DE102004038267A1 - Färbestabile Modifikation eines Chinophthalon-Dispersionsfarbstoffs und dessen Herstellung und Verwendung - Google Patents

Abstract

beta-Modifikation des Farbstoffes der Formel (I) DOLLAR F1 Verfahren zur Herstellung der färbestabilen beta-Modifikation und ihre Verwendung zum Färben und Bedrucken von Textilmaterialien aus Polyester und/oder Celluloseestern oder Mischgeweben dieser Materialien mit Wolle oder Cellulose.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile Kristallmodifikation (β-Modifikation) des Farbstoffes der Formel (I)

  

  die im Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-K_α-Strahlung) Linien bei folgenden Beugungswinkeln 2θ (°) aufweist:
  Linien starker Intensität:
  8,0; 11,9; 13,0
  Linien mittlerer Intensität:
  10,7; 12,2; 16,0; 17,1; 18,7; 20,3; 24,5; 25,0; 26,0; 26,7; 29,5.
• Das mit Cu-K_α-Strahlung aufgenommene Röntgenbeugungsdiagramm der färbestabilen β-Modifikation ist in 1 dargestellt. Zur Aufnahme wurde ein rechnergesteuertes Siemens D 5000 Pulver-Reflexions-Diffraktometer mit automat. Aperturblende benutzt.
• Der Farbstoff der Formel (I) ist beispielsweise aus den Dokumenten JP 50114439 und JP 55108460 bekannt. Die in diesen Patentschriften beschrieben Synthese erfolgt durch Veresterung der Carbonsäure in Formel (II) mittels Diethylsulfat in o-Dichlorbenzol in Gegenwart von Natriumcarbonat.
• 
• Dabei fällt der Farbstoff jedoch in der instabilen α-Modifikation an, die im Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-K_α-Strahlung) Linien bei folgenden Beugungswinkeln 2θ aufweist:
  Linien starker Intensität:
  12,8; 25,6; 27,3
  Linien mittlerer Intensität:
  5,1; 8,2; 8,5; 24,0; 24,3;
• Das entsprechende Röntgenbeugungsdiagramm ist in 2 wiedergegeben. Gemäß Stand der Technik wird der Farbstoff der Formel (I) bisher in der α-Modifikation in Form von Pulver- oder Flüssigpräparationen auf den Markt gebracht. Diese Präparationen weisen jedoch erhebliche Mängel auf, insbesondere bei ihrer Handhabung, sowie auch beim Färben von textilen Polyestermaterialien.
• Technische Mängel bei ihrer Handhabung treten beispielsweise bei der Redispergierung dieser Präparationen auf, d. h. bei ihrer Einarbeitung in Färbeflotten und Druckpasten. Probleme treten bei Farbstoffen in metastabilen Modifikationen oder in amorphen Formen auf, wenn unter Färbebedingungen eine Umwandlung in die stabile Modifikation bzw. ein Auskristallisieren der amorphen Partikel erfolgen. Daraus können Bereiche geringerer Durchfärbung resultieren, die resultierenden Färbungen sind unegal.
• Dagegen bereitet der Farbstoff in der β-Modifikation keinerlei Schwierigkeiten. Die β-Modifikation des Farbstoffs der Formel (I) benetzt beim Ansetzen von Färbe- und Klotzflotten sowie auch von Druckteigen besser als die α-Modifikation und lässt sich rasch und ohne aufwendiges manuelles oder maschinelles Rühren redispergieren. Die Flotten und Druckteige sind homogen und Färbungen auf Stückware und Wickelkörpern fallen stippenfrei, bzw. ohne Farbstoffablagerungen, also homogen, an. Die erfindungsgemäße β-Modifikation des Farbstoffs der Formel (I) eignet sich im Gegensatz zur α-Modifikation uneingeschränkt zum Färben und Bedrucken von Textilmaterialien aus Polyester, wie Polyethylenglykolterephthalat und/oder Celluloseestern, wie Celluloseacetat, oder Mischgeweben dieser Materialien mit Wolle oder Cellulose.
• Die Überlegenheit der β-Modifikation im Vergleich zur α-Modifikation wird auch beim Färben aus wässrigem Färbebad unter modernen Praxisbedingungen deutlich. Diese Bedingungen sind gekennzeichnet durch hohe Wickeldichten bei Kreuzspul- und Baumfärbungen, kurze Flottenverhältnisse, also hohe Farbstoffkonzentrationen sowie hohe Scherkräfte in der Färbeflotte bedingt durch hohe Pumpenleistungen. Auch unter diesen Bedingungen neigt die β-Modifikation nicht zur Agglomeration und es kommt nicht zu Ablagerungen auf den zu färbenden Textilmaterialien. Es werden also homogene Färbungen ohne Farbstärkeunterschiede zwischen den äußeren und den inneren Lagen der Wickelkörper erhalten und die Färbungen zeigen keinen Abrieb.
• Die färbestabilen β-Modifikation von Farbstoff (I) erfolgt direkt aus der Synthese, wobei 3-Hydroxy-2-methylchinolin-4-carbonsäure (III) und Trimellithsäureanhydrid (IV)

