CN1163291A - 活性染料、它们的制备及用途 - Google Patents
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Abstract
公开了式(1)化合物,式中符号的含义按说明书中规定,该化合物是适用于各种不同纤维材料染色及印花的纤维——活性染料。
Description
本发明涉及新型活性染料、它们的制备及其在纺织纤维材料的染色或印花方面的应用。
近一时期,通过活性染料的染色实践,对活性染料的染色质量及染色工艺的经济性方面提出了更为严格的要求。为此,还需要具有更好性能,特别是具有优良应用性能的新型活性染料。
目前,必须提供具有足够直接上染性、同时对未固着染料来说具有好的洗净性能的活性染料。该染料应具有好的着色量和高的反应活性,具体地说,应是能染出高固色性产品的染料。但先有技术染料在各方面都不能满足这些要求。
因此,本发明的目的是提供改进的用于纤维材料染色和印花的、并具有上述优良性能的新型活性染料。具体说,该新型染料应以优异的固色率及高的纤维-染料结合稳定性为特征,且该染料具有经染色工艺后未固着染料能容易地被洗去的性能,该染料也能染出具有好的全面性能,如好的耐光牢度及好的湿牢度的染色。
业已发现,本发明的目的因有了下面规定的新型活性染料而基本达到。
因此,本发明涉及式(1)化合物式中D1是式(2)基团D是下式基团M是未取代的亚苯基或为磺基、C1-C4烷基、C1-C4-烷氧基、卤素、C2-C4烷酰基氨基、脲基或式(3)基团取代的亚苯基或是未取代的亚萘基或为磺基或羟基取代的亚萘基,(R)0-3、(R1)0-3及(R2)0-3各自独立地为0-3个彼此相同或不相同的选自磺基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基和卤素的基团,T和T1各自独立地为卤素或未取代的1-吡啶基或为氨基甲酰基或羧基取代的1-吡啶基,V及V1各自独立地为非反应性氨基基团,Z和Z1各自独立地为式(4a)或(4b)的基团
-SO2-Y (4a)或
-CONH-(CH2)r-SO2-Y (4b),Y是乙烯基或-CH2-CH2-U基团,U是离去基团,r是1-6整数值,以及n、m、p和q各自分别是0-1的数值,如果D是式(2c)的基团或式(2a)的基团或(2b)基团,其中p和q是0,但需m是1。
(R)0-3、(R1)0-3及(R2)0-3各自分别优选0-3个选自磺基、甲基及甲氧基的基团。
如果Y是-CH2-CH2-U-基,则离去基团U可以是如-Cl、-Br、-F、-OSO3H、-SSO3H、-OCO-CH3、OPO3H2、-OCO-C6H5、OSO2-C1-C4烷基或-OSO2-N(C1-C4-烷基)2。优选的U是-Cl、-OSO3H、-SSO3H、-OCO-CH3、-OCO-C6H5或-OPO3H2基团,特别是-Cl或-OS3H,特别优选是-OSO3H。
优选的Y是乙烯基、β-氯乙基、β-硫酸根合乙基、β-硫代硫酸根合乙基、β-乙酸基乙基、β-苯氧基乙基或β-磷酸基乙基以及特别优选β-硫酸根合乙基或乙烯基
r优选2、3或4,特别优选2或3,最优选2。
Z和Z’各自分别是式(4a)的基团,其中Y的含义同上,优选含义也同上。
适用的T和T1的说明性实例是溴基、氯基、氟基、3-羧基吡啶-1-基或3-氨基甲酰基吡啶-1-基。T和T1各自分别优选氯基或氟基、特别优选氯基。T和T1可以是不同的或优选相同的基团。
式中V和V1是非反应性氨基基团,通常是氨基:烷基部分是被如磺基、硫酸根合、羟基、羧基或苯基取代的N-C1-C4-烷基氨基或N,N-二-C1-C4烷基氨基;环己氨基;苯基氨基或萘基氨基,其苯基或萘基部分是被如C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、氨基、C2-C4烷酰基氨基、羧基、磺基或卤素取代的;其烷基和苯基部分是未取代或被上述基团取代的N-C1-C4烷基-N-苯基氨基,或吗啉代。
