DE1293365B - Verfahren zur Herstellung von Phthalocyaninfarbstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Phthalocyaninfarbstoffen

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DE1293365B DEC34737A DEC0034737A DE1293365B DE 1293365 B DE1293365 B DE 1293365B DE C34737 A DEC34737 A DE C34737A DE C0034737 A DEC0034737 A DE C0034737A DE 1293365 B DE1293365 B DE 1293365B
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acid
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Buehler
Dr Christian
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    • C09B47/04Phthalocyanines abbreviation: Pc
    • C09B47/08Preparation from other phthalocyanine compounds, e.g. cobaltphthalocyanineamine complex
    • C09B47/24Obtaining compounds having —COOH or —SO3H radicals, or derivatives thereof, directly bound to the phthalocyanine radical
    • C09B47/26Amide radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Phthalocyaninfarbstoffen, die mindestens eine Sulfonsäureamidgruppe enthalten, deren Amidstickstoffatom den Rest eines sulfonsäuregruppenfreien, aber sulfonsäureamidgruppenhaltigen Nitrodiphenylamins trägt.
Solche Farbstoffe erhält man, wenn man Phthalocyaninsulfonsäurehalogenide mit sulfonsäuregruppenfreien Aminonitrodiphenylaminsulfonsäureamiden und gegebenenfalls Ammoniak oder anderen Aminen ίο amidiert oder wenn man Phthalocyaninsulfonsäure-N - aminophenylamide mit halogenhaltigen Nitrobenzolsulfonsäureamiden kondensiert, wobei jeweils Phthaloxyaninsulfonsäure - N - (nitrophenylaminophenyl)-amide entstehen, die im Nitrodiphenylamidrest eine Sulfonsäureamidgruppe aufweisen.
Als Phthalocyaninsulfonsäurehalogenide kommen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in erster Linie die Sulfochloride des Kupferphthalocyanins und in zweiter Linie die des Kobalt- oder Nickelphthalocyanins bzw. des metallfreien Phthalocyanins in Betracht. Die Sulfochloridgruppen können in 4- und/oder 3-Stellungen stehen, je nachdem, ob man zu ihrer Herstellung von der 4-Sulfophthalsäure ausgeht oder ob man die Gruppen durch nachträgliehe Sulfonierung bzw. durch direkte Sulfochlorierung des Phthalocyanins einführt. Ihre Zahl kann zwischen 2 und 4 schwanken. Die Phthalocyanine können außerdem noch weitere Substituenten, beispielsweise Halogene, tragen.
Mit Vorteil verwendet man gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren möglichst reine Phthalocyanintetrasulfochloride. Diese besonders wertvolle Resultate ergebenden, möglichst reinen Phthalocyanintetrasulfochloride kann man beispielsweise so herstellen, daß man Phthalocyaninsulfonsäuren oder unsulfierte Phthalocyanine mit Chlorsulfonsäure bei erhöhter Temperatur (d. h. bei Temperaturen, die oberhalb 1000C, z. B. zwischen 120 und 140°C liegen) umsetzt und vor der Isolierung der gebildeten Phthalocyanintetrasulfochloride das Reaktionsmedium mit Thionylchlorid behandelt.
Die Behandlung der in an sich bekannter Weise erhaltenen Reaktionsmischung mit Thionylchlorid geschieht mit Vorteil bei höchstens 85° C. Aus der Reaktionsmischung können dann die gebildeten Tetrasulfochloride in bekannter Weise, z. B. durch Austragen auf Eiswasser, isoliert werden.
Gemäß diesem Herstellungsverfahren erhält man sehr reine Phthalocyaninsulfonsäurechloride, die für die erfindungsgemäße Umsetzung mit Sulfonsäureamidgruppen enthaltenden Aminonitrodiphenylaminen besonders geeignet sind.
