DE2337855C3

DE2337855C3 - Färben von organischen Materialien mit Naphthacenchinon-Derivaten

Info

Publication number: DE2337855C3
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: 1979-01-25
Also published as: CH600030B5; GB1428540A; JPS4931977A; IT998295B; CH1074373A4; DE2337855B2; CA983658A; DE2337855A1; JPS5417877B2; CH593314A5; US4036805A

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.

Die Erfindung betrifft das Färben eines organischen Materials mit Naphlhacenchinon-Dcrivaten der im Anspruch I angegebenen Art.

Die mit diesen Verbindungen gefärHcn 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 spionierte Verbindungen, welche durch Behandlung der Naphthacenrhinon-Derivate mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten werden, als saure Farbstoffe für Wolle verwendet werden können (vcrgl. z. B. »J.Chcm. 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 ei 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. Vc η k a t a r a m a η η, nicht beschrieben werden, daß die Naphthacenchinon-Dcrivate überhaupt nicht als Farbstoffe im Handel waren. Fs wurde als Folge intensiver Untersuchungen des Fürbcverhaltcns der Naphthaccnchinon-Derivale. welche bislang nur al.s 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 farben.

Abgesehen von x-Aminoanthrachinon. wird das wichtigste Zwischenprodukt für einen rotlichen Anthrachinon-Dispcrsionsfarbstoff zur Zeit durch Aminierung von Anthrachinon-l-sulfonsiiurc, erhalten durch Sulfonierung von Anthrachinon in Gegenwart eines Quecksilber-Katalysators, hergestellt. In letzter Zeit wurde der Wunsch laut, die Umweltverschmutzung durch Quecksilber der chemischen Industrie zu vermeiden. Demgegenüber können die erfindtingsgemiiß verwendeten Naphthacenchinon-Dcrivate ohne Verwendung von Quecksilber erhalten werden, und sie können in brillanteren Nuancen als die Anthrachinon-Derivate anfärben.

Die Frlindiint! betrifft ein Verfahren zum Färben

eines organischen Matriais mit Naphthacenchinon-Derivaten der Formel

worin

X —OH, —OR", —SR", -NH, 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-Alkoxygruppe oder Chlor substituiert ist, die Aminogruppe. eine niedrig-Alkylaminogruppe. c cren Alkylgruppe gegebenenfalls durch die Hydroxygruppe. eine niedrig-Alkoxygruppe oder eine niedrig-Alkylthiogruppe .substituiert ist, eine Benzylaminogruppe. eine Phenylsulfonylaminogruppc, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch niedrig-Alkylgruppe(n (substituiert ist, eine niedrig-Alkylsulfonylaminouruppe. eine Cyclohcxylaminogruppc, eine Phenylaminogruppe. deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-Alkylgruppe, nijririg-Alkoxygruppe. eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Chlor substituiert ist, eine Methylgruppe, eine Cyclohexylgruppe oder eine flenzylgruppe 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 erlindungsgemJß gefärbt werden können, umfassen jede synthetische oder halbsynthetische Verbindung mit hohem Molekulargewicht, welche praktisch als Fasergegenstand. Film. Fxtrudal. Guß- oder Formgegenstand verwendet werden kann, einschließlich synthetischer oder halbsynthetischer Harze, wie Amino-Formaldehyd-Harze. z.B. Harnsloff-Formaldehyd- oder Melamin-Formaldchyd-Harzc. Polymerisate und Mischpolymerisate von Methacrylsäureester^ Polymerisate und Mischpolymerisate von Vinylchlorid. Polymerisate und Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid. Polymerisate und Mischpolymerisate von Olefinen, z. Ii. Polyäthylen und Polypropylen, Styrolpolymerisal·· und -mischpolymerisate, Polyamid harze. Polyesterharze. Polyaeiylharze. Polyacetalharzc und Celluloseester

