DE2937844C2 - Chromogene Propenylensulfon-Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung - Google Patents
Chromogene Propenylensulfon-Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren VerwendungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft chromogene Propenylen
sulfonverbindungen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und
ihre Verwendung als Farbbildner in druckempfindlichen
oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien gemäß den
nachstehenden Patentansprüchen.
Aus der US-PS 3,957,288 sind chromogene Propylenverbindungen bekannt
geworden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Farbbildner mit
verbesserter Farbintensität und Lichtechtheit zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß gelöst durch die neuen chromogenen Propenylsulfonverbindungen
der Formel I.
Die neuen chromogenen Propylensulfonverbindungen entsprechen
der allgemeinen Formel
oder
worin Y1 und Y2, unabhängig voneinander, je einen amino
substituierten Phenylrest der Formel
einen 3-Indolylrest der Formel
oder
einen 3-Carbazolylrest der Formel
und Q Niederalkyl oder einen unsubstituierten oder
durch Halogen, Cyano, Nitro, C1-C5-Alkyl, C1-C5-Alkoxy, Methylendi
oxy oder C1-C8-Acyl substituierten
Phenyl-, Diphenyl- oder Naphthyl-Rest
bedeuten, wobei X1 und X2 un
abhängig voneinander, je Niederalkyl, Phenyl, Nieder
alkylphenyl, Niederalkoxyphenyl oder Benzyl und X2 auch
Wasserstoff, oder X1 und X2 zusammen mit dem sie ver
bindenden Stickstoffatom, Pyrrolidino, Piperidino oder
Morpholino, X3 Wasserstoff, Halogen, Niederalkyl oder Nie
deralkoxy, R und Z1 unabhängig voneinander, je unsubstituier
tes oder durch Halogen, Cyano oder Niederalkoxy substi
tuiertes Alkyl mit höchstens 12 Kohlenstoffatomen,
Niederalkylcarbonyl, Phenyl oder unsubstituiertes oder
durch Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy substituiertes
Benzyl und Z1 auch Wasserstoff und Z2 Wasserstoff,
Methyl oder Phenyl bedeuten und die Ringe A, B und D
unabhängig voneinander unsubstituiert oder durch Cyano,
Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy substituiert sind
und der Ring D auch einen oder zwei ankondensierte Benzol
ringe enthalten kann, wobei "Nieder" überall 1 bis 5 Koh
lenstoffatome bedeutet.
Unter den Propenylensulfonverbindungen der Formel (1)
sind diejenigen, in denen die Y-Reste aminosubstituierte
Phenylreste der Formel (a) oder 3-Carbazolylreste der
Formel (c) bedeuten, bevorzugt. Q bedeutet vorzugsweise
Phenyl oder durch Halogen, Methyl oder Methoxy substitu
iertes Phenyl.
Niederalkyl und Niederalkoxy stellen bei der Definition
der Reste der Sulfonverbindungen solche
Gruppen oder Gruppenbestandteile dar, die 1 oder 5 sind, ins
besondere 1 bis 3 Kohlenstoffatome aufweisen, wie z. B.
Methyl, Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek-Butyl,
tert-Butyl, oder Amyl bzw. Methoxy, Äthoxy oder Iso
propoxy.
Q in der Bedeutung Phenyl ist durch C1-C8-Acyