DE2041846B2

DE2041846B2 - Chinophthalonfarbstoffe

Info

Publication number: DE2041846B2
Application number: DE19702041846
Authority: DE
Inventors: William Eldred Rensselaer N.Y. Wallace (V.St.A.)
Original assignee: GAF Corp, New York, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1969-08-28
Filing date: 1970-08-22
Publication date: 1978-02-02
Also published as: CH1273470A4; GB1295974A; JPS4810515B1; CH520815A; DE2041846C3; DE2041846A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Chinophthalonverbindungen, die als Dispersionsfarbstoffe, insbesondere für synthetische Fasern wie Celluloseacetat-, Cellulosetriacetat-, Polyester- und Polyamid-Fasern sehr geeignet sind.

Zum nächstkommenden Stand der Technik ist die USA.-Patentschrift 30 23 213 zu nennen, in der Farbstoffe beschrieben sind, die eine allgemeinen Strukturformel besitzen, welche derjenigen der erfindungsgemäßen Verbindung ähnlich ist, wobei jedoch diese bekannten Farbstoffe keinen endständigen Morpholinyl-Ring aufweisen.

Die Farbstoffe, die in dieser USA.-Patentschrift 30 23 213 beschrieben sind, sind nicht völlig befriedigend, wenn man sie bei den ständig an Bedeutung gewinnenden permanenten Druck-Verfahren anwendet, bei denen eine Härtung der harzimprägnierten 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 Schwieirigkeiten bzw. Nachteile auf.

Die erfindungsgemäßen Farbstoffe entsprechen der allgemeinen Formel

OH	O Il C / \	CO- /	(	/ -N \	CH₂-CH₂ O
^vc	\ / C			CH₂-CH₂

OH

in der X Wasserstoff, Chlor, Brom, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl und Y Wasserstoff, Chlor, Brom, Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder gemeinsam mit X ein ankondensierter Benzoring sind. Vorzugsweise sind X und Y jeweils Wasserstoff. Diese Verbindungen sind also Farbstoffe, die auf synthetischen Fasern, wie beispielsweise auf Polyester-Fasern. Färbungen mit verbesserter Sublimationsresistenz erzeugen. Es wurde festgestellt, daß bei Anwen- eo dung dieser Farbstoffe auf synthetischen Fasern des vorgenannten Typs und insbesondere auf Polyester-Fasern (Polyäthylenterephihalat-Fasern), wie dies in den folgenden Beispielen beschrieben ist, eine leuchtendgelbe 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 Farbstoffe lassen sich auf verschiedene Art und Weise gewinnen. Eine Verfahrensweise besteht darin, daß man eine 3-Hydroxy-2-Methylchinolin-Verbindung der allgemeinen Formel

OH

CH,

mit Trimellithsäure (1,2,4-Benzoltricarbonsäure) oder ihrem Anhydrid umsetzt, sodann das entstandene

S'-Hydroxy-S-Chinolin-Carbonsäure-Zwischenprodukt auf an sich bekannte Weise durch Behandlung mit Thionylchlorid oder Thionylbromid in das entsprechende Carbonylchlorid oder Carbonylbromid überführt und sodann diese Carbonylchlorid- oder Carbonylbromid-Zwischenprodukt durch Erhitzen mit Morpholin 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 Trimellithsäure oder ihr Anhydrid in einem inerten Lösungsmittel, wie beispielsweise o-Dichlorbenzol oder Trichlorbenzol, bei einer Temperatur von 165 bis 200⁰C mit einer S-Hydroxy^-Methylchinolin^-Carbonsäure der obigen Formel (II), bei der die COOH-Gruppe in 4-Position sitzt, umsetzt, wobei die COOH-Gruppe eliminiert wird. Das entstandene Zwischenprodukt wird sodann in das entsprechende Carbonylchlorid oder Carbonylbromid 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 hergestellten 4amidierten Trimellithsäure oder ihrem Anhydrid der Formel

7-Chlor-3-hydroxy-2,8-dimethyl-4-chinolin-

carbonsäure,

S-Hydroxy^-methyl-ö-phenyl^-chinolincarbon-

CO-N

CH₂-CH₂

(III)

vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel umsetzt.

Als Beispiele für 3-Hydroxy-2-Methylchinolin-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-dimethylchinolin,

3-Hydroxy-2-methylchinolin,

3-Hydroxy-2-methyl-4-chinolincarbonsäure,

6,8-Dibrom-3-hydroxy-2-methyl-4-chinolin-

6,8-Dichlor-3-hydroxy-2-methyl-4-chinolin-

carbonsäure,

S-Hydroxy^-methyl-S.ö-benzochinolin^-carbon-

säure,

saure.

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

ίο 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, tff>cknet und bei erhöhter Temperatur härtet.