Diese Umsetzung der Phthalocyaninsulfonsäurehalogenide mit den nitrierten Aminodiphenylaminen wird vorzugsweise in wässerig-organischem Medium in Gegenwart säurebindender Mittel, wie Alkalioder Erdalkalihydroxyden, Alkalicarbonate^ Natriumacetat oder tertiären Basen, wie Triäthanolamin oder Pyridin, vorgenommen. Gegebenenfalls kann als säurebindendes Mittel Ammoniak oder ein Ämin, das man neben dem gewählten Nitrodiphenylamin für Umsetzungen mit weiteren Sulfohalogenidgruppen des verwendeten Phthalocyanins verwendet, ebenfalls gebraucht werden. Die Umsetzungstemperatur kann in sehr weiten Grenzen variiert werden, vorteilhafterweise wird bei niederen Temperaturen, z. B. zwischen und 700C, gearbeitet.
Als Aminonitrodiphenylamine kommen für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsstoffe vorzugsweise o-Nitrodiphenylamine, insbesondere diejenigen der Formel
R1-NH-R2-NH2
in Betracht, worin R1 einen o-Nitrobenzolrest darstellt, der weitere Substituenten üblicher Art enthalten kann und eine Sulfamidgruppe, vor allem eine Sulfonsäure-N-(alkoxyalkyl)-amidgruppe enthalten muß, und R2 einen Phenylrest bedeutet.
Als weitere Substituenten, die im Rest R1 vorhanden sein können, sind z. B. Alkylgruppen, Alkoxygruppen und Halogenatome, ferner auch Sulfongruppen zu nennen.
Vorzugsweise steht die an R2 gebundene acylierbare Aminogruppe in m- oder p-Stellung zur Stickstoffbrücke.
Ganz besonders bevorzugt werden als Ausgangsstoffe sulfonsäure- und carboxylgruppenfreie o-Nitrodiphenylamine der Formel
NH,
verwendet, worin R1 einen o-Nitrobenzolrest bedeutet, der eine Sulfonsäureamidgruppe trägt, und die aeylierbare Aminogruppe in m- oder p-Stellung zur Stickstoffbrücke steht.
Als Beispiele solcher Nitrodiarylaminoverbindungen seien die folgenden erwähnt:
4'-Amino-2-nitrodiphenylamin-4-sulfonsäure-
amid
und vor allem sulfo- und carboxylgruppenfreie Amino-nitrpdiphenylamine mit substituierter Sulfamidgruppe, z. B. die Kondensationsprodukte aus m- oder p-Phenylendiamin und dem l-Chlor-2~nitrobenzol-4-sulfonsäure-N-äthyl-
amid,
l-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-N-hydroxy-
äthylamid,
l-Chlor^-nitrobenzol^-sulfonsäure-N-hexyl-
amid,
l-Chlor^-nitrobenzol^-sulfonsäure-N-dodecylamid,
l-Chlor-Z-nitrobenzoM-suIfonsäure-N-phenyl-■ amid,
l-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-N-naphthyl-
amid,
l-Chlor-2-nitrobenzol-4-sulfonsäure-N,N-di-
äthylamid,
l-Chlor^-nitrobenzol^-sulfonsäure-N-methyl-N-phenylamid,
l-ChIor-^-nitrobenzol-4-sulfonsäure-morpholid, l-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-piperidid, l-Chlor-2-niirobenzol-4-sulfonsäure-N,/i-äthoxy-
äthylamid,
l-Chlor-2-nitrobenzol-4-sulfonsäure-N,y-meth-
oxypropylamid,
l-Chlor^-nitrobenzoi^-sulfonsäure-N^'-äth-
oxypropylamid,
l-Chlor-4-nitrobenzol-2-sulfonsäure-N,y-äthoxypropylamid,
l-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-N.y-iso-
propoxypropylamid,
l-Chlor-^nitrobenzol^-sulfonsäure-N^-'-iso-
propoxypropylamid,
1 -ChloM-nitrobenzol^-sulfonsäure-N^'-iso-
propoxypropylamid,
l-Chlor-I-nitrobenzoM-sulfonsäure-N^'-do-
decyloxypropylamid,
l-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-
N,;.'-(2'-äthylhexoxy)-propylamid, ι ο
l-Chlor-2-nitrobenzol-4-sulfonsäure-N,y~cyclohexyloxy-propylamid.
