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Verfahren zur Herstellung basischer Farbstoffe durch katalytische
Oxidation Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 21 38 931,1) Gegenstand
des Patents . ... ... (Patentanmeldung P 21 38 931.1) ist ein Verfahren zur Herstellung
basischer Farbstoffe der allgemeinen Formel I
in der unabhängig voneinander R Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Hydroxyalkyl
mit 2 oder 3 C-Atomen, Cyanäthyl, Carbalkoxyalkyl mit insgesamt 2 bis 5 C-Atomen,
Methoxyäthyl, Äthoxyäthyl, AlkanoyloxF alkyl mit insgesamt 4 bis 11 C-Atomen, Benzyl,
Phenyläthyl, Phenyl, durch Methyl, Methoxy oder Äthoxy substituiertes Phenyl oder
einen Rest der Formel
R1 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Hydroxyalkyl mit 2 oder 3 C-Atomen,
Cyanäthyl, Methoxyäthyl, Äthoxyäthyl oder Phenyl, R2 dieselben Reste wie R, R3 dieselben
Reste wie R1 X Wasserstoff, Chlor, Methyl, Methoxy oder Äthoxy, Y Wasserstoff, Chlor,
Methyl, Methoxy oder Äthoxy, A Phenyl, durch Chlor, Methyl, Hydroxy, Methoxy, Äthoxy
oder die SulfonsauXegruppe mono- oder disubstituiertes Phenyl, einen heteroaromatischen
Rest oder einen Rest der Formeln
R4 Wasserstoff, Chlor, Methyl, Methoxy oder Äthoxy, R5 Wasserstoff oder Chlor und
ein Anion bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Verbindungen der allgemeinen
Formel II
mit durch Fluor, Chlor, Brom oder Cyan substituierten Benzochinonen oder durch Nitro
substituierten Phenanthrenchinonen in Gegenwart von Sauerstoff und Sauerstoff übertragenden
komplex gebundenes Schwermetall enthaltenden Katalysatoren dehydriert, wobei A1
gleich A oder ein Rest der Formeln
ist.
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Es wurde nun gefunden, daß das Verfahren des Patents (Patentanmeldung
P 21 38 931.1) ebenfalls sehr gut zur Herstellung basischer Farbstoffe der allgemeinen
Formel (1)
geeignet ist, in der unabhängig voneinander R1 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
Hydroxyalkyl mit 2 oder 3 C-Atomen, Cyanäthyl, Carbalkoxyalkyl mit insgesamt 2 bis
5 C-Atomen, Methoxyäthyl, Äthoxyäthyl, Alkanoyloxyalkyl mit insgesamt 4 bis 11 C-Atomen,
Cyclohexyl, Benzyl, Phenyläthyl, Phenyl, durch Methyl, Methoxy oder Äthoxy substituiertes
Phenyl, R2 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Hydroxyalkyl mit 2 oder 3 5-Atomen,
Cyanäthyl, Methoxyäthyl oder Äthoxyäthyl, Y Wasserstoff, Chlor, Methyl, Methoxy
oder Äthoxy,
A einen heteroaromatischen Rest oder einen Rest der
Formeln
R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Hydroxyalkyl
mit 2 oder 3 C-Atomen, Cyanäthyl, Methoxyäthyl oder Äthoxyäthyl, R3 und R4 zusammen
mit dem N-Atom einen heterocyclischen Rest oder R3 oder R4 verknüpft mit der o-Stellung
des Benzolringes einen kondensierten Heterocyclus, R5 Wasserstoff, Chlor, Methyl,
Methoxy, Äthoxy, Acylamino, Hydroxycarbonyl, Alkoxycarbonyl oder Hydroxysulfonyl
und ein Anion bedeuten, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man
Verbindungen der allgemeinen Formel -(2)
mit durch Fluor, Chlor, Brom oder Cyan substituierten Benzochinonen oder durch Nitrogruppen
substituierten Phenanthrenchinonen in Gegenwart von Sauerstoff, sauerstoffaktivierenden
komplex gebundenes Schwermetall enthaltenden Katalysatoren und einer nucleophilen
Verbindung der allgemeinen Formel (3) AH (3) dehydriert.