适用的非反应性氨基基团V和V1的典型实例是氨基、甲氨基、乙氨基、β-羟基乙氨基、N,N-二-β羟基乙氨基、β-磺基乙氨基、环己氨基、邻-、间-或对-甲基苯氨基、邻-、间-或对-甲氧基苯氨基、邻-、间、或对-磺基苯氨基、2,4-或2,5-二磺基苯氨基、2或3-磺基-4-甲氧基苯氨基、2-或3-磺基-4-甲基苯氨基、4-甲基-2,5-二磺基苯氨基、邻-羧基苯氨基、1-或2-萘氨基、1-磺基-2-萘氨基、1,5-二磺基-2-萘氨基、6,8-二磺基-2-萘氨基、4,8-二磺基-2-萘氨基、4,6,8-三磺基-2-萘氨基、1,5,7-三磺基-2-萘氨基、3,6,8-三磺基-2-萘氨基、1,6-二磺基-2-萘氨基、N-乙基-N-苯氨基、N-甲基-N-苯氨基、N-β-磺乙基-N-苯氨基、N-β-羟基乙基-N-苯氨基以及吗啉代。
V和V1各自独立优选是氨基;未取代的或羟基、磺基或硫酸根取代的N-单或N,N-二-C1-C2烷氨基;环己氨基;未取代的或为甲基、甲氧基、羧基或磺基取代的苯氨基或萘氨基;未取代的或烷基部分为羟基或磺基取代的N-C1-C2-烷基-N-苯氨基;或吗啉代,且特别优选的是氨基,是未取代的或磺基取代的N-单或N,N-二-C1-C2烷氨基;1-3个相同的甲基、甲氧基和磺基基团取代的苯氨基或带1-3个磺基基团的1-或2-萘氨基。
该可改变的V和V1可以是不相同的,优选是相同的基团。
m、p和q各自独立优选为1。
式中(R)0-3和(Z)m的含义同上,优选的(R)0-3和(Z)m也同上。
式中(R1)0-3和(Z’)p的含义同上,优选的(R1)0-3和(Z’)p也同上。
式中R’是氢、甲基、甲氧基或磺基,R”是氢或甲氧基,R*与R**中一个是氢、另一个是磺基,Y的含义同上,优选的Y也同上。
特别优选的式(2)与(2a)的D与D1的说明性实例是:4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、3-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2-磺基-4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2-磺基-5-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2-β-硫酸根合乙基磺酰基-5-磺基苯、2-甲氧基-4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2-甲氧基-5-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2-甲基-4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基、2,5-二甲氧基-4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基和2-甲氧基-5-甲基-4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基以及所述基团的乙烯基化形态。
按以上式(2)和(2a)基团规定的D和D1各自特别优选的是4-β-硫酸根合乙基磺酰基苯基或4-乙烯基磺酰基苯基。
式中D2是上式(2a’)基团,且优选是式(2a1)、(2a2)或(2a3),V的含义及优选V的含义同上。式(2b’)中D2特别优选的是4-乙烯基磺酰基苯基或4-β硫酸根合乙基磺酰基苯基。
如果D是上式(2c)基团,则所述基团优选符合式(2c’)
式中V的含义及优选V的含义同上。
上式(1)特别优选的一组化合物是:式中D相应为式(2b)基团、或优选式(2b’)基团。上式(1)的另一组优选的化合物是:式中D是式(2a)基团或优选式(2a1)基团。
式中R3是氢、磺基、C1-C4烷基或C1-C4烷氧基,R4是氢、磺基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C2-C4烷酰基氨基、脲基或上述式(3)的基团。式(5)可理解为它的左边直接与二氨基苯磺酸键合而右边键合到D1。
规定为亚苯基的M特别优选是上式(5)的基团,式中R3是氢、磺基、甲基或甲氧基,R4是氢,乙酰氨基、脲基、甲氧基、甲基或上式(3)的基团,式中T1含义及其优选含义同T,V1含义及其优选含义同V。
