DE2065643C3 - Basisch substituierte Furanverbindungen - Google Patents

Basisch substituierte Furanverbindungen

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DE2065643C3
DE2065643C3 DE19702065643 DE2065643A DE2065643C3 DE 2065643 C3 DE2065643 C3 DE 2065643C3 DE 19702065643 DE19702065643 DE 19702065643 DE 2065643 A DE2065643 A DE 2065643A DE 2065643 C3 DE2065643 C3 DE 2065643C3
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Chao-Han Dayton; Hoover Troy Eugene Kettering; Wright Arthur John Cincinnati; Ohio Lin (V.StA.)
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Ausscheidung aus: 20 01 864 NCR Corp, Dayton, Ohio (V.StA.)
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Description

Die Erfindung betrifft basisch substituierte Fluoranverbindungen der allgemeinen Formel
C=O
Diese erfindungsgemäßen Fluoranverbindungen werden als Farbbildner in druckempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien verwendet.
Unter dem Begriff »druckempfindliche Aufzeichnungsmaterialien« werden die allgemein bekannten Materialien verstanden, die aus einem Blatt bestehen, das kleine durch Druck aufbrechbare Kapseln trägt, die eine Lösung dieses chromogenen Stoffes enthalten, welcher bei der Freigabe aus den Kapseln mit einem sauren Stoff auf dem gleichen oder einem anderen Blatt unter Bildung einer farbigen Markierung reagiert. Diese entspricht dem Bereich, in dem die Kapseln beispielsweise durch Schreib- oder Typendruck aufgebrochen wurden.
Aus B e i i s t e i η s Handbuch der Organischen Chemie, Hauptwerk Band 19, 4. Auflage (1934), Seite 350, Ziffer 3, sowie aus den FR-PS 15 07 389 und 15 46 851 sind zwar bereits Dialkylaminofluoran-Verbindungen bekannt, die auch als photochrome Stoffe für druckempfindliche Aufzeichnungsmaterialien geeignet sind. Unter den aus diesen Druckschriften bekannten Fluoranverbindungen befinden sich aber keine solchen, die bei Kontakt mit einem sauren Stoff grüne, graue oder schwarze Markierungen ergeben. Verbindungen, mit denen graue oder schwarze Markierungen erzielt werden können, sind jedoch dringend erwünscht und von großem Vorteil, weil nur diese Farben mittels xerographischer Verfahren einwandfrei kopiert werden können.
Nun sind zwar aus der FR-PS 15 53 291 auch bereits Dialkylaminofluoran-Verbindungen bekannt, die eine schwarze oder grün-schwarze Markierung ergeben. Diese bekannten Verbindungen besitzen aber den Nachteil, daß sie nur eine geringe Beständigkeit gegenüber Lichteinwirkung besitzen, wobei nicht nur die Farbe bei Lichteinwirkung verblaßt, sondern auch der Farbton verändert wird.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen ergeben nun bei Kontakt mit einem Farbentwickler ebenfalls schwarze oder grüne Markierungen, sie besitzen aber den Vorteil, daß sie eine hohe Lichtbeständigkeit aufweisen.
In Vergleichsversuchen wurden einige erfindungsgemäße Verbindungen gegenüber dem aus der FR-PS 15 53 291 bekannten 2'-Benzylamino-6'-diäthylaminofluoran und 2'-Methylarnino-6'-diäthylarninofluoran geprüft. Die Versuche wurden im einzelnen wie folgt durchgeführt:
Jede der zu prüfenden Verbindungen wurde in Form einer 0,2%igen Lösung in Benzol mittels eines Stahlstabs unmittelbar auf ein Aufnahmeblatt aufgetragen, weiches mit einer Beschichtung aus Kaolin und zinkmodifiziertem p-Phenyl-phenol-Formaldehyd-Harz versehen ist. Mit Hilfe eines Reflexionsspektrometers wurde dann die Farbreflexion der einzelnen Beschichtungen innerhalb eines Bereiches von 400 bis 700 μπι in Intervallen von jeweils 10 μπι gemessen. Danach wurden die Beschichtungen 50 Stunden mit einer Tageslicht-Fluoreszenzlampe belichtet, wonach die Farbreflexionsmessungen wiederholt wurden. Um den Grad des Verblassens zu bestimmen, wurden die vor und nach der Belichtung ermittelten Farbreflexionswerte in Einheiten der MacAdams-Intensität umgewandelt. Die MacAdams-Intensität stellt im wesentlichen eine Integration über das gesamte Spektrum aller Änderungen bezüglich Farbton, Sattheit, Intensität und Grauwert dar, wobei die Differenz von einer Einheit der MacAdams-Intensität (ΔΕ) jeweils einen solchen Wert der Farbänderung darstel'i, der von 50% aller normalen menschlichen Betrachter wahrgenommen werden kann. Näheres über die Bestimmung der MacAdams-Intensität kann aus dem Buch »Principles of Colour Technology« von F. W. Bullmeyer und Max S a 11 ζ m a η, herausgegeben von Interscience Publishers, New York, London und Sydney (1966), Seiten 45 bis 49 und 82 bis 87, entnommen werden.
Die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte AE stellen somit die Differenz zwischen der MacAdams-Zahl der unbelichteten und der MacAdams-Zahl der belichteten Schicht dar. Niedrige ,dE-Werte bedeuten demzufolge eine bessere Lichtechtheit.
Getestete Verbindung
(1.) 2'-Benzylamino-6'-diäthylaminofluoran
(FR-PS 15 53 291, Nr. 8) 5,2
(2.) 2'-Methylamino-6'-diäthylaminofluoran
(FR-PS 15 53 291, Nr. 3) 4,8
(3.) 2'-CarbäthoxymethyIanlino-6'-diäthylaminofhioran (Beispiel 1)
(4.) 2'-N-Methyl-(carbäthoxymethylamino)-6'-diäthy!aminofluoran (Beispiel 2)
(5.) 2'-Carbo-t-butoxymethylamino-6'-diäthylamino-fluoran (Beispiel 3a)
(6.) 2'-Phenacylamino-6'-diäthylaminofluoran (Beispiel 3b)
1,8
l.b
1,6
Wie die vorstehenden Ergebnisse zeigen, ist die Lichtechtheit der erfindungsgemäßen Verbindungen der der Lichtechtheit der erfindungsgemäßen Verbindungen der der bekannten Verbindungen 1 und 2 eindeutig überlegen.
Die erfindungsgemäßen Fluoranverbindungen der oben angegebenen allgemeinen Formel werden dadurch hergestellt, daß man in an sich bekannter Weise ein entsprechendes 6'-Dialkylamino-2'-aminosubstituiertcs Fluoran in der 2'-Stellung in entsprechender Weise substituiert.
Ferner können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch in an sich bekannter Weise durch Umsetzung eines entsprechenden 2-Carboxy-4'-dialkylamino-2'-hydroxybenzophenons mit einem entsprechenden p-substituierten Phenol oder Phenolsulfat hergestellt werden.
Die zu verwendenden Ausgangsstoffe können nach allgemein bekannten Verfahren hergestellt werden.
