DE2041846A1 - Neue Chinophthalonfarbstoffe - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung bezieht aich auf neue Chinophthalon-

difi

farbstoffe/als Dispersionsfarbstoffe,insbesondere für synthetische Pasern wie Celluloseacetat-, Cellulosetriacetat-, Polyester- und Polyamid-Fasern sehr geeignet sind.

Zum nächstkommenden Stand der Technik ist die USA-Patentschrift Nr. 3 02*5 213 zu nennen, in der Farbstoffe beschrieben sind, die eine,allgemeine Strukturformel besitzen, welche derjenigen der erfindungsgemäßen neuen Verbindungen ähnlioh ist, wobei jedoch dieee bekannten Farbstoffe keinen endständigen, drei bis sechs-gliedrigen, Stickstoff enthaltenden Heterooyclus aufweisen.

Die Farbstoffe, die in dieser USA-Patenteohrift 3 023 213 beschrieben sind, sind nioht völlig befriedigend, wenn man sie bei den ständig an Bedeutung gewinnenden permanenten Druok-Verfahren anwendet, bei denen tine Härtung der hars-

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imprägnierten Färbung bei erhöhten Temperaturen während der Gestaltungsoperation erforderlich ist. Infolge ihrer relativ geringen Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit gegenüber Sublimation und infolge anderer Eigenschaften dieser bekannten Farbstoffe treten nachteiligerweise Fleckenbildungen und andere Schwierigkeiten bzw. Nachteile auf.

Die vorliegende Erfindung schafft neue Farbstoffe, der folgenden allgemeinen Formel

in der X Wasserstoff, Chlor, Brom, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einem Phenylrest, Y Wasserstoff, Chlor, Brom, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder gemeinsam mit X eine Benzolkonfiguration darstellt;Z bedeutet die Anzahl von Atomen, die notwendig ist, um zusammen mit. dem angrenzenden Stickstoffatom einen drei-bia sechsgliedrigen Heterooyclus zu bilden und zwar vorzugsweise den Morpholinyl- und Piperidinyl-Reat. Diese Verbindungen sind also Farbstoffe,

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die auf synthetischen Fasern^wie beispielsweise auf Polyester- Pasern_; Färbungen mit verbesserter Sublimationsresistenz erzeugen. Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung dieser Farbstoffe auf synthetische Fasern des vorgenannten Typs und insbesondere auf Polyester-Fasern (Polyäthylenterephthalat-Fasern), wie dies in den folgenden Beispielen beschrieben ist, eine leuchtend gelbe Färbung mit ausgezeichneter Licht- und Waschfestigkeit und mit besonders großer Sublimationsresistenz erhalten wird. Man gewinnt also Färbungen, die bei der Behandlung nach dem permanenten Druck-Verfahren eine erhöhte Resistenz gegen Sublimation und Fleckigwerden besitzen.

Die erfindungsgemäßen neuen Farbstoffe lassen sich auf verschiedene Art und Weise gewinnen. Eine Verfahrensweise besteht darin, daß man eine 3-Hydroxy-2-Methylchinolin-Verbindung der Formel

II

mit TrimellittBäure (1,2,4-Benzoltricarbonsäure) oder ihrem Anhydrid umsetzt, sodann das entstandene 3'-Hydroxy-5-Chinolin-Carbonsäure-Zwiechenprodukt auf an sich bekannte Weise durch Behandlung mit Thionylchlorid oder Thionylbromid in dee entsprechende Carbonylohlorid oder Oarbonylbromid

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tiberführt und sodann dieses Carbonylchlorid-oder Carbonylbroraid-Zwischenprodukt durch Erhitzen mit dem entsprechenden heterocyclischen sekundären Amin der Formel

Z NH

in das gewünschte heterocyclische Amid umwandelt, wobei man gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels arbeitet.

Eine andere Verfahrensweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffe besteht darin, daß man.Trimelllthsäure oder ihr Anhydrid in einem inerten lösungsmittel _} wie beispielsweise o-Diohlorbenzol oder Trichlorbenzol;bei einer Temperatur von 165 bis 200⁰O mit einer 3-Hydroxy-2-Methylchinolin-4-Carbonsäure der obigen Formel (II) bei der die COOH-Gruppe in 4-Positioii sitst , wobei die COOH-Gruppe eliminiert wird. Das entstandene Zwischenprodukt wird sodann

in das entsprechende Oarbonylchlorid oder Garbonylbromid und hierauf schließlich in das gewünschte heterocyclische Amid, wie oben dargelegt, umgewandelt.

Eine dritte Verfahrensweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffe besteht darin, daß man das Zwischenprodukt der obigen Formel (II) oder sein in 4-Position mit der COOH-Gruppe substituiertes Derivat direkt mit einer zuvor

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hergestellten 4-amidierten Trimellifteäure oder ihrem Anhydrid der Formel

CQ.

CON^

(IV)

vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel umsetzt.