式中(R)0-2和(R1)0-2是相同的,并且每个是0-2个相同的或不相同的磺基、甲基和甲氧基基团,Y是乙烯基或β-硫酸根合乙基,T是氟基或优选氯基以及V是氨基;未取代的或为羟基、磺基或硫酸根取代的N-单-或N,N-二-C1-C2烷氨基;环己氨基;未取代或为甲基、甲氧基、羧基或磺基取代的苯氨基或萘氨基;未取代的或烷基部分为羟基或磺基取代的N-C1-C2-烷基-N-苯氨基,或吗啉代。
本发明特别优选的实施方案涉及式(1b)化合物
式中R’和R’0各自独立是氢、甲基、甲氧基或磺基,R”和R”0各自独立是氢或甲氧基,Y是乙烯基或β-硫酸根合乙基,V是氨基:未取代的或磺基取代的N-单-或N,N-二-C1-C2-烷基-氨基;由1-3个相同的甲基、甲氧基及磺基基团取代的苯氨基,或带1-3个磺基基团的1-或2-萘氨基。本发明特别优选的实施方案涉及上式(1b)的化合物,其中R’、R’0、R”及R”0分别是氢。
式(1)化合物中磺基基团通常是游离酸式(-SO3H)及任何一种盐如碱金属盐、碱土金属盐或铵盐形态,或有机胺的盐形态如钠、钾、锂或铵盐、三乙醇胺盐或两种或几种不同阳离子的混合盐,如Na/Li、Na/NH4或Na/Li/NH4混合盐。
C1-C4烷基通常是甲基、乙基、正或异丙基、或正、异、仲或叔丁基,优选甲基或乙基,特别优选甲基。C1-C4烷氧基通常是甲氧基、乙氧基、正或异丙氧基或正、异、仲或叔丁氧基,优选甲氧基或乙氧基,特别优选甲氧基。卤素通常是如氟、氯或溴,优选氯或氟,特别优选氯。C2-C4-烷酰基氨基的典型实例是丙酰基氨基或优选乙酰基氨基。
本发明形态之一也涉及式(1)活性染料的制备方法,该方法包括使各约1摩尔的式7、8及9化合物以任何次序互相进行重氮化及
偶联反应,式中符号的含义同上。
式(7)与(9)化合物的重氮化反应是在无机酸溶液(一般在盐酸溶液)中用亚硝酸盐(一般为亚硝酸钠)在低温(如在0-5℃范围内)下进行处理按常规方法进行的。
式(7)与式(9)的重氮化化合物与式(8)化合物偶联的次序决定第二个氨基基团在式(1)化合物中的位置。第一个重氮成分一般偶联在1,3-二氨基苯-4-磺酸的6-位而第二个重氮成分偶联在2-位。偶联反应优选在中性至稍酸性pH值,一般在pH值3-7,优选4.5-6.5,和低温如0-30℃下进行。
其中D是式(2b)基团的式(7)化合物是已知的,尤其可从欧洲专利申请647683获知。式(7)的其它化合物以及式(8)与式(9)化合物也是已知的或通常可用与已知化合物类似的方法来制备。需要引入吡啶鎓基T或T1时,一般可在相应的氰尿酰卤缩合反应后进行。
新型式(1)化合物是具有纤维反应性的。纤维反应性化合物可认为是能与纤维素中羟基基团、羊毛及丝中氨基、羧基、羟基或硫羟基团或与具有形成共价化学键的合成聚酰胺中氨基及适合时的羟基反应的那些化合物。
新型式(1)化合物可广泛适合于各种材料如含羟基基团或含氮纤维材料的染色及印花。这类材料的典型实例是丝、皮革、羊毛、聚酰胺纤维及聚氨酯。该新型染料特别适用于所有种类纤维素纤维材料的染色和印花。这类纤维素纤维材料通常是天然纤维素纤维如棉花、亚麻及麻,以及纤维素与再生纤维素,优选棉花。该新型染料也适用于纤维素混合物,如棉花与聚酰胺纤维或尤其是棉花/聚酯纤维的混纺纤维染色或印花。
本发明染料可以不同方式优选以水性染料溶液及印花浆方式施加和固着在纤维材料上。该新型染料适用于浸染法和轧染法染色,按这种染色方法,物料是浸在水性(必要时含盐)的染料溶液中,在碱存在下或经碱处理,可加热或不加热或在室温下贮存几小时后染料被固着在物料上。固色后,经印染的物料用冷水和热水充分漂洗,如果需要,可添加起分散剂作用和促进未固着染料的扩散的试剂。
本发明染料具有高活性、良好固色性和优异的提升染深特性。因此,它们可在低的染色温度下进行浸染和当采用浸轧汽蒸染色法时只需短时汽蒸。染色的固着度是高的且未固着染料容易洗净。上染度与固着度之间的差别是相当小的,即皂洗损失很少。本发明染料,具体说该新型染料混合物也特别适用于印花,尤其对于棉花纤维,以及含氮纤维如羊毛、丝或含羊毛或含丝混合纤维的印花。
用本发明染料印染产生的染色和印花具有优异的着色强度并在酸性及碱性范围都具有优异的染料-纤维结合稳定性,它们也具有良好的耐光牢度和优异的湿牢度性能如耐水洗、耐海水洗、耐交染和耐汗渍以及良好的耐打褶、耐熨和耐摩擦牢度。
