CN103436047A

CN103436047A - 一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103436047A
Application number: CN2013103380898A
Authority: CN
Inventors: 刘晓梅; 唐会林
Original assignee: NINGBO LONGXIN FINE CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: NINGBO LONGXIN FINE CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-08-05
Also published as: CN103436047B

Abstract

本发明公开了一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川金属镍络合溶剂染料，其为如通式（I）所述的化合物。本发明通过向含有苯并咪唑酮杂环的双偶氮甲川金属镍络合物颜料分子中引入羧基，使其在PET，PA注塑或纺丝过程中溶于其中，形成均匀、透明的颜色，从而具有溶剂染料的性质。同时，这只新的溶剂染料保持了原颜料优异的牢度性能。

Description

一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于染料技术领域，具体地，本发明涉及一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料及其制备方法和应用。

背景技术

含有苯并咪唑酮杂环的双偶氮甲川金属络合物，譬如US3,896,113披露的金属杂环化合物，尽管具有优异的牢度性能，但由于其与PET相容性不好，所以不适用于PET树脂着色以及PET纺丝着色。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于PET、PA注塑或纺丝加工的含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料。这种新的溶剂染料由于溶解于PET、PA从而形成均匀、透明的颜色，同时具有原颜料的优异的牢度性能。

本发明所要解决的技术问题包括提供上述含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法及应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本发明提供一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料，其为如通式（I）所述的化合物：

所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，按照如下反应式合成：

所述制备方法的具体步骤为：由2-羟基-1-萘甲醛（II）、3-羧基-2-羟基-1-萘甲醛（III）与5，6-二氨基苯并咪唑酮（IV）在水溶液中、催化量酸存在下缩合反应，缩合反应生成双偶氮甲川化合物的同时或之后与镍盐进行络合反应而合成本发明的染料（Ⅰ）。其中，所述缩合反应也可以是由2-羟基-1-萘甲醛（II）、3-羧基-2-羟基-1-萘甲醛（III）与5，6-二氨基苯并咪唑酮（IV）在水、以及与水混溶有机溶剂中、催化量酸存在下进行；缩合反应生成双偶氮甲川化合物的同时或之后与镍盐进行络合反应而合成本发明的染料（Ⅰ）。

在所述制备方法的实施方案中，所述2-羟基-1-萘甲醛（II）、3-羧基-2- 羟基-1-萘甲醛（III）与5，6-二氨基苯并咪唑酮（IV）的投料量摩尔比为1:1:1。

在所述制备方法的实施方案中，所述缩合反应的温度为40-110℃，优选90-100℃。

在所述制备方法优选的实施方案中，缩合反应时添加合成产物重量1%以下乳化剂或者超分散剂，这有利于提高反应速度和产物纯度。

在所述制备方法的实施方案中，所述与水混溶有机溶剂为选自醋酸、乙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、DMF及N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

在所述制备方法的实施方案中，镍盐选自醋酸镍或者氯化镍。

在所述制备方法的实施方案中，反应物2-羟基-1-萘甲醛（II）和3-羧基-2-羟基-1-萘甲醛（III）可以采用现有技术制备得到或者商业购买得到，具体地，例如可以根据Duff法或DE2052253方法制备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过向含有苯并咪唑酮杂环的双偶氮甲川金属镍络合物颜料分子中引入羧基，使其在PET，PA注塑或纺丝过程中溶于其中，形成均匀、透明的颜色，从而具有溶剂染料的性质，解决了原颜料与PET相容性不好，不适用于PET树脂着色以及PET纺丝着色的弊端。同时，这种新的溶剂染料保持了原颜料的优异的牢度性能（而现有技术中的颜料虽然具有优异的牢度性能，但是由于其与PET相容性不好，所以不适用于PET树脂着色以及PET纺前着色）。

附图说明

图1是本发明含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料化合物的结构式。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。

合成本发明含苯并咪唑酮环新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的实施例

实施例1、在500ml四口瓶中，加入160克水，开动搅拌，小心加入 8克工业氢氧化钾，升温到75℃，通入氮气，依次加入4.1克（0.025摩尔）5,6-二氨基苯并咪唑酮，4.3克（0.025摩尔）2-萘酚-1-甲醛，反应15分钟后加入5.4克（0.025摩尔）3-羧酸-2-羟基-1-萘甲醛及0.01克超分散剂BYK-W996，继续搅拌15分钟，加入17克30%盐酸，物料变成暗红色，在75-80℃搅拌30分钟，加入7克（0.028摩尔）四水乙酸镍溶于35克热水的溶液，将物料小心升温到95-100℃，保温18小时，降温到60℃，过滤，用80℃热水洗涤至滤液中性，滤饼在105℃烘干，得到13.8克深红色粉末，重量收率96.3%。样品经DMF重结晶后，颜色为深红色，元素分析结果为：C62.5%，H3.1%，N10.4%，O13.6%，Ni10.4%。（C₃₀H₁₈N₄NiO₅计算值为C62.86%，H3.14%，N9.78%，O13.97%，Ni10.25%）。样品经电喷雾电离质谱（EMI-MS)测试，分子离子峰515。

