DE2103757A1 - Disazofarbstoff, seine Herstellung und Verwendung - Google Patents
Disazofarbstoff, seine Herstellung und VerwendungInfo
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Dr. W. S-Ha k, D;pl.-Jng. P. WirtK
Di-L-!- :. ^-..-.-..-berg
- D.. V. f ' ■-; ' -> „arzik
Dr. P.V.'-.:- .-J D/. D.Gudel
FrankL'.-j.M., C. tsciioiheirner Str. 39
- D.. V. f ' ■-; ' -> „arzik
Dr. P.V.'-.:- .-J D/. D.Gudel
FrankL'.-j.M., C. tsciioiheirner Str. 39
SANDGZ AG
Case 150-3139
Disazofarbstoff, seine Herstellung und Verwendlang.
Gegenstand der Erfindimg ist ein Disazofarbstoff der Formel
?H
j5 OH
welcher hergestellt werden kann, wenn man 2 Mol der Diazoverbindung
aus dem Amin der Formel
i/rl— ONH2
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bei einer Temperatur von O°-25°C und bei einem pH-Wert von
5 bis 8 mit 1 Mol einer Kupplungskomponente der Formel
OH OH
-NH-C-HN-H0,S" ^ ^ ^ ~ ^SO,H
kuppelt.
Man kann auch bei einem pH-Wert von 4,0-7,0, bzw. vorteilhaft
von 4,0 bis 5,5 oder 5,0 bis 6,5 und bei einer Temperatur
von 5-150C kuppeln.,
Den Djsazofarbstoff der Formel (I) kann man auch erhalten,
wenn man 2 Mol einer Monoazoverbindung aus diazotierter l-Amino-2-methylbenzol-4-sulfonsäure und einer 2-Acylamino-5-hydroxynaphthalin-7-sulfonsäure
nach dem Abspalten der Acylgruppe, z.B. durch Hydrolyse, mit mindestens 1 Mol Phosgen
umsetzt.
Eine Acylgruppe steht vorteilhaft für eine substituierte Carbonyl- oder Sulfonylgruppe, z.B. für den Acetyl- oder
Propionylrest.
Die Kupplung wird nach den obengenannten Angaben durchgeführt, während die Hydrolyse und die Umsetzung mit Phosgen
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nach an sich bekannten Methoden durchgeführt werden können, z.B. bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur, in Wasser
oder einem organischen Lösungsmittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Hilfsmittels z.B. NaOH oder NaHCO,, usw.
Der Farbstoff der Formel (I) eignet sich vorzüglich zur Herstellung von in der Masse gefärbtem, geleimtem oder ungeleimtem
Papier. Man kann aber auch Papier als solches, dh. Papierblätter direkt mit dem Farbstoff der Formel (I) färben.
Der Farbstoff kann direkt als Pulver oder in granulierter Form oder in einer Lösung zum Färben von Papier verwendet
werden. Der Disazofarbstoff der Formel (I) zeichnet sich gegenüber strukturell ähnlichen Handelsprodukten dadurch aus,
dass er das Abwasser beim Färben von Papier nicht anschmutzt, dh. das Abwasser ist farblos, was bei der heutigen Gewässerverschmutzung
ein grosser Vorteil bedeutet; ausserdem hat man beim Färben von Papier keine Farbstoffverluste (dh. der λ
Farbstoff zieht quantitativ aufs Papier auf. Ferner kann man mit dem Farbstoff direkt Papier färben, bzw. er kann direkt
der Papiermasse zugesetzt werden, ohne dass er aufgelöst, z.B. in Wasser, werden muss. Auch wenn er direkt als Pulver
eingesetzt wird, tritt keine Verminderung der Brillanz oder der Farbausbeute ein. Ausserdera meliert der Farbstoff der
Formel (I) nicht, er färbt Papier nicht zweiseitig und er ist nicht pH empfindlich.
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Mit dem Farbstoff der Formel (I) kann man Papier nach den üblichen Methoden färben, dh. z.B. bei Raumtemperatur oder
bei erhöhten Temperaturen, bei denen das Papier nicht Schaden erleidet, vorteilhaft in wässerigem saurem oder basischem
Medium.
Der Farbstoff der Formel (I) ist in Wasser bedeutend besser löslich als strukturell ähnliche, im Handel erhältliche Farbstoffe.
