DE2337855B2

DE2337855B2 - Färben von organischen Materialien mit Naphthacenchinon-Derivaten

Info

Publication number: DE2337855B2
Application number: DE2337855A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Okubo; Michihiro Tsujimoto
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1978-05-24
Also published as: CA983658A; CH1074373A4; JPS4931977A; JPS5417877B2; IT998295B; DE2337855C3; US4036805A; CH600030B5; CH593314A5; GB1428540A; DE2337855A1

Description

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß X und Y gleichzeitig die Anilinogruppe, die Toluidinogruppe, die Anisidinogruppe oder die Thioanisidinogruppe sind und R und R' jeweils für Wasserstoff, die Methylgruppe oder die Phenylgruppe stehen und R und R' zusammen einen Benzolring bilden können.

eines organischen Matriais mit Naphthacenchinon-Derivaten der Formel

20

Die Erfindung betrifft das Färben eines organischen Materials mit Naphthacenchinon-Derivaten der im Anspruch 1 angegebenen Art.

Die mit diesen Verbindungen gefärbten organischen Materialen weisen brillante Nuancen mit charakteristischer Fluoreszenz auf.

Bislang war es kaum bekannt, Naphthacenchinon-Derivate als Farbstoffe zu verwenden; es ist lediglich beschrieben, daß sulfonierte Verbindungen, welche durch Behandlung der Naphthacenchinon-Derivate mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten werden, als saure Farbstoffe für Wolle verwendet werden können (vergl. z. B. »J. Chem. Soc«, Band 91, Seite 411 bis 435 [1907]). Des weiteren ergibt sich aus der Tatsache, daß diese Derivate im »Colour Index«, 2. Ausgabe (1956) und dem Ergänzungswerk (1963), herausgegeben von der Society of Dyers & Colourists und der American Association of Textile Chemists and Colourists, und in »The Chemistry of Synthetic Dyes«, Band I und II (1952) und Band III (1970) von K. Venkataramann, nicht beschrieben werden, daß die Naphthacenchinon-Derivate überhaupt nicht als Farbstoffe im Handel waren. Es wurde als Folge intensiver Untersuchungen des Färbeverhaltens der Naphthacenchinon-Derivate, welche bislang nur als Zwischenprodukte für Farbstoffe bekannt waren, auf organische Materialien gefunden, daß die Verbindungen der nachstehend angegebenen Formel I hochmolekulare organische Verbindungen in brillanter Nuance mit einer charakteristischen Fluoreszenz färben.

Abgesehen von Λ-Aminoanthrachinon, wird das wichtigste Zwischenprodukt für einen rötlichen Anthrachinon-Dispersionsfarbstoff zur Zeit durch Aminierung von Anthrachinon-1-sulfonsäure, e^rtialten durch Sulfonierung von Anthrachinon in Gegenwart eines Quecksilber-Katalysators, hergestellt. In '.stzter Zeit wurde der Wunsch laut, die Umweltverschmutzung durch Quecksilber der chemischen Industrie zu vermeiden. Demgegenüber können die erfnJungsgemäß verwendeten Naphthacenchinon-Denvate ohne Verwendung von Quecksilber erhalten werden, und sie können in brillanteren Nuancen als die Anthrachinon-Derivate anfärben.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben

worin

X —OH, —OR", —SR", -NH₂ oder —NHR" ist, wobei R" einen niedrig-Alkylrest oder Phenylrest bedeutet, die gegebenenfalls durch einen Methylrest, niedrig-Alkoxyrest, niedrig-Alkylthiorest oder Halogen substituiert sind,

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe eine niedrig-Alkylthiogruppe, eine Phenoxygruppe, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder Chlor substituiert sind, eine Thiophenoxygruppe, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine niedrig-AIkoxygruppc oder Chlor substituiert ist, die Aminogruppe, eine niedrig -Alkylaminogruppe, deren Alkylgruppe gegebenenfalls durch die Hydroxygruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder eine niedrig-Alkylthiogruppe substituiert ist, eine Benzylaminogruppe, eine Phenylsulfonylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch niedrig-Alkylgruppe(n) substituiert ist, eine niedrig-Alkylsulfonylaminogruppe, eine Cyclohexylaminogruppe, eine Phenylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe, niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Chlor substituiert ist, eine Methylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder eine Benzylgruppe bedeutet und

R und R' jeweils für Wasserstoff, Chlor, eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder eine Phenylgruppe stehen und R und R' zusammen einen Benzolring bilden können.

