DE2601470C2

DE2601470C2 - Verfahren zur Herstellung von Kondensationsfarbstoffen

Info

Publication number: DE2601470C2
Application number: DE19762601470
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Nickel; Fritz Dr Puchner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1976-01-16
Publication date: 1977-04-28
Also published as: GB1511824A; FR2338307A1; DE2601470B1; FR2338307B1; CH623074A5; BR7700187A; ES455034A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azoxysulfonsäurereilie durch alkalische Kondensation von Natriumsalzen von Nitroarylsulfonsäuren, vorzugsweise von 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure und gegebenenfalls anschließende Weiterkondensation mit einem Amin (A) oder einer Hilfskomponente (B), dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumsalze von schwefelsäurearmen Nitroarylsulfonsäuren, vorzugsweise der 4-NitrotoluoI-2-sulfonsäure im annähernden Molverhältnis 1:1 mit Natronlauge bei 40 bis 125° C, vorzugsweise 70 bis 105⁰C kondensiert.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Eintopf-Verfahren zur Herstellung von neuen Färbepräparaten der vorstehend genannten Kondensations- farbstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach der Kondensation erhaltene Gemisch neutralisiert, gegebenenfalls mit Stellmitteln auf die gewünschte Farbstärke bringt und anschließend ohne Zwischenisolierung, gegebenenfalls nach Verdünnung, der Sprühtrocknung unterwirft sowie die so hergestellten Färbepräparate. Der Sprühtrocknung kann gegebenenfalls eine Entstaubung in üblicher Weise angeschlossen werden.

Die auf diese Weise erhaltenen Färbepräparate von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azoxysulfonsäurereilie eignen sich hervorragend zum Färben von vegetabilischen Fasern und Materialien wie Baumwolle und Papier nach üblichen bekannten Verfahren. Ihre Herstellung stellt gegenüber den bisher bekannten Verfahren sowohl ökonomisch als auch ökologisch einen bedeutenden Fortschritt dar.

Kondensationsfarbstoffe der Stilbenazo- bzw. -azoxysulfonsäurereihe sind seit langem bekannt und beispielsweise in Colour Index 3. Auflage (1971), Band 4, Seiten 4365 bis 4371, und unter den Konstitutionsnummern 40 000 bis 40006, 40 015, 40 025, 40030, 40045, 40050, 40 055, 40 065, 40 066, 40070 40 205, 40 210, 40 215, 40 220, 40 225, 40230* 40 235, 40 240, 40 245, 40 260, 40 265, 40 270,' 40 275, 40 290, 40 291 und 40 295 beschrieben.

Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung dieser Kondensationsfarbstoffe gingen, bedingt durch die Herstellung, von stark schwefelsäurehaltigen Nitroarylsulfonsäuren aus und wurden mit großen Überschüssen von Natronlauge durchgeführt Die so erhaltenen Reaktionsgemische ließen sich nur schwierig isolieren und konnten insbesondere ohne Zwischenisolierung der Sprühtrocknung nicht unterworfen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich diese Schwierigkeiten ausräumen.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendigen schwefelsäurearmen Nitroarylsulfonsäuren sollen nicht mehr als etwa 3 g Schwefelsäure in 100 g Nitroarylsulfonsäure enthalten. Neben der bereits genannten 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure kommen als Nitroarylsulfonsäuren noch die Dinitrostilbendisuffonsäure und die Dinitrodibenzyldisulfonsäure sowie Mischungen der genannten Komponenten infrage.

Die Natronlauge kann als 5- bis 20-molare, vorzugsweise als 10- bis 20-molare wäßrige Lösung eingesetzt werden.