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Außer den einzeln schon erwähnten Substituenten seien zum Beispiel
folgende Reste genannt: für R1: Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, ß-Hydroxyäthyl, ß-Hydroxypropyl,
ß-Carbomethoxyäthyl, ß-Carboäthoxyäthyl für R2, R3, R4: Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl,
ß-Hydroxyäthyl oder ß-Hydroxypropyl
für einen heterocyclischen Rest
aus R3 und R4 und dem N-Atom: der Rest des Morpholins, Piperidins, Piperazins oder
Pyrrolidins, für einen kondensierten Heterocyclus, wenn R3 und R4 mit der o-Stellung
verknüpft ist: 1,2,2,4-Tetramethyl-1,2-dihydrochinolin, 1,2,2,4-Tetramethyl-1,2,3,4-tetrahydrochinolin,
2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin, 1,2-Dimethyl-2,3-dihydroindol, 1-Butyl-3-hydroxy-7-methyl-1,2,3,4-tetrahydrochinolin.
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Heteroaromatische Reste A sind beispielsweise: 1-Methyl-2-phenylindolvj3;
2-Methyl-indolyl-3, -2-Phenyl-indolyl-3, 1-Cyanäthyl-2-methyl-indlyl-'3, 1 -Phenyl-pyrazolyl-4,
1-Phenyl-2,3-dimethylpyrazolinon-5-yl-4, 1,4-Perimidin-yl-4 oder Perimidon-yl-4.
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Bevorzugte Reste sind: für R1: Wasserstoff, Methyl, Äthyl, Cyanäthyl,
Phenyl, p-Methoxyphenyl oder p-Äthoxyphenyl, für R2: Wasserstoff, Methyl oder Äthyl,
für R3: Wasserstoff, Methyl, Äthyl oder Oyanäthyl, für R4: Wasserstoff, Methyl oder
Äthyl, für R5: Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Äthoxy, Acetylamino, Carboxyl, Carbomethoxy,
Carboäthoxy oder Hydroxysulfonyl, für Y: Wasserstoff, für heteroaromatische Reste
A: die genannten Indolylreste.
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Anionen X- sind beispielsweise: Bromid, Tetrafluoroborat' Formiat,
Methosulfat oder Äthosulfat und insbesondere Chlorid, Nitrat, Acetat oder Tetrachlorozinkat.
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Als Schwermetalle für die Oxidationskatalysatoren sind z. 3.
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Kupfer, Vanadium, Molybdän und vorzugsweise Eisen und Kobalt zu nennen.
Die Metalle liegen in den Katalysatoren in komplexer Bindung mit Stickstoff- und
Sauerstoffatomen der Chelatbildner vor.