  

  in einem polaren Lösungsmittel, wie beispielsweise Sulfolan, Dimethylformamid, DMSO, und bevorzugt Sulfolan, bei Temperaturen zwischen 100 und 285°C, vorzugsweise jedoch zwischen 200 und 210°C miteinander umgesetzt werden, wobei das entstehende Reaktionswasser ständig abdestilliert wird. Das Molverhältnis Trimellithsäure zu 3-Hydroxy-2-methylchinolin-4-carbonsäure beträgt dabei 0,8 bis 2,0, bevorzugt 1,0 bis 1,2.
• Die dabei entstehende Carbonsäure der Formel (II) wird nach Zwischenisolieren, oder auch ohne Isolieren mit einem Ethylierungsmittel, vorzugsweise Diethylsulfat in einem dipolaren Lösungsmittel, beispielsweise Sulfolan, oder einer Mischung eines dipolaren Lösungsmittels mit einem unpolaren organischen Lösungsmittel, beispielsweise Toluol, in Gegenwart eines Säurefängers bei Temperaturen von 50 bis 200°C, bevorzugt bei 140–160°C, verestert.
• Geeignete Säurefänger sind dabei beispielsweise Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Magnesiumoxid, Natriumacetat, Kaliumacetat, besonders bevorzugt ist Natriumcarbonat.
• Das nachfolgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung. Teile beziehen sich stets auf Gewichtsteile.
• Zu 1069 Teilen Sulfolan gibt man 222 Teile Trimellithsäureanhydrid und heizt auf 190–200°C. Bei dieser Temperatur werden 219 Teile 3-Hydroxy-2-methylchinolin-4-carbonsäure zugegeben. Man rührt 5,5 Stunden bei 200–210°C nach und destilliert während dieser Zeit das Reaktionswasser ab. Danach kühlt man auf 110°C ab und setzt 1084 Teile Toluol zu, wobei die Temperatur nicht unter 80°C fallen soll. Es wird 1 Stunde bei 80–85°C nachgerührt. Anschließend gibt man 151 Teile wasserfreies Natriumcarbonat zu, heizt auf 100–110°C hoch, rührt eine Stunde nach und dosiert 312 Teile Diethylsulfat zu. Nach beendeter Zugabe wird 3,5 Stunden lang auf 150–160°C erwärmt und das Reaktionswasser-Toluol-Gemisch abdestilliert. Der erfindungsgemäße Farbstoff (I) in der β-Modifikation wird durch Zugabe von 2129 Teilen Methanol und abkühlen ausgefällt, abfiltriert und mit Methanol und warmem Wasser gewaschen.

Claims (7)

1. β-Modifikation des Farbstoffes der Formel (I)

   

   mit dem Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-K_α-Strahlung) Linien bei folgenden Beugungswinkeln 2θ (°) Linien starker Intensität: 8,0; 11,9; 13,0 Linien mittlerer Intensität: 10,7; 12,2; 16,0; 17,1; 18,7; 20,3; 24,5; 25,0; 26,0; 26,7; 29,5.
2. Verfahren zur Herstellung der färbestabilen β-Modifikation von Farbstoff (I) durch Umsetzung von 3-Hydroxy-2-methylchinolin-4-carbonsäure (III) und Trimellithsäureanhydrid (IV)

   

   in einem polaren Lösungsmittel, und anschließende Veresterung der resultierenden Carbonsäure der Formel (II)

   

   mit einem Ethylierungsmittel in Gegenwart eines Säurefängers.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Umsetzung von Verbindung der Formel (III) mit Verbindung der Formel (IV) bei einer Temperatur von 100 und 285°C, vorzugsweise jedoch zwischen 200 und 210°C, erfolgt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Umsetzung von Verbindung der Formel (II) mit einem Ethylierungsmittel bei Temperaturen von 50 bis 200°C, bevorzugt bei 140–160°C in einem dipolaren Lösungsmittel, oder einer Mischung eines dipolaren Lösungsmittels mit einem unpolaren organischen Lösungsmittel, erfolgt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei als Säurefänger Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Magnesiumoxid, Natriumacetat, Kaliumacetat, besonders bevorzugt Natriumcarbonat eingesetzt wird.
6. Verwendung der β-Modifikation von Farbstoff (I) gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von flüssigen oder pulverförmigen Farbstoffpräparationen.
7. Verwendung der β-Modifikation von Farbstoff (I) gemäß Anspruch 1 zum Färben und Bedrucken von Textilmaterialien aus Polyester und/oder Celluloseestern oder Mischgeweben dieser Materialien mit Wolle oder Cellulose.