Die Reaktionszeit richtet sich nach der Art der Kondensation. Kondensiert man nur 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure, so reichen 3 bis 8 Stunden, vorzugsweise 4 Stunden, aus, um zu einem Gelbfarbstoff vom Typ C. I. Direct Gelb 11 zu kommen. Nimmt man eine der üblichen Hilfskomponenten (B), beispielsweise Glukose, Rohrzucker, Formaldehyd, Glyzerin oder Natriumhypochlorit, hinzu oder setzt man für die Weiterkondensation eine Aminokomponetite(A) ein, so wird man im allgemeinen eine längere Reaktionszeit von etwa 4 bis 20 Stunden, vorzugsweise 6 bis 14 Stunden, ansetzen müssen. Als Aminokompor.enten (A) kommen aromatische Aminoverbindungen wie p-Phenylendiamin, p-Aminophenol, Dehydrothiotoluidinsulfonsäure, m- oder p-Aminobenzoe- oder -benzolsulfonsäure, vorzugsweise aber Aminoazoverbindungen in Betracht, beispielsweise 4-AminoazobenzoI-4'-carbon- oder sulfonsäure, 4-Aminoazobenzol-3'-sulfonsäure, 4-AminoazobenzoI-3,4'-disulfonsäure, 4-Amino-2-methyl- oder 3-methoxyazobenzol-3'- oder 4'-sulfonsäure, 4-Amino-2-methyl-5-methoxy- oder -2,5-dimethylazobenzol-3'- oder 4'-sulfonsäure, 4-Amino-2-methyl-4',5-dimethoxyazobenzol-3'-sulfonsäure oder 4-Amino-1 -(4-sulfophenyIazo)-naphthalin.

Nach der Kondensationsreaktion wird der Farbstoff entweder direkt bei der Reaktionstemperatur oder nach Abkühlung mit einer starken Mineralsäure, vorzugsweise Salzsäure auf pH 7 gestellt. Damit wird einerseits im gewünschten Zeitpunkt die Kondensationsreaktion unterbrochen und durch die Bildung des Natriumsalzes der Mineralsäure, vorzugsweise Natriumchlorid, die Voraussetzung für die gewünschte Sprühtrocknung geschaffen.

An die Neutralisation schließt sich die Einstellung der Farbstoffsuspension mit üblichen Stellmitteln und Nuancierfarbstoffen an, um zu in der Farbstärke und der Nuance typkonformen Produkten zu kommen. Als Stellmittel werden in erster Linie mineralsaure Salze, vorzugsweise Natrium- oder Kaliumchlorid, aber auch Hilfsmittel wie Netzmittel und gegebenenfalls Entstaubungsmittel in geringer Menge zugesetzt. Sodann wird das eingestellte Farbstoff-

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gemisch ohne eine Tlwischenisolierung der Sprühtrocknung nach üblichen Verfahren unterworfen, wobei man gegebenenfalls, falls die Suspension zu zähflüssig ist, auf die gewünschte Viskosität durch Verdünnen niit Wasser einstellt. Vorzugsweise arbeitet man mit einem Zweistoffdüsentrockner, dessen Eingangstemperaturen zwischen 180 und 350° C, vorzugsweise 250 und 300⁰C liegen. Die Austrittstemperaturen des Trägergases sind im Bereich von 80 bis 150° C, vorzugsweise 90 bis 120° C.

Nach den Angaben der Literatur enthalten die Kondensationsfarbstoffe der Stilbenazo- bzw. -azoxyreihe empfindliche Gruppierungen wie Stilben- bzw. -dibenzylgnijppen, die sich leicht durch Oxydation verändern und Nitrogruppen, die einerseits selbst Oxydationsmittel sind und andererseits die Neigung haben, bei Temperatur zu reagieren. Der Fortschritt in der Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate beruht einerseits darauf, daß durch die Ausschaltung einer Zwischenisolierung notwendigerweise auftretende Verluste vermieden werden. Es war andererseits überraschend, daß durch die Ausschaltung der bislang üblichen Zwischenisolierung auch die Qualität der Farbstoffe in angemessener Weise erhallten bleibt, denn es entstehen bei der Kondensation Faibsloffe verschieden großer Kettenlänge. Die Verwendung von nur etwa 1 Mol Natronlauge für die Kondensation der Nitrotoluolsulfonsäuresalze bringt es mit sich, daß im Gegensatz zur Verwendung einer größeren Menge an Natronlauge, die oligomeren Farbstoffe mit einem geringeren Anteil an niedermolekularen gefärbten Produkten verunreinigt sind.

Schließlich ist die Verwendung von Natronlauge: wirtschaftlich vorteilhaft gegenüber Lithium- und Tetramethylarnmoniurnhydroxid. Der ökologische Vorteil des Verfahrens und der Produkte besteht darin, daß durch die Verwendung von Natronlauge im Molverhältnis von etwa 1:1, bezogen auf Nitroarylsulfonsäure nur eine relativ geringe Menge von ökologisch unbedenklichem Kochsalz entsteht, das im Farbstoffpräparat verbleibt.

Die erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate stellen dunkle gut rieselfähige, nicht hygroskopische, gut lösliche stabile Färbepräparate dar.