Beispiel 1 2-Carbäthoxymethylamino-6'-diäthylaminofluoran der Formel
C2H5
Eine Mischung aus 11,58 g 2'-Amino-6'-diäthyl-aminofluoran, 3,78 g Natriumbikarbonat, 1,32 g Kaliumiodid, 150 cm3 95vol.-°/oigem Äthylalkohol und 7,51g Bromäthylacetat wurde unter Rühren etwa 11/2 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Dann wurden aus der Reaktionsmischung die festen anorganischen Rückstände abfiUriert und der Äthylalkohol unter verringertem Druck aus dem Filtrat abgedampft. Der erhaltene feste Rückstand wurde in 100 cm3 Benzol gelöst und die Lösung über eine mit 50 g Tonerde beschickte Chromatographiesäule unter Verwendung von Benzol gewaschen. Ein erster Teil des als Elutionsmittel dienenden rotgefärbten Benzols wurde entfernt, während der nächste Teil desselben aufgefangen (1000 ml) und durch Verdampfen auf ein Volumen von etwa 50 cm3 konzentriert wurde. Das Konzentrat wurde mit 50 cm3 η-Hexan versetzt. Dabei kristallisierte das 2'-Carbäthoxymethylamino-6'-diäthylaminofluoran in Form von fast farblosen Kristallen mit einem Schmelzpunkt von 161 bis 162°Caus. Die Ausbeute betrug 6 g.
Eine Benzollösung oder Verbindung ergab auf einen mit einer Mischung von Kaolin und Phenolharz beschichteten Papier eine neutrale oder graue bis schwarze Färbung.
Das oben als Ausgangsmaterial verwendete 2'-Amino-6'-diäthylaminofluoran ist wie folgt hergestellt worden:
Eine Reaktionsmischung aus 3,1 g 2-Carboxy-4'-diäthylamino-2'-hydroxybenzophenon, 1,4 g p-Nitrophenol und 30 cm3 90gew.-%iger Schwefelsäure wurde eine Stunde lang in einem auf einer Temperatur von 145 bis 154° C gehaltenen Bad erwärmt. Dann goß man die Reaktionsmischung auf 300 g Eis und machte sie durch Zugabe von mit Wasser verdünntem Ammoniumhydroxid bis zu einem pH-Wert von über 8 alkalisch. Die Mischung wurde nun dreimal mit je 100 cm3 Benzol extrahiert, die erhaltenen Benzolextrakte wurden zuerst dreimal mit je 100 cm3 10gew.-%iger wässeriger Natriumhydroxidlösung und hierauf mehrere Male mit destilliertem V/asser so lange gewaschen, bis das Waschwasser keine alkalische Reaktion mehr zeigte.
Der Benzolextrakt wurde dann bis zur Trockne eingedampft, wobei man 1,2 g Rohprodukt erhielt. Dieses wurde über aktivierter Tonerde mittels einer 1:1: 2-Mischung aus Benzolpetrolätber und Äthylacetat chromatographisch gereinigt. Nach dem Verdampfen des Elutionsrnittels wurde der Rückstand aus Benzolpetroleumäther umkristallisiert. Man erhielt das 2'-Nitro-6'-diäthylaminofluoran von F. 192 bis 193° C. Die oben erhaltene Verbindung wurde in einer Lösung, die 1,0 g Zinnchloriddihydrat, 4,5 cm3 Salzsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,15 und 1,5 cm3 Wasser enthielt, suspendiert und die Suspension so lange erwärmt und gerührt, bis sich eine Lösung bildete. Diese wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit etwa 40 cm3 Wasser verdünnt. Durch Zugabe von 10gew.-%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung wurde die Lösung auf einen pH-Wert von etwa 12 eingestellt, wobei ein Niederschlag ausfiel. Dieser wurde mit Benzol extrahiert und der Benzolextrakt so oft mit Wasser gewaschen, bis das Waschwasser nicht mehr alkalisch war. Der Benzolextrakt wurde dann auf ein Volumen von 6 bis 7 cm3 eingedampft. Beim anschließenden Stehenlassen schied sich aus der Lösung ein Niederschlag ab, der abfiltriert wurde. Das erhaltene 2''-Ämiiiö-6'-aiäihyiairiincHucran hatte zwei Schmel*- punkte, und zwar einen ersten bei etwa 135° C, wonach es sich wieder verfestigte, und einen zweiten bei etwa 230° C, wo es erneut schmolz.