Die eifindiingsgemäü verwendetenVerbindungL-n der allgemeinen Formel I sind wohlbekannt. So wird z. B. die Verbindung der I omel Il nach dem in

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

CO

>o +

OH

COOH

OH

CO

COOH

CO

25

(II) 30

NH,

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

	*J '*	45	(ill)	50	(IV)
Y Cl
OH ι

Y NaOCH,


+ NaCI

OH

R CO

R' COOH

IO

15

20 OH

R CO

R¹ CO

(V)

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

OH

H₁C CO

(VI)

Cl (VII)

OH., COOH

H₃C

(VIII)

CO

OCH₃

55

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

OH

R CO

XV

O +

R'

CO

b5 Es ist deshalb nicht erforderlich, auf die Herstellungsverfahren der Verbindungen der Formel 1 näher einzugehen.

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

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

Tabelle I Vcrhiiuluiiu Nirukliirformel

liirhlon des gclärhieii l'dlycslcriirlikcls

CO

Gelb

OH

CO

(Ό

CO

UClB

Gelb

OH

CH, Gelb

OH

Gelb

OH

CH,

CO

Gelb

OH

Gelb

Fortsetzung

Vcrhiiuliinu Strukturformel

OH

I iirhlon

Gelb

OM

CO

SCH, (iclb

CJcIb

Gelb

CO

OH

CkIb

CO

OH

GcIb

Gelb

ti

Fortsetzung

νοΓΓίιΊιιΙιιημ SliiikliiiToi mcl Nr.

OH

CO

S-/ > OCfI,

Cl

co

CO

CH,

",Λ/¹

Cl OH

CH,

co

CO

OCH,

OH

c-o I

YV

CO

co

CO

0(-11,CH₂SCII, OH

SCH₂CH₂OCjH₅ OH

OCH₂CH₂OCH, OH

12

lies gefärbten PoUcslenirtikek

Gelb

UeIb

Cielb

Ciclb Ciolb GeIb Orange

NH -SO,

CH,

Fortsetzung

14

Verbiniliinj! Strukturformel Nr.

l-arbton des ücfarblcn I'nlveslcnirlikcls

OH

CO

co

NH · SO₂CH,

Orange

OH

ro I

co

Rosa

OH

CO

CH₁O CO

NH, Rosa

OH

CO

CH, CO

NH, Rosa

OH

CH₃ CO

NH, Rosa

Cl

OH

CO

NH,

OH

CO

^co ι

NH

CH,

Rosa

Rotviolett

!5

Fortsetzung

Verbindung Struklurfurmel

Karhinn

des gclärblen

Pnlyeslcrarlikels

CO

OH

Rotviolett

OCH, Rotviolett

OH

SCH₃ Rotviolett

Braun

Orangerot

NHC₂HiOH Orangerot

17

Fortsetzung

Verbindung Strukturformel

NHCh₂CH₂CH₂SCH₃

CO

NHCh₂CH₂CH₂OCH₃

OH

NH-CH₂

l'iirbion

t|e> gefärbten l'olvotcniriikels

Orangerot

NH

NH Violcttblau

CO

NH Violcttblau

Violcttblau

19

Fortsetzung Nr.

SirMkiiirfnrinel

20

Kirbtim de* gularhiun

41

NH

CO

NH-

-OCH₃

OCH,

Violettblau

44

SCH₃

NH

CO

NH

SCH,

NH,

co I \ /\ A/v

NH,

CC)

\ A,

CO

NH

Violettblau

Violen

Violcll

45

OCH.,

NH,

CO

NH

CH.,

Violcll

NH,

/ν

CO

co

NH₂

Violcll

21

Fortsetzung

Verbindung Strukturformel

rarbion
des gelärblen Polyester·! rtikels

OH

CO

OH

CO

NHCH,

CH₃

CO

NIi₂

OO H„ Gelb

Gelb

Rot

Orangegelb Bräunlichgelb

Bräunlichgelb Violett

Gelb

Die organischen Materialien können mit den Verbindungen der Formel I nach jedem üblichen Verfahren leicht gefärbt werden. Zum Beispiel können Fasermaterialien, wie Garne und Stoffe, durch Fixieren des Farbstoffs bei 50 bis 140⁰C 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 Trockenwärme nach dem üblichen Thermosol-Verfahren gefärbt werden.