本发明用下述实施例加以说明,其中温度为摄氏度,份数和百分比除非另有说明都以重量计。重量份数与体积份数之比率等同于千克与升之比值。
实施例1
36.9份氰尿酰氯置于150份冰/水及少量润湿剂中一起搅拌。于0-2℃在40分钟内将25.25份氨基乙磺酸在50份水中的溶液加入到该混合物中,向此混合物滴加2N氢氧化钠溶液至pH值7-8进行缩合反应。反应混合物于0-5℃和pH值7-7.5,在搅拌下进行反应,直到不再检出氰尿酰氯为止。接着加入39.48份1,3-亚苯基二胺-4-磺酸在100份水中的中性溶液。在5-20℃添加2N氢氧化钠溶液使pH保持在8-9进行缩合反应,当缩合反应完成时,反应溶液用KCl盐析并过滤,产物用浓Kcl溶液洗涤,干燥后得下式中间体
将89.3份制得的化合物与400份水制成浆料。于0-5℃、在10分钟内向浆料添加41.4份按已知方法重氮化的2(4-氨基苯基磺酰基)硫酸乙氢酯,用20%苏打溶液使pH保持在6-8.5。偶联完成后,用Kcl沉淀黄色染料,过滤制得的悬浮液、真空干燥产物,得下式单偶氮化合物
123份该化合物溶于700份水中并用亚硝酸钠与HCl在0-5℃以常规方法进行重氮化。将该重氮基悬浮液在2-5℃、30分钟内加到25.1份1,3-亚苯基二胺-4-磺酸在300份水中的中性溶液中,用20%苏打溶液使pH值保持在4.5-5.5。偶联反应完成后,用KCl沉淀染料。过滤制得的悬浮液得到下述结构的棕色染料。
将106份该染料溶于400份水中。然后在0-10℃于15分钟内添加按常规的亚硝酸钠与HCl方法重氮化的32.3份2(4-氨基-苯基磺酰基)硫酸乙氢酯。用20%苏打溶液使pH值保持在5.5-7.0。偶联反应完成后,用KCl进行沉淀,过滤、干燥得下式的染料该染料可将棉花染成具有良好全面坚牢度性能的棕色色泽。
实施例2
该染料可将棉花染成具有良好全面坚牢度性能的棕色色泽。
实施例3-36
按照实施例1所述方法,可制得下列活性染料,该染料可将棉花染成具有良好全面坚牢度性能的指定的色泽。 黄色微红棕色 黄色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色 酒红色 棕色 橙色 金黄色 黄色 金黄色 橙色 棕色 棕色 棕色 棕色 棕色
染色工艺I:
将2份实施例1制得的染料溶于400份水中,向该溶液添加1500份含53克/升氯化钠的溶液。将100份棉织物放入该染料的40℃染浴中,45分钟后,添加100份含16克/升氢氧化钠和20克/升锻烧过的碳酸钠溶液。染浴温度在40℃再保持45分钟。然后,将已染色织物进行漂洗、在沸腾下用非离子型洗涤型皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺II:
将2份实施例1制得的活性染料溶于400份水中,向该溶液添加1500份含53克/升氯化钠的溶液。将100份棉织物放入该染料的35℃染浴中,20分钟后,添加100份含16克/升氢氧化钠和20克/升锻烧过的碳酸钠溶液。染浴温度在35℃继续保持15分钟。然后于20分钟内将染浴温度升至60℃并继续保温35分钟。然后漂洗染过的织物、在沸腾下用非离子型洗涤剂皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺III
将8份实施例1制得的活性染料溶于400份水中。向该溶液添加1400份含100克/升硫酸钠的溶液。将100份棉织物放入该染料的25℃染浴中,10分钟后,添加200份含150克/升磷酸三钠的溶液。然后在10分钟内使染浴温度升至60℃并在该温下保温90分钟。漂洗染过的织物,在沸腾下用非离子型洗涤剂皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺IV
将4份实施例1制得的活性染料溶于50份水中。向该溶液添加50份含5克/升氢氧化钠和20克/升煅烧过的苏打溶液。用所得溶液轧染棉织物至轧液率达70%,卷取并以此在室温下存放3小时。然后漂洗已染过的织物,在沸腾下用非离子型洗涤剂皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺V
