DE1111319B

DE1111319B - Process for the preparation of acylated leucomethylene blue

Info

Publication number: DE1111319B
Application number: DEG20863A
Authority: DE
Inventors: Saul Rex Buc
Original assignee: General Aniline and Film Corp
Current assignee: GAF Chemicals Corp
Priority date: 1955-11-08
Filing date: 1956-11-07
Publication date: 1961-07-20

Description

Verfahren zur Herstellung von acyliertem Leukomethylenblau Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von acyhertem Leukomethylenblau, insbesondere von Benzoyl-leukomethylenblau, in vorzüglicher Ausbeute und in hervorragender Reinheit, und insbesondere auf die Herstellung von Benzoylleukomethylenblau.Method of making acylated leucomethylene blue The invention refers to a new process for the production of acyheric leucomethylene blue, especially of benzoyl leukomethylene blue, in excellent yield and in excellent Purity, and in particular the production of Benzoylleucomethylene Blue.

Benzoyl-leukomethylenblau ist seit kurzem in den Vordergrund getreten als wichtiges Produkt für die Herstellung von sogenannten »kohlefreien Carbonpapieren«. Mit solchen Papieren können Kopien hergestellt werden ähnlich den »Carbonkopien«, ohne daß aber Carbonpapier dazwischengelegt werden muß. Durch bloße Anwendung von Druck werden Zeichen erzeugt infolge einer chemischen Reaktion von Benzoyl-leukomethylenblau mit anderen Stoffen, welche in oder auf dem Papier oder in oder auf einem benachbarten Papier vorhanden sind. Für diese Anwendung darf das Benzoyl-leukomethylenblau keine Spur von Farbe aufweisen und muß außerordentlich rein sein, d. h., es muß vollständig frei sein von nichtumgesetztem Methylenblau oder Leukomethylenblau und ebenfalls von verunreinigenden farbbildenden Substanzen, wie Metallen, beispielsweise Eisen.Benzoyl-leukomethylene blue has recently come to the fore as an important product for the production of so-called "carbon-free carbon papers". With such papers copies can be made similar to the »carbon copies«, But without the need to put carbon paper in between. By simply using Printing marks are created as a result of a chemical reaction of benzoyl leukomethylene blue with other substances, which are in or on the paper or in or on an adjacent one Paper are present. The benzoyl leukomethylene blue must not be used for this application Have a trace of color and must be extremely pure; i.e., it must be complete be free of unreacted methylene blue or leucomethylene blue and likewise of contaminating color-forming substances such as metals, for example iron.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von acyliertem Leukomethylenblau durch Umsetzung von Leukomethylenblau mit einem aromatischen Acylierungsmittel in einem wäßrigen Medium ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels für das herzustellende acylierte Leukomethylenblau und bei einem PH-Wert unter 6, vorzugsweise bei einem PH-Wert von etwa 3 bis 5, insbesondere etwa 4, durchgeführt wird.The process according to the invention for the production of acylated leucomethylene blue by reacting leucomethylene blue with an aromatic acylating agent in an aqueous medium is now characterized in that the reaction is in the presence a water-immiscible solvent for the acylated one to be prepared Leucomethylene blue and with a pH value below 6, preferably with a pH value from about 3 to 5, especially about 4, is carried out.

Die Reduktion des Farbstoffes in die Leukoform wird vorzugsweise mit Hydrosulfit durchgeführt, doch können natürlich auch andere Reduktionsmittel angewendet werden, welche die Reinheit oder die Ausbeute des gewünschten Produktes nicht beeinträchtigen.The reduction of the dye into the leuco form is preferably carried out with Hydrosulfite carried out, but of course other reducing agents can also be used which do not affect the purity or the yield of the desired product.

Als mit Wasser nicht mischbare organische Flüssigkeiten, welche für das acylierte Leukomethylenblau Lösungsmittel darstellen und welche im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, seien erwähnt: Benzol, Toluol, Xylole, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, m-Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen sowie Gemische dieser Substanzen.As water-immiscible organic liquids which are suitable for represent the acylated leucomethylene blue solvent and which in the invention Methods that can be used include: benzene, toluene, xylenes, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, trichlorobenzene, chloroform, carbon tetrachloride, Trichlorethylene and mixtures of these substances.

