和低浓度油墨两者的形式引入到喷墨打印机中。在后者情况中,这一点可以改善打印图像的分辨率和质量。因此本发明还提供一种组合物(优选油墨),其中组分(a)以2.5至7份,更优选2.5至5份(高浓度油墨)的量存在,或组分(a)以0.5至2.4份,更优选0.5至1.5份(低浓度油墨)的量存在。
本发明的第三个方面提供一种在基材上形成图像的方法,包括通过喷墨打印机向基材施加本发明第二个方面的适合用于喷墨打印机的油墨。
喷墨打印机优选将油墨以液滴形式施加到基材,所述液滴经由小孔口喷射到基材上。优选的喷墨打印机为压电喷墨打印机和热喷墨打印机。在热喷墨打印机中,程序化的热脉冲通过邻近于孔口的电阻施加到储存器中的油墨,由此在基材和孔口之间的相对运动过程中,使油墨从孔口以小液滴形式朝向基材喷射。在压电喷墨打印机中,小晶体的振荡引起油墨从孔口喷射。可选地,油墨可以由连接到可移动搅拌桨或活塞的机电传动装置喷射,例如国际专利申请WO00/48938和国际专利申请WO00/55089中所述。
基材优选为纸、塑料、织物、金属或玻璃,更优选为纸、投影幻灯片(overhead projector slide)或织物材料,特别是纸。
优选的纸为平面或处理纸,其可以具有酸性、碱性或中性特性。光泽纸是特别优选的。照片质量纸是特别优选的。
市售铜版纸的实例包括HP铜版纸、HP相纸(PhotopaperTM)(均购自Hewlett Packard Inc.);StylusTM Pro 720 dpi铜版纸,Epson相质(PhotoQualityTM)光泽薄膜,Epson相质(Photo QualityTM)光泽纸(全部购自SeikoEpson Corp.);Canon HR 101高分辨率(High ResolutionTM)纸,Canon GP201光泽(GlossyTM)纸,Canon HG101和HG201高光泽(High GlossTM)薄膜,Canon PR101(全部购自Canon);Kodak铜版(PremiumTM)相纸,Kodak铜版(PremiumTM)喷墨纸(购自Kodak);Konica喷墨纸(InkJet Paper)QPTM专业照相光泽,Konica喷墨纸(InkJet Paper)QPTM专业照相2面光泽纸,Konica喷墨纸(InkJet Paper)QPTM优质照相光泽,Konica喷墨纸(InkJetPaper)QPTM优质照相丝绢光泽(购自Konica)。
本发明的第四个方面提供一种材料,优选为纸、塑料、织物、金属或玻璃,更优选为纸、投影幻灯片或织物材料,特别是纸,更特别是平面涂布或处理纸,其用本发明第一个方面所述化合物、本发明第二个方面所述组合物或者通过本发明第三个方面所述方法印刷。
特别优选的是本发明第四个方面的印刷材料为一种使用本发明第三个方面所述方法印刷的照片质量纸上的印刷品。
本发明的第五个方面提供一种喷墨打印墨盒,包括容器和适合用于喷墨打印机的油墨,其中该油墨在容器中并且油墨如本发明的第二个方面所定义。该墨盒可以在不同的容器中含有高浓度油墨和低浓度油墨,如本发明的第二个方面所述。
本发明的第六个方面提供式(5)的胺及其盐:
Figure A200680045029D00161
式(5)。
本发明进一步通过以下实施例来举例说明,其中所有份数和百分比按重量计,除非另有说明。
实施例
式(1)的染料的分析
由质谱分析法确认式(1)的染料上取代基的数目。元素分析用来测定x对y+z的比率。因此,当x加上y和z的总和并非正好是4时,认为原因是存在杂质。这些杂质的存在和它们对x、y和z的计算值的影响将是本领域技术人员公知的,本领域技术人员将x、y和z的实验测定值简单地视为指示这些取代基的存在。此外对于根据本发明的一些染料,使用这些方法不可能区别不同的磺酰胺取代基。在这些情况下,x和y被引述为磺酰胺基团的总和,即(y+z)。
实施例1
制备:
Figure A200680045029D00171
阶段1
铜酞菁四-β-磺酸酯的制备
4-磺基邻苯二甲酸钾(56.8g)、脲(120g)、CuCl2(6.9g)、钼酸铵(1.2g)和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)(7.5g)在反应容器中混合。混合物经2小时分阶段加热(130℃/30分钟、150℃/30分钟、180℃/30分钟、220℃/30分钟),并且形成的熔体在220℃搅拌另外2小时。用热水萃取所得固体4次(4×200ml),并且过滤萃取物去除不溶性物质。在60℃-70℃搅拌滤液,然后添加充足的NaCl产生7%盐溶液。持续搅拌并且过滤沉淀物,用10%盐溶液(200ml)洗涤,并借助于真空抽干。在丙酮中使所得潮湿固体(77.6g)成浆,过滤并首先在室温下干燥,然后在50℃干燥。