Wenn weiterhin das zu färbende organische Material ein Film, ein Überzug, ein gegossener, geformter oder stninggcprcQter 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, wahrend seiner Herstellung oder vor oder während des Formens der Substanz zu einem Film, überzug. Gußform oder stranggepreSien Gegenstand uiü/Ugibt und damit vermischt. Ein Pigment auf Harzbasis mit gelber oder roter fluoreszierender Farbe kann auch durch Finmischcn 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 'lie Erfindung, wobei sieh alle Teile auf das Gewicht beziehen und die Verbindungs-Nr. derjenigen der Tabelle I entspricht.

Beispiel 1

I Teil der Verbindung Nr. 23 (6-Hydroxv-l 1-aminonaphthacenchinon-5,i2) wurde mit 0.5 Teilen eines oberflächenaktiven Mittels vom Natriumalkylbcnzolsulfonat-Typ oder Alkylarylpolyoxyäthylcnäthcr-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 Bad zugegeben, das I 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 130 C 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 Lichtechtheit war höher als Note 5 gemäß JIS L 0842-1971. Auf ähnliche Weise wurden gefärbte Tuch" 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 Teile eines oberflächenaktiven Mittels vom Polyoxyäthylenalkyläther-Typ enthielten.

Ein Polyestertuch wurde in diese wäßrige Dispersion getaucht und damit auf eine Aufnahme von 40 bis 50% imprägniert. Dieses behandelte Tuch wurde getrocknet, wobei ein gefärbtes Tuch erhalten wurde, mit einer verdünnten Lösung eines 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, ίο 6. 12 bzw. 13 anstelle der Verbindung Nr. I erhalten.

B e i s ρ i e I 3

In derselben Weise wie in Beispiel I beschrieben

wurden ein Polyamidtiich bei 98 C und ein Acetamid!

ι-, bei 80 C anstelle eines Polvestertuches behandelt.

wobei jeweils derselbe Fffekt wie in Beispiel I erhallen wurde.

Beispiel 4

in Fine gleichmäßige Mischung, bestehend aus ¹W Teil 6.11-Dihydroxynaphtha':enchinon-5.I2. 50 Teile·! Polyvinylchloi i>! und 50 Teilen Dkv'.ylplithalat. wurde 10 Minuten bei 150 C geknetet und dann 5 Minuten /wischen auf 160 C erhitzten M -'allplatten gepreßt.

_>-, wobei eini· Folie mit einer Stärke von etwa 0.5 mm erhalten wurde.

Die erhaltene Folio wies eine klare orange Farbe mit winci gelbfi Fluoreszenz auf.

Eis wurden ähnlich gefärbte Folien von klarer

χι gelblicher Farbe, die eine ähnliche Fluoreszenz emittierten, unter Verwendung der Verbindungen Nr. 50 bzw. 51 anstelle der vorstehenden V'e_; bir^kinu erhalten.

Beispiel 5

20 Teile eines nichtmodifizierteii Melamin-Formaldehyd-Harzes wurden in 50 Teile eines bei 120 C geschmolzenen Sulfonamidharzes eingemischt. Das erhaltene Gemisch wurde auf 170 bis 180 C erhitzt.

to und in diese Mischung wurde 1 Teil der Verbindung Nr. 49 (2.3-Benzo-6-hydroxy-l 1-aminonaphthacenchinon-5.12) eingemischt. Das Gemisch wurde vollständig gelöst, dann abgekühlt, verfestigt und zerstoßen, wobei ein rotes fluoreszierendes Pigment

4-, erhalten wurde, welches eine orangefarbene Fluoreszenz emittierte.

