DE1594833C3 - - Google Patents
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Description
25
C-A7
worin A1 einen Phenyl-, Diphenylyl- oder Naphthylrest,
A2 einen Phenyl-, Diphenylyl-, Naphthyl- oder Stilbenylrest bedeutet und X5 für Wasserstoff,
Methyl oder Halogen steht, verwendet.
30
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Benzoxazolderivate der Formel
A8-CH=CH
verwendet, worin X6 Wasserstoff oder eine Methylgruppe
darstellt, A8 eine Phenylgruppe, Diphenylgruppe oder eine 1- oder 2-Naphthylgruppe bedeutet
und A9 Wasserstoff, Halogen, eine 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltende Alkylgruppe, eine
Styryl- oder p-Phenylstyrylgruppe darstellt und wobei endständige Phenyl- oder Naphthylgruppen
noch 1 bis 2 Alkylgruppen, 1 bis 2 Halogenatome, eine Alkoxygruppe oder eine gegebenenfalls substituierte
Sulfonsäureamidgruppe enthalten können.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Benzoxazolderivate der Formel
A,-CH=CH
CH=CH-A4
verwendet, worin A3 eine Phenylgruppe, Diphenylgruppe
oder eine 1- oder 2-Naphthylgruppe und A4 eine Phenyl- oder Diphenyl-Gruppe darstellt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die in diesen
Ansprüchen genannten Verbindungen den optisch aufzuhellenden Materialien von deren endgültiger
Verformung einverleibt.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum optischen Aufhellen von organischen Materialien
mit Hilfe von speziellen heterocyclischen, Äthylendoppelbindungen enthaltenden Verbindungen. Dieses
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel
ßi CH —
/O\
C~ß2 (D
worin a für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder ein Halogenatom steht, ft einen Rest der Reihe
Phenyl, Diphenyl, 1-Naphthyl oder 2-Naphthyl bedeutet und /S2 für einenRest der Reihe Phenyl, Diphenyl,
Styryl, Stilbenyl, p-Phenyl-stilbenyl, 1-Naphthyl- oder
2-Naphthyl steht, wobei endständige Phenyl- oder Naphthylreste noch 1 bis 3 Alkylgruppen, 1 bis 2 Halogenatome
oder eine Alkoxygruppe enthalten können, den optisch aufzuhellenden Materialien einverleibt
oder auf diese Materialien oberflächlich aufbringt.
Die-erfindungsgemäß einzusetzenden Benzoxazol-Derivate
können z. B. Verbindungen der Formel
A1 CH
-A2 (2)
• Naphthylrest, A2 einen Phenyl-, Diphenylyl-, Naphthyl-
oder Stilbenylrest bedeutet, und X5 für Wasserstoff, Methyl oder Halogen steht.
Bevorzugterweise werden nach dem vorliegenden Verfahren Benzoxazolderivate der Formel
AR—CH=CH
verwendet, worin X6 Wasserstoff oder eine Methylgruppe
darstellt, A8 eine Phenylgruppe, Diphenylgruppe oder eine 1- oder 2-Naphthylgruppe bedeutet
und A9 Wasserstoff, Halogen, eine 1 bis 4 Kohlenstoffatome
enthaltende Alkylgruppe, eine Styryl- oder p-Phenylstyrylgruppe darstellt und wobei endständige
Phenyl- oder Naphthylgruppen noch 1 bis 3 Alkylgruppen, 1 bis 2 Halogenatome, eine Alkoxygruppe
oder eine gegebenenfalls substituierte Sulfonsäureamidgruppe enthalten können.
Eine weitere, spezifisch interessierende Variante besteht in der Verwendung von Benzoxazol-Derivaten
der Formel ·
darstellen, worin A1 einen Phenyl-, Diphenylyl- oder
A3 CH-CH ι μ Γ-? VPH=PH-A
(4) worin A3 eine Phenylgruppe, Diphenylgruppe oder
eine 1- oder 2-Naphthylgruppe und A4 eine Phenyl-
oder Diphenyl-Gruppe darstellt.
In diesen, unter den Formeln (1 bis 4) aufgeführten Verbindungen sind unter Alkylgruppen prinzipiell
auch langkettige Alkylgruppen möglich, meistens jedoch kommen praktisch etwa bis 8 Kohlenstoffatome
enthaltende Alkylgruppen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltende und besonders verzweigtkettige,
in Betracht.
Obwohl auch bei Alkoxygruppen höhere Glieder, d. h. 4 und mehr Kohlenstoffatome enthaltende sowie
Polyalkylenoxygruppen möglich sind, kommt den 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoxygruppen
die vorwiegend praktische Bedeutung zu. Unter den erwähnten Halogenen ist Chlor von besonderem
Interesse.
Es sind zwar bereits Benzoxazolyl-(2)-stilbene bekannt (USA.-Patentschrift 3 577 411 und.3 133 916),
jedoch handelt es sich hierbei — soweit überhaupt Substitution in Position 6 des Benzoxazolylrestes
vorliegt—um 6-Phenyl-Derivate, die ihrer schwierigen
. Zugänglichkeit zufolge keine praktische Bedeutung erreichten.
