CN1607220A - 高耐光牢度的活性红色染料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)染料，其中R1为H或(C1－C4)－烷基；R2为H或(C1－C4)－烷基；X1和X2各自独立地为不稳定的原子或基团；以及M为H、碱金属、铵离子或当量的碱土金属，其中不包括R1和R2为H的化合物；涉及式(I)染料与式(II)染料的混合物，其中X3和X4各自独立地为不稳定的原子或基团；L为有机连接基团；以及M为H、碱金属、铵离子、或当量的碱土金属；涉及所述染料和所述染料混合物的制备方法及所述染料和所述染料混合物在对含羟基和/或含甲酰胺基的纤维材料染色和印花中的应用。

Description

高耐光牢度的活性红色染料
技术领域
本发明涉及纤维活性染料领域。
背景技术
包含通过苯二胺连接单元连接生色团的染料从文献已知并且在例如GB-A2,331757中有所描述。
发明内容
本发明的发明人惊讶地发现使用苯环被取代的邻苯二胺型连接单元连接两个生色团时得到的染料特别适合纤维素或其它亲核性纤维在浸染条件下的高热染色(70-95℃)。这些染料表现出高耐光牢度、高耐汗渍耐光牢度、良好的染着性和在盐溶液中的良好溶解性。例如，它们的染着性和在盐溶液中的溶解性令人惊讶地比GB-A2,331,757中表1的染料5高。
本发明要求保护式(I)染料，
Figure A20041007702700051
其中，
R1为H或(C1-C4)-烷基；
R2为H或(C1-C4)-烷基；
X1和X2各自独立地为不稳定的原子或基团；和
M为H、碱金属、铵离子或当量的碱土金属，
其中不包括R1和R2为H的化合物。
R1和R2可为直链或支链的，为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。优选地，R1为H和R2为甲基，或R1和R2都为甲基。
X1和X2独立地优选为卤素，如氟、氯和溴，特别优选氯。
M优选为H、钠或钾。
在式(I)的优选染料中，R1为H、R2为甲基或R1和R2都为甲基，X1和X2都为氯，以及M为H、钠或钾。
本发明另外要求保护染料混合物，其包括；
(a)一种或多种式(I)染料，和
(b)一种或多种式(II)染料
其中，
X3和X4各自独立地为不稳定的原子或基团；
L为有机连接基团；和
M同以上定义。
X3和X4独立地优选为卤素，如氟、氯和溴，特别优选氯。
L优选衍生自氨基乙基哌嗪、哌嗪、2-甲基哌嗪、乙二胺、N-甲基乙二胺、N，N’-二甲基乙二胺、丙二胺(propylenediamine)、N-甲基丙二胺、N，N’-二甲基丙二胺、2-甲基丙二胺、2，2-二甲基丙二胺、1，2-苯二胺、1，3-苯二胺、1，4-苯二胺或2-氨基乙硫醇。
在式(II)的优选染料中，X3和X4都为氯，L衍生自氨基乙基哌嗪或乙二胺，以及M为H、钠或钾。
本发明的染料混合物以染料(I)和(II)的重量计优选包含50-95重量％的一种或多种式(I)染料和5-50重量％的一种或多种式(II)染料。
本发明的染料混合物以染料(I)和(II)的重量计特别优选包含70-95重量％的一种或多种式(I)染料和5-30重量％的一种或多种式(II)染料。
本发明的染料和染料混合物可作为固体或液体(溶解)形式的制剂存在。在固体形式中，它们通常包含水溶性制剂特别是纤维活性染料中常用的电解质盐，如氯化钠、氯化钾和硫酸钠；和市售染料中常用的助剂，如能够使水溶液的pH值为3到7的缓冲物质，如乙酸钠、硼酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠磷酸二氢钠和磷酸氢二钠；少量的干燥剂；或如果它们以液体、水溶液形式(包括常用于印花浆中的增稠剂)存在，还含有确保这些制剂性能的物质如防霉剂。
通常，本发明的染料和染料混合物作为染料粉末存在，其以染料粉末或制剂计包含10到80重量％的强度标准化无色稀电解质盐，如上所提及的那些。这些染料粉末可另外包含以染料粉末计最多为10％的前述缓冲物质。如果本发明的染料和染料混合物以水溶液形式存在，则这些水溶液的总染料含量最多约为50重量％，例如约5到50重量％，这些水溶液的电解质盐含量以水溶液计将优选低于10重量％。水溶液(液体制剂)可包括的前述缓冲物质的量通常最多为10重量％，如0.1到10重量％，优选最多为4重量％，特别是2到4重量％。
