DE1569727B - Verfahren zur Herstellung von Phthalocyaninfarbstoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PhthalocyaninfarbstoffenInfo
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Description
N-AIk-O-R3
umsetzt, in der R1 und R2 für Wasserstoff oder einen
niederen Alkylrest, Alk für eine Alkylenke. >-«mit
2 oder 3 Kohlenstoffatomen und R3 für einen
Alkylrest, der 6 bis 14 Kohlenstoffatome enthält, stehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalisalze der kupfer-, nickel-
oder kobalthaltigen Phthalocyaninsulfonsäuren mit den Acetaten oder Hydrochloriden der im Anspruch
1 genannten Alkoxyalkylamine miteinander umgesetzt werden.
3. Verwendung der nach den Verfahren gemäß Anspruch 1 .oder 2 erhältlichen Farbstoffe für die
Herstellung von Kugelschreiberpasten.
35
Es wurde gefunden, daß man wertvolle Farbstoffe der Phthalocyanin-Reihe erhält, wenn man metallhaltige
Phthalocyanine, die freie Sulfonsäuregruppen enthalten und die mindestens eine Sulfonamidgruppe
enthalten, deren Amidstickstoff durch ein oder zwei Hydroxyalkylgruppen substituiert ist, mit Aminen der
Formel
N — Alk — O — R,
umsetzt, in der R1 und R2 für Wasserstoff oder eineri
niederen Alkylrest, Alk für eine Alkylenkette mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen und R3 für einen Alkylrest,
der 6 bis 14 Kohlenstoffatome enthält, stehen.
Die erfindungsgeniäß ■ als'Aüsgangsmaterial ver- ■
wendeten metallhaltigen Phthalocyanine enthalten Kupfer, Nickel oder Kobalt. Diese Phthalocyanine
enthalten vorzugsweise ein bis; drei Sulfonsäuregruppen, die in der 3- oder 4-Stellung des Phthalocyaninmoleküls
stehen. Die Sulfonamidgruppe ist ebenfalls direkt mit dem Phthalocyaninmolekül verbunden
und steht ebenfalls in der 3- oder 4-Stellung
des Phthalocyaninmoleküls. Der Amidstickstoff der Sulfonamidgruppe kann eine oder zwei Alkylgruppen
enthalten, wobei jedoch mindestens eine Alkylgruppe wenigstens eine Hydroxygruppe enthält. Der Alkylrest
kann jedoch auch mehrere Hydroxygruppen enthalten, z. B. zwei oder drei. Bei diesen Alkylresten
handelt es sich vorzugsweise um niedere Alkylreste, die bis zu 6 Kohlenstoffatome enthalten.
Beispiele derartiger Hydroxyalkylgruppen sind: die 2-Hydroxy-äthyl-Gruppe, die 3-Hydroxyl-propyl-Gruppe,
die 1,3 - Dihydroxy-isobutyl-Gruppe, die 3-Hydroxy-butyl-Gruppe, die Trihydroxy-isobutyl-Gruppe
oder die 6-Hydroxy-n-hexyl-Gruppe.
Beispiele derartiger Amine sind: 3-(2'-Äthylhexoxy)-propylamin-(l),
3-(Hexoxy)-propylamin-(l), 3-(3',5',-5"-Trirnethylhexoxy)-propylamin-(l) oder das Amin,
welches man durch Kondensation von Tri-iso-decanol mit Acrylnitril und Reduktion der Nitrilgruppe erhält.
(Hierbei ist unter Tri-iso-decanol das C13-AIkO-holgemisch
zu verstehen, das man erhält, wenn man 3 Mol Butylen kondensiert und der Oxosynthese unterwirft.)
Die Herstellung der erfindungsgemäß erhaltenen Farbstoffe erfolgt durch Umsetzung der Hydroxyalkylsulfonamidgruppen
enthaltenden Phthalocyaninsulfonsäuren mit den Aminen dieser Sulfonsäuren oder der Alkalisalze mit den Aminsalzen, wie z. B.
den Acetaten oder Hydrochloriden. Die Umsetzung wird vorzugsweise in wäßriger Lösung oder Suspension
durchgeführt, doch kann auch in anderen inerten Lösungsmitteln, z. B. Alkoholen gearbeitet werden.