Die im vorstehenden charakterisierten, erfindungsgemäß für Verfahren zum optischen Aufhellen einzusetzenden
Verbindungen können prinzipiell nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren besteht zum Beispiel darin, daß man Verbindungen der Formel
CH
(5)
oder Verbindungen der Formel
(6)
worin ß2 und a die unter Formel (1) angegebene Bedeutung
besitzen, in Gegenwart einer stark basischen Alkaliverbindung mit einer Schiffschen Base umsetzt,
wobei als Reaktionsmedium ein stark polares, neutrales bis basisches organisches Lösungsmittel anzuwenden
ist, das I. frei von Atomen — insbesondere Wasserstoffatomen — ist, die durch Alkalimetall
ersetzbar sind und II. praktisch wasserfrei sein soll, und wobei im Falle der Verwendung von Alkalihydroxyden
als stark basische Alkaliverbindung diese Alkalihydroxyde einen Wassergehalt bis zu 25% aufweisen
dürfen.
Als Ausgangsmaterialien gemäß vorstehenden Formeln (5 und 6) können beispielsweise die folgenden
Verbindungen verwendet werden
CH,
(7)
(8)
(9)
f V-CH = CH-C
CH3 (11)
Zu den vorstehenden Formeln können ferner endständige Phenylreste noch weitere Substituenten der
Reihe Alkyl (insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen), Halogen (insbesondere Chlor) oder Alkoxy
(insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen) enthalten.
Die bei diesem Herstellungsverfahren als zweiter Reaktionspartner zu verwendende Schiffsche Base
muß — wie sich von selbst · versteht — frei von reaktiven Methylgruppen sein, z. B. solchen in p-Stellung
zur Azomethin-Gruppierung. Die in Betracht kommenden Schiffschen Basen stellen ihrerseits die
(bekannten) Kondensationsprodukte von Aldehyden aromatischen Charakters mit primären Aminen (aliphatischer,
aromatischer oder heterocyclischer Natur), deren Aminogruppe an ein tertiäres Kohlenstoffatom
gebunden ist, dar. Verbindungen dieser Art können demnach als Azomethinverbindungen der Formel (12a)
Ar — CH = N — C(tertiär)—
geschrieben werden, wobei Ar einen aromatischen Rest bedeutet. Es können hierbei sowohl eine wie beide der
zum Aufbau der Schiffschen Basen erforderlichen Komponenten (Aldehyd und Amin) noch weitere
Substituenten—obige Einschränkung vorausgesetzt—
. enthalten. Da der Amin-, insbesondere Anilin-, -Rest bei der Umsetzung abgespalten und im Endprodukt
- nicht mehr vorhanden ist, ist hier die Anwesenheit von Substituenten im allgemeinen nicht angezeigt und
uninteressant. Es können aber trotzdem auch in diesem Ring Substituenten vorhanden sein,.die die Umsetzung
nicht stören oder behindern, z. B. Chloratome. Von bevorzugtem Interesse sind Schiffsche Basen aromatischer
Aldehyde mit Anilin, also aromatische Aldehyd-Anile. Solche Anile entsprechen beispielsweise der
Formel
h k
N = HC
(12)
worin k und 1 gleich oder verschieden sein können und Wassefstoffatome, Chloratome oder Methoxygruppen
bedeuten und h für Chlor oder vorzugsweise für Wasserstoff steht. Benachbarte k und 1 können
zusammen auch eine — O — CH2 — O-Gruppe bilden.
Eine andere wichtige Variante von aromatischen Anilen entspricht der Formel
f V-N=CH-Ar'
(13)
worin h (wie obenstehend) für ein Wasserstoffatom oder Chlor steht und Ar' einen Naphthyl- oder Diphenylrest
bedeutet. Als für den Aufbau dieser
Schiffschen Basen geeignete Mono-Aldehyde seien beispielsweise genannt: Aldehyde der Benzolreihe wie
Benzaldehyd oder seine halogenieren, wie Mono- und Dichlor-Analoga, Alkoxybenzaldehyde wie p-Methoxybenzaldehyd,
alkylierte Benzaldehyde, soweit sie keine p-Methylgruppen enthalten wie Toluyl-, Xylyl-
oder Cumoyl-aldehyde, Methylendioxy-benz-aldehyd (Piperonal), 4-Dimethylamino-benzaldehyd, 4-Diäthylamino-benzaldehyd,
Diphenyl-aldehyd; Aldehyde der Naphthalinreihe wie α- und ß-Naphthaldehyd.
Als geeignete Amine seien beispielsweise die Aniline, Naphthylamine oder als aliphatischer Vertreter das
tert.-Butylamin genannt.
Die Verbindungen der Formeln (5 oder 6) werden mit den Aldehydanilen in Gegenwart eines stark
polaren, neutralen bis alkalischen organischen Lösungsmittels umgesetzt,, welches frei von Atomen,
insbesondere Wasserstoffatomen, ist, die durch Alkalimetalle ersetzbar sind. Solche Lösungsmittel werden
insbesondere durch di-alkylierte Acylamide repräsentiert,
vorzugsweise solche des Typus
[CAlkyl)2N]—Acyl
(14)
wobei »Alkyl« eine niedere (1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltend) Alkylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe,
»Acyl« den Rest einer niederen (1 bis 4 Kohlenstbffatome enthaltend) Carbonsäure, insbesondere
Ameisensäure öder Essigsäure, oder der Phosphorsäure bedeutet und w die Basizität der Säure angibt.