式I染料可通过例如式(III)邻苯二胺与式(IV)化合物以及与式V的化合物反应制备，
其中R1和R2同以上的定义，
Figure A20041007702700082
其中X1和M同以上定义，X5为能够与胺反应的不稳定原子或基团，优选为氯，
Figure A20041007702700083
其中X2、X5和M同以上的定义。
通常，一摩尔的式III的化合物与一摩尔的式IV的化合物以及与一摩尔的式V的化合物以本领域技术人员已知的方式反应。X1和X2通常相同，在这种情况中，一摩尔的式III的化合物与两摩尔的式IV或V的化合物反应。
式III、IV和V的化合物为已知的，或可容易地由本领域技术人员通过本身已知的方法制备。
式(II)染料为已知的并在例如GB2,331,757中描述。它们可按照引用文献中的描述制备或以类似于以上给出的用于制备式(I)染料的方法制备。
本发明的染料混合物可以以常规方式获得，例如以所需比例将固体形式或水溶液形式的式(I)和(II)的各染料机械混和得到。可选择地，它们可通过使用式(III)、(IV)、(V)和式H-L-H(其中L同以上定义)化合物的适当混合物以本领域技术人员熟知的方式和所需比例以常规的缩合反应合成获得。
因此，例如，4摩尔的式(IV)化合物与1摩尔的式(III)的化合物及1摩尔的式H-L-H的化合物的反应得到本发明的混合物，为1摩尔的式(I)染料和1摩尔的式(II)染料。优选以一锅法进行该反应。
本发明的染料和染料混合物适用于通过纤维活性染料领域中数次描述的施用和固色方法对含羟基和/或含甲酰胺基的纤维材料染色和印花。他们提供特别明亮、特别浓的和经济的色调。当这些染料用于浸染纤维素质时，它们特别能够表现出优异的性能，包括染着性、水溶解性、耐光牢度、洗净性及对工艺变量的坚固性。它们还与设计用于高温(80-100℃)施用于纤维素织物的类似染料完全相容，并从而使用短的施用时间产生可高度重现的施用方法。
因此，本发明还提供本发明的染料和染料混合物在对含羟基和/或含甲酰胺基的纤维材料染色和印花中的应用，以及提供分别使用本发明的染料和染料混合物对这些材料染色和印花的方法。通常，染料和染料混合物以溶解形式被施用于底物上并通过碱或加热作用或两者共同作用使其固着在纤维上。
含羟基的材料为天然的和合成的含羟基材料，如包括纸形式的纤维素纤维材料，或其再生产品及聚乙烯醇。纤维素纤维材料优选为棉，但也可为其它天然植物纤维，如亚麻、大麻、黄麻和苎麻纤维。再生纤维素纤维材料为例如粘胶短丝和粘胶长丝。
含甲酰胺基的材料为如合成的或天然的聚酰胺和聚氨基甲酸酯，特别是纤维形式，如羊毛和其它动物毛发、丝、皮革、尼龙-6，6、尼龙-6、尼龙-11、和尼龙-4。
通常通过已知的通过纤维活性染料施用技术对纤维材料染色和印花的方法施用本发明的染料和染料混合物。本发明的染料和染料混合物与设计用于高温(80-100℃)施用的类似染料高度相容，并可有利地用于浸染方法中。
类似地，纤维素纤维的常规印花技术，其可以以单一阶段进行，如通过用包含碳酸氢钠或某些其它酸结合试剂及颜料的印花浆印花，并随后在适当的温度下汽蒸；或以两个阶段进行，如通过包含颜料的中性或弱酸性印花浆印花，并随后使经过印花的材料通过含电解质的热碱浴，或用含碱性电解质的轧染液过轧染(overpadding)并随后使该经过处理的材料打卷或随后汽蒸或随后干热处理进行固色，产生具有轮廓分明以及清晰的白色底色的浓印花。改变固色条件只对印花结果产生很少的影响。不仅在染色中，而且在印花中，使用本发明的染料或染料混合物获得的固色程度都非常高。在使用常规热固色方法的干热固色中使用的热空气具有120到220℃的温度。除使用101到103℃的常规蒸汽之外，还可能使用最高160℃的过热蒸汽和高压蒸汽。
本发明的染料和染料混合物可另外用于生产可对上述底物如织物特别是纤维素织物以及纸进行印花的油墨。这种油墨可用于所有技术，如常规印花、喷墨印花或气泡式喷墨印花(这些印刷技术的信息参见：Text.Chem.Color，19卷(8)，232页及以后和23卷27页及以后)。
用于将染料固着在纤维素纤维上的酸结合试剂为例如水可溶性的无机酸或有机酸的碱金属和碱土金属的碱式盐以及受热时释放碱的化合物。特别适合的是碱金属氢氧化物和弱到中等酸性的无机酸或有机酸的碱金属盐，优选的碱金属化合物为钠和钾化合物。这些酸结合试剂为如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲酸钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠。