实施例2、在500ml四口瓶中，加入160克水，开动搅拌，小心加入8克工业氢氧化钾，升温到75℃，通入氮气，加入4.1克（0.025摩尔）5,6-二氨基苯并咪唑酮，4.3克（0.025摩尔）2-萘酚-1-甲醛和5.4克（0.025摩尔）3-羧酸-2-羟基-1-萘甲醛及0.01克超分散剂BYK-W996，5分钟后加入17克30%盐酸，物料变成暗红色，在75-80℃搅拌2小时，加入7.1克（0.03摩尔）六水氯化镍溶于50克热水的溶液，搅拌30分钟，将物料转移到500毫升玻璃压力反应器中，小心升温到110℃，压力约为1.5kg/cm2，保温6小时，降温到80℃，出料过滤，用80℃热水洗涤至滤液中性，滤饼在105℃烘干，得到14.0克深红色粉末，重量收率97.7%。样品经DMF重结晶，颜色为橙色，元素分析结果为：C62.6%，H3.2%，N10.0%，O13.7%，Ni10.5%。（C30H18N4NiO5计算值为C62.86%，H3.14%，N9.78%，O13.97%，Ni10.25%）。

实施例3、在500ml四口瓶中，加入100克水，开动搅拌，小心加入4克工业氢氧化钾，升温到80℃，通入氮气，加入4.1克（0025摩尔）5,6-二氨基苯并咪唑酮，0.01克乳化剂Emulgen A-60，4.3克（0.025摩尔）2-萘酚-1-甲醛溶于20克乙二醇单甲醚的溶液，2分钟后加入5.4克（0.025摩尔）3-羧酸-2-羟基-1-萘甲醛溶解于30克乙二醇单甲醚的溶液，5分钟后加入8.5克30%盐酸，物料变成暗红色，搅拌1小时，加入7克（0.028摩尔）四水乙酸镍溶于35克热水的溶液，将物料升温到98-100℃，保温8小时，降温到60℃，过滤，用80℃热水洗涤至滤液中性，滤饼在105℃烘干，得到13.2克深红色粉末，重量收率93.0%。样品经DMF重结晶，颜色为深红色，元素分析结果为：C62.7%，H3.1%，N10.6%，O13.5%，Ni10.3%。（C₃₀H₁₈N₄NiO₅计算值为C62.86%，H3.14%，N9.78%，O13.97%，Ni10.25%）。

实施例3中的乙二醇单甲醚是一种与水混溶的有机溶剂。在具体实施时，还可以使用醋酸、乙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、DMF及N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种来替代所述乙二醇单甲醚。

应用实例

应用例1、称取0.125克如实施例1合成的染料，加入到125克PET树脂切片（江苏仪征）中，混合均匀，在注塑机中于270℃注塑，得到黄光红色透明色板，浓度0.1％。经色差仪检测，L*=36.93，a*=34.1，b*=13.05，C*=37.40，ho=27.43。1/3标准着色浓度(冲淡），耐热300℃（根据BSEN12977-2:2000测试）。

应用例2、称取0.125克如实施例2合成的染料，加入到125克PA6树脂切片（日本1013NW8）中，再加入0.15克钛白粉（拜耳钛）和2～3滴白油后，混合均匀，在注塑机中于230℃注塑，得到橙红色色板，浓度0.1％。经色差仪检测，L*=54.32，a*=34.99，b*=28.01，C*=44.82，ho=38.68。1/3标准着色浓度(冲淡），耐热290℃（根据BS EN12977-2:2000测试）。

应用例3、1000克大有光PET切片(江苏仪征纤维级)与300克如实施例3一样合成的染料混合，然后在260℃熔融后从挤出机中挤出，得到浓度30％的浓色母粒。取100克上述色母粒，与3000克大有光PET切片混合，熔融后在290℃纺丝，得到浓度1.0％的红色透明色丝，规格：圆形2.2d，DTY。色丝织成袜子测试牢度性能，耐光7级（ISO105B02，蓝卡），耐水洗（95℃）、干热（210℃/30秒）、摩擦和蒸汽折叠处理（127℃/20分钟）牢度都为4-5级（分别根据ISO105C04，ISO105P01，ISO105X12， ISO105P02标准测试，灰卡）。

对比应用例1、称取0.125克如US3,896,113例2合成的颜料，加入到125克PA6树脂切片（日本1013NW8）中，再加入0.15克钛白粉（拜耳钛）和2～3滴白油后，混合均匀，在注塑机中于230℃注塑，得到橙红色色板，浓度0.1％。经色差仪检测，L*=48.75，a*=40.08，b*=28.56，C*=49.21，ho=35.48。1/3标准着色浓度(冲淡），耐热290℃（根据BS EN12977-2:2000测试）。

如上，便可很好地实现本发明。

Claims

1.一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料，其为如通式（I）所述的化合物：

2.如权利要求1所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，按照如下反应式合成：

3.如权利要求2所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤为：由2-羟基-1-萘甲醛（II）、3-羧基-2-羟基-1-萘甲醛（III）与5，6-二氨基苯并咪唑酮（IV）在水溶液中，或者在水及与水混溶有机溶剂中，催化量酸存在下缩合反应；缩合反应生成双偶氮甲川化合物的同时或之后与镍盐进行络合反应合成。

4.如权利要求3所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，所述2-羟基-1-萘甲醛（II）、3-羧基-2-羟基-1-萘甲醛（III）与5，6-二氨基苯并咪唑酮（IV）的投料量摩尔比为1:1:1。

5.如权利要求3所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的温度为40-110℃。

6.如权利要求3所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，所述与水混溶有机溶剂为选自醋酸、乙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、DMF及N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

7.如权利要求3所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的制备方法，其特征在于，所述金属镍盐选自醋酸镍或氯化镍。

8.上述权利要求所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的应用，其在聚合物注塑或纺丝加工过程中应用。

9.上述权利要求所述的一种含苯并咪唑酮环的新型双偶氮甲川镍络合溶剂染料的应用，其在极性聚合物PA和PET树脂着色以及PA和PET纺丝着色中应用。