Als wichtigster Vertreter solcher Lösungsmittel ist das Dimethylformamid zu nennen, ferner kommen auch
noch das Diäthylformamid, Dimethylacetamid und Hexamethyl-phosphorsäure-triamid in Betracht. Es
können auch Lösungsmittelgemische verwendet werden.
Für die Umsetzung ist weiterhin eine stark basische Alkaliverbindung erforderlich. Unter stark basischen
Alkaliverbindungen sollen im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Verbindungen der Alkalimetalle
einschließlich des Ammoniums verstanden werden, die eine Basenstärke von mindestens etwa der
des Lithiumhydroxyds aufweisen. Es können hiernach Verbindungen des Li, Na, K, Rb, Cs oder Ammoniums
vom Typ beispielsweise der Alkoholate, Hydroxyde, Amide, Hydride, Sulfide oder stark basische Ionenaustauscher
sein. Vorteilhafterweise verwendet man Kaliumverbindungen der Zusammensetzung
(15)
50
worin m eine ganze Zahl von 1 bis 6 darstellt, wie z. B.
Kaliumhydroxyd oder Kaliumtertiär-butylat. Im Falle von Alkali-Alkoholaten, Alkali-Amiden (und Hydriden)
ist hierbei in praktisch wasserfreiem" Medium zu arbeiten, während bei Alkalihydroxyden Wassergehalte
bis zu 25% (z. B. Kristallwassergehalte) erlaubt sind. Im Falle von Kaliumhydroxyd hat sich
ein Wassergehalt von bis zu etwa 10% als zweckmäßig erwiesen. Als Beispiele für andere verwendbare Alkaliverbindungen
seien genannt Natriummethylat, Natriumhydroxyd, Natriumamid, Lithiumhydroxyd, Rubidiumhydroxyd,
Caesiumhydroxyd usw. Selbstverständlich ist es auch möglich mit Gemischen solcher
Basen zu arbeiten.
Zweckmäßig werden die Verbindungen der Formel (5 oder 6) mit den Aldehydanilen in äquivalenten
Mengen zur Umsetzung gebracht, so daß von keiner Komponente ein wesentlicher Überschuß vorhanden
ist. Von der Alkaliverbindung verwendet man mit Vorteil mindestens die äquivalente Menge, d. h. mindestens
1 Mol einer Verbindung mit z. B. einer KO-Gruppe auf 1 Mol Aldehydanil. Bei der Verwendung
von Kaliumhydroxyd wird vorzugsweise die 4- bis 8fache Menge angewandt. Die Umsetzung kann
generell bei Temperaturen im Bereich zwischen etwa 10 und 1500C durchgeführt werden. Werden bei der
Reaktion als Kaliumverbindung Alkoholate verwendet, so ist im allgemeinen keine Wärmezufuhr notwendig.
Man verfährt z. B. so, daß man das Aldehydanil dem Gemisch aus der Verbindung der Formel
(5 oder 6) dem Lösungsmittel und dem Kaliumalkoholat, zweckmäßig unter Rühren und unter Ausschluß
von Luft, bei einer Temperatur zwischen 15 und 300C, zusetzt, worauf die Reaktion unter
leichtem Temperaturanstieg ohne weiteres stattfindet. Bei der Anwendung von Kaliumhydroxyd ist es häufig
notwendig, bei höherer Temperatur zu arbeiten. Beispielsweise wird das Reaktionsgemisch langsam
auf 30 bis 100° C erwärmt und dann während einiger Zeit, z. B. V2 bis 2 Stunden, bei dieser Temperatur gehalten.
Aus dem Reaktionsgemisch können die Endstoffe nach üblichen, an sich bekannten Methoden
aufgearbeitet werden.
Die neuen optischen Aufheller der eingangs umschriebenen Zusammensetzung besitzen in gelöstem
oder feinverteiltem Zustande eine mehr oder weniger ausgeprägte Fluoreszenz. Sie können zum optischen
Aufhellen der verschiedensten hochmolekularen oder niedermolekularen organischen Materialien bzw. organische
Substanzen enthaltenden ,Materialien verwendet werden.