Als Amine, die entweder gleichzeitig, d. h. gemeinsam, mit dem Aminonitrodiphenylamin, oder nachträglich mit dem Phthalocyaninpolysulfonsäurehalogenid umgesetzt werden können, seien besonders die aliphatischen hervorgehoben, z. B. Methyl-, Äthyl-, Butyl-, Cyclohexyl-, Dodecyl-, Stearyl-, Diäthyl-, N-Methylcyclohexyl-, Dibutylamin, Morphulin, vor allem aber Alkoxyalkylamine wie Alkoxyäthyl- oder -propylamine, wie /i-Methoxyäthylamin, y-Methoxypropylamin, /i-Äthoxyäthylamin, y-Äthoxypropylamin, y-(2-Äthylhexoxy)-propylamin, y-tsopropoxypropylamin, y-Dodecyloxypropyiamin.
Die Kondensationen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise so ausgeführt, daß das Amino-o-nitrodiphenylamin und gegebenenfalls weitere Amine zusammen oder nacheinander mit dem Phthalocyaninpolysulfochlotid umgesetzt werden.
Vorzugsweise werden 1 bis 3 Sulfonsäurehalogenidgruppen des Phthalocyaninmoleküls mit dem Aminoo-nitrodiphenylaminsulfamid und die übrigen mit l-Chlor-I-mttObenzoM-sulfonsäure-N-äthyl-
amid,
!-Chlor^-nitrobenzoM-sulfonsäure-N-hydroxy-
äthylamid,
l-Chlor-2-nitrobenzol"4-sulfonsäure-N-hexyl-
amid,
1 -Chlor^-nitrobenzoM-suifonsä ure-N-dodecyl- ■
amid,
l-Chlor-I-nitrobenzol-^-sulfonsäure-N-phenyl-
amid,
l-Chlor-l-nitrobenzoM-sulfonsäure-N-naphthyl-
amid,
l-ChloixP.-nitrobenzoM-sulfonsäure-KN-di-
äthylamid,
l-Chlor-I-nitrobenzol-^sulfonsäure-N-methyl-N-phenylamid,
l-Chlor-l-nitrobenzol-^sulfonsäure-morpholid, l-Chlor-l-nitrobenzoM-sulfonsäure-piperidid, l-Chlor-l-nitrobenzoM-suifonsäure-H/i-äthoxy-
äthylamid,
l-Chlor-l-nitrobenzoM-sulfonsaure-Hy-meth-
oxypropylamid,
l-Chlor-I-nitrobenzol-^sulfonsäure-N^'-äthoxy-
propyiamid,
l-Chlor-2-niüObenzol-4-suifonsäure-N,v-iso-
propoxypropylamid,
i-Chlor-2-nitrobenzoi-4-sulfonsäure-N.y-do-
decyloxypropylamid,
l-Chlor^-nitfobenzoM-salionsäure-N^'-cyclühexyloxypropylamid in Gegenwart von Alkali kondensieren kann.
Die Kondensation geschieht mit Vorteil in wässerigem bzw. organisch-wässerigem Medium in Gegen-
einem primären oder sekundären Amin umgesetzt. 35 wart von Alkali, z. B. in Gegenwart von Natrium-Dabei ist es bevorzugt, daß Sulfonsäurehalogenid- oder Kaiiumbicarbonat, Natrium- oder Kaliumcargruppen des Phthalocyanin, die nicht mit Amino- bonat durch Erwärmung vorzugsweise bis auf Siede-
o-nitrodiphenylaminsuü'.'.mid Hingesetzt worden sind, mit einem Alkoxyalkylarnin kondensiert werden.