Als Acylierungsmittel, wie oben erwähnt, verwendet man vorzugsweise ein solches, durch welches ein Benzoylrest in das Leukomethylenblau-Molekül eingeführt wird, doch können auch andere aromatische, carbocyclische Acylierungsmittel verwendet werden. So lassen sich, außer Benzoylchlorid, unter anderem folgende Säurechloride verwenden: p-Toluoylchlorid, o-Toluoylchlorid, m-Toluoylchlorid, a-Naphthoylchlorid, ß-Naphthoylchlorid, o-Phenylbenzoylchlorid, m-Phenylbenzoylchlorid, p-Phenylbenzoylchlorid.As mentioned above, acylating agent is preferably used one through which a benzoyl residue is introduced into the leucomethylene blue molecule but other aromatic carbocyclic acylating agents can be used will. In addition to benzoyl chloride, the following acid chlorides, among others, can be used use: p-toluoyl chloride, o-toluoyl chloride, m-toluoyl chloride, a-naphthoyl chloride, β-naphthoyl chloride, o-phenylbenzoyl chloride, m-phenylbenzoyl chloride, p-phenylbenzoyl chloride.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines Metallentziehungsmittels im erfindungsgemäßen Verfahren günstig ist, um die schädlichen Wirkungen von Spuren von Metallen im Endprodukt auf ein absolutes Minimum zu beschränken. Da solche Spuren von Metallen und insbesondere von Eisen normalerweise in den meisten im Handel erhältlichen Chemikalien und Reagenzien vorhanden sind, wenn sie nicht durch besondere Verfahren ausgeschlossen wurden, und da diese Metalle zu Verfärbungen des Endproduktes führen, ist deren Entfernung äußerst wünschenswert. Es besteht die Möglichkeit zur Verwendung von Ausgangsstoffen, welche von solchen verunreinigenden Metallen absolut frei sind, doch ist vom praktischen Standpunkt aus dafür kein Erfordernis vorhanden, da durch den Zusatz von Entziehungsmitteln alle vorhandenen Metalle unschädlich gemacht werden können. Als geeignete Entziehungsmittel seien erwähnt: Äthylendiamin-tetraessigsäure, ß-Oxyäthyläthylendiamin-triessigsäure, Triäthanolamin, Citronensäure, Bis-N-(ß-Hydroxyäthyl)-glycin, Gluconsäure, Weinsäure.It has been shown that the use of a de-metaling agent in the method according to the invention is beneficial to the harmful effects of traces of metals in the end product to an absolute minimum. Because such traces of metals and especially iron normally in most of the commercially available Chemicals and reagents are present when not by special process excluded, and since these metals lead to discoloration of the end product, their removal is highly desirable. There is a possibility to use of raw materials that are absolutely free of such contaminating metals, however, from a practical standpoint, there is no requirement for this, as through the addition of withdrawal agents will render all existing metals harmless can. Suitable removal agents are: ethylenediamine-tetraacetic acid, ß-oxyethylethylenediamine-triacetic acid, Triethanolamine, citric acid, bis-N- (ß-hydroxyethyl) -glycine, gluconic acid, tartaric acid.

Die zu verwendende Menge dieser Entziehungsmittel ist nicht kritisch und richtet sich völlig nach der Menge des verunreinigenden Metalls, und es genügen, da gewöhnlich nur geringe Mengen oder Spuren solcher Metalle vorhanden sind, etwa 1 bis 20 % Entziehungsmittel, bezogen auf das Gewicht des ursprünglichen, nicht umgesetzten Farbstoffes. Es versteht sich, daß, aber auch geringere oder größere Mengen verwendet werden _können, je nach der Menge des vorhandenen verunreinigenden Metalls.The amount of these depriving agents to be used is not critical and depends entirely on the amount of contaminating metal, and it is sufficient since there are usually only small amounts or traces of such metals present, for example 1 to 20% withdrawal agent, based on the weight of the original, not converted dye. It goes without saying that, but also lesser or greater Amounts _can be used, depending on the amount of contaminant present Metal.