Beispiel 1

1085 g (5 Mol) 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure werden in Form eines feuchten 77prozentigen Preßkuchens (H_L.SO₄-Gehalt: etwa 1,8 g/!0Og) in 1,5 1 Wasser gelöst und mit 1050 g etwa 10 η-Nat ronlauge (etwa 30% NaOH) in üblicher Weise bei 75 bis 78° C 4 Stunden lang der Selbstkondensation unterworfen.

Nach Zugabe von weiteren 1,51 Wasser und Abkühlung auf etwa 60⁰C wird mit etwa 39Og etwa !On-Salzsäure (etwa 30% HCl) neutralisiert. Die neutrale Farbstoffsuspension wird nach der Bestimmung des Trockengehalts mit 285 g Kochsalz auf

ίο die gewünschte Farbstärke eingestellt und im Zweistoffdüsentrockner getrocknet. Nach dem Versetzen mit einem Entstaubungsmittel erhält man ein pulverförmiges Farbstoffpräparat, das dem Direct Yellow 11, Colour Index Nr. 40 000, entspricht und vege-

■ S tabilische Fasern (Papier, Baumwolle und ähnliches) in rotstichig gelber Nuance färbt.

Beispiel 2

1085 g (5 Mol) 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure wer-

den wie in Beispiel 1 beschrieben in 1,51 Wasser gelöst und mit 1050 g etwa lOn-Natronlauge 4 Stunden bei 75 bis 78° C der Selbstkondensation unterworfen. 0,5 1 Wasser und 180 g (0,65 Mol) 4-Aminoazobcnzol-4'-suIfonsäure in Form eines etwa 49prozentigen feuchten Preßkuchens werden hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird 8 Stunden Rückfluß gekocht.

Nach Zugabe von 1,251 Wasser und Abkühlung auf etwa 70⁰C wird mit etwa 450 g etwa 1 On-SaIzsäure (etwa 30% HCl) neutralisiert. Die neutrale Farbstoffsuspension wird nach Bestimmung des Trockengehalts mit etwa 600 g Kochsalz auf die gewünschte Farbstärke eingestellt und im Zweistoffdüsentrockner getrocknet. Nach dem Versetzen mit einem Entstaubungsmittel erhält man ein pulverförmiges Farbstoffpräparat, das vegetabilische Fasern (Papier, Baumwolle und ähnliches) in gelbstichig oranger Nuance färbt.

Herstellung von 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure

Die in Beispielen 1 und 2 verwendete 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäure mit einem H^SOi-Gehalt von 1,8 g/100 g wurde wie folgt erhalten:

300 g eines feuchten Preßkuchens von 4-Nitro-

toluol-2-sulfonsäure mit einem Schwefelsäuregehalt

von etwa 10,3 g/100 g Nitrotolaolsulfonsäure wurden

mit 41 g Wasser 4 Stunden verrührt. Anschließend

wird aus dem Kristallbrei die Festsubstanz durch Absaugen isoliert. Man erhält 250 g eines 80prozen-

so tigen wäßrigen Preßkuchens des oben angegebenen Reinheitsgrads.

Claims

26 Ol Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Kondensationsfarbstoffen der Stilbenazo- bzw. -azoxy- sulfonsäurereihe durch alkalische Kondensation von Natriumsalzen von Dinitrostilbendisulfosäure, Dinitrodibenzyldisulfosäure und vor allem ^-Nitrotoluol^-sulfonsäure und gegebenenfalls anschließende Weiterkondensation mit einem der to in der Beschreibung näher bezeichneten aromatischen primären Amin, oder einer üblichen Hilfskomponente, dadurch gekennzeichnet, daß man die Natriumsalze dieser schwefelsäurearmen obengenannten Nitroarylsulfonsäuren, vor- zugsweise der 4-NitrotoluoI-2-suIfonsäure im annähernden Molverhältnis 1:1 mit Natronlauge bei 40 bis 125° C, vorzugsweise 70 bis 105⁰C kondensiert.

2. Verfahren zur Herstellung von Färbepräpa- ao raten der Kondensationsfarbstoffe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach der Kondensation erhaltene Gemisch neutralisiert, gegebenenfalls mit Stellmitteln auf die gewünschte Farbstärke bringt und anschließend as ohne Zwischenisolierung, gegebenenfalls nach Verdünnung, der Sprühtrocknung unterwirft.