Als Beispiele für 3-Hydroxy-2-Methylchholin-Reaktanten der obigen Formel (II) die man bei allen drei der oben genannten Verfahrensweisen einsetzen kann, seien die folgenden Verbindungen genannt:

7-Chlor-3-hydroxy-2,8-dimethylohinolin, 3-Hydroxy-2-methylchinolin, 3-Hydroxy-2-methyl-4-ohinolinoarbonsäure, 6,8-Dibrom-3-hydroxy-2-methyl-4-chinolinoarbonsäure, 6,8-Dichlor-3-hydroxy-2-methyl-4-chinolinoarbonsäure, 3-Hydroxy-2-methyl-5» 6-benzoohinolin-4-oarbonsäure, T-Ohlor^-hydroxy^^-dimethyl^-ohinolinoarbonsäure, 3-Hydroxy-2-raethyl-6-phenyl-4-ohinolinoarboneäure.

Als Beispiele für heterooyolisohe sekundäre Amine der obigen Formel (III.), die man bei der letzten Amidierungsstufe der ersten beiden oben beschriebenen Verfahrensweisen oder zur Herstellung des Zwischenprodukte der Formel (IV) gemäß der dritten Verfahrensweise einsetzen kann, seien die folgenden Verbindungen genanntt

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Morpholin, Piperidin, die 2-, 3- und 4-Pipe><!oline, Pyrrolidin, Pyrrol, Pyrrolin, Indolin, Indol, Äthylenimin, Trimethylenimin, Piperazin, Pyrazol, 2-Pyrazolin, Tetrahydrothiazol.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die hier einsetzbaren und oben beschriebenen heterooyclischen sekundären Amine auch andere Substituenten an den cyclischen Atomen aufweisen und auch andere Hetero-Atome im Zyklus,wie beispielsweise Sauerstoff oder Schwefel.enthalten können.

Wie bereits dargelegt wurde, ergeben die erfindungsgemäßen Farbstoffe bei ihrer Anwendung auf synthetische Fasern nach der an sich bekannten Dispersionsmethode sprunghaft verbesserte Ergebnisse, verglichen mit den Farbstoffen des nächstkommenden Standes der Technik. Die erfindungsgemäßen Farbstoffe sind ferner auch bei Anwendung nach dem an sich bekannten Thermosol-Verfahren hochwirksam, das darin besteht, daß man mit einer Dispersion des Farbstoffes klotzt, trooknet und bei erhöhter Temperatur härtet.

Die folgenden Beispiele dienen jsur weiteren Erläuterung vorliegender Erfindung* Alle Angaben von Teilen und Proportionen beziehen eloh, wenn niohte amderei gesagt ist« auf das öewiohtt

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Beispiel 1

A. Ein Gemisch aus 77 g Trimelljtlfeäure, 60 g 3-Hydroxy-2-Methyl-4-Chinolincarbonsäure und 360 g Trichlorbenzol wird auf 200⁰C erhitzt und 2 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten_f wobei eine kleine Menge an Wasser und an Trichlorbenzol abdestilliert. Die Mischung wird 100⁰G abgekühlt und Wasser sowie Natriumcarbonat hinzugegeben bis der pH-Wert 8 beträgt. Sodann wird das Trichlorbenzol abdestilliert. Mach dem das Lösungsmittel entfernt ist_;wird die Charge durch Zugabe vom 10 io ihres Volumens an Natriumchlorid ausgesalzen und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Hierauf wird das Produkt abfiltriert, mit 500 ml einer 4 #igen Salzlösung gewaschen und schließlich getrocknet.

Eine Mischung aue 77 g dieses getrockneten Produkts und 200 g Nitrobenzol werden auf 45⁰C erhitzt. Sodann gibt man 50 g Thionylchlorid hinzu, erhitzt das Gemisch auf 100 bis 105⁰C und hält es 2>5 Stunden auf dieser Temperatur. Abschließend wird das Gemisch auf 40⁰G abgekühlt, 300 ml Benzol hinzugefügt und die Mischung schließlich auf 10⁰G abgekühlt. Das entstande ne Produkt wird abfiltriert, mit 300 ml Benzol gewaschen und ziemlich zur Trockne 'abjonutocht.

155 g dieses Produkte gibt man ssu einer Mischung aus 218 cnr Äthanol und 48 g Morpholin bei 10 bis 20⁰O, erhitzt sodann das Gemisch auf 70 bis 80⁰C und hält diese Temperatur eine

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Stunde lang. Hierauf gibt man 240 cm^ Wasser hinzu und erhitzt das Gemisch weitere zwei Stunden auf 60⁰C. Anschließend wird das Produkt abfiltriert, in einen Kolben gegeben und zum Zweck der Entfernung des Äthanols und des Benzols der Dampfdestillation unterworfen. Fach Entfernung der Lösungsmittel wird die Aufschlämmung alkalisch gemacht, abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der entstandene Farbstoff entspricht der Formel

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(V)

B. Der solchermaßen hergestellte Parbstoff wird dann zu einer 14 i> aktiven Paste mit Tamol N(=Naphthalinsulfonsäure-Kondensat, hergestellt von der Firma Röhm & Haas) dadurch dispergiert, daß man die Inhaltsstoffe in einem Mischgerät vermischt und sie soweit mit Wasser benetzt, daß eine dicke teigige Masse entsteht. Sodann wird das Wasser bis zur viskosen Mahlviskosität evaporiert und das Material 1,5 Stunden der viskosen Mahlung unterworfen, wobei man gegebenenfalls Wasser hinzufügt. Anschließend wird das Produkt zum Pulver getrocknet.