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Im einzelnen seien beispielsweise folgende Verbindungen als Oxidationskatalysatoren
genannt: Kupferkomplexverbindungen des 1) 2-AminoUthanols 2) 1 ,2-1)iaminoäthans
3) 1 ,2-iaminopropans
Kobaltkomplexverbindungen des 4) Azomethins
aus 1,2-Diaminoäthan + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd 5) Azomethins aus 1,2-Diàminopropan
+ 2 Mol 2-H.ydroxybenzaldehyd 6) Azomethins aus 1,5-Diaminopropan + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd
7) Azomethins aus 1,2-Diaminobenzol + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd 8) Azomethins aus
1,2-Diamino-4-chlorbenzol + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd 9) Azomethins aus 1,2-I)iaminobenzol
+ 2 Mol 2-Hydroxy-3,5-dichlorbenzaldehyd 10) Azomethins aus 1,2-Diamino-4-chlorbenzol
+ 2 Mol 2-Hydroxy-3,5-dichlorbenzaldehyd 11) Azomethins aus i,2-Diaminothan + 2
Mol 2-Hydroxy-5-nitrobenzaldehyd 12) Azomethins aus 1,2-Diaminoäthan + 2 Mol 2-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd
13) Azomethins aus 1,2-Diaminoäthan + 2 Mol 2-Hydroxy-3-äthoxybenzaldehyd 14) Azomethins
aus Bis-(3-aminopropyl)-amin + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd 15) Azomethins aus 1,2-Diaminobenzol
+ 2 Mol 2-Hydroxy-5-nitrobenzaldehyd 16) Azomethins aus 1,2-Diaminoäthan + 2 Mol
2-Hydroxynaphthaldehyd- 1 17) Azomethins aus 1,2-Diaminopropan + 2 Mol 2-Hydroxynaphthaldehyd-1
18) Azomethins aus 1,2-Diaminobenzol + 2 Mol 2-Hydroxynaphthaldehyd-1 19) Azomethins
aus 1,2-1)iamino-4-chlor-benzol + 2 Mol 2-Hydroxynaphthaldehyd- 1 20) Azomethins
aus 1,2-Diaminobenzol + 2 Mol 3-Formyl-4-methyl-5-cyan-2,6-dihydroxy-pyridin 21)
Azomethins aus 1,2,4,5-Tetraminobenzol + 4 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd 22) Formazans
aus Cyanessigsäure + 2 Mol Diazoverbindung von 4-Chlor-2-aminophenol-6-sulfosäure
23)
TetraazaF147annulens aus 1,2-Diaminobenzol + Malondialdehyd 24) Tetraaza r14~7annulens
aus 1,2-Diamino-4-chlorbenzol + Malondialdehyd 25) Phthalocyanins Eisenkomplexverbindungen
des 26) Phthalocyanins (FeII) 27) Phthalocyanins (FeIII) 28) Hexadecachlor-phthalocyanins
29) Phthalocyanin-tri(oder tetra)-sulfonsäure( T -dialkylaminopropyl)-amids 30)
Hämatins 31) die Oxo-Vanadiumkomplexverbindung des Azomethins aus 1,2-Diaminoäthan
+ 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd oder 32) die Dioxo-Molybdänkomplexverbindung des Azomethins
aus 1,2-Diamino-äthan + 2 Mol 2-Hydroxybenzaldehyd.
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Technisch bevorzugt verwendet werden z. B. die Katalysatoren 4 bis
14, 23, 24, 26 oder 27.
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Die Verbindungen der Formel (2) können als solche verwendet werden,
sie können aber auch im Reaktionsgemisch aus den zugehörigen Ausgangsstoffen (z.
B. Formaldehyd + Dialkylanilin) unter den erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen
gebildet werden.
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Bezüglich aller weiteren Erläuterungen und DefinitRrEn gelten die
Angaben des Hauptpatents sinngemäß.
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Beispiel 1 Eine Mischung aus 254 Teilen 4,4'-Bisdimethylaminodiphenylmethan,
121 Teilen Dimethylanilin, 10 Teilen Chloranil, 10 Teilen des Komplexes Nr. 23,
1480 Teilen Chloroform und 360 Teilen Eisessig werden bei 50 °C unter starkem Rühren
in einer geschlossenen Apparatur mit Sauerstoff behandelt. Die Sauerstoffaufnahme
kommt nach einem Verbrauch von 22,4 1 fast zum Erliegen. Aus der Reaktionsmischung
wird das Chloroform durch Abdestillieren entfernt. Der Rückstand wird in 1200 Teilen
Wasser bei 80 OC gelöst, die Tötung wird filtriert und dann
mit
wenig konz. Salzsäure versetzt. Nach Zugabe von konz.
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NaCl-Lösung fällt der Farbstoff (Basic Violet 3) aus, Ausbeute 343
g.