Beispiel 2
2-N-Methyl-(carbäthoxymeihylamino)-6'-diäthylamir.ofluoran mit der Formel
QH5
Eine Mischung aus 8,0 g 6'-Diäthylamino-2'-methylaminofluoran, 2,52 g Natriumbicarbonat, 0,83 g Kaliumiodid, 5,01g Äthylbromacetat und 100 cm3 95vol.-%igem Äthylalkohol wurde unter Rühren etwa 2 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde dann abgekühlt, filtriert und der Äthylalkohol aus dem Filtrat unter verringertem Druck abdestilliert Der Rückstand wurde mit 100 cm3 Wasser zu einem Brei verrührt, dessen pH-Wert durch Zugabe von Natriumbicarbonat auf 8 eingestellt wurde. Das Ganze wurde zweimal mit 100 cm3 Benzol extrahiert, der Benzolextrakt mit Natriumsulfat getrocknet und chromatographisch über aktivierter Tonerde gereinigt und mit Benzol eluiert Das Eluat wurde eingedampft und der Rückstand durch Umkristallisation aus einer Benzol-Hexanlösung weiter gereinigt, indem 4,4 g des Eluats in 20 ml warmem Benzol gelöst und 15 ml Heptan zugesetzt wurde, wonach zum Herbeiführen der Umkristallisation sehr langsam abgekühlt wurde. Man erhielt das 2'-N-Methyl-(carbäthoxymethylamino)-6'-diäthylaminofluoran von F. 44 bis 45°C in einer Ausbeute von 1,7 g.
Gewichtsanalyse in % für 2'-N-Methyl-(carbäthoxymethylaminof luoran:
Berechnet
Gefunden
Kohlenstoff 71,18 70,62
Wasserstoff 5,98 6,28
Stickstoff 5,93 5,94
Eine Benzollösung der Verbindung ergab auf einem mit einer Mischung von Kaolin und Phenolharz beschichtetem Papier eine grüne Färbung.
Beispiel 3
Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden unter Verwendung der entsprechenden Reaktionskomponenten die folgenden Verbindungen erhal-
C5H5
C3H
ten:
a) 2'-Carbo-t-butoxymethylamino-6'-diäthylaminofluoran der Formel
CH3
NH-CH2-COOC-CH3
CH3
C=O
vom F. 138 bis 1400C. Bei Aufbringen einer Benzollösung der Verbindung auf ein auf der Vorderseite mit einer Mischung von Kaolin und Phenolharz beschichtetes Papier wird eine grau-schwarze Färbung erhalten.
b) ö'-Diäthylamino^'-phenacylaminofluoran der Formel
,H5
C2H5
NH-CH2CO-< O
C=O
vom F. 201 bis 2020C. Bei Aufbringen einer Benzollösung der Verbindung auf ein auf der Vorderseite mit einer Mischung von Kaolin und Phenolharz beschichtetes Blatt wird eine grüne Färbung erhalten.
7
c) o'-Diäthylamino-l'-N^-dirnethylcarbamoylmethylarninofluoran der Formel
C2.H5
NH-CH2CON(CH3)2
C=O
vom F. 132 bis 134° C. Bei Aufbringen einer Benzollösung der Verbindung auf ein auf der Vorderseite mit einer Mischung von Kaolin und Phenolharz beschichtetes Blatt wird eine grüne Färbung erhalten.

Claims (1)

  1. Palentanspruch:
    Basisch substituierte Fluoranverbindungen der allgemeinen Formel
    R> 591A λ? J-R
    in der Ri eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt und R die Carbäthoxymethylamino-, N-Methylcarbäthoxymethylamino-, Carbo-t-butoxymethylamino-, Phenacylamino- oder N1N-Dimethylcarbamoylmethylamino-Gruppe bedeutet.
DE19702065643 1969-01-21 1970-01-16 Basisch substituierte Furanverbindungen Expired DE2065643C3 (de)

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