Organische Materialien, die erfindungsgemäß gefärbt werden können, umfassen jede synthetische oder halbsynthetische Verbindung mit hohem Molekulargewicht, welche praktisch als Fasergegenstand, Film, Extrudat, Guß- oder Formgegenstand verwendet werden kann, einschließlich synthetischer oder halbsynthetischer Harze, wie Amino-Formaldehyd-Harze, z. B. Harnstoff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldehyd-Harze, Polymerisate und Mischpolymerisate von Methacrylsäureester^ Polymerisate und Mischpolymerisate von Vinylchlorid, Polymerisate und Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid, Polymerisate und Mischpolymerisate von Olefinen, z. B. Polyäthylen und Polypropylen, Styrolpolymerisate und -mischpolymerisate, Polyamidharze, Polyesterharze, Polyacrylharze, Polyacetalharze und Celluloseester.

Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen der allgemeinen Formel I sind wohlbekannt. So wird z. B. die Verbindung der Fomel II nach dem in

»Journal of the Chemical Society«, Band 91, Seite 416 und 417 beschriebenen Verfahren wie folgt hergestellt:

CO

>o +

OH

COOH

to

15

20

25

(II)

30

+ NaOCH₃

(III)

+ NaCl

(IV)

OH

CO

R' COOH

R CO

R' CO

(V)

Zum Beispiel wird die Verbindung der Formel VIII aus 4-Methylphthalsäureanhydrid (VI) und 4-Chlor-1-naphthol (VII) hergestellt:

H₃C CO

(Vl)

Cl (VII)

Die Alkoxy und ähnliche Gruppen aufweisenden 35 Verbindungen der Formel I werden aus halogensubstituierten Verbindungen durch Einwirkung von Alkalialkohoiaten erhalten, z. B. wird aus der Verbindung der Formel III und Natriummethylat die Verbindung der Formel IV erhalten: 40

OH

CO

50

55 H₃C

(VIII)

OCH₃

Auch sind unter Verwendung von substituierten Phthalsäureanhydriden und Naphtholen die Verbindungen der Formel V erhältlich: 60

O +

65 Es ist deshalb nicht erforderlich, auf die Herstellungsverfahren der Verbindungen der Formel I näher einzugehen.

Es wurde festgestellt, daß die Verbindungen der Formel I als Farbstoffe für organische Materialien die organischen hochmolekularen Verbindungen in brillanten Nuancen, die sich zwischen gelben bis blauen Tönen erstrecken, unter Fluoreszenz färben und daß die Lichtechtheit der gefärbten Gegenstände ausgezeichnet ist.

In Tabelle I werden typische Beispiele für Verbindungen angegeben, die erfindungsgemäß verwendet werden können. Es wird der Farbton eines unter Verwendung des Färbeverfahrens gemäß Beispiel 1 oder 2 gefärbten Polyestergewebes angegeben.

Tabelle I

Verbindung Strukturformel
Nr.

larhton des üelarhlen l'oheslerarlikels

Gelb

CH, Gelb

Gelb

CH₂-GeIb

Gelb

CH₃

OH

CO

Gelb

Fortsetzung 10

Verbindung Strukturformel

Kurhion des gelarhicn l'olvesterarlikels

Gelb

CO

OCH₃ Gelb

OC₄H₉

SCH₃ Gelb

Gelb

OH

Gelb

11

Fortsetzung

12

Verbintluni! Strukturformel

Farbton

des gcfiärblcn

Polyesterartikels

CO

OCH₃ Gelb

CO

CH₃ Gelb

CO

o-

OCH₃ Gelb

CO

CO ι

OCH₂CHjOCH₁

OH

CO

NH SO₂-/ >— CH₃

Gelb

Orange

13

Fortsetzung

Vcrbjnduni! SlriiktuiTcu mcl

14

Karl·:.-.!·,

ilcs'gefiirhlL'n

l'ohesterarlikek

OH

co

NH · SO₂CH₃ Orange

OH

CO

NH₂ Rosa

OH

CO

CH₃O CO

NH, Rosa

OH

CO CH₃ CO

NH, Rosa

OH

CH, CO

CH₃ CO

NH, Rosa

OH

CO

NH CH₃

Rosa

Rotviolett

15

Fortsetzung

ViThindiinv Strukturformel

Nr.