Hierfür seien beispielsweise, ohne daß durch die nachfolgende Aufzählung irgendeine Beschränkung
hierauf ausgedrückt werden soll, die folgenden Gruppen von organischen Materialien, soweit eine optische
Aufhellung derselben in Betracht kommt, genannt:
I. Synthetische organische hochmolekulare Materialien:'
a) Polymerisationsprodukte auf Basis mindestens eine polymerisierbare Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
enthaltender organischer Verbindungen, d. h. deren Homo-
oder Copolymerisate sowie deren Nachbehandlungsprodukte wie beispielsweise Vernetzungs-,
Pfropfungs- oder Abbauprodukte, Polymerisat-Verschnitte usw., wofür beispielsweise
genannt seien:
Polymerisate auf Basis von α,^-ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere von Acrylverbindungen (wie z. B. Acrylesteni, Acrylsäuren, Acrylnitril, Acrylamiden und deren Derivaten oder deren Methacryl-Analoga), von Olefin-Kohlenwasserstoffen (wie z. B. Äthylen, Propylen, Isobutylen, Styrole, Dienen wie besonders Butadien, Isopren, d. h. also auch Kautschuke und kautschukähnliche Polymerisate, ferner sogenannte ABS-Polymerisate), Polymerisate auf Basis von Vinyl- und Vinyliden-Verbindungen (wie z. B. Vinylestern, Vinylchlorid, Vinylsulfonsäure, Vinyläther, Vinylalkohol, Vinylidenchlorid, Vinylcarbazol) von halogenieren Kohlenwasserstoffen (Chloropren, hochhalogenierte Äthylene, von ungesättigten Aldehyden und Ke-
Polymerisate auf Basis von α,^-ungesättigten Carbonsäuren, insbesondere von Acrylverbindungen (wie z. B. Acrylesteni, Acrylsäuren, Acrylnitril, Acrylamiden und deren Derivaten oder deren Methacryl-Analoga), von Olefin-Kohlenwasserstoffen (wie z. B. Äthylen, Propylen, Isobutylen, Styrole, Dienen wie besonders Butadien, Isopren, d. h. also auch Kautschuke und kautschukähnliche Polymerisate, ferner sogenannte ABS-Polymerisate), Polymerisate auf Basis von Vinyl- und Vinyliden-Verbindungen (wie z. B. Vinylestern, Vinylchlorid, Vinylsulfonsäure, Vinyläther, Vinylalkohol, Vinylidenchlorid, Vinylcarbazol) von halogenieren Kohlenwasserstoffen (Chloropren, hochhalogenierte Äthylene, von ungesättigten Aldehyden und Ke-
tonen (ζ. B. Acrolein usw.), von Allylverbindungen
usw., Pfropfpolymerisationsprodukte (z. B.- durch Aufpfropfen von Vinylmonomeren),
Vernetzungsprodukte (beispielsweise mittels bi- oder mehrfunktionellen Vernetzern
wie Divinylbenzol), mehrfunktionelle Allylverbindungen oder Bis-Acryl-Verbindungen
oder durch partiellen Abbau (Hydrolyse, Depolymerisation) oder Modifizierung reaktiver Gruppierungen (z. B. Veresterung, ιό
Veretherung, Halogenierung, Selbstvernetzung) erhältlich sind,
b) andere Polymerisationsprodukte wie z. B. durch Ringöffnung erhältlich, z. B. Polyamide
vom Polycaprolactam-Typ, ferner Formaldehyd-Polymerisate, oder Polymere,
die sowohl über Polyaddition als auch Polykondensation erhältlich sind wie Polyäther,
Polythioäther, Polyacetale, Thioplaste,
c) Polykondensationsprodukte oder Vorkondensate auf Basis bi- oder polyfunktioneller
Verbindungen mit kondensationsfähigen Gruppen, deren Homo- und Mischkondensationsprodukte
sowie Produkte der Nachbehandlung, wofür beispielsweise genannt seien:
Polyester, gesättigte (z.B. Polyäthylenterephthalat) oder ungesättigte (z. B. Maleinsäure-Dialkohol-Polykondensate
sowie deren Vernetzungsprodukte mit anpolymerisierbaren Vinylmonomeren), unverzweigte
sowie verzweigte (auch auf Basis höherwertiger Alkohole, wie z. B. Alkydharze);
Polyamide (z. B. Hexamethylendiamin-adipat), Maleinatharze, Melaminharze, Phenolharze (Novolake), Anilinharze, Furanharze, Carbamidharze bzw. auch deren Vorkondensate und analog gebaute Produkte, Polycarbonate, Silikonharze und andere.
Polyamide (z. B. Hexamethylendiamin-adipat), Maleinatharze, Melaminharze, Phenolharze (Novolake), Anilinharze, Furanharze, Carbamidharze bzw. auch deren Vorkondensate und analog gebaute Produkte, Polycarbonate, Silikonharze und andere.
d) Polyadditionsprodukte wie Polyurethane (vernetzt und unvernetzt), Epoxidharze.
II. Halbsynthetische organische Materialien wie z. B. Celluloseester bzw. Mischester (Acetat, Propionat),
Nitrocellulose, Celluloseäther, regenerierte Cellulose (Viskose, Kupferammoniak-Cellulose)
oder deren Nachbehandlungsprodukte, Casein-Kunststoffe.
III. Natürliche organische Materialien animalischen oder vegetabilischen Ursprungs, beispielsweise
auf Basis von Cellulose oder Proteinen wie Wolle, Baumwolle, Seide, Bast, Jute, Hanf, Felle
und Haare, Leder, Holzmassen in feiner Verteilung, Naturharze (wie Kolophonium, insbesondere
Lackharze), ferner Kautschuk, Guttapercha, Balata, sowie deren Nachbehandliings- und Modifizierungsprodukte
(z.B. durch Härtung, Vernetzung oder Pfropfung), Abbau-Produkte (z. B. durch Hydrolyse, Depolymerisation), durch Abwandlung
reaktionsfähiger Gruppen erhältliche Produkte (z. B. durch Acylierung, Halogenierung,
Vernetzung usw.).