Bei der Umsetzung im wäßrigen Medium ist es zweckmäßig, den pH-Wert des erhaltenen Reaktionsgemisches unter 7 zu halten, um ein Zusammensintern
der Reaktionsprodukte zu vermeiden. Zweckmäßigerweise werden die Amine mindestens in solchen Mengen
eingesetzt, daß alle freien Sulfonsäuregruppen in die entsprechenden Aminsalze übergeführt werden. Es
kann jedoch auch mit einem Aminüberschuß gearbeitet werden.
Die erhaltenen Farbstoffe besitzen eine besonders gute Löslichkeit in Polyglykolen. In Wasser sind die
Verbindungen dagegen unlöslich oder nur wenig löslich. Die erfindungsgemäß erhaltenen Farbsalze
eignen sich besonders gut zur Herstellung von Kugelschreiberpasten
auf Polyglykolbasis.
In der britischen Patentschrift 868 913 werden Farbstoffe beschrieben, die durch Umsetzung von
Phthalocyaninsulfochloriden mit ähnlichen Aminen umgesetzt werden. Aus der USA.-Patentschrift
2 187 816 sind Farbstoffsalze bekannt, die durch Umsetzung von Phthalocyanin-(3)-trisulfonsäuren mit bestimmten
Aminen erhalten werden. Die erfindungsgemäß beschriebenen Farbstoffe, besitzen gegenüber
den in beiden Patentschriften. beschriebenen Farbstoffen,
jedoch eine bedeutend größere Löslichkeit in Alkoholen und Polyglykolen, so daß sie auf anderen
Anwendungsgebieten eingesetzt werden können. Auch die in der USA.-Patentschrift 2 153.740 beschriebenen
Farbstoffsalze, die durch Umsetzung von Phthalocyaninsulfonsäuren mit Arylguanidinen erhalten werden,
besitzen nicht die gute.Löslichkeit in Alkoholen, wie die erfindungsgemäß beschriebenen Farbstoffe.
In den nachfolgenden Beispielen sind die angegebenen Teile Gewichtsteile.' ' ;
In 205 Teilen Chlorsulfonsäure werden unter langsamer
Temperatursteigerung auf 13O0C 57,5 Teile Kupferphthalocyanin gelöst. Man rührt 1 Stunde bei
136 bis 138° C. Anschließend rührt man weitere 2 Stunden bei 136 bis 138°C, kühlt die Schmelze innerhalb
einer Stunde auf 90 bis 95° C ab und rührt 1 Stunde bei
90 bis 95° C. Während dieser 4stündigen Reaktionszeit läßt man gleichmäßig 98 Teile Thionylchlorid
zulaufen. Hierauf rührt man bei 90 bis 95°C bis zur Beendigung der Sulfochloridbildung. Nach dem Abkühlen
trägt man die Schmelze auf Eis aus und wäscht das abgesaugte Kupferphthalocyanin-3,3',3",3'"-tetra-sulfochlorid
mit.Eiswasser neutral.
Die erhaltene Sulfochloridpaste wird in 1000 Teilen Wasser angerührt. Hierauf gibt man 11 Teile Propanolamin
und 0,6 Teile Pyridin zu. Zur Sulfamidbildung rührt man bei 20 bis 25° C unter langsamer Zugabe
von 150 Teilen 1 η-Natronlauge, wobei man den pH-Wert der Suspension zwischen 9,0 und 9,6 hält.
Nach Beendigung des Umsatzes erwärmt man auf 800C und verseift die restlichen Sulfonsäurechloridgruppen
mit Natronlauge. Nach dem Ansäuern mit Salzsäure wird die ausgefallene Kupferphthalocyaninsulfonsäure
abgesaugt, mit verdünnter Salzsäure gut gewaschen und getrocknet.