-^*^ CJQie folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung vorliegender Erfindung. Alle Angaben von Teilen und Proportionen beziehen sich, wenn nicht anderes gesagt ist, auf das Gewicht.

Beispiel I

A. Ein Gemisch aus 77 g Trimellithsäure, 60 g 3-Hydroxy-2-Methyl-4-Chinolincarbonsäure und 360 g Trichlorbenzol wird auf 200⁰C erhitzt und 2 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten, wobei eine kleine Menge an Wasser und an Trichlorbenzol abdestilliert. Die Mischung wird auf 100⁰C abgekühlt und Wasser sowie Natriumcarbonat hinzugegeben, bis der pH-Wert 8 beträgt. Sodann wird das Trichlorbenzol abdestilliert.

Nachdem das Lösungsmittel entfernt ist, wird die Charge durch Zugabe von 10% ihres Volumens an Natriumchlorid ausgesalzen und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Hierauf wird das Produkt abfiltriert, mit 500 ml einer 4%igen Salzlösung gewaschen und schließlich getrockne'.

Eine Mischung aus 77 g dieses getrockneten Produkts und 200 g Nitrobenzol werden auf 45° C 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 40° C abgekühlt, 300 ml Benzol hinzugefügt und die Mischung schließlich auf 10⁰C abgekühlt. Das entstandene Produkt wird abfiltriert, mit 300 ml Benzol gewaschen und ziemlich zum Trocknen abgesaugt.

155 g dieses Produkts gibt man zu einer Mischung aus 218 cm³ Äthanol und 48 g Morpholin bei 10 bis 20°C, erhitzt sodann das Gemisch auf 70 bis 80⁰C und hält diese Temperatur eine Stunde lang. Hierauf gibt man 240 cm³ Wasser hinzu und erhitzt das Gemisch weitere

so zwei Stunden auf 80⁰C. Anschließend wird das Produkt abfiltriert, in einen Kolben gegeben und zum Zweck der Entfernung des Äthanols und des Benzols der Dampfdestillation unterworfen. Nach Entfernung der Lösungsmittel wird die Aufschlämmung alkalisch

5d gemacht, abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der entstandene Farbstoff entspricht der Formel

CH₂-CH₂

CO-N 0

CH₂-CH₂

B. Der solchermaßen hergestellte Farbstoff wird dann zu einer 14% aktiven Paste mit einem Naphthalinsulfonsäure-Kondensat 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.

Etwa 56,7 g des oben beschriebenen Pulvers werden in 83 cm³ an warmem Wasser dispergiert und dann in eine Dispersion eingegossen, die 0,2 g Algin-Verdicker und 1 cm³ Natrium-Alkyl-Naphthalinsulfonat, enthält. Die entstandene Dispersion wird dann mit Wasser auf 4,5 Liter aufgefüllt.

Mit dieser Dispersion wird ein Polyestermaterial bei 71,1⁰C geklotzt, getrocknet und schließlich 90 Sekunden lang bei 218,3⁰C gehärtet. Das Material wird sodann 5 Minuten lang unter gleichzeitigem S'eden verseift, gewaschen und getrocknet. Man erhält auf diese Weise eine leuchtendgelbe Färbung, die eine hervorragende Licht-, Wasch- und Sublimationsfestigkeit besitzt.

Beispiel

Farbe

2	H	CH₃	gelb
3	Cl	CH₃	gelb
4	Cl	Cl	gelb
5	CH,	CH₃	gelb

Beispiel 6
Die in US- PS 30 23 213 beschriebene Verbindung

Vergleich

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

10

15

20 wurde hergestellt, und mittels IR-Analyse wurde festgestellt, daß diese Verbindung N,N-Di-'(2-hydroxyäthylJ-S'-hydroxychinophthalon-S-carboxainidist.

Der erfindungsgemäße Farbstoff der folgenden Formel

30

	35	/\	OH C / / \ y\	C₂H₄
CON(CH₃J₂		C	—c I o \ A/ C I	) CON O ^} I/ C₂H₄
		OH

OH

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

Tuchstücke aus Polyester-Material wurden mit dieser Flüssigkeit geklotzt und die Klotz-Flüssigkeit des Beispiels 1 getrocknet, 90 Sekunden lang bei 218,3° C gehärtet, verseift, gewaschen und getrocknet.

Die Färbungen wurden zwischen farblosen Baumwollstücken und farblosen Polyester-Stücken aufgehängt und diese gemeinsam 60 Sek. lang in einem Standard-Versengungs-Test einer Temperatur von 190,5⁰C ausgesetzt. Das Tuchstück aus farblosem weißen Dacron zeigte beträchtlich weniger gelbe Fleckung im Falle des Farbstoffs des Beispiels 1 als im Fall der entsprechenden Dimethylamidverbindung, wodurch gezeigt wird, daß die Sublimationseigenschaften des Produkts des Beispiels 1 wesentlich besser sind als diejenigen des mit Dimethylamid substituierten Farbstoffs.