In ähnlicher Weise wurden unter Verwendung der Verbindungen Nr. 23. 33 bzw. 36 anstelle der Verbindung Nr. 49 Pigmente erhalten, die eine ähnliche

ϊο Farbe aufwiesen und eine ähnliche Fluoreszenz emittierten.

Beispiel 6

1 Teil der Verbindung Nr.43 (6-Amino-l 1-anilinonaphthacenchinon-5.12) wurde zu 1000 Teilen Polystyrol zugegeben und bei 180" C einige Minuten geknetet und dann zu einer Platte mit einer Stärke vor 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 eini ähnliche Farbe aufwiesen und eine ähnliche Fluores zenz emittierten.

Claims

Patentansprüche:

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

CO

io

(D

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

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppc, eine niedrig-Alkylthiogruppe, eine Phenoxygruppe, weiche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine Methoxygruppe oder jo Chlor substituiert ist, eine Thiophcnoxygruppc, welche gegebenenfalls durch eine Methylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder ein Chloratom substiiuiert ist. dieAminogruppe. eine nicdrig-Alkyl- » aminogruppc, deren Alkylgruppe gegebenenfalls durch die Hydroxylgruppe, eine niedrig-Alkoxygruppe oder eine niedrig-Alkylthiogruppe substituiert ist, eine Benzylaminogruppe, cine Phenylsulfonylaminogruppe, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine nicdrig-Alkylgruppc substituiert ist, eine niedrig-Alkylsulfonylaminogruppe. eine Cyclohcxylaminogruppc. eine Phenyl- ν, aminogruppe. deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine nicdrig-Alkylgruppe. eine nicdrig-Alkoxygruppc, eine niedrig-Alkylthiogruppe oder Chlor, substituiert ist. eine Methylgruppe, eine « Cyclohexylgruppe oder eine Bcnzylgruppe 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.

2. Verfahren gemäß Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß M)

X OH. OR". -SR". NII₂ oder NUR" ist. wobei R" eine nicdrig-Alkylgruppe oder Phenylgruppc. welche gegcbcnenfiillsclurch eine Methylgruppe, _hi eine niedrig-Alkoxygtlippe, eine nicdrig-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,diegegebenenfallsdurch eine Methylgruppe, eine niedrig-Alkcixygruppe 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, eic«- niedrig-Alkylsulfonylaminogruppe, eine Cyclohexylaminogruppe, eine Phenylaminogruppc, deren Phenylgruppe gegebenenfalls durch eine niedrig-AIkylgruppe, 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 Bcnzolring bilden können.

3. Verfahren gemäß Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß

X eine Hydroxylgruppe bedeutet.

Y Wasserstoff, Chlor, die Hydroxylgruppe, die Melhoxygruppe, die //-Mctliylthioäthoxygruppe, die ^'-Mcthoxyäthoxygruppe. die /i-Äthoxyäthylthiogruppc, die Phenoxygruppe. die Methoxyphenoxygruppe. die Mcthylthiophenoxygruppc.dicMcthoxythiophenoxygruppc. die Butoxythiophcnoxygruppc, die Chlorthiophenoxygruppc, die Aminogruppe, die 7-Methoxypropylaminogruppe. die Benzylaminogruppe, die p-Toluolsulfonylaminogruppc, die Mcthylsulfonylaminogruppe, die Cyclohcxylaminogruppc. die Anilinogruppe. die Toluidinogruppc, C^ Chloranilinogriippe. die Anisidinogruppc, die Thioanisidinogruppe. die Methylgruppe, die Cyclohexylgruppe oder die Benzylgruppe ist 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.

4. Verfahren gemäß Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß

X die Aminogruppc oder eine niedrigalkylsubstituicrte Aminogruppe ist.

Y Wasserstoff, die Methylgruppe, die Aminogruppe. die Anilinogrtippc. die Toluidinogruppc, 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.