3 Etwa 56,7 g des oben beschriebenen Pulvers werden in 83 cm

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an warmem Wasser dispergiert und sodann in eine Dispersion eingegossen, die 0,2 g Keltex-Gumrai (= Algin-Verdicker) und 1 cm⁵ Nekal NP (= Natriura-Alkyl-Naphthalinsulfonat, hergestellt von der GAP Corporation USA) enthält. Die entstandene Dispersion wird dann mit Wasser auf 4,5 Liter aufgefüllt.

Mit dieser Dispersion wird ein Polyestermaterial (Dacron) bei 71,1°C geklotzt, getrocknet und schließlich 90 Sekunden lang bei 218,3⁰C gehärtet. Das Material wird sodann 5 Minuten lang unter gleichzeitigem Sieden verseift, gewaschen und getrocknet. Man erhält auf diese Weise eine leuchtend gelbe Färbung, die eine hervorragende Licht-, Wasch- und Sublimationsfestigkeit besitzt.

Beispiel 2 (Yergleichsbeiapiel)

Eine Klotz-Dispersion mit 56,7 g pro 4,5 Liter wurde unter Verwendung eines dispergierten Farbstoffes der Formel

hergestellt, wobei die Verfahrensweise des Beispiels 1 B zur Anwendung gelangte.

TuohetUoke aue Polyester-Material (Dacron) wurden mit dieser Flüssigkeit geklotzt und die Klotz-Flüaeigkeit dee Beispiels getrocknet, 90 Sekunden lang bei 218,3⁰O gehärtet» verseift, gewaeohtn und getrocknet.

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Die Färbungen wurden zwischen farblosen Baumwollstücken und farblosen Polyester-Stücken (Dacron) aufgehängt und diese gemeinsam 60 Sekunden lang in einem Standard-Veraengungs-Test einer Temperatur von 19O,5°O ausgesetzt. Das Tuchstück aus farblosem weißen Dacron zeigte beträchtlich weniger gelbe Fleckung im Falle des Farbstoffs des Beispiels 1 als im Fall der entsprechenden Dimethylamid-Verbindung, wodurch gezeigt wird, daß die Sublimationseigenschaften des Produkts des Beispiels 1 wesentlich besser sind als diejenigen des mit Dimethylamid substituierten Farbstoffs.

Beispiel 3

Es wurde das Beispiel 1 wiederholt mit der Abänderung, daß man diesmal anstelle von Morpholin 48 g Piperidin einsetzte. Man erhielt einen gelben Farbstoff, der ausgezeichnete Echtheit eigenschaft en besitzt,wenn er als Dispersionsfarbstoff bei Polyester-Fasern angewendet wird.

Die Beispiele in der folgenden Tabelle zeigen weitere erfindungsgemäße Farbstoffe, die man unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1 hergestellt und zur Färbung von Polyester-Fasermaterial (=»Daoron) eingesetzt hat. Die erhaltenen Färbungen haben in ähnlioher Weise verbesserte Eigenschaften.

Beispiel XY Z Farbe

4 H Cl .CH₂CH₂

^CH gelb

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- Blatt 11 Beispiel X Y Z Farbe

H OH_{3 /}CH₂C„₂^

CH₂CH₂

Cl Cl _/

^CH-CH

Br CHoCH₂

Cl CH₀ /CH₂ ^CH2

CH₂CH₂

H CH₃

CHo^-CHp

Cl Cl CH₂CH₂

CH₂CH₂

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Beispiel 2 1 Ά Farbe

11 H H ^H₂-CH₂

^ ' gelb

17 Cl Cl

12 H H _y

^CH₂-CH₂

13 H Cl CH₂-CH₂

' .NH

CH₂-CH₂

14 H H

CH=CH

15 H Cl /CH₂-CHg

16 CH^ CH^ /CH₂CH₂

CH₂CH₂

CH₂CHg

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Claims (3)

Patentansprüche

1.) Chinophthalon-Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß sie der Formel

entspricht, in der X Wasserstoff, Chlor, Brom, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Phenylrest, Y Wasserstoff, Chlor, Brom, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder gemeinsam mit X eine Benzo-Konfiguration bedeutet und Z die Atome darstellt, die notwendig sind um,zusammen mit dem benachbarten N-Atom,einen 3 bis 6-gliedrigen Heterooyolus herzustellen.

2.) Chinophthalon-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X und Y jeweils Wasserstoff bedeuten und Z die Atome darstellt,die notwendig sind,um zusammen mit dem benachbarten N-Atom einen Morpholinyl-Ring zu bilden.

3.) Chinophthalon-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch ge kennet lohnet ι daß X und Y jeweils Wasserstoff bedeuten und 2 die Atome darstellt» die notwendig eind_/um euiiiMn alt den benaohberten Η-Atom einen Piptridinyl-Ring tu bilden·

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