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Auf gleiche Weise lassen sich folgende Diphenylmethane und Verbindungen
der Formel ()) zu Triarylmethanfarbstoffen oxidieren.
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Beisp. Diphenylmethan Verbindung der Formel () Ausbeute
2 4,4'-Bisdi- 81 % |
methylamino- i) |
N |
H CH3 |
ö |
3 " / N X 89 % |
H5C2 C2H5 |
2 |
" N s 88 % |
H3C CH3 NN OH3 88 |
I Iu:Ks |
5 1? 72 |
72 % |
H3C CH3 |
¢p,OC2H5 |
6 ½ czN \ 86 ffi |
H3 CH3 |
3 3 |
v NHCOCH3 |
7 " Nu 90 % |
H C' CH3 |
X C02H |
8 fl zNX CI{3 ca. 30 % |
H3C CH3 |
Beisp. Diphenylmethan Verbindung der Formel ()) Ausbeute
9 4,4'-Bisdi- OC H 62 % |
methylamino- O0 H |
25 |
CH3 |
10 n CK, 79 % |
CK3 |
H d~ \CHr |
11 1)HH3 X 83 % |
H3H |
H3C CH3 |
12 ½) /Q, 84 % |
NOH4 CH3 |
13 n 9 ö)t) 67 % |
HOH C 2Hg |
HOH4C2 C |
14 O2C2H5 41 % |
sNs |
HgC CH3 |
15 n 9 59 |
HOH4C2 C2H40H |
16 tt 67 |
16 n N-CH3 67 % |
1¼? |
Beisp. Diphenylmethan Verbindung der Formel (3) Ausbeute
17 4,4'-Bisdi- e ,1 83 % |
methylamino- N-CH3 |
CH2 |
18 rt 75 |
H /N |
19 'Ys" 78 % |
H5C25g |
20 ?1 ½{HH33 88 % |
Ph |
21 W 67 % |
S N CH3 |
22 22 t' zu 58 % |
g NH |
23 n fÜf½ 88 % |
24 .. H3C H 86 % |
H30 H |
25 " e 88 % |
5 |
Beisp. Diphenylmethan Verbindung der Formel t3) Ausbeute
26 4,4'-Bisdi- Ç 90 % |
äthylamino- |
/ NU |
H5O2 C H |
27 (Üö 57 % |
H502 H |
28 n (½i) 74 |
H5C20 |
29 " X 90 ffi |
30 4,4'-Biseyanäthyl- e 81 % |
methylamino- / NX |
H3C CH3 |
N 82 % |
N 82 4 |
HSC2' H |
32 4,4'-Bisdimethyl- X 73 % |
amino-2,2'-di- N |
methyl- H C X CH |
3 |
33 (¼) 69 % |
N |
H5C2 C2H5 |
Ersetzt man im Beispiel 1 den Komplex Nr. 23 durch andere Komplexverbindungen, so
erhält man folgende Ausbeuten: Komplex-Nr. Ausbeute (%) 1 31 4 91 5 89
Komplex-Nr.
Ausbeute (%) 6 88 7 92 8 91 9 90 10 86 11 85 12 90 13 92 14 84 15 87 16 81 17 79
18 88 19 87 20 85 21 79 24 88 27 91 Beispiel 34 Eine Mischung aus 254 Teilen 4,4'-Bisdimethylamino-diphenylmethan,
121 Teilen Dimethylanilin, 5 Teilen Chloranil, 5 Teilen des Komplexes Nr. 23, 25
Teilen Spermölalkohol kondensiert mit 20 Molen Äthylenoxid, 20 Teilen Triisobutylphosphat,
175 Teilen Eisessig, und 700 Teilen Wasser wird 8 Stunden in einer Umlaufapparatur
durch eine Begasungsdüse bei 50 0 mit Suft behandelt. Zu der Reaktionslösurg gibt
man anschließend 1500 Teile Wasser, erhitzt auf 80 00, filtriert ab,setzt etwas
konz. Salzsäure zu und fällt den Farbstoff durch Zugabe von konz. NaC1-Lösung. Ausbeute