Das allgemeine Verfahren zum Isolieren des acylierten Leukomethylenblaus sieht eine Trennung der wäßrigen von der nichtwäßrigen flüssigen Phase und eine Gewinnung des Äcylierungsproduktes aus der nichtwäßrigen Phase, üblicherweise durch Vakuumdestillation, vor. Es ist vorteilhaft, vor dem Trennen der beiden flüssigen Phasen den pH-Wert von 4 in das alkalische Gebiet zu verschieben (etwa 10) und die flüssigen Phasen mit einem Adsorptionsmittel zu behandeln zur weiteren Entfernung von unerwünschten Nebenprodukten und Farbkörpern. Als hierfür geeignete Adsorptionsmittel seien erwähnt: Entf'ärbungsholzkohle, Entfärbungskohle, Attapulgit sowie Gemische dieser Substanzen usw.The General Procedure for Isolating the Acylated Leucomethylene Blue sees a separation of the aqueous from the non-aqueous liquid phase and a Recovery of the acylation product from the non-aqueous phase, usually by Vacuum distillation, before. It is beneficial to liquid before separating the two Phases shift the pH value from 4 to the alkaline area (around 10) and the treat liquid phases with an adsorbent for further removal of unwanted by-products and color bodies. As a suitable adsorbent for this may be mentioned: decolorizing charcoal, decolorizing charcoal, attapulgite and mixtures of these substances, etc.