temperatur des Umseizungsgeniisches. Sie kann in offenen Gefäßen oder unter Druck vorgenommen
Sämtliche Kondensationen -.-folgen zweckmäßig 40 werden,
in wässerig-organischem Medium bei pH-Werten Die erfindungsgemäß erhaltenen Farbstoffe sind
zwischen 6 und S. Je nach aar WaM der Ausgangs- zum? Färben dei verschiedenst :n Materialien geeignet,
stoffe kann es von Vorteil sein, den pH-Wert von Diejenigen, die in organischen Lösungsmitteln und
Stufe zu Stufe etwas zu erhöhen-Allgemein zu empfeh- Wasser unlöslich sind, finden a.s Pigmente Anwen-
len ist es, den pH-Wert auf den einz-;:nen Stufen 45 dung. Diejenigen, die in organischen Lösungsmitteln,
möglichst konstant zu halten, was diucli iaufeacie Kontrolle und Neutralisation der freiwerdenden HaIogenwassers.tofi'säure, z. B. mittels Aikalicartonc.t*in oder Alkalihydroxyden, gut möglich ist.
Die nach dem erfmdungsgemäßan Verfahren erhältlichen Farbstoffe sind neu. Sie können auch nach der angegebenen Abänderung des Verfahrens hergestellt werden, die darin besteht, daß man Aminophenylarnide der Phthalocyaninsulfonsäuren mit halowie Ester, und besonders in Alkohol und In Aceton löslich sind, können zum Färben natürlicher oder künstlicher Harze, Wachse, La-:ke 'ind plastischer Massen, z. B. aus Celluloseethern oder -estern, beispiels weiss ϊχ\ύ, Spiniiförhen von Acetatseide, sowie zum Färben von natürlichen oder synthetischen Polymeren oder Kondensationsprodukten verwendet werden.
Mit den erfindiingsgemäß herstellbaren Farbstoffen
genhaltigen Nitrobenzolsulfamiden, insbesondere nut 55 läßt sicii z. B. Acetatkunstsei Ie Lach der Spinnfärbeo-Halogen-nitrobenzolsuIfamiden zu nitrierten Phtha- methode in klaren, überfärbe-, licht-, chlor- und locyaninsulfonsäure - N - (sulfamidophenyiamino- ubgasech'en Tönen färben.
phenyl)-amiden kondensiert. Enthalten die erfindungsgemäß herstellbaren Farb-
Bevorzugt werden Kupferphthalocyaninsulfon- stoffe nrcn saure wasssrlösüchmachcndc Gruppen, säure - N - (m- oder ρ - aminophenyl) - amide mit 60 z. B. eine durch Verseifung des einen Suifochioridsulfonsäuregruppenfreien ο - Nitrochlorbenzolsulfonsäureamiden kondensiert.
Als Aminophenylamide der Phthalocyaninsulfonsäuren kommen hierbei Mono-, Di-, Tri- oder Tetramide in Betracht, wie das Mono-, das Di- und das 65 unter Bildung entsprechender Salze umgesetzt werden, Tri-(m- oder p-aminophenyl)-amid der Kupfcrphihalo- die als Lackfarbstoffe verwendet werden können,
cyanintetrasulfonsäure, die man z. B. mit o-Nitro- Gegenüber dem aus Beispiel 1 der deutschen Patent-
chlorbenzolsulfonsäureamiden, wie schrift 946 834 bekanntgewordenen Farbstoff weist
restes entstandene Sulfontäm'egruppe, μ können sie mit gefärbten oder mit farbiosen Aminen (z. B. mit basischen Farbstoffen der Xanthenraiiis oder mit Guanidin, öiphenylguanidin oder Di-cyclohexylamin)
IO
der nächstvergleichbare, erfindungsgemäß herstellbare Farbstoff den Vorteil auf, daß er in Lacken besser löslich ist und sattere, reinere, nicht körnige Ausfärbungen liefert.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
117 Teile Kupferphthalocyanin-3,3',3"-trisulfonsäure - N - (p - aminophenyl) - amid - 3"' - sulfonsäure werden in 2000 Teilen Wasser suspendiert, 101 Teile 2-Nitro-1 -chlorbenzoM-sulfonsäure-Njy-isopropoxypropylamid und 26 Teile Natriumbicarbonat zügegeben und das Ganze 16 Stunden unter Rückfluß gerührt. Nach dieser Zeit ist keine freie Aminogruppe mehr nachweisbar. Das dunkelgrüne Kondensationsprodukt wird durch Filtration des Reaktionsgemisches abgetrennt und mit Wasser gewaschen. · Es stellt getrocknet ein grünes Pulver dar, welches sich leicht in Aceton mit grüner Farbe löst und zum Färben von .Acetylcellulose-Spinnmassen verwendet werden kann.