377 Teile Farbstoff.
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Beispiel 35 Eine Mischung aus 447 Teilen Diäthylanilin, 30 Teilen
Paraformaldehyd, 10 Teilen Chloranil, 10 Teilen des Komplexes Nr. 4, 500 Teilen
Eisessig und 1500 Teilen Äthylenchlorid wird bei 50 °C unter heftigem Rühren mit
Luft begast. Nac 7 Stunden wid das Äthylenchlorid durch Destillation entfernt,
der
Rückstand in 1500 Teilen Wasser bei 80 °C gelöst, die Lösung abfiltriert, um Filtrat
etwas konz. Salzsäure zugegeben und der Farbstoff (C. I. Basic Violet 4) mit konz.
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NaCl-Xösung gefällt. Ausbeute 377 Teile Farbstoff.
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Auf gleiche Weise lassen sich folgende Aniline zu Triphenylmethanfarbstoffen
umsetzen: Beisp. Anilin Ausbeute (%)
36 3 X Nz 3 86 |
N |
37 H3C N sC2H40N 64 |
N |
(Ö |
38 H502 N / CH2 4 68 |
0') |
39 H o CH3 Hs / CH3 71 |
VI |
2 : 1 |
Beispiel 4Q Eine Mischung aus 254 Teilen N,N'-Blsdimethylamino-diphenylmethan, 121
Teilen Dimethylanilin, 10 Teilen Bromanil, 10 Teilen des komplexes Nr, 27 aufgebracht
auf Aktivkohle (Gewiahtsverhältnis 1 : 1), 1480 Teilen äthanol und 360 Teilen Propionsäure
wird bei 50 °C unter starkem Rühren in einer geschlossenen Apparatur mit Sauerstoff
behandelt. Die Sauerstoffaufnahme kommt nach einem Verbrauch von 22 1 fast zum Erliegen,
Durch Abdestillieren wird das Äthanol von der Reaktionsmischung entfernt, der Rückstand
wird in 1200 Teilen Wasser gelöst, die Lösung bfiltriert, mit etwas konz, Salzsäure
versetzt
und der Farbstoff durch Zugabe von konz. NaCl-Lösung
ausgefällt.
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Ausbeute: 337 Teile.
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Beispiel 41 Eine Mischung aus 254 Teilen N,N'-Bisdimethylamino-diphenylmethan,
121 Teilen Dimethylanilin, 10 Teilen Tetrachlorhydrochinon, 10 Teilen des Kondensationsproduktes
aus 1 Mol o-Phenylendiamin mit 2 Molen Salicylaldehyd, 5 Teilen Co-Acetat, 2000
Teilen Xthylenchlorid und 172 Teilen p-Toluolsulfonsäure wird unter starkem Rühren
8 Stunden mit Luft begast. Nach der Aufarbeitung gemäß Beispiel 1 erhält man 349
Teile Farbstoff, Beispiel 42 291 Teile N-Äthyl-N-benzylanilin-3-sulfonsäure werden
in 1600 Teilen Wasser in wenig konz. Natronlauge gelöst. Man fügt dann 25 Teile
des Anl-agerungsproduktes aus 1 Mol Spermölalkohol und 20 Molen Äthylenoxid sowie
25 Teile Uriisobutylphosphat hinzu und anschließend eine Mischung aus 254 Teilen
4, 4'-Bis-dimethylamino-diphenvlmethan, 400 Teilen Eisessig, 10 Teilen Chloranil
und 10 Teilen des Komplexes Nr. 23. Die Reaktionsmischung wird bei 50 °C 12 Stunden
mit Luft begast, anschließend mit 2000 Teilen Wasser versetzt, auf 90 °C erhitzt
und filtriert. Der Farbstoff wird dann mit konz. NaCl-Tösung gefällt.
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Ausbeute: 249 Teile.