Es ist bekannt, aroylierte Leukomethylenblau-Derivate herzustellen,-indem das Leukomethylenblauzinkchlorid-Doppelsalz in Pyridin acyhert wird. Ebenso ist es bekannt, diese Acylierung in einem alkalischen wäßrigen Medium durchzuführen. Durch diese bekannten Verfahren wird die gewünschte Acylverbindung jedoch nicht in genügender Reinheit und nur in verhältnismäßig geringen Ausbeuten erhalten. Erfindungsgemäß werden jedoch sehr reine Produkte in über 90% der Ausbeute erhalten. -In den folgenden Beispielen, die der näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen, sind die Mengen der verschiedenen verwendeten Substanzen, wo nichts anderes angegeben wird, als Gewichtsteile zu verstehen. Beispiel 1 In einen Kolben gibt man unter Rühren 300 ccm destilliertes Wasser, 32 g Methylenblauchlorid (Colour Index 922), 250 ccm Chlorbenzol und 5 g Äthylendiamin-tetraessigsäure; dazu fügt man 13,3 ccm 15n-Natronlauge und anschließend 36g Natriumhydrosulfit. Im Verlauf der Reduktion fällt der pH-Wert auf etwa 6,3. Nach etwa 5 Minuten fügt man 35 ccm Benzoylchlorid hinzu. Im Verlauf der Benzoylierung fällt der pH-Wert weiter. Man läßt ihn bis auf 4,0 absinken und hält ihn dann auf diesem Wert, indem man nach Bedarf Natriumhydroxydlösung zusetzt. Bei diesem pH-Wert wird weitere 2 Stunden lang gerührt. Hierauf setzt man 5 g Entfärbungsholzkohle und 7 g Attapulgit hinzu. Der pH-Wert wird durch Zugabe von Natriumhydroxydlösung auf 10 eingestellt. Dann filtriert man, trennt die flüssigen Schichten und verwirft die wäßrige Schicht. Die organische Schicht wird im Vakuum zur Trockne eingedampft. Als Rückstand erhält man 36 g eines kristallinen Produktes von Benzoyl-leukomethylenblau, entsprechend einer Ausbeute von 93 °/o der Theorie. Beispiel 2 In einen Kolben gibt man unter gutem Rühren 200 ccm destilliertes Wasser, 19,3 g Methylenblau - ZnC12 und 75 ccm Chloroform. Diesem Gemisch setzt man 70 g Natriumcarbonat und dann 18 g Natriumhydrosulfit zu. Nach etwa 6 Minuten gibt man weiter 29 ccm Benzoylehlorid hinzu. Im Verlauf der Benzoylierung fällt der pH-Wert des Reaktionsgemisches. Wenn er den Wert 4 erreicht hat, gibt man 10n-Natronlauge hinzu, um diesen Wert beizubehalten. Beim -genannten pH-Wert wird etwa 21/2 Stunden lang gerührt, worauf man 5 g Attapulgit zusetzt. Durch Zugabe von 10 n-Natronlauge alkalisiert man bis auf den pH-Wert 10, filtriert, trennt die flüssigen Schichten und verwirft die wäßrige Schicht. Durch Vakuumdestillation der organischen Schicht zur Trockne gewinnt man 18,2 g eines kristallinen Rückstandes . aus Benzoyl-leukomethylenblau, entsprechend einer Ausbeute von 94 % der Theorie. Beispiel 3 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 1. wobei jedoch als mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel an Stelle von Chlorbenzol 200 ccm Tetrachlorkohlenstoff verwendet wird. Die Ausbeute an benzoyliertem Leukomethylenblau beträgt 37 g. Beispiel 4 Man geht in gleicher Weise wie im Beispiel 2 vor, verwendet jedoch als mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel an Stelle von Choloform 100 ccm Toluol. Die Ausbeute beträgt 19 g Benzoyl-leukomethylenblau.It is known to produce aroylated leucomethylene blue derivatives by the leucomethylene blue zinc chloride double salt is acyherted in pyridine. Likewise is it is known to carry out this acylation in an alkaline aqueous medium. However, these known methods do not produce the desired acyl compound obtained in sufficient purity and only in relatively low yields. According to the invention however, very pure products are obtained in over 90% of the yield. -In the following Examples which serve to further explain the present invention are the amounts of the various substances used, unless otherwise stated is to be understood as parts by weight. Example 1 In a flask you put under Stir 300 ccm of distilled water, 32 g of methylene blue chloride (Color Index 922), 250 cc of chlorobenzene and 5 g of ethylenediamine tetraacetic acid; 13.3 cc are added to this 15N sodium hydroxide solution and then 36g sodium hydrosulfite. In the course of the reduction the pH falls to about 6.3. After about 5 minutes, 35 cc of benzoyl chloride are added added. In the course of the benzoylation, the pH falls further. You leave him up to 4.0 and then keeps it at this value by adding sodium hydroxide solution as required clogs. The mixture is stirred at this pH for a further 2 hours. You bet on this Add 5 g decolorization charcoal and 7 g attapulgite. The pH is adjusted by adding adjusted to 10 by sodium hydroxide solution. Then it is filtered, the liquids are separated Layers and discard the aqueous layer. The organic layer is in vacuo evaporated to dryness. 36 g of a crystalline product are obtained as residue of benzoyl leukomethylene blue, corresponding to a yield of 93% of theory. Example 2 200 ccm of distilled water are placed in a flask with thorough stirring, 19.3 g of methylene blue - ZnC12 and 75 cc of chloroform. 70 g are added to this mixture Sodium carbonate and then 18 g of sodium hydrosulfite. After about 6 minutes you give further add 29 cc of benzoyle chloride. In the course of the benzoylation, the pH falls of the reaction mixture. When it has reached the value 4, 10N sodium hydroxide solution is added to keep this value. At the -cited pH value is about 21/2 hours stirred for a long time, after which 5 g of attapulgite are added. By adding 10 N sodium hydroxide solution if alkalized to pH 10, filtered, the liquid layers are separated and discard the aqueous layer. By vacuum distilling the organic layer 18.2 g of a crystalline residue are obtained to dryness. from benzoyl leukomethylene blue, corresponding to a yield of 94% of theory. Example 3 One goes in the same way Way as in Example 1. However, as a water-immiscible solvent 200 cc carbon tetrachloride is used instead of chlorobenzene. The yield of benzoylated leucomethylene blue is 37 g. Example 4 You go in the same way As in Example 2 above, but used as a water-immiscible solvent 100 cc of toluene instead of choloform. The yield is 19 g of benzoyl leukomethylene blue.