在加热或不加热条件下用酸结合试剂处理本发明的染料和染料化合物使所述染料与纤维素纤维化学结合。特别是纤维素上的染色，在进行常规漂洗以除去未固着染料部分的后处理之后，所述染色表现出优异的性质。
聚氨基甲酸酯和聚酰胺纤维的染色通常在酸性介质中进行。染浴可包含如乙酸和/或硫酸铵和/或乙酸和乙酸铵或乙酸钠以使其达到期望的pH值。为得到可接受的匀染性的染色，期望加入常规的匀染助剂，如基于氰尿酰氯与三倍摩尔量的氨基苯磺酸或氨基萘磺酸的反应产物或基于如硬脂胺与环氧乙烷的反应产物。通常把待染色材料加入到约40℃温度下的染浴中并在其中搅拌一段时间，然后调节染浴到期望的弱酸性pH值，优选用乙酸，并在60到98℃的温度下进行实际染色。然而，染色也可在沸腾或最高为120℃的温度下进行(在超级大气压下)。
具体实施方式
实施例1
a)二氯三嗪基染料基共用中间体(IVa)的合成
Figure A20041007702700121
在pH值＜1.0下把2-氨基-5-硝基苯磺酸(26.2g，82％强度，0.100mol)悬浮在水(500ml)中。加入冰(350g)，然后在2分钟内加入亚硝酸钠(6.9g，0.100mol)在水(400ml)中的溶液，保持pH值＜1.2。反应搅拌15分钟，通过加入氨基磺酸(0.1g)猝灭过量的亚硝酸盐，然后加入2-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸(44.6g，0.090mol)，调节pH值并在pH值为3.0的条件下保持2小时。调节反应混合物的pH值为9.0并加热到40℃。加入Na2S(26.0g，60％强度，0.200mol)，反应搅拌15分钟后，调节pH值为1.0并加入NaCl(10％w/v，110g)。得到的悬浮液搅拌30分钟并通过过滤收集固体。固体用NaCl溶液(20％w/v，500ml)洗，并通过在pH值为7.0的条件下搅拌1小时使其溶解于水(600ml)中。反应混合物剧烈搅拌并加入固体氰尿酰氯(11.99g，0.065mol)和控制pH值为3.7-4.0维持60分钟，然后在pH值为7.5条件下维持60分钟。HPLC分析表明溶解物质(IVa)为单一组分。
b)染料(Ia)的合成
向中间体(IVa)(0.062mol)的溶液中加入4-甲基-1，2-苯二胺(3.60g，0.03mol)，混合物在pH值为7.0条件下搅拌16小时，然后加热到50℃，在pH值为7.0条件下维持2小时。通过HPLC判断反应完成。将溶液干燥得到紫色固体(75.3g，63％收率)。分析数据与所需产物(Ia)相同；UV：λmax＝525.5nm，εmax＝51000。
c)染料(Ia)与GB-A 2,331,757的表1中染料5(以下称为染料5)的比较
在50℃制备染料(Ia)和染料(5)的9％w/v溶液，并加入盐生成90g/L的盐溶液。30分钟后，4.2％的染料(Ia)保留在溶液中，而只有2.8％的染料(5)保留在溶液中。因此，在50℃条件下，染料(Ia)比染料(5)更易溶于90g/L的盐中。这一因素对于在高盐浓度下进行染色是至关重要的，更好的盐溶解性可避免浸染浴在纤维上形成浸染不均匀的问题。
比较棉上的染着深度表明，染料(Ia)比染料(5)有25％的改善。因此令人惊讶地是染料(Ia)比染料(5)更有效地使棉染色。
实施例2
染料(Ia)和染料(IIa)为80∶20的混合物的一锅法合成
向中间体(IVa)(0.010mol)的溶液中加入4-甲基-1，2-苯二胺(0.46g，0.0038mol)，混合物在pH值为7.0条件下搅拌16小时，然后加入乙二胺(0.06g，0.001mol)，反应在pH值为10.0条件下搅拌1小时，然后加热到45℃维持1小时。通过HPLC判断反应完成。溶液进行透析以除去过量的盐，然后蒸发至干得到紫色固体(10.0g，100％收率)。UV：λmax＝525.5nm，εmax＝51000。
实施例3
染料(Ia)和染料(IIb)为80∶20的混合物的一锅法合成