Die erhaltenen Papierfärbungen sind auch bedeutend brillanter als Färbungen mit den im Handel erhältlichen Präparaten
ähnlicher struktureller Zusammensetzung; sie sind auch hervorragend echt und insbesondere sehr nassfest. Die
Lichtechtheit 1st gut. Nach längerem Belichten ändert sich die Nuanoe Ton in Ton. Die Papierfärbungen sind sehr nassecht
dh. echt gegen Wasser, Milch, alkoholische Getränke, Fruchtsäfte und Mineralwasser. Die Färbungen sind sowohl oxydativ
als auch reduktiv bleichbar, was sehr wichtig ist für die Ausschuss- und Altpapierverwertung.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Produkt
ist reiner als die im Handel erhältlichen ähnlichen Produkte. Es ist überraschend, dass der Farbstoff der Formel (I) als
Einzelkomponente in Wasser besser löslich ist als im Handel erhältliche Gemische von Verbindungen ähnlicher Struktur.
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Der Farbstoff der Formel (I) lässt sich vorteilhaft in konzentrierte,
feste Färbstoffpräparate überführen. Geeignet
sind granulierte feste Färbstoffpräparate, die
a) den Farbstoff der Formel (I) und
b) höchstens 50 % eines in Wasser dissoziierenden Salzes
enthalten, wobei die Teilchengrösse des Farbstoffpräparates
eine durchschnittliche Grosse von mindestens 20 /a f
haben.
Mit Vorteil setzt man 5-5O % eines Salzes ein.
Die Teilchengrösse der Farbstoffpräparate kann 20 ^u bis etwa
500 μ, bzw'» 20 ^i bis JOO ^u, jedoch vorteilhaft 20 ^u bis 200 ja
betragen. * t
Das granulierte Farbstoffpräparat kann Hilfsmittel enthalten, z.B. stabilisierende Hilfsmittel, wie Säureamide, beispiels- |
weise Carbonsäureamide, wie Harnstoff und seine Derivate, z.B. gegebenenfalls substituierte Alkylharnstoffderivate, usw.
Der Farbstoff der Formel (I) eignet sich auch zum Färben von Papier in Form von konzentrierten Farbstofflösungen. Solche
Farbstofflösungen können hergestellt werden, indem man ein
granuliertes Farbstoffpräparat in Wasser löst, wobei das Farbstoffpräparat
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a) den Farbstoff der Formel (I) und
b) höchstens 50 % eines in Wasser dissoziierenden Salzes enthalten,
wobei die Teilchengrösse des Farbstoffpräparates eine durchschnittliche Grosse von mindestens 20 /tr haben.
Als in Wasser dissoziierenden Salze kommen in erster Linie Neuträlsalze der Alkalimetalle, vorzugsweise NaCl, KCl,
Na2SO2,, K3SO2, oder NaPO- in Betracht. Alkalisch reagierende
Salze wie Na2CO5, KgCO,, Na2HPO2^, Na2^P3O7, K2^P3O können z.B.
für zum Färben von Papier bestimmte Farbstoffpräparate verwendet werden.
Ueblicherweise verwendet man jedoch die alkalisch oder sauer
reagierenden Salze nur in kleineren Mengen, z.B. als Stellmittel, neben den Neutralsalzen.
Die Farbstoffpräparate können z.B. in der Weise hergestellt
werden, dass man den Farbstoff der Formel (I), das oder die Salze und gegebenenfalls ein oder mehrere Stellmittel in der
etwa doppelten bis zehnfachen Menge, vorzugsweise in der zweieinhalbfachen bis fünffachen Menge, Wasser suspendiert,
die Suspension homogenisiert und hierauf zerstäubt. Die Farbstoff präparate fallen in Form von Granulaten an, die sich in
Wasser sehr schnell lösen und wenig stäuben. Gegenüber den bisher verwendeten pulverförmigen Präparaten besitzen sie
den Vorteil einer besseren Benetzbarkeit und einer grösseren
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Löslichkeit in Wasser. Man kann daher mit ihnen konzentrierter e Stanwnlösungen zubereiten.
Sie verursachen auch geringere Transportkosten und eignen sich besser für die Trockenzugabeverfahren beim Färben von
Papier.
Für die Papierfärbungen mit diesen festen und flüssigen Präparaten
gelten sinngemäss dieselben Eigenschaften wie oben erwähnt·
In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden
angegeben.