29

30

31

32

33

34

OCH₃

SCH₃

SO₂CH₃

OH

NHC₂H₄OH

l-iiiblun

des yclürhicn

lOlveslcrartikcls

Rotviolett Rotviolett Rotviolett Braun

Orangerot

809 521/:

17

Fortsetzung

Verhinüuni! Strukturforniül

CO

NHCH₂CH₂CH₂SCh₃

l-'urhion des uefiirblen

Orangerot

OH

CO NHCH₂CH₂CH₂OCh₃

Orangerot

co

OH

NH-CH₂ Orangerot

CO

NH

NH-Violettblau

CO

NH-CH₃

NH —f V-CH₃

Violettblau

CO

NH sf\J

NH

Violettblau

19

Fortsetzung

20

Vcrhiiidiiiii! Strukturformel

Farbton

des gclarblcn

l'olvuslcrurlikcls

CO

CO OCH₃

NH

NH₂

OCH₃ Violettblau

Violettblau

Violett

CO

Violett

CO

NH

NH₂ Violett

21

Fortsetzung

Verbindung Strukturformel

l'arbtiin

des gefärblcn

l'olyeslerarlikcls

CO

NHCH₃

CO

OH

NH,

OQH₉

Gelb

Rot

Orangegelb

Bräunlichgelb

Violett

Gelb

Die organischen Materialien können mit den Verbindungen der Formel I nach jedem üblichen Verfahren leicht gefärbt werden. Zum Beispiel können Fascrmaterialien, wie Garne und Stoffe, durch Fixieren des Farbstoffs bei 50 bis 140"C in wäßrigem Medium nach der üblichen Ausziehmethode oder bei einer geeignten Temperatur (z. B. 100 bis 200' C) in Übereinstimmung mit der verwendeten Art der Faser unter Verwendung von Trocken wärme nach dem üblichen Thermosol-Verfahren gefärbt werden.

Wenn weiterhin das zu färbende organische Material ein Film, ein Überzug, ein gegossener, geformter oder stranggepreßter Gegenstand ist, kann er dadurch gefärbt werden, daß man die Verbindungen der Formel I z.B. dem Harz oder dem Polymerisat, aus dem er hergestellt werden soll, während seiner Herstellung oder vor oder während des Formens der Substanz zu einem Film, überzug, Gußform oder stranggepreßten Gegenstand hinzugibt und damit vermischt. Ein Pigment auf Harzbasis mit gelber oder roter fluoreszierender Farbe kann auch durch Einmischen der Verbindungen der Formel I in das Harz oder das Polymerisat oder in andere geeignet gewählte organische Materialien in geschmolzener Form erhalten werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, wobei sich alle Teile auf das Gewicht beziehen und die Verbindungs-Nr. derjenigen der Tabelle I entspricht.

Beispiel 1

1 Teil der Verbindung Nr. 23 (6-Hydroxy-l 1 -aminonaphthacenchinon-5,12) wurde mit 0,5 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels vom Natriumalkylbenzolsulfonat-Typ oder Alkylarylpolyoxyäthylenäther-Typ und 2 Teilen Wasser während einer ausreichenden Zeit vermählen, um ein fein granuliertes Pulver zu erhalten, welches mit Wasser verdünnt wurde, um 10 Teile einer fein granulierten wäßrigen Dispersion zu ergeben. 2 Teile dieser Dispersion wurden einem wäßrigen w Bad zugegeben, das 1 Teil eines oberflächenaktiven Mittels vom Typ Sulfat eines höheren Alkohols enthielt, um 500 Teile des Behandlungsbades zu erhalten. 10 Teile eines Polyester-Tuchs wurden in dieses Behandlungsbad, welches auf 130⁰C gehalten wurde, während 40 Minuten getaucht und dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das erhaltene gefärbte Tuch zeigte eine klare rorsa Farbe mit einer orangen Fluoreszenz, und seine Lichtechtheil war höher als Note 5 gemäß JIS L 0842-1971. Auf ähnliche Weise wurden gefärbte Tücher mit ähnlicher Farbe, ähnlicher Fluoreszenz und Lichtechtheit unter Verwendung der Verbindungen Nr. 24, Nr. 26 bzw. Nr. 27 anstelle der Verbindung Nr. 23 erhalten.