Verwendet man im obigen Beispiel an Stelle von 2-Nitro-1 -chlorbenzoM-sulfonsäure-N^-isopropoxypropylamid 92 Teile 2-Nitro-l-chlorbenzol-4-sulfonsäure-N,y-methoxypropylamid, so erhält man ein grünes, in Aceton unlösliches Kondensationsprodukt, welches in Benzylalkohol sehr gut löslich ist und zur Herstellung von Kugelschreibertinten verwendet werden kann.
Beispiel 2
97 Teile Kupferphthalocyanintetrasulfochlorid in Form einer 40%igen wässerigen Paste werden in
35 1500 Teilen Äthylalkohol verrührt, 42 Teile kristallisiertes Natriumacetat und 164 Teile 4-Amino-2'-nitrodiphenylamin-4' - sulfonsäure- N,y - isopropoxypropy 1-amid, erhalten durch einfache Kondensation von 2-NitΓo-l-chlorbenzol-4-sulfonsäure-N,y-isopropoxypropylamid mit p-Phenylendiamin, zugegeben und längere Zeit bei 40 bis 45° gerührt. Nach beendeter Kondensation wird der Äthylalkohol abdestilliert und der Farbstoff durch Filtration isoliert. Das getrocknete Kondensationsprodukt stellt ein grünes, in Aceton sehr gut lösliches Pulver dar, welches zur Färbung von Acetylcellulose-Spinnmasse in gelbstichiggrünen Tönen verwendet werden kann.
Beispiel 3
97 Teile Kupferphthalocyanintetrasulfochlorid werden in 1200 Teilen Äthylalkohol verrührt, 42 Teile kristallisiertes Natriumacetat und 82 Teile 4-Amino-2'-nitrodiphenylamin-4'-sulfonsäure-N,y-isopropoxypropylamid zugegeben und das Ganze 3 Stunden bei 40 bis 45° gerührt. Nun werden 24 Teile Isopropoxypropylamin zugefügt und das Rühren bei 40 bis 45° längere Zeit fortgesetzt. Nach beendeter Kondensation filtriert man den Farbstoff ab, wäscht mit Äthylalkohol nach und trocknet. Es stellt ein grünes, in Aceton sehr gut lösliches Pulver dar, das zum Färben von Acetylcellulose-Spinnmassen in blaustichiggrünen Tönen verwendet werden kann.
Nach dem gleichen Verfahren werden aus Kupferphthalocyanintetrasulfochlorid, den in Kolonne I der folgenden Tabelle angegebenen Nitrodiphenylaminderivaten, und den in Kolonne II der folgenden Tabelle angegebenen Basen weitere Farbstoffe erhalten. Kolonne III enthält Angaben über die Nuancen der Farbstoffe. Mit Nitrodiphenylaminderivaten wurden jeweils zwei Sulfochloridgruppen umgesetzt.
III
NO2
desgl.
desgl.
desgl.
NO2
H2N-(CHi)n-CH3
/CH2 C-H^.