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Beispiel 1
58 Teile l-Amino-2-methylbenzol-4-sulfonsäure wurden in 400
Teilen Wasser angerührt und mit 25 Teilen 30 #iger Salzsäure
versetzt. Nach Zugabe von Eis lässt man bei 5-IO0 eine Lös·ing
von 14 Teilen Natriumnitrit in 70 Teilen Wasser zufHessen.
Nach der Diazotierung fügt man 50 Teile 5,5'~Dihydroxy-7,7ldisulfo-2,2'-dinaphthylharnstoff
zum Diazo, stellt den pH-Wert des Kupplungsgemisches durch Zugabe von 20 #iger Natriumacetatlösung
bei einer Temperatur von 10° auf 4,5-5*° und
hält diesen Wert, bis die Farbstoffbildung beendigt ist.
Zur Abscheidung des entstandenen Disazofarbstoffes wird auf
90° erwärmt und Natriumchlorid eingetragen. Nach dem Abkühlen filtriert man den Farbstoff und wäscht ihn mit konzentrierter
wässriger Natriumchloridlösung aus.
Nach dem Zerstäubungstrocknen liegt ein rotes Farbstoffpräparat
vor, welches sich in Wasser mit rotstichig oranger Farbe sehr leicht löst. Der Farbstoff färbt Papier in nassechten
rotstichig orangen Tönen.
Zu 700 Teilen einer 25 #igen wässrigen Natriumchloridlösung
fügt man unter Rühren nacheinander I5 Teile 30 #ige Salzsäure,
40 Teile l-Amino-2-methylbenzol-4-sulfonsäure, 50 Teile
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5,5'-Dihydroxy-7,7'-disulf0-2,2'-dinaphthylharnstoff und 50
Teile kristallisiertes Natriumacetat. Unter Eiskühlung wird
in Portionen 14,5 Teile Natriumnitrit zugegeben und das Reaktionsgemisah
während mehreren Stunden bei 10-20° gerührt, bis die Färbstoffbildung beendigt ist.
Der in Suspension vorliegende Disazofarbstoff wird abfiltriert und mit konzentrierter wässriger Natriumchloridlösung
gewaschen. Durch Trocknen mittels Zerstäubung erhält man ein rotstichig oranges Farbstoffpräparat, das sich in Wasser sehr
leicht löst.
37*4 Teile l-Amino-2-methylbenzol-4-sulfonsäure werden in
Teilen Wasser unter Zusatz einer wässrigen Natriumhydroxid-.lösung
gelöst. Nach der Zugabe von 14 Teilen Natriumnitrit lässt man diese Lösung in ein Gemisch bestehend aus 50 TeJlen
30 Seiger Salzsäure und Eis einfHessen.
Die erhaltene Diazosuspension wird langsam zu einer Suspension
von 55 Teilen des Dinatriumsalzes des 5,5'-Dihydroxy-7,7'-disulfo-2,21-dinaphthylharnstoffes,
20 Teilen Natriumbicarbonat und 300 Teilen Wasser gegeben. Durch Zugabe von
Eis wird die Temperatur unter 10° gehalten. Man erhält eine dunkelrot gefärbte Lösung. Der entstandene Disazofarbstoff
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wird bei 40-50° mit JOO Teilen Kochsalz abgeschieden und
filtriert.
37,4 Teile l-Amino-2-methylbenzol-4-sulfonsäure werden, wie
in Beispiel 3 beschrieben, diazotiert und zu einer Lösung von 30 Teilen des Natriumsalzes der 2-Acetylamino-5-hydroxynaphthalin-7-sulfonsäure
in 400 Teilen Wasser gegeben. Durch Zugabe von Natriumbicarbonat wird der pH-Wert des Reaktionsgemisches
auf 6,0 bis 7,0 eingestellt.
Nach der Kupplung gibt man zur Farbstofflösung 60 Teile Natriumhydroxid
in Form einer 30 #igen wässrigen Lösung und erwärmt
eine Stunde lang auf Siedetemperatur, wobei die Acetylgruppe abgespalten wirde Die Reaktionslösung wird mit Salzsäure neutralisiert und der Farbstoff durch Zugabe von Kochsalz
abgeschieden. Man filtriert und löst den Farbstoff in 1000 Teilen Wasser wieder auf.