Beispiel 2

1 Teil der fein granulierten Probe der Verbindung Nr. 1 (6-Hydroxynaphthacenchinon), welche in derselben Weise wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten wurde, wurde in 20 Teilen Wasser dispergiert, die 0,04 fco Teile eines oberflächenaktiven Mittels vom Polyoxyüthylenalkyläther-Typ enthielten.

Ein Polyestertuch wurde in diese wäßrige Dispersion getaucht und damit auf eine Aufnahme von 40 bis 50% imprägniert. Dieses behandelte Tuch wurde as getrocknet, wobei ein gefärbtes Tuch erhalten wurde, mit einer verdünnten Lösungeines oberflächenaktiven Mittels gewaschen, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei ein gefärbtes Tuch erhlten wurde, welches klar gelb mit einer gelben Fluoreszenz gefärbt war und eine ausgezeichnete Lichtechtheit besaß.

Auf ähnliche Weise wurden gefärbte Tücher mit ähnlicher Farbe, ähnlicher Fluoreszenz und Lichtechtheit unter Verwendung der Verbindungen Nr. 2, 5, 6. 12 bzw. 13 anstelle der Verbindung Nr. 1 erhallen.

Beispiel 3

In derselben Weise wie in Beispiel 1 beschrieben wurden ein Polyamidtuch bei 98" C und ein Acetattuch bei 80"C anstelle eines Polyestertuches behandelt, wobei jeweils derselbe Effekt wie in Beispiel I erhalten wurde.

Beispiel 4

Eine gleichmäßige Mischung, bestehend aus 0,1 Teil 6,1 l-Dihydroxynaphthacenchinon-5,12, 50 Teilen Polyvinylchlorid und 50 Teilen Dioctylphthalat, wurde 10 Minuten bei 150^cC geknetet und dann 5 Minuten zwischen auf 160° C erhitzten Metallplatten gepreßt, wobei eine Folie mit einer Stärke von etwa 0,5 mm erhallen wurde.

Die erhaltene Folie wies eine klare orange Farbe mit einer gelben Fluoreszenz auf.

Es wurden ähnlich gefärbte Folien von klarer gelblicher Farbe, die eine ähnliche Fluoreszenz emittierten, unter Verwendung der Verbindungen Nr. 5C bzw. 51 anstelle der vorstehenden Verbindung erhalten.

Beispiel 5

20 Teile eines nichtmodifizierten Melamin-Form aldehyd-Harzes wurden in 50 Teile eines bei 120^cC geschmolzenen Sulfonamidharzes eingemischt. Da! erhaltene Gemisch wurde auf 170 bis 180⁰C erhitzt und in diese Mischung wurde 1 Teil der Verbindung Nr. 49 (2,3-Benzo-6-hydroxy-l 1-aminonaphthacen chinon-5,12) eingemischt. Das Gemisch wurde voll ständig gelöst, dann abgekühlt, verfestigt und zer stoßen, wobei ein rotes fluoreszierendes Pigmen erhalten wurde, welches eine orangefarbene Fluores zenz emittierte.

In ähnlicher Weise wurden unter Verwendung de Verbindungen Nr. 23, 33 bzw. 36 anstelle der Ver bindung Nr. 49 Pigmente erhalten, die eine ähnlichi Farbe aufwiesen und eine ähnliche Fluoreszenz emit tierten.