阶段2
胺A的制备:
Figure A200680045029D00172
将溶于丙酮(150ml)的氰尿酰氯(27.68g)加入到0-5℃的冰/水浆(100g/150ml)中。然后滴加pH4到5的在水(150ml)中的2,5-二磺基苯胺(disulfoaniline)(41.4g)溶液。将反应混合物保持在5℃以下并且在pH4至5搅拌2小时。然后用2M氢氧化钠将pH调节到pH7,将温度升高到20-25℃,并且将反应混合物保持1小时。然后添加氨(9.1ml)并(用2M氢氧化钠)将pH调节到pH9至9.5,并且在室温下搅拌反应混合物过夜。第二天将反应混合物加热到80℃持续1小时,然后添加乙二胺(99ml)并且在80℃加热反应混合物另外2小时。然后冷却反应混合物,添加氯化钠产生20%溶液,并且用浓HCl使pH降低到1。滤掉形成的沉淀物并用20%氯化钠溶液洗涤。然后在60℃在甲醇中使沉淀物成浆,过滤并干燥得到上述产物(56.1g)。
阶段3
标题产物的制备
经5至10分钟向氯磺酸(86g)中滴加氧氯化磷(Phosphorousoxychloride)(5.16g),同时保持温度低于35℃。当已经添加所有的氧氯化磷时,分批添加来自阶段1的铜酞菁四-β-磺酸酯(16g),同时保持反应温度低于55℃。在50-60℃搅拌反应混合物15-20分钟。然后经30分钟将反应混合物温度逐步升高到138-140℃,保持在该温度6.5小时,然后使反应混合物冷却并在室温下搅拌过夜。将混合物加入到水/冰(100ml/150g)混合物中,并且过滤所得沉淀物,用冰冷水洗涤和过滤。然后将在水(200ml)中的干燥固体(5g)加入到在水(50ml)中的来自阶段2的胺A(2摩尔当量,2.94g)混合物中,接着为0℃-5℃的1摩尔当量的2,3-二羟基丙胺(0.33g)。在0℃至5℃和pH9至9.5搅拌所得混合物1小时,通过添加2M氢氧化钠保持该pH。然后在室温下搅拌反应混合物过夜。第二天,将反应混合物加热到60℃,在该温度保持1小时,然后冷却到40℃。然后用20%氯化钠溶液盐化反应混合物,用浓HCl使pH下降到pH1。过滤沉淀的固体,用溶于去离子水的20%氯化钠溶液洗涤,透析,过滤然后在70℃干燥,得到产物。产物的元素分析得出x=0.7和(y+z)=3.2。
实施例2
制备:
如实施例1中所述制备实施例2的染料,除了在阶段3中,使用1摩尔当量的2,3-二羟基丙胺和1摩尔当量的来自阶段2的胺A。产物的元素分析得出x=2.2和(y+z)=1.6。
实施例3
制备:
Figure A200680045029D00192
如实施例1中所述制备实施例3的染料,除了在阶段3中,使用1摩尔当量的2-羟基乙胺代替2,3-二羟基丙胺,和使用1摩尔当量的来自阶段2的胺A。产物的元素分析得出x=3.4和(y+z)=1.8。
实施例4
制备:
Figure A200680045029D00201
如实施例1中所述制备实施例4的染料,除了在阶段3中,使用1摩尔当量的2-羟基乙胺代替2,3-二羟基丙胺,和使用2摩尔当量的来自阶段2的胺A。产物的元素分析得出x=1.8和(y+z)=2.8。
实施例5
制备:
Figure A200680045029D00202
如实施例1中所述制备实施例5的染料,除了在阶段3中,使用1摩尔当量的牛磺酸代替2,3-二羟基丙胺,和使用2摩尔当量的来自阶段2的胺A。产物的元素分析得出x=0.3和(y+z)=3.4。
实施例6
制备:
如实施例1中所述制备实施例6的染料,除了在阶段3中,使用1摩尔当量的牛磺酸代替2,3-二羟基丙胺,在阶段2中,使用的3-磺基苯胺代替2,5-二磺基苯胺,和在阶段3中使用2摩尔当量的来自阶段2的胺A。产物的元素分析得出x=1.8和(y+z)=2.2。
实施例7到14
如实施例1中所述制备实施例7到14的染料,除了在阶段3中,使用的两种胺如以下表格中指定的。
胺B的制备
Figure A200680045029D00212
如实施例1中阶段2制备胺B,除了使用二甲胺代替氨。
 