In die erhaltene Lösung leitet man bei 30-40° unter gutem
Rühren solange Phosgen ein, bis kein Aminomonoazofarbstoff
mehr nachweisbar ist. Durch Zugabe von verdünnter Natronlauge wird der pH-Wert während der Reaktion zwischen 6,0 und 8,0
gehalten. Der Disazofarbstoff wird mit Natriumchlorid ausgefällt und abfiltriert.
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Beispiel 5
65 Teile des Farbstoffs der Formel
OH
OH
^3
HO S
werden in Form des Tetranatriumsalzes bei Raumtemperatur in eine Lösung von 20 Teilen wasserfreiem Natriumsulfat und
Teilen Wasser eingetragen und zu einer homogenen Dispersion verrührt. Durch Zerstäubungstrocknung dieser Dispersion erhält
man rote Granulate mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 80 /u, die sich in Wasser sehr gut lösen und
Papier in reinen, rotstichig Orangen Tönen färben. Die aus dem Granulat bereitete Färbstofflösung hat einen pH-Wert
von 8.
65 Teile des Farbstoffs der Formel
OH
OH
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werden in Form des Tetranatriumsalzes bei Raumtemperatur in eine Lösung von 20 Teilen wasserfreiem Natriumsulfat, I5
Teile Harnstoff und 3OO Teilen Wasser eingetragen und zu
einer homogenen Dispersion verrührt. Durch Zerstäubungstrocknung dieser Dispersion erhält man rote Granulate mit einer
durchschnittlichen Teilchengrösse von 100 μ, die sich in
Wasser sehr gut lösen und Papier in reinen, rotstichig orangen Tönen färben.
Die aus dem Granulat bereitete Farbstofflösung hat einen pH-Wert
von 10.
Im allgemeinen haben die aus den Granulaten bereiteten Farbstoff lösungen einen pH-Wert von 7 bis 10.
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In einem Holländer werden 70 Teile chemisch gebleichte SuI-fitcellulose
(aus Nadelholz) und JO Teile chemisch gebleichte Sulfatcellulose (aus Birkenholz) in 2000 Teilen Wasser gemnhlen·
Zu dieser Masse streut man 0,1 Teile des in Beispiel 5 beschriebenen Parbstoffpräparates. Nach 20 Minuten Mischzeit
wird aus dieser Masse Papier hergestellt. Das auf diese Weise' hergestellte saugfähige Papier ist rotstichig orange gefärbt.
Das Abwasser ist praktisch farblos.
In einem Holländer werden 100 Teile chemisch gebleichte SuI-fitcellulose
in 2000 Teilen Wasser gemahlen. Zu dieser Masse gibt man 0,0J Teile des Farbstoffs der Formel (I) (als Dinatriumsalz).
Nach I5 Minuten erfolgt die Leimung und anschlies-
send die Fixierung. Papier, das aus diesem Stoff hergestellt |
wird, besitzt eine rotstichig orange Nuance von mittlerer Intensität mit guten Nassechtheiten.
In einem Pulper werden 100 Teile chemisch gebleichte SuIfitcellulose
in 2000 Teilen Wasser aufgeschlagen. Zu dieser Masse gibt man 1,0 Teile einer Färbstofflösung, welche 50
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Teile des Farbstoffpräparates aus Beispiel 6 in 1000 Teilen
Wasser gelöst enthält. Nach 20 Minuten Mischzeit wird aus dieser Masse Papier hergestellt, welches rotstichig orange
gefärbt ist.
Eine saugfähige Papierbahn aus ungeleimtem Papier wird bei
40-50° durch eine Farbstofflösung der folgenden Zusammensetzung hindurchgeführt:
0,5 Teile des Farbstoffpräparates aus Beispiel 6,
0,5 Teile Stärke,
99 Teile Wasser.
99 Teile Wasser.
Die überschüssige Farblösung wird durch zwei Walzen abgepresst und anschliessend getrocknet. Die Papierbahn ist rotstichig
orange gefärbt.
Die folgenden, nach den Angaben der Beispiele 5 und 6 hergestellten
Färbst off präparnte sind durch ihre Zusammensetzung,
Ihre durchschnittliche Teilchengrösse und den Farbton ihrer Färbungen auf Papier gekennzeichnet.