Die in Betracht kommenden organischen Materialien können in den verschiedenartigsten Verarbeitungszuständen
(Rohstoffe, Halbfabrikate oder Fertigfabrikate) und Aggregatzuständen vorliegen. Sie können
einmal in Form der verschiedenartigsten geformten Gebilde vorliegen, d. h. also z. B. vorwiegend dreidimensional
ausgedehnte Körper wie Blöcke. Platten, Profile, Rohre, Spritzgußformlinge oder verschiedenartigste
Werkstücke, Schnitzel oder Granulate, Schaumstoffe; vorwiegend zweidimensional ausgebildete
Körper wie Folien, Lacke, Bänder, überzüge, Imprägnierungen und Beschichtungen oder vorwiegend
eindimensional ausgebildete Körper wie Fäden, Fasern, Flocken, Borsten, Drähte. Die besagten
Materialien können andererseits auch in ungeibrmten Zuständen in den verschiedenartigsten homogenen
und inhomogenen Verteilungsformen und Aggregatzuständen vorliegen, z. B. als Pulver, Lösungen. Emulsionen,
Dispersionen, Latices (Beispiele: Lacklösungen, Polymerisat-Dispersionen), Sole, Gele, Kitte,
Pasten, Wachse, Kleb- und Spachtelmassen usw.
Fasermaterialien können beispielsweise als endlose Fäden, Stapelfasern, Flocken, Strangware, textile
Fäden, Garne, Zwirne, Faservliese, Filze, Watten, Beflockungs-Gebilde oder als textile Gewebe oder textile
Verbundstoffe, Gewirke sowie als Papiere und Pappen oder Papiermassen usw. vorliegen.
■Den erfindungsgemäß anzuwendenden Verbindungen
kommt auch Bedeutung für die Behandlung von textlien organischen Materialien, insbesondere textlien
Geweben zu. Sofern Fasern, welche als Stapelfasern oder endlose Fasern, in Form von Strängen, Geweben,
Gewirken, Vliesen, beflockten Substraten oder Verbundstoffen vorliegen können, erfindungsgemäß optisch
aufzuhellen sind, so geschieht dies mit Vorteil in wäßrigem Medium, worin die betreffenden Verbindungen
in feinverteilter Form (Suspensionen, gegebenenfalls Lösungen) vorliegen. Gegebenenfalls können
bei der Behandlung Dispergiermittel zugesetzt werden, wie z. B. Seifen, Polyglykoläther von Fettalkoholen,
Fettaminen oder Alkylphenolen, Cellulosesulfitablauge
oder Kondensationsprodukte von gegebenenfalls alkylierten Naphthalinsulfonsäuren mit Formaldehyd.
Als besonders zweckmäßig erweist es sich, in neutralem schwach alkalischem oder saurem Bade zu
arbeiten. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Behandlung bei erhöhten Temperaturen von etwa 50 bis
1000C, beispielsweise bei Siedetemperatur des Bades
oder in deren Nähe (etwa 900C) erfolgt. Für die erfindungsgemäße
Veredlung kommen auch Lösungen in organischen Lösungsmitteln in Betracht.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden neuen optischen Aufhellmittel können ferner den Materialien
vor oder während deren Verformung zugesetzt bzw. einverleibt werden. So kann man sie beispielsweise
bei der Herstellung von Folien, Bändern oder Formkörpern der Preßmasse oder Spritzgußmasse beifügen
oder vor dem Verspinnen in der Spinnmasse lösen, dispergieren oder anderweitig für eine homogene
Fein verteilung sorgen. Die optischen Aufheller können auch den Ausgangssubstanzen, Reaktionsgemischen
oder Zwischenprodukten zur Herstellung voll- oder halbsynthetischer organischer Materialien zugesetzt
werden, also auch vor oder während der chemischen Umsetzung, beispielsweise bei einer Polykondensation
(also auch Vorkondensaten), bei einer Polymerisation (also auch Prepolymeren) oder einer Polyaddition.
Die neuen optischen Aufheller können selbstverständlich auch überall dort eingesetzt werden, wo organische
Materialien der oben angedeuteten Art mit anorganischen Materialien in irgendeiner Form kombiniert
werden (typische Beispiele: Waschmittel, Weißpigmente in organischen Substanzen).
ίο
Die neuen optisch aufhellenden Substanzen zeichnen sich durch besonders gute Hitzebeständigkeit, Lichtechtheit
und Migrierbeständigkeit aus.
Die Menge der ernndungsgemäß zu verwendenden neuen optischen Aufheller, bezogen auf das optisch
aufzuhellende Material, kann in weiten Grenzen schwanken. Schon mit sehr geringen Mengen, in gewissen
Fällen z. B. solche von 0,001 Gewichtsprozent, kann ein deutlicher und haltbarer· Effekt erzielt
werden. Es können aber auch Mengen bis zu etwa 0,5 Gewichtsprozent und mehr zur Anwendung gelangen.
Für die meisten praktischen Belange sind vorzugsweise Mengen zwischen 0,01 und 0,2 Gewichtsprozent
von Interesse.
Die neuen, als Aufhellmittel dienenden Verbindüngen können beispielsweise auch wie folgt eingesetzt
werden.
a) In Mischung mit Farbstoffen oder Pigmenten oder als Zusatz von Färbebädern, Druck-, Ätz- oder
Reservepasten. Ferner auch zur Nachbehandlung ' von Färbungen, Drucken oder Ätzdrucken.
b) In Mischungen mit sogenannten »Carriern«, Antioxydantien, Lichtschutzmitteln, Hitzestabilisatoren,
chemischen Bleichmitteln oder als Zusatz zu Bleichbädern.
c) In Mischung mit Vernetzern, Appreturmitteln wie Stärke oder synthetisch zugänglichen Appreturen.
Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse können vorteilhaft auch den zur Erzielung einer
knitterfesten Ausrüstung benutzten Flotten zugesetzt werden.
d) In Kombination mit Waschmitteln. Die Waschmittel und Aufhellmittel können den zu benutzenden
Waschbädern getrennt zugefügt werden. Es ist auch vorteilhaft, Waschmittel zu verwenden,
die die Aufhellungsmittel beigemischt enthalten. Als Waschmittel eignen sich beispielsweise Seifen,
Salze von Sulfonatwaschmitteln, wie z. B. von sulfonierten am 2-Kohlenstoffatom durch höhere
Alkylreste substituierten Benzimidazolen, ferner Salze von Monocarbonsäureestern der 4-Sulfophthalsäure
mit höheren Fettalkoholen, weiterhin Salze von Fett-Alkoholsulfonaten, Alkylarylsulfon'säuren
oder Kondensationsprodukten von höheren Fettsäuren mit aliphatischen Oxy- oder Aminosulfonsäuren. Ferner können nichtionogene
Waschmittel herangezogen werden, z. B. Polyglykoläther, die sich von Äthylenoxyd und
höheren Fettalkoholen, Alkylphenolen oder Fettaminen ableiten.
e) In Kombination mit polymeren Trägermaterialien (Polymerisations-, Polykondensations- oder
Polyadditionsprodukten), in welche die Aufheller gegebenenfalls neben anderen Substanzen in
gelöster oder dispergierter Form eingelagert sind,
z. B. bei Beschichtungs-, Imprägnier- oder Bindemitteln (Lösungen, Dispersionen, Emulsionen)
für Textilien, Vliese, Papier, Leder.
f) Als Zusätze zu den verschiedensten industriellen —Produkten, um dieselben marktfähiger zu machen
oder Nachteile in der Gebrauchsfähigkeit zu vermeiden, z. B. als Zusatz zu Leimen, Klebemitteln,
Zahnpasten, Anstrichstoffen usw.
Die Verbindungen der eingangs angegebenen Formel lassen sich Scintillatoren, für verschiedene Zwecke
photographischer Art, wie für die elektrophotogra-
65 phische Reproduktion oder zur Supersensibilisierung verwenden.
Wird das Aufhellverfahren mit anderen Behandlungs- oder Veredlungsmethoden kombiniert, so erfolgt
die kombinierte Behandlung vorteilhaft mit Hilfe entsprechender beständiger Präparate. Solche Präparate
sind dadurch charakterisiert, daß sie optisch aufhellende Verbindungen der eingangs angegebenen
allgemeinen Formel sowie Dispergiermittel, Waschmittel, Carrier, Farbstoffe, Pigmente oder Appreturmittel
enthalten.
Bei Behandlung von einer Reihe von Fasersubstraten, z. B. von Polyesterfasern, mit den erfindungsgemäßen
Aufhellern verfährt man zweckmäßig dergestalt, daß man diese Fasern mit den wäßrigen Dispersionen
der Aufhellmittel bei Temperaturen unter 75° C, z. B. bei Raumtemperatur, imprägniert und einer
trockenen Wärmebehandlung bei Temperaturen über 1000C unterwirft, wobei es sich im allgemeinen
empfiehlt, das Fasermaterial vorher noch bei mäßig erhöhter Temperatur, z. B. bei mindestens 60 bis etwa
1000C, zu trocknen. Die Wärmebehandlung in trockenem
Zustande erfolgt dann vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 120 und 225° C, beispielsweise durch
Erwärmen in einer Trockenkammer, durch Bügeln im angegebenen Temperaturintervall oder auch durch
Behandeln mit trockenem, überhitztem Wasserdampf. Die Trocknung und trockene Wärmebehandlung
können auch unmittelbar nacheinander ausgeführt oder in einen einzigen Arbeitsgang zusammengelegt
werden.
In den weiter unten folgenden Tabellen bedeutet
Spalte I = Formel-Nummer.
Spalte II = Strukturelemente.
Spalte III = Roh-Ausbeute in %.
Spalte IV = Umkristallisationsmedium, wobei dieselben mit nachfolgend aufgeführten
Zahlen bezeichnet werden.
1 = Wasser.
2 = Äthanol.
3 = Dioxan.
4 = Dimethylformamid.
5 = Tetrachloräthylen.
6 = Chlorbenzol.
' 7 = o-Dichlorbenzol.
8 = Trichlorbenzol.
9 = Toluol.
10 = n-Hexan.
11 = Xylol.
Spalte V. = Farbe des gereinigten Reaktionsproduktes, wobei dieselbe mit den nachfolgend
aufgeführten Zahlen bezeichnet wurde.
1 = Farblos.
2 = Nahezu farblos.
3 = Blaßgrün.
4 = Hellgrün.
5 = Blaßgelb.
6 = Hellgelb.
7 = Gelb.
8 — Blaß grünstichiggelb.
9 = Hell grünstichiggelb.
10 = Grünstichiggelb.
10 = Grünstichiggelb.
Spalte VI '= Schmelzpunkt (unkorrigiert) in 0C
Spalte VII = Summenformel und Analysendaten
Spalte VII = Summenformel und Analysendaten
(obere Zeile berechnet, untere Zeile
gefunden).