49 Teile 3-(2'-Äthylhexoxy)-propylamin-(l) werden in 1000 Teilen Wasser unter Zusatz von Essigsäure
gelöst und auf einen pH-Wert von 7,5 eingestellt Zu dieser Lösung läßt man unter Rühren langsarn eine
Lösung der in Absatz 2 erhaltenen, durch Oxypropylsulfamidgruppen substituierten Kupferphthalöcyaninsulfonsäure
in 1000 feilen Wasser zufließen. Anschließend rührt man die erhaltene Suspension noch 1 bis
2 Stunden bei 50 bis 6O0C, saugt ab, wäscht mit 1500 Teilen Wasser und trocknet das Nutschgut bei
70 bis 80°C. . '
Der in ausgezeichneter Ausbeute anfallende Farbstoff löst sich in 2 bis 3 Volumteilen Polyäthylenglykol.
Der erhaltene Farbstoff kann durch folgende Formel charakterisiert werden:
(3) — (SO2NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)1
60% CuPc
C9H,
SO.H · H2N — CH2- CH2 — CH2 — O — CH2 — CH
(3,3') — (SO2NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)2
+ 40% CuPc
C9H,
SO,H · H9N — CH2 — CH2- CH2 — O — CH2 — CH
Ersetzt man das in Absatz 2 verwendete Propanolamin durch äquimolekulare Mengen Äthanolamin
oder Butanolamin-1,3, so erhält man Farbstoffe mit
ähnlicher Löslichkeit in Polyäthylenglykol.
40
. . In 210 Teilen Chlorsulfonsäure werden unter langsamer
Temperatursteigerung auf 1100C 57,6 Teile
Kupferphthalocyanin gelöst. Anschließend rührt man die Schmelze.bei 113 bis 115°C, bis etwa drei Sulfonsäure-
oder Sulfochloridgruppen in das Phthalocyaninmolekül eingetreten sind. Hierauf läßt man bei 900C
unter Rühren innerhalb 2 Stunden 65 Teile Thionylchlorid zufließen. Nach beendeter Sulfochloridbildung
kühlt man ab und trägt die Schmelze auf Eis aus. Das ausgefallene Kupferphthalocyanin-3,3',3"-trisulfonsäurechlorid
wird abgesäugt und mit Eiswasser neutral
gewaschen.
Die erhaltene Kupferphthalocyäninsulfonsäure- chloridpaste
wird in 1000 Teilen Wasser angerührt. Anschließend werden 8,2 Teile Propanolamin-1,3
und 0,5 Teile Pyridin zugegeben. Unter Rühren läßt C4H9:
man hierauf bei 20 bis 25 ° C 110 Teile. 1 n-Natrönlauge
so zulaufen, daß der pH-Wert der Suspension etwa 9,0 bis 9,6 beträgt. Nach beendeter Sulfamidbildung
wird auf 8O0C erwärmt. Durch Zugabe, von Natronlauge
werden die restlichen Sulfonsäurechloridgruppen verseift. Anschließend wird angesäuert und die ausgefallene
Kupferphthalocyanin - 3,3';3"- monpoxypropylsulfamido-disulfonsäure
abgesaugt, mit verdünnter Salzsäure gewaschen und getrocknet.,; .l··: ' : ::
37 Teile 3 - (2'- Äthylhexoxy) - propylamin -1 werden
in 1000 Teilen Wasser unter Zusatz von Essigsäure gelöst und auf pH 7,5 eingestellt.· Unter Rühren läßt
man anschließend langsam die in Absatz 2 erhaltene Kupferphthalocyanin-S^'^/'-monooxypropylsulfamido-disulfonsäure
in 2000 Teilen Wasser gelöst zulaufen. Hierauf rührt man noch einige Stunden bei
50 bis 6O0C, saugt ab und wäscht mit Wasser. Das in
guter'Ausbeute anfallende '3-(2'-Äthyl-)-hexoxypropylamin-1-Salz
der Kupferphthalocyanin-3,3',3"-monooxypropylarhidodisulfonsäure
wird bei 70 bis 8O0C getrocknet. Der Farbstoff hat ausgezeichnete Löslichkeitseigenschaften
in Polyglykolen;- er! kann durch folgende Formel charakterisiert werden:
(3)(SO2 — NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)1
CuPc
ff)
SO3H·H2N^CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH iff ;^;
C4H9
-Zu ähnlichen Farbstoffen gelangt man, wenn man äquimolekulare Mengen Äthanolamin oder Butanoldas
in Absatz 2 verwendete Propanolamin-1,3 durch amin-1,3 ersetzt. . : .;;,;; ,.;■;.