Beispiel 5 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 1, verwendet indessen als Acylierungsmittel an Stelle von Benzoylchlorid 38 ccm p-Toluyolchlorid. Die Ausbeute beträgt 37,5 g acyliertes Produkt. Beispiel 6 Man geht vor wie im Beispiel 3, verwendet jedoch als Acylierungsmittel an Stelle von Benzoylchlorid 50 ccm a-Naphthoylehlorid. Die Ausbeute beträgt 38 g a-Naphthoyl-leukomethylenblau. Beispiel 7 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 4, verwendet jedoch als Acylierungsmittel an Stelle von Benzoylchlorid 50 ccm ß-Naphthoylchlorid. Die Ausbeute beträgt 38,2 g ß-Naphthoyl-leukomethylenblau. Beispiel 8 Zu einem gut gerührten in einem Kolben befindlichen Gemisch aus 300 ccm Wasser, 26 g Methylenblau - Zn C12, 125 ccm Trichloräthylen und 4 g Hydroxyäthyl-äthylendiamin-triessigsäure gibt man 15 ccm 10 n-Natronlauge und anschließend 25 g Natriumhydrosulfit. Nach einigen Minuten fügt man 40 ccm Benzoylchlorid hinzu. Im Verlauf der Benzoyherung fällt der PH-Wert langsam. Man läßt bis auf pH = 4 sinken und hält dann diesen pH-Wert 2 Stunden lang aufrecht, indem man je nach Bedarf 10 n-Natronlauge zugibt. Das Benzoyl-leukomethylenblau wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, isoliert. Man erhält 25 g Benzoyl-leukomethylenblau. Beispiel 9 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 8, verwendet jedoch an Stelle von Trichloräthylen 150 ccm o-Dichlorbenzol. Die Ausbeute beträgt 25,2 g Benzoyl-leukomethylenblau.Example 5 The same procedure as in Example 1 is used however, as acylating agent, instead of benzoyl chloride, 38 cc of p-toluyl chloride. The yield is 37.5 g of acylated product. Example 6 Proceed as in the example 3, but uses 50 cc of α-naphthoyle chloride as acylating agent instead of benzoyl chloride. The yield is 38 g of a-naphthoyl-leucomethylene blue. Example 7 You go in in the same way as in Example 4, but used as acylating agent Place of benzoyl chloride 50 cc of ß-naphthoyl chloride. The yield is 38.2 g ß-naphthoyl-leucomethylene blue. Example 8 To a well stirred in a flask present mixture of 300 ccm water, 26 g methylene blue - Zn C12, 125 ccm trichlorethylene and 4 g of hydroxyethyl-ethylenediamine-triacetic acid are added to 15 cc of 10 N sodium hydroxide solution and then 25 g of sodium hydrosulfite. After a few minutes, 40 cc of benzoyl chloride are added added. In the course of the benzoylation, the pH value slowly falls. It is left to pH = 4 decrease and then maintain this pH value for 2 hours by depending on Add 10 n-caustic soda as required. The benzoyl leukomethylene blue becomes, as in the example 1 described, isolated. 25 g of benzoyl leukomethylene blue are obtained. example 9 The procedure is the same as in Example 8, but instead of Trichlorethylene 150 cc o-dichlorobenzene. The yield is 25.2 g of benzoyl leukomethylene blue.

Beispiel 10 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 8, jedoch unter Verwendung von 3 g Citronensäure als Metallentziehungsmittel. Die Ausbeute beträgt 24,8 g Benzoyl-leukomethylenblau.Example 10 The procedure is the same as in Example 8, however using 3 g of citric acid as a de-metaling agent. The yield is 24.8 g of benzoyl leukomethylene blue.