Herstellungsvorschrift A
12
chend 67,5% der Theorie, der Verbindung der Formel
7,13 g 2-Diphenylyl-(4')-6-methylbenzoxazol der Formel
(16)
/On/\— CH = CH
■c J J
und 4,53 g Benzal-anilin werden in 200 ml wasserfreiem Dimethylformamid unter Ausschluß von Luft verrührt
und auf einmal mit 7,45 g Kalium-tertiärbutylat versetzt. Die Farbe der Reaktionslösung schlägt sofort
von Blaßgelb nach Dunkelbraun um, und die Temperatur steigt im Verlaufe von 4 Minuten um 5 bis
10° C an. Man rührt weitere 35 Minuten ohne äußeres Erwärmen nach, wobei die Temperatur um einige 0C
fällt. Danach werden 350 ml Wasser bei 5 bis 15° C zugetropft, und das ausgefallene Reaktionsprodukt
wird genutscht und mit Wasser neutral gewaschen.
Nun wird das feuchte Nutschgut in 200 ml Dimethylformamid in der Wärme gelöst, mit 25 ml 10%iger
Salzsäure und nach einer Stunde mit 200 ml Wasser versetzt, und auf etwa 10° C gekühlt. Nach dem Nutschen,
Waschen mit Wasser und Methanol und anschließendem Trocknen werden etwa 6,3 g, entsprein
Form eines braunstichiggelben Pulvers erhalten. Dreimaliges Umkristallisieren aus Tetrachloräthylen
unter Zuhilfenahme von Bleicherde ergibt blaßgrüne, glänzende Nädelchen vom Schmelzpunkt 203 bis
203,5° C.
Analyse C27H19ON (373,43):
Berechnet ... C 86,84, H 5,13, N 3,75;
gefunden .... C 86,72, H 5,01, N 3,67. ' ·
gefunden .... C 86,72, H 5,01, N 3,67. ' ·
In ähnlicher Weise können die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Benzoxazol-Derivate der Formel
A3-CH=CH
hergestellt werden, wobei die Reaktionsdauer auf Minuten ausgedehnt wird.
A8
A9
III | IV | V |
77,6 | 2 | 1 |
77,3 | 2 | 1 |
60,5 | 2/3 | 9 |
51,4 | 5 | 5 |
97 | 5 . | 3 |
92,1 | 5 | 2 |
87,5 | 6 | 9 |
VI
VII
CH3
"C-CH3 CH3
-Cl
—H *
CH3
"C-CH3 CH3
146—146,5
141—141,5
232—232,5
199—199,5
215—216
199,5—200
289—289,5
Q1H15ON:
C 84,82," H 5,09, N 4,71; C 84,87, H 5,24, N 4,55.
C25H23ON:
C 84,95, H 6,56, N 3,96; C 84,76, H 6,68, N 4,00.
C28H21O2N:
C 83,35, H 5,25, N 3,47; C 83,23, H 5,12, N 3,45.
C22H16O2NCl:
C 73,03, H 4,46, N 3,87; C 73,16, H 4,51, N 3,90.
C27H19ON:
C 86,84, H 5,13, N 3,75; C 86,85, H 5,22, N 3,75.
QiH27ON:
C 86,68, N 6,34, N 3,26; C 86,72, N 6,38, N 3,21.
Q3H23ON:
C 88,17, H 5,16, N 3,12; C 87,98, H 5,19, N 3,15.
Fortsetzung 14
III IV
VI
VIl
-OCH,
-CH,
-CH,
-CH,
-CH3
-CH,
CH3
-C-CH3 "CH3
100
76,7
74,4
100
78,6
85,0
66,4
52,6 3/2
.
3/2
3/2
3/2
185,5—186
248—249
10
179,5—180,5
259—259,5
228—228,5
202,5—203
10/11
200—201
191,5—192
C29H25ON:
C 86,32, H 6,25, N 3,47; C 86,27, H 6,22, N 3,53.
• C31H21ON:
C 87,91, H 5,00, N 3,31; C 87,75, H 4,86, N 3,45.
C28H21ON-:
C 86,79, H 5,46, N 3,62; C 86,59, H 5,53, N 3,63.
C34H25ON:
C 88,09, H 5,44, N 3,02; C 87,79, H 5,48, N 3,06.
C32H23ON:
C 87,84, H 5,30, N 3,20; C 87,56, H 5,44, N 3,30.
C32H23ON:
C 87,84, H 5,30, N 3,20; C 87,59, H 5,41, N 3,35.
C28H20ONCl:
C 79,71, H 4,78, N 3,32; C 79,95, H 4,61, N 3,40.
C29H23O2N:
C 83,43, H 5,55, N 3,36; C 83,35, H 5,81, N 3,29.