10SI34/UIS
Bsp. Nr. |
Teile Farbstoff der Formel (I) als Tetrana triumsalz |
Coupage Teile |
durchschnitt liche Teil- chengrösse in |
Farbton der Papier färbung |
I | 50 | 50 Na2SO^lCaIz. | 20 | rotsti chig orange |
II | 75 | 25 do. | 110 | do. |
III | 82 | 18 do. | - 90 | do. |
IV | 70 | 50 do. | 50 | do. |
V | 55 | 8 NaCl und | 90 | do. |
VI VII |
65
75 |
10 NaCl und 25 Na2SO4ICaIz. 10 NaCl und 15 Harnstoff |
80 150 |
do. do· |
VIII | 90 | 5 NaCl und 5 Harnstoff |
100 | do· |
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Disazofarbstoff der FormelCH.OHOH-C-HNHO SH (I),SO^Hhergestellt durch Kuppeln von 2 Mol der Diazoverbindung aus dem Amin der FormelH-HO3SΝΗΛ(H)bei einer Temperatur von 0°-25°C und bei einem pH-Wert vor. 3 bis 8, mit 1 Mol einer Kupplungskomponente der Formel(III)2. Disazofarbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, hergestellt durch Kuppeln bei einem pH-Wert von 4,0 bis 7,0.10983WU85210375?3, Disazofarbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1,hergestellt durch Kuppeln bei einem pH-Wert von 4,0 bis 5,5.4* Disazofarbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, hergestellt durch Kuppeln bei einem pH-Wert von 5,0
bis 6,5. (j5. Disazofarbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, hergestellt durch Kuppeln bei einer Temperatur von 5°
bis 150C.6. Disazofarbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, hergestellt durch Umsetzen von 2 Mol einer Monoazoverbindung aus diazotierter l-Amino^-methylbenzol^-sulfon-säure und einer 2-Acylamino-5-hydroxynaphthalin-7-sulfon- * säure nach dem Absaplten der Acylgruppe, mit mindestens 1 Mol Phosgen·7. Granuliertes Farbstoffpräparat, dasa) den Farbstoff der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1 undb) höchstens 50 % eines in Wasser dissoziierenden Salzes109834/1498Atenthält, wobei die Teilchen des Farbstoffpräparates eine durchschnittliche Grosse von mindestens 20 /i haben.8# Granuliertes Farbstoffpräparat gemäss Patentanspruch 7, enthaltend ein Säureamid.9. Granuliertes Farbstoffpräparat gemäss Patentanspruch 7, enthaltend ein Carbonsäureamid.10. Granuliertes Farbstoffpräparat gemäss Patentanspruch 7, enthaltend Harnstoff als Carbonsäureamid.11. Verfahren zur Herstellung von Farbstoff lösungen zum Färben von Papier, dadurch gekennzeichnet, dass man ein granuliertes Farbstoffpräparat gemäss Patentanspruch 7 in Wasser löst, wobei das Farbstoffpräparata) den Farbstoff der Formel (I) gemäss Patentapsurhc 1 undb) höchstens 50 % eines in Wasser dissoziierenden Salzes enthält, wobei die Teilchen des Farbstoffpräparates eine durchschnittliche Grosse von mindestens 20 μ haben.10983A/ U8512. Verfahren zur Herstellung des Disazofarbstoffe der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 2 Mol der Diazoverbindung aus dem Amin der Formel (II) bei einer Temperatur von 0° bis 25°C und einem pH-Wert von 3 his 8 mit 1 Mol einer Kupplungskomponente der Formel (III) kuppelt.15. Verfahren gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeich- ' net, dass man bei einem pH-Wert von 4,0 bis 7»0 kuppelt.14. Verfahren gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einem pH-Wert von 4,0 bis 5*5 kuppelt.15. Verfahren gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einem pH-Wert von 5»0 to 3 6,5 kuppelt.16. Verfahren gemäss Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Temperatur von 50 bis 150C kuppelt.17· Verfahren zur Herstellung des Disazofarbstoffe der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 2 Mol einer Monoazoverbirdung aus diazotierter l-Amino-2-methylbenzol-4-suli'c säure und einer 2-Acyl-109834/U85ajnino~5-hydroxynaphthalin-7-sulfonsäure nach dem Abspalten der Acylgruppe mit mindestens 1 Mol Phosgen umsetzt.18. Verwendung des Farbstoffs der Formel (I) gemäss Patentanspruch 1 zum Färben von Papier.19. Verwendung des granulierten Farbstoffpräparates gemäss Patentanspruch 7 zum Färben von Papier.20. Das gemäss Patentansprüchen 11, l8 und 19 gefärbte Papier,DerPatentartwöH;/L108834/1485
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