Beispiel 11 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 8, verwendet jedoch zum Isolieren des benzoylierten Produktes 10 g Entfärbungskohle an Stelle des im Beispiel 8 verwendeten Holzkohle-Attapulgit-Gemisches. Die Ausbeute an hochwertigem Benzoylleukomethylenblau beträgt 24,8 g.Example 11 The same procedure as in Example 8 is used however, to isolate the benzoylated product, 10 g of decolorizing charcoal instead of the charcoal-attapulgite mixture used in Example 8. The yield of high quality Benzoyl leucomethylene blue is 24.8 g.

Beispiel 12 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 11, verwendet jedoch an Stelle von Benzoylchlorid eine äquivalente Menge p-Toluoylchlorid. Man erhält ein hochwertiges p-Toluoyl-leukomethylenblau.Example 12 The same procedure as in Example 11 is used however, instead of benzoyl chloride, an equivalent amount of p-toluoyl chloride. Man receives a high-quality p-toluoyl-leukomethylene blue.

Beispiel 13 Zu einem gut gerührten, in einem Kolben befindlichen Gemisch von 300 ccm Wasser, 26 g Methylenblau - Zn Cl. und 150 ccm Benzol gibt man 12 ccm 15 n-Natronlauge und anschließend 25 g Natriumhydrosulfit. Nach 5 Minuten setzt man 40 ccm Benzoylchlorid zu. Der pH-Wert des Reaktionsgemisches wird auf 4 gehalten, indem man je nach Bedarf 15 n-Natronlauge zugibt. Das Rühren wird 2 Stunden lang bei diesem pH-Wert fortgesetzt und die Reaktion, wie im Beispiel 1 beschrieben, zu Ende geführt. Man erhält ein sehr reines Benzoyl-leukomethylenblau in ausgezeichneter Ausbeute.Example 13 To a well-stirred mixture in a flask of 300 ccm of water, 26 g of methylene blue - Zn Cl. and 150 cc of benzene are added to 12 cc 15 N sodium hydroxide solution and then 25 g sodium hydrosulfite. After 5 minutes it sets 40 cc of benzoyl chloride are added. The pH of the reaction mixture is kept at 4, by adding 15 n sodium hydroxide solution as required. Stirring is for 2 hours continued at this pH and the reaction as described in Example 1, brought to the end. A very pure benzoyl leukomethylene blue is obtained in excellent quality Yield.

Beispiel 14 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 13, verwendet jedoch als mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel 175 ccm Chlorbenzol und als Acylierungsmittel an Stelle von Benzoylchlorid eine äquivalente Menge p-Toluoylchlorid.Example 14 The same procedure as in Example 13 is used but as a water-immiscible solvent 175 ccm chlorobenzene and as Acylating agent instead of benzoyl chloride an equivalent amount of p-toluoyl chloride.

Beispiel 15 Man geht in gleicher Weise vor wie im Beispiel 13, verwendet jedoch als mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel 150 ccm Trichloräthylen.Example 15 The same procedure as in Example 13 is used however, as a water-immiscible solvent, 150 cc trichlorethylene.

Claims

CLAIMS: 1. A process for the preparation of acylated leuco by reaction of leuco methylene blue with an aromatic acylating agent in an aqueous medium, characterized in that the reaction in the presence of a water-immiscible solvent for the product to be acylated leuco methylene blue, and at a pH below 6 , preferably at a pH of about 3 to 5, in particular about 4, is carried out.

2. The method according to claim 1, characterized in that the acylating agent used is a benzoylation agent, especially benzoyl chloride is used.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the solvent for the benzoylated leucomethylene blue is chlorobenzene, dichlorobenzene or chloroform is used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that that the reaction mixture is added a metal-removing agent.

5. Procedure according to Claim 4, characterized in that the metal-removing agent used is hydroxy-ethylenediamine-triacetic acid used.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that for the acylation reaction uses a leucomethylene blue obtained by reducing Methylene blue was obtained in an aqueous alkaline medium. Considered Publications: German Patent No. 113 721; British Patent No. 725 275. When the registration is announced, an affidavit and translation are included has been laid out.