50 Teile 3-(2'-Äthylhexoxy)-propylamin-l werden in 1000 Teilen Wasser mit Hilfe von Essigsäure in Lösung
gebracht und auf pH 7,5 eingestellt. Zu dieser Lösung läßt man unter Rühren langsam eine Lösung von
30 Teilen Kupferphthalocyanin-3,3',3"-dioxypropylsulfamido-monosulfonsäure
und 68 Teilen Kupferphthalocyanin - 3,3',3" - monooxypropylsulfamido - disulfonsäure
in 2000 Teilen Wasser zufließen. Anschließend rührt man noch 2 Stunden bei 50 bis 600C,
saugt ab und wäscht mit Wasser. Der Farbstoff hat ausgezeichnete Löslichkeitseigenschaften in PoIyglykolen.
Er eignet sich vorzüglich zur Herstellung von Kugelschreiberpasten auf Polyglykolbasis. Der
Farbstoff kann durch folgende Formel chrakterisiert werden:
(3)(SO2NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)1
70% CuPc
C2H,
SO3H · H2N — CH2 — CH2 — CH2 — O — CH2 — CH
(3,3')(SO2NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)2
+ -30% CuPc
C,H,
SO,H ■ H,N — CH, — CH, — CH, — O — CH, — CH
Die nach Beispiel 1, Absatz 1, erhaltene Sulfonsäurechloridpaste des Kupferphthalocyanin-3,3',3",3'"-tetra-sulfonsäurechlorids
wird in 1000 Teilen Wasser angerührt. Hierauf gibt man 11 Teile Propanolamin-1,3
und 0,6 Teile Pyridin zu. Zur Sulfamidbildung rührt man bei 20 bis 25° C unter langsamer Zugabe von
150· Teilen 1 η-Natronlauge, wobei man den pH-Wert
der Suspension zwischen 9,0 und 9,6 hält. Nach Beendigung des Umsatzes erwärmt man auf 800C und
verseift die restlichen Sulfonsäurechloridgruppen mit Natronlauge. Man kühlt auf 20 bis 30° C ab und
säuert mit Salzsäure bis zum pH-Wert von 2,0 an. Unter Rühren gibt man nun langsam 3-(2'-Äthylhexoxy)-propylamin-l
zu, bis der pH-Wert der Suspension 5,5 bis 6,0 erreicht hat. Man rührt noch einige
Stunden bei etwas erhöhter Temperatur, saugt ab, wäscht mit Wasser und trocknet bei 70 bis 800C.
Der in ausgezeichneter Ausbeute anfallende Farb-
C4H9
stoff besitzt ausgezeichnete Löslichkeitseigenschaften
in Polyglykolen. Er kann durch die Formel im Beispiel 1 charakterisiert werden.
. Beispiel 5
67Teile 3-(Tri-iso-decyloxy)-propylamin-(l) .werden in 1000 Teilen Wasser unter Zusatz von Essigsäure
gelöst und auf einen pH-Wert von 5,6 eingestellt. Zu dieser Lösung läßt man unter Rühren langsam eine
Lösung der im Beispiel 1, Absatz 2, erhaltenen, durch Oxypropylamidgruppen substituierten Kupferphthalocyaninsulfonsäure
in 1000 Teilen Wasser zufließen. Die erhaltene Suspension wird noch 1 bis 2 Stunden
bei 50 bis 60° C gerührt, abgesaugt, mit 1500 Teilen Wasser gewaschen und getrocknet. Der in ausgezeichneter
Ausbeute anfallende Farbstoff löst sich in 2 Teilen Polyäthylenglykol und eignet sich vorzüglich zur Herstellung
von Kugelschreiberpasten auf Polyglykolbasis. Er kann durch die nachfolgenden Formeln
charakterisiert werden:
60% CuPi
(3XSO2-NH-CH2-CH2-Ch2-PH)1.