实施例 胺B 胺化pH和使用的碱 X y+z
7 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 0.1 2.6
8 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH
9 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺(过量) 9-9.520%2,3-二羟基丙胺水溶液 0.2 2.4
10 0.5摩尔当量 2,3-二羟基丙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH
11 1摩尔当量 2-羟基乙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.4 1.8
12 1摩尔当量 2-羟基乙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH 0.7 1.6
13 0.5摩尔当量 2-羟基乙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH 2.0 1.4
14 1摩尔当量 2-羟基乙胺(过量) 9-9.520%2-羟基乙胺水溶液 2.2 1.2
实施例15到21
如实施例1中所述制备实施例15到21的染料,除了在阶段3中,使用的两种胺如以下表格中指定的。
胺C的制备
Figure A200680045029D00221
如实施例1中阶段2制备胺C,除了使用2-羟基乙胺代替氨。
 
实施例 胺C 胺化pH和使用的碱 X??? y+z
15 1摩尔当量 2-羟基乙胺过量 9-9.530%2-羟基乙胺水溶液 2.0 1.8
16 1摩尔当量 2-羟基乙胺3摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.1 1.6
17 1摩尔当量 2-羟基乙胺1摩尔当量 8.5-92M NaOH 2.3 1.6
18 2摩尔当量 2-羟基乙胺2摩尔当量 8.5-92M NaOH 2.4 1.6
19 2摩尔当量 2-羟基乙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 2.2 1.4
20 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.1 2.0
21 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.5 1.4
实施例22
Figure A200680045029D00231
如实施例1中阶段2制备,除了使用2,3-二羟基丙胺代替氨。
实施例23到26
 
实施例 实施例22的胺 pH X y+z
23 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.6 1.6
24 1摩尔当量 2,3-二羟基丙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.4 2.0
25 1摩尔当量 2-羟基乙胺1摩尔当量 9-9.52M NaOH 2.0 1.6
26 1摩尔当量 2-羟基乙胺4摩尔当量 9-9.52M NaOH 1.7 1.4
对比染料1和2
对比染料为两种购自FUJIFILM Imaging Colorants Ltd.的占市场领先地位(market leading)的喷墨青色染料Pro-JetRTM青色(Cyan)1和Pro-JetRTM青色(Cyan)2。
实施例27-油墨和对比油墨的制备
通过在97ml由5份2-吡咯烷酮;5份硫二甘醇;1份SurfynolRTM465和89份水组成的液体介质中溶解3g染料,并用氢氧化钠调节pH到pH8至9,由对比染料和如表1所示的实施例1、8、16和23的染料制备油墨。SurfynolRTM465为购自Air Products的表面活性剂。
表1
 
实施例的染料 油墨实施例
1 实施例油墨1
8 实施例油墨2
16 实施例油墨3
23 实施例油墨4
对比染料1 对比油墨C1
对比染料2 对比油墨C2
实施例28喷墨打印
经由0.45微米尼龙过滤器过滤如上所述制备的油墨,然后使用注射管引入到空打印墨盒中。
然后将这些油墨打印到Epson超优质光泽照相纸(SEC PM)和Canon优质PR101照相纸(PR101)上。
通过在Hampden 903臭氧舱中在40℃,50%相对湿度下暴露于1ppm臭氧24小时,测试70%厚度的如此形成的印刷品的臭氧牢度。根据暴露于臭氧前后光密度的差异评价打印的油墨对臭氧的牢度。
使用设定到以下参数的Gretag spectrolino分光光度计进行光密度测量:
测量几何形态:0°/45°
光谱范围:    380-700nm
光谱间隔:    10nm
光源:        D65
观察角:      2°(CIE 1931)
密度:        Ansi A
外部过滤器:  无
根据印刷品光密度的变化百分比评价臭氧牢度,其中数字越低表示牢度越高。结果示于表2。
表2
 