Beispiel 6

1 Teil der Verbindung Nr.43 (6-Amino-ll-anilino naphthacenchinon-5,12) wurde zu 1000 Teilen Poly styrol zugegeben und bei 180°C einige Minuten ge knetet und dann zu einer Platte mit einer Stärke voi 5 mm gepreßt.

Die erhaltene Polystyrolplatte wies eine violett Farbe auf und emittierte eine rote Fluoreszenz.

Auf ähnliche Weise wurden unter Verwendung de Verbindungen Nr. 30, 44, 45 bzw. 46 anstelle de Verbindung Nr. 43 gefärbte Platten erhalten, die ein ähnliche Farbe aufwiesen und eine ähnliche Fluores zenz emittierten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben einer synthetischen oder halbsynthetischen organischen Verbindung mit hohem Molekulargewicht mit Naphthacenchinon-Derivaten der Formel

10

(D

X —OH, —OR", -SR", —NH2 oder —NHR" ist, wobei R" eine niedrig-Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe bedeutet, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, niedrig-Alkoxygruppe, niedrig-Alkylthiogruppe oder Halogen substituiert ist,

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe, eine Phenoxygruppe, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder Chlor substituiert ist, eine Thiophenoxygruppe, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder ein Chloratom substituiert ist, die Aminogruppe, eine niedrig-Alkylaminogruppe, deren Alkylgruppe gegebenenfalls durch die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder eine niedrig-Alkylthiogruppe substituiert ist, eine Benzylaminogruppe, eine Phenylsulfonylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe substituiert ist, eine niedrig-Alkylsulfonylaminogruppe, eine Cyclohexylaminogruppe, eine Phenylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Chlor, substituiert ist, eine Methylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder eine Benzylgruppe bedeutet, und

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

60

X -OH, —OR", —SR", -NH₂ oder — NHR" ist, wobei R" eine niedrig-Alkylgruppe oder Phenylgruppe, welche gegebenenfallsdurcheineMethylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Halogen substituiert ist, bedeutet.

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe, eine Phenoxygruppe, die gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder ein Chloratom substituiert ist, eine Thiophenoxygruppe, die gegebenenfalls durch eine Metbylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder Chlor substituiert ist, eine Aminogruppe, eine niedrig-Alkylaminogruppe, deren Alkylgruppe gegebenenfalls durch die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder eine niedrig-Alkylthiogruppe substituiert ist, eine Benzylaminogruppe, eine Phenylsulfonylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe substituiert ist, eine niedrig-Alkylsulfonylaminogruppe, eine Cyclo-

; hexylaminogruppe, eine Phenylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe, eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Chlor substituiert ist, bedeutet und

R und R' jeweils für Wasserstoff, Chlor, die Methylgruppe, die Methoxygruppe oder die Phenylgruppe stehen und R und R' zusammen einen Benzolring bilden können.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

X eine Hydroxylgruppe bedeutet,

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, die Methoxygruppe, die /9-Methylthioäthoxygruppe, die /J-Methoxyäthoxygruppe, die /J-Äthoxyäthylthiogruppe, die Phenoxygruppe, die Methoxyphenoxygruppe, die Methylthiophenoxygruppe.dieMethoxythiophenoxygruppe, die Butoxythiophenoxygruppe, die Chlorthiophenoxygruppe, die Aminogruppe, die y-Methoxypropylaminogruppe, die Benzylaminogruppe, die p-Toluolsulfonylaminogruppe, die Methylsulfonylaminogruppe, die Cyclohexylaminogruppe, die Anilinogruppe, die Toluidinogruppe, die Chloranilinogruppe, die Anisidinogruppe, die Thioanisidinogruppe, die Methylgruppe, die Cyclohexylgruppe oder die Benzylgruppe ist und

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

X die Aminogruppe oder eine niedrigalkylsubstituierte Aminogruppe ist,

Y Wasserstoff, die Methylgruppe, die Aminogruppe, die Anilinogruppe, die Toluidinogruppe, die Anisidinogruppe

oder die Thioanisidinogruppe bedeutet und

R und R' für Wasserstoff, die Methylgruppe oder die Phenylgruppe stehen und R und R' zusammen einen Benzolring bilden können.