H2N-(CH2)J-O-CH
CH2
H2N-(CH2)JrCH3
Blaustichiggrün
Blaust ichiggrün
Blaustichiggriin
Blaustichiggrün
Grün
NO2
H2N-(CHj)1TCH3
H2N -(CHj)3- O -(CHj)2-CH—CH2CH -(CH3),
C2H,
Grün
Grün
Fortsetzung
— NH- 'Ί— I /CH3 II H2N-(CH2)IrCH3 C2H5 CH3 III
H2N- I
NO2
/-SO2NH-(CH2J5-O- L-CH2CH2-O-CH H2N -(CH2J3- 0-(CH2J2- O—CH2-C H2N-(CH2J3-O-CH-CH2-CH-CH., Grün
"CH3 :h CH3
C2H5
desgl.
-SO2NH-(CH2J3- OCH -(CH1J2 Grün
— NH- '"■ι ■-
-I2N- I
NO2
Grün
Beispiel 4
92 Teile Nickelphthalocyanintetrasulfochlorid werden in 1200 Teilen Äthylalkohol verrührt, 42 Teile kristallisiertes Natriumacetat und 82 Teile 3-Amino-2'-nitrodiphenylamin-4'-sulfonsäure-N,;< -isopropoxypropylamid zugegeben und das Ganze unter Rühren 3 Stunden bei 40 bis 45° gehalten. Nun werden 24 Teile Isopropoxypropylamin zugefügt und das Rühren bei 40 bis 45 längere Zeit fortgesetzt. Nach beendeter Kondensation wird abfiltriert und getrocknet. Der Farbstoff stellt ein grünes, in Aceton sehr gut lösliches Pulver dar, das zum Färben von Acetylcellulose-Spinnmassen verwendet werden kann.
Ersetzt man im obigen Beispiel das 3-Amino-2'-nitrodiphenylamin-4'-sulfonsäure-N,;'-isopropoxypropylamid durch das entsprechende 4-Aminoderival, so erhält man nach dem gegebenen Verfahren einen Farbstoff mit ähnlichen Eigenschaften.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Phthalocyaninfarbstoffen, dadurchgeken η zeichnet, daß man Phthalocyaninsulfonsäurehalogenide mit sulfonsäuregruppenfreien Aminonitrodiphenylaminsulfonsäureamiden und gegebenenfalls Ammoniak oder anderen Aminen amidiert oder daß man Phthalocyaninsulfonsäure - N - aminophenylamide mit halogenhaltigen Nitrobenzolsulfonsäureamiden kondensiert, wobei jeweils Phthalocyaninsulfonsäure - N - (nitrophenylaminophenyl) - amide entstehen, die im Nitrodiphenylamidrest eine SuI-fonsäureamidgruppe aufweisen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Phthalocyaninsulfonsäurehalogenid Kupferphthalocyanintetrasulfonsäurechlorid verwendet.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man sulfonsäure- und carboxylgruppenfreie o-Nitrodiphenylamine der Formel
R1 — NH
NH,
verwendet, worin R1 einen o-Nitrobenzolrest bedeutet, der eine Sulfonsäureamidgruppe trägt, und die acylierbare Aminogruppe in m- oder p-Stellung zur Stickstoffbrücke steht.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 3 Sulfonsäurehalogenidgruppen des Phthalocyaninmoleküls mit dem Amino-o-nitrodiphenylaminsulfamid und die übrigen mit einem primären oder sekundären Amin umsetzt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfonsäurehalogenidgruppen des Phthalocyanins, die nicht mit Amino-o-nitrodiphenylaminsulfamid umgesetzt worden sind, mit einem Alkoxyalkylamin kondensiert werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Kupferphthalocyaninsulfonsäure - N - (m- oder p-aminophenyl)-amide mit sulfonsäuregruppenfreien o-Nitrochlorbenzolsulfonsäureamiden kondensiert.
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