Herstellungsvorschrift B 5,93 g l-[5',6'-Dimethyl-benzoxazolyl-(2')]-4-me-
thyl-benzol der Formel
H3C
H3C
H3C
fallene Reaktionsprodukt wird genutscht, mit Wasser und Methanol gewaschen und getrocknet. Man erhält
etwa 4,5 g, entsprechend 43,5% der Theorie, der Verbindung der Formel
(33)
55
[Schmelzpunkt: 207 bis 207,50C] und 9,06 g Benzal- 60
anilin werden in 250 ml wasserfreiem Dimethylformamid unter Ausschluß von Luft verrührt und auf
einmal mit 16,8 g Kaliumtertiärbutylat versetzt. Das hellbeige Reaktionsgemisch färbt sich sofort violettbraun»
und die Temperatur steigt um 60C an. Man 65 rührt 90 Minuten ohne äußeres Erwärmen nach und
tropft danach zuerst 300 ml Wasser und darauf 100 ml 10%ige wäßrige Salzsäure zu. Das ausge
(34)
H,C
in Form eines braunen Pulvers. Nach Chromatographieren in Tetrachloräthylen an aktiviertem Aluminiumoxyd
und Umkristallisation aus Dioxan/Äthanol werden helle, griinstichiggelbe, feine Nädelchen vom
Schmelzpunkt 222 bis 223° C erhalten.
Analyse C30H23ON (413,49):
Berechnet ... C 87,14, H 5,61, N 3,39; gefunden .... C 87,12, H 5,62, N 3,49.
In ähnlicher Weise können die nachfolgenden Benzoxazol-Derivate hergestellt werden
(35)
H,C
Ausbeute: etwa 12,8 g, entsprechend 90,5% der
Theorie. Grünstichiggelbe, feine Nädelchen aus o-Dichlorbenzol. Schmelzpunkt: 296,5 bis 298,5° C.
Analyse C42H31ON (565,68):
Berechnet ... C 89,17, H 5,52, N 2,48; gefunden .... C 88,96, H 5/70, N 2,64.
p-tert.-Octylphenol enthält, und trocknet bei etwa·
100° C. Das trockene Material wird anschließend einer Wärmebehandlung bei 150 bis 220° C unterworfen,
weiche je nach Temperatur 2 Minuten bis einige Sekunden dauert. Das derart behandelte Material
hat ein wesentlich weißeres Aussehen als das unbehandelte Material.
100 Teile Polyester-Granulat aus Terephthalsäureäthylenglykolpolyester
werden innig mit 0,05 Teilen eines der Stilbenderivate der Formeln (17, 20 bis 32
oder 34), vermischt und bei 285° C unter Rühren geschmolzen. Nach dem Ausspinnen der Spinnmasse
durch übliche Spinndüsen werden stark aufgehellte Polyesterfasern erhalten.
Man kann die vorstehend erwähnten Verbindungen auch vor oder während der Polykondensation zum
Polyester den Ausgangsstoffen zusetzen.
CH = CH
CH = CH
Ausbeute: 22% der Theorie. Helle, grünstichiggelbe, feine glänzende Nädelchen aus Tetrachloräthylen.
Schmelzpunkt 260 bis 260,50C.
Analyse C29H21ON (399,47):
Berechnet ... C 87,19, H 5,30, N 3,51; gefunden .... C 87,04, H 5,32, N 3,71.
Man foulardiert bei Raumtemperatür (etwa 20° C) ein Polyestergewebe mit einer wäßrigen Dispersion,
die im Liter 2 g einer der Verbindungen der Formeln (17, 20 bis 32 oder 34), sowie 1 g eines Anlagerungsproduktes aus etwa 8 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol
10 000 Teile eines aus Hexamethylendiaminadipat in bekannter Weise hergestellten Polyamides in Schnitzelform
werden mit 30 Teilen Titandioxyd (Rutil-Modifikation) und 2 Teilen der Verbindung der
Formeln (17, 20 bis 32 oder 34), in einem Rollgefäß während 12 Stunden gemischt. Die so behandelten
Schnitzel werden in einem mit öl oder Diphenyldampf auf 300 bis 310° C beheizten Kessel, nach
Verdrängung des Luftsauerstoffes durch überhitzten Wasserdampf, geschmolzen und während einer halben
Stunde gerührt. Die Schmelze wird hierauf unter Stickstoffdruck von 5 Atü durch eine Spinndüse ausgepreßt
und das derart gesponnene, abgekühlte FiIament auf eine Spinnspule aufgewickelt. Die entstandenen
Fäden zeigen einen ausgezeichneten Aufhelleffekt.
100 g Polypropylen »Fibre-Grade« werden innig mit je 0,02 g der Verbindung der Formel (24 oder 28)
vermischt und bei 280 bis 290° C unter Rühren geschmolzen. Nach dem Ausspinnen durch übliche
Spinndüsen und Verstrecken werden Polypropylenfasern von ausgezeichnetem, lichtechtem Aufhelleffekt
erhalten.
Claims (2)
1. ■ Verfahren zum optischen Aufhellen von organischen Materialien, dadurch gekennzeichnet,
daß man Verbindungen der Formel
worin a für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder ein Halogenatom steht, ft einen Rest der
Reihe Phenyl, Diphenyl, 1-Naphthyl oder 2-Naphthyl bedeutet und" /S2 für einen Rest der Reihe
"Phenyl, Diphenyl, Styryl, Stilbenyl, p-Phenylstilbenyl,
1-Naphthyl oder 2-Naphthyl steht, wobei endständige Phenyl- oder Naphthylreste noch
1 bis 3 Alkylgruppen, 1 bis 2 Halogenatome oder eine Alkoxygruppe enthalten können, diesen organischen
Materialien einverleibt oder auf deren Oberflächen aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel
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