将6份实施例1制得的活性染料溶于50份水中。向该溶液添加50份含16克/升氢氧化钠和0.04升硅酸钠(38波差浓度)的溶液。用所得的溶液轧染棉织物至轧液率达70%,卷取并以此在室温下存放10小时。然后漂洗已染过的织物,在沸腾下用非离子洗涤剂皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺VI
将2份实施例1制得的活性染料溶于100份加有0.5份间硝基苯磺酸钠的水中。用该得到的溶液浸渍棉织物至吸液率达75%,随后干燥。接着用20℃、含4克/升氢氧化钠和300克氯化钠的溶液浸渍该织物,然后压紧至吸液率达75%。染过的织物在100-102℃汽蒸30秒钟、漂洗、在沸腾下用非离子型洗涤剂皂洗一刻钟,再漂洗并干燥。
染色工艺VII
将0.1份实施例1制得的染料溶于200份加有0.5份芒硝(Glauber’s Salt)、0.1份匀染剂和0.5份乙酸钠的软水中。然后用80%乙酸调节该溶液的pH值至5.5。于10分钟内将染浴加热至50℃,然后放入10份羊毛织物。在50分钟内加热染浴至100℃并在该温度下染色60分钟。冷却染浴至90℃、取出染好的织物。依次用温水和冷水漂洗羊毛织物,然后离心并干燥,得到具有良好耐光牢度和湿牢度的棕色。
印花工艺I
借助快速搅拌,将3份实施例1制得的活性染料撒入100份含有50份5%海藻酸钠稠厚剂、27.8份水、20份尿素、1份间硝基苯磺酸钠及1.2份碳酸氢钠的原浆中。用由此制得的印花色浆对棉织物进行印花并干燥。已印花织物用102℃饱和蒸汽汽蒸2分钟,然后漂洗,如果需要可在沸腾下皂洗,再次漂洗,接着干燥。
印花工艺II
借助快速搅拌,将5份实施例1制得的活性染料撒入100份含50份5%海藻酸钠稠厚剂、36.5份水、10份尿素、1份间硝基苯磺酸钠及2.5份碳酸氢钠的增稠料浆中。用由此得到的印花色浆对棉织物进行印花,印花稳定性符合技术要求,并干燥。已印花织物用102℃饱和蒸汽汽蒸8分钟,然后漂洗,如果需要可在沸腾下皂洗,再次漂洗、接着干燥。
Claims (13)
M是未取代的亚苯基或磺基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、卤素、C2-C4烷酰基氨基、脲基或式(3)基取代的亚苯基,或未取代的亚萘基或磺基、羟基取代的亚萘基,(R)0-3、(R1)0-3及(R2)0-3各自独立地为0-3个彼此相同或不相同的选自磺基、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基及卤素的基团,T和T1各自独立地为其它卤素或未取代的1-吡啶基或为氨基甲酰基或羧基取代的1-吡啶基,V及V1各自独立地为其它非反应性氨基基团,Z和Z1各自独立地为式(4a)或(4b)的基团
-SO2-Y (4a)或
-CONH-(CH2)r-SO2-Y (4b),Y是乙烯基或-CH2-CH2-U基团,U是离去基团,r是1-6整数值,以及n、m、p和q各自分别是0-1的数值,如果D是式(2c)的基团或式(2a)的基团或(2b)基团,其中p或q是0,但需m是1。
2.根据权利要求1的化合物,其中Y是乙烯基、β-氯乙基、β-硫酸根合乙基、β-硫代硫酸根合乙基、β-乙酸基乙基、β-苯氧基乙基或β-磷酸基乙基。
3.根据权利要求1或2的化合物,其中n是0、m是1。
4.根据权利要求1-3中任何一项的化合物,其中D1是下式的基团:
式中R’是氢、甲基、甲氧基或磺基,R”是氢或甲氧基及R*与R**中一个是氢而另一个是磺基,Y是乙烯基、β-氯乙基、β-硫酸根合乙基、β-硫化硫酸根合乙基、β-乙酸基乙基、β-苯氧基乙基或β-磷酸基乙基。
5.根据权利要求1-4任一项的化合物,其中D是式(2a)或式(2b)基团。
7.根据权利要求6的式(1)化合物,其中D1和D2各自独立是其它4-乙烯基磺酰基苯基或4-β-硫酸根合乙基磺酰基。
10.根据权利要求9的化合物,其中R’、 R’0、 R”与R”0分别是氢。
12.权利要求1的式(1)化合物在含羟基基团或含氮的纤维材料的染色或印花方面的用途。
13.根据权利要求12在纤维素纤维材料印染方面的用途,尤其是在含棉纤维材料的染色或印花方面的用途。
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