Beispiele 2—5

Die Beispiele in der nachfolgenden Tabelle zeigen weitere erfindungsgemäße Farbstoffe, die man unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1 hergestellt und zur Färbung von Polyester-Fasermaterial eingesetzt hat. Die erhaltenen Färbungen haben in ähnlicher Weise verbesserte Eigenschaften.

60

65 wurde gemäß dem Verfahren des Teils A des Beispiels 1 hergestellt und dessen Struktur ebenfalls durch IR-Analyse bestätigt.

Proben der beiden obengenannten Farbstoffe wurden getrocknet und es wurden die folgenden 4 Tests mit diesen durchgeführt:

Die beiden Farbstoffe gemäß obigen Ansätzen wurden dann in 1- und 5%igen Konzentrationen zu Färbungen verwendet:

Bei 55°C wurden 100 ecm Wasser, 1 ecm eines langkettigen Kohlenwasserstoffsulfonats (10%), 20 ecm Natrium-o-phenylphenylat (10%) und 20 ecm Mononatriumphosphatsol (10%) zugefügt Im Falle der 5%igen Färbungen wurden 25 ecm Natrium-o-phenylphenylat verwendet. Die Mischung wurde mit Wasser auf ein Volumen von 300 ecm verdünnt, und die berechnete Menge an Farbstoff (bezogen auf das Gewicht der Faser) zugefügt. Die Polyester-Stränge wurden bei einer Temperatur von etwa 65 bis 71⁰C in das Bad eingeführt, der pH-Wert wurde auf 4,5 bis 5 eingestellt und es wurde zum Kochen erhitzt und 1V₂ Stunden auf dieser Temperatur gehalten; bei etwa 71 "C wurde gespült und mit 1% Natrium-N-methyloleyltaurat und 1% wasserfreiem Soda verseift, dann gespült und getrocknet

In beiden Fällen (bei 1% und 5%) kann festgestellt werden, daß der erfindungsgemäße Farbstoff einen kräftigeren Aufbau mit einem tieferen und leuchtenderen Farbton als der mit ihm verglichene bekannte Farbstoff hat.

Dann wurde der folgende Test durchgeführt:
Es wurde ein Bad hergestellt, das 3% dispergiertcn Farbstoff (bezogen auf das Gewicht der Faser) enthielt, wobei das Gesamtvolumen das 20fache des Gewichts der Faser betrug (5 g Strang und 100 ecm Bad). Das Garn wurde in einer Druckfarbe-Vorrichtung auf Garnausgeber gebracht und 60 Min. bei 130⁰C gefärbt, dann abgekühlt, gespült und getrocknet.

Der erfindungsgemäße Farbstoff ergab eine leuchtendere Färbung als der bekannte Farbstoff.

Dann wurde noch der folgende Test durchgeführt:
Fs wurde eine Klotzdispcrsion auf der Basis von 5.7 g Aigin-Verdicker pro 4,5 1 Flüssigkeit und 3% Farbstoff (bezogen auf das Gewicht der Faser) hergestellt. Die Klotzflüssigkeit wurde auf 60°C erhitzt, gerührt und zum Klotzen von Polyester-Gewebe verwendet. Das Material wurde getrocknet und dann bei 218°C für 1¹A Minuten wärmebehandelt. Danach wurde das Materia in warmem Wasser gewaschen und eine Minute untei Sieden mit 1,2 g Natrium-N-methyloleyl-taurat und l°/c wasserfreier Soda pro Liter verseift und getrocknet Der erfindungsgemäße Farbstoff ergibt einen leuchten deren Farbton als der bekannte Farbstoff.

Dann wurde der folgende Test durchgeführt: Die Polyester-Faser, die nach dem Verfahren des unmittelbar vorstehend beschriebenen Absatzes gefärbt worder war wurde 20 Stunden in einem Standard-Fadeometet belichtet. Diese Ergebnisse zeigen eine stärkere Ausbleichung im Fall des bekannten Farbstoffes be einem Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Farbstof! nach 20stündigem Belichten.

Claims

Patentansprüche: 1. Chinophthalon-Verbindungen, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel

X
v\ /\ OH
/ O
Il CO-
/ Y-KbJ \ Il
C
/ \ \/ N: O
C OH C H2 C. H.2
-N O CH₂-CH₂

in der X Wasserstoff, Chlor, Brom mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl und Y Wasserstoff, Chlor, Brom, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder gemeinsam mit X ein ankondensierter Benzoring sind.

2. Chinophthalon-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X und Y jeweils Wasserstoff sind.