3',3",3'") -(SO3H- H2N — CH2- CH2 — CH2 — 0 — (iso)C13H27
(3,3')(SO2 — NH — CH2- CH2 — CH2 — OH)2
+ 40% CuPc
(3",3"0(SO3H · H2N — CH2 — CH2 — CH2- Ö-(JSoJC13H27J2-''
Beispiel 6
96,7 Teile Kupferphthalocyanin-(4,4',4",4"')-tetrasulfonsäurechlorid
(erhalten aus Kupferphthalocyanin-(4,4',4",4'") - tetrasulfonsäure bzw. deren Na-SaIz,
Chlorsulfonsäure und Thionylchlorid bei· 80 bis 85° C) werden in Form einer wäßrigen Paste, in
1500 Teilen Eiswasser angerührt. Hierauf gibt man 11 Teile Propanolamin und 0,5 Teile Pyridin zu.
Unter langsamer Temperatursteigerung auf 200C
werden allmählich 150 Teile 1 η-Natronlauge eingerührt, wobei man den pH-Wert der Suspension auf
8 bis 9 hält. Nach Beendigung der Sulfamidbildung erwärmt man auf 8O0C und verseift die restlichen
Sulfonsäurechloridgruppen mit Natronlauge. Zur Isolierung des Reaktionsproduktes wird die Lösung in
verdünnte Salzsäure eingerührt, die Sulfosäure abgesaugt, mit verdünnter Salzsäure gewaschen und
getrocknet. ή
Das Reaktionsprodukt aus Absatz 1 wird in 3000 Teilen Wasser gelöst und langsam zu einer
Lösung von 49 Teilen 3-(2'-Äthylhexoxy)-propylamine
in 1000 Teilen Wasser, die durch Essigsäure auf pH 7,5 gestellt wurde, zugegeben. Die erhaltene
Suspension wird noch 1 bis 2 Stunden bei 50 bis 60° C gerührt. Hierauf wird abgesaugt und das
Nutschgut mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der in ausgezeichneter Ausbeute anfallende Farbstoff
besitzt gute Löslichkeit in'Polyglykolen und eignet sich vorzüglich zur Herstellung von Kugelschreiberpasten
auf Polyglykolbasis. Er kann durch die folgende Formel charakterisiert werden:
(4XSO2 — NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)1
60% CuPc
C,H,
SO,H · H,N — CH, — CH, -CH7-O- CH, — CH
CaHq
(4,4')(SO2 — NH — CH2 — CH2 — CH2 — OH)2
+ 40% CuPc
C,H,
SO3H · H2N — CH2 — CH2 — CH2 — O — CH2 — CH
C4H9
Verwendungsbeispiel kulargewicht von 300 bis zur einwandfreien Vertei-
37 Teile eines Alkydharzes, hergestellt aus 42% lung vermischt. In dieser Mischung löst man 25 Teile
Rizinusöl, 39% Phthalsäureanhydrid und 19% GIy- des nach Beispiel 1 hergestellten Blaufarbstoffs. Die
cerin, werden bei 80 bis 100° C mit 38 Teilen Poly- 30 auf diese Weise hergestellte Farbstofflösung ergibt
äthylenglykol mit einem durchschnittlichen Mole- eine ausgezeichnete lichtechte Kugelschreiberpaste.
209 517/291
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffen der Phthalocyanin-Reihe, dadurch gekennzeichnet,
daß man kupfer-, nickel- oder kobalthaltige Phthalocyanine, die freie Sulfonsäuregruppen
enthalten und die mindestens eine Sulfonamidgruppe enthalten, deren Amidstickstoff durch ein
oder zwei Hydroxyalkylgruppen substituiert ist, welche höchstens je 6 Kohlenstoffatome besitzen,
mit Aminen der Formel
Family
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