油墨实施例 SEC PM PR 101
实施例油墨1 15.04 9.09
实施例油墨2 5.69 3.76
实施例油墨3 3.82 1.42
实施例油墨4 7.63 5.07
对比油墨C1 52.94 38.98
对比油墨C2 54.17 39.16
表2表明与对比染料相比,本发明的油墨具有更高的臭氧牢度。
其它油墨
可以制备表格A和B中所述的油墨,其中第一栏中所述的化合物为相同数目的上述实施例中制备的化合物。第二栏中引用的数字表示相应成分的份数,并且所有份数按重量计。油墨可以由热或压电喷墨打印施加到纸上。
以下缩写用于表格A和B:
PG=丙二醇
DEG=二甘醇
NMP=N-甲基吡咯烷酮
DMK=二甲酮
IPA=异丙醇
MEOH=甲醇
2P=2-吡咯烷酮
MIBK=甲基异丁酮
P12=丙烷-1,2-二醇
BDL=丁烷-2,3-二醇
CET=十六烷基溴化铵
PHO=Na2HPO4
TBT=叔丁醇
TDG=硫二甘醇
Figure A200680045029D00271
Figure A200680045029D00281

Claims (25)

1.式(1)的化合物及其盐:
Figure A200680045029C00021
式(1)
其中:
M为2H、Si、金属、氧金属基团、羟基金属基团或卤代金属基团;
Pc表示下式的酞菁核:
Figure A200680045029C00022
R1为除甲基以外的任选的取代烷基;
R2为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;
R3为H、任选取代的烷基或任选取代的芳基;
R4为包括杂环和可电离基团的基团;
L为直键或二价连接基团;
x为0.1至3.8;
y为0.1至3.8;和
z为0.1至3.8。
2.根据权利要求1的化合物及其盐,其中M为Cu。
3.根据权利要求1或权利要求2任一项的化合物及其盐,其中R1为任选取代的C2-6烷基。
4.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R1带有至少一个选自-OH、-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基。
5.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R2为H或甲基。
6.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R3为H或甲基。
7.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R4包括氮杂环。
8.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R4包括选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的可电离酸基团。
9.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R4为带有选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基的三嗪基基团。
10.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R4包括式(2)的基团:
式(2)
其中:
X选自-OR5、-SR5、-NR5R6
Y选自-OR7、-SR7、-NR7R8
R5、R6、R7和R8独立地为H、任选取代的烷基、任选取代的芳基或任选取代的杂环基,条件是由R5、R6、R7和R8表示的至少一个基团带有至少一个选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基。
11.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中R4包括式(3)的基团:
Figure A200680045029C00032
式(3)
其中:
R9为H或任选取代的C1-4烷基;
R10为H或任选取代的C1-4烷基;
R11为H或任选取代的C1-4烷基;
R12为带有至少一个选自-SO3H、-CO2H和-PO3H2的取代基的任选取代的烷基、任选取代的芳基或任选取代的杂环基。
12.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中L包括任选取代的亚烷基。
13.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中L包括式-C1-4亚烷基-Z的基团,其中Z为杂原子。
14.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中L包括式-C2H4-NR20-的基团,其中R20为H或甲基。
15.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中(x+y+z)为4。
16.式(4)的根据权利要求1的化合物及其盐:
式(4)
其中:
R13为任选取代的C2-4烷基;
R14、R15、R16、R17和R18各自独立地为H或甲基;
R19为带有1至3个-SO3H基团和其它任选取代基的芳基;
R20为H或甲基;
L′为任选取代的C1-4亚烷基;
x为0.1至3.8;
y为0.1至3.8;
z为0.1至3.8;和
x+y+z为3至4。
17.根据在前权利要求的任一项的化合物及其盐,其中由x、y和z表示的取代基仅经由酞菁环上的β位连接到酞菁环上。
18.一种组合物,包括权利要求1到17任一项所述的式(1)的化合物和液体介质。
19.根据权利要求18的组合物,其中液体介质包括水和有机溶剂的混合物或者无水的有机溶剂。
20.根据权利要求18的组合物,其为适合用于喷墨打印机的油墨。
21.一种在基材上形成图像的方法,包括通过喷墨打印机向基材施加权利要求20的适合用于喷墨打印机的油墨。
22.一种材料,用权利要求1到17任一项所述的化合物、权利要求18到20任一项所述的组合物或者通过权利要求21所述的方法打印。
23.根据权利要求22的材料,其为使用权利要求21所述的方法在照片质量纸上打印的印刷品。
24.一种喷墨打印墨盒,包括容器和适合用于喷墨打印机的油墨,其中所述油墨在所述容器中并且该油墨如权利要求20中限定的。
25.式(5)的胺及其盐:
式(5)。
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