向中间体(IVa)(0.010mol)的溶液中加入4-甲基-1，2-苯二胺(0.46g，0.0038mol)，混合物在pH值为7.0条件下搅拌16小时，然后加入氨基乙基哌嗪(0.06g，0.001mol)，反应在pH值为10.0条件下搅拌1小时，然后加热到45℃维持1小时。通过HPLC判断反应完成。溶液进行透析以除去过量的盐，然后蒸发至干得到紫色固体(7.9g，82％收率)。UV：λmax＝525.5nm，εmax＝51000。
实施例4
染料(Ib)的合成
Figure A20041007702700161
向中间体(IVa)(0.007mol)的溶液中加入4，5-二甲基-1，2-苯二胺(0.39g，0.0032mol)，混合物在pH值为7.0条件下搅拌16小时，然后加热到50℃，在pH值为7.0条件下维持1小时。通过HPLC判断反应完成。加入乙醇以沉淀出紫色固体(4.8g，81％收率)。分析数据与所需产物(Ib)相同；UV：λmax＝525.5nm，εmax＝51000。
实施例5
染料(Ic)的合成
Figure A20041007702700162
向中间体(IVa)(0.007mol)的溶液中加入2，3-二氨基甲苯(0.35g，0.0032mol)，混合物在pH值为7.0和50℃条件下搅拌6小时，另外分批加入中间体(IVa)(0.0007mol)，并使反应在相同的条件下继续进行，直到通过HPLC观察没有单缩合物(来自中间体(IVa)与2，3-二氨基甲苯之间的单缩合)。HPLC表明最终产物包含10％的水解产物。加入乙醇以沉淀出紫色固体(4.5g，76％收率)。分析数据与所需产物相同；UV：λmax＝525.5nm，εmax＝51000。

Claims (10)

1.式(I)染料，
Figure A2004100770270002C1
其中，
R1为H或(C1-C4)-烷基；
R2为H或(C1-C4)-烷基；
X1和X2各自独立地为不稳定的原子或基团；和
M为H、碱金属、铵离子或当量的碱土金属，
其中不包括R1和R2为H的化合物。
2.权利要求1的染料，其中R1为H、R2为甲基或R1和R2都为甲基，X1和X2都为氯，以及M为H、钠或钾。
3.一种染料混合物，其包括：
(a)一种或多种式(I)染料，和
(b)一种或多种式(II)染料
其中，
X3和X4各自独立地为不稳定的原子或基团；
L为有机连接基团；和
M为H、碱金属、铵离子、或当量的碱土金属。
4.权利要求3的染料混合物，其中在式(II)染料中，L衍生自氨基乙基哌嗪、哌嗪、2-甲基哌嗪、乙二胺、N-甲基乙二胺、N，N’-二甲基乙二胺、丙二胺、N-甲基丙二胺、N，N’-二甲基丙二胺、2-甲基丙二胺、2，2-二甲基丙二胺、1，2-苯二胺、1，3-苯二胺、1，4-苯二胺或2-氨基乙硫醇。
5.权利要求3的染料混合物，其中在式(II)染料中，X3和X4都为氯，L衍生自氨基乙基哌嗪或乙二胺，以及M为H、钠或钾。
6.权利要求3到5中一项或多项的染料混合物，其中所述染料混合物以染料(I)和(II)的重量计包含50到95重量％的一种或多种式(I)染料和5到50重量％的一种或多种式(II)染料。
7.权利要求3到6中一项或多项的染料混合物，其中所述染料混合物以染料(I)和(II)的重量计包含70到95重量％的一种或多种式(I)染料和5到30重量％的一种或多种式(II)染料。
8.权利要求1到7中一项或多项的式I染料的制备方法，其中通过使式(III)邻苯二胺与式(IV)化合物以及与式(V)化合物反应制备所述染料，
Figure A2004100770270003C1
其中R1和R2同以上的定义，
其中X1和M同权利要求1中的定义，X5为能够与胺反应的不稳定原子或基团，优选为氯，
Figure A2004100770270004C2
其中X2、X5和M同权利要求1中的定义。
9.权利要求3到7中一项或多项的染料混合物的制备方法，其中
a)通过以所需比例将固体形式或水溶液形式的式(I)和(II)的各染料机械混和制备所述染料混合物，或
b)使用式(III)、(IV)、(V)的化合物和式H-L-H化合物的适当混合物通过常规缩合反应合成制备所述染料混合物，其中L同权利要求3中的定义。
10.对含羟基和/或含甲酰胺基的纤维材料染色和印花的方法，其中使用了权利要求1和/或2的式(I)染料或权利要求3到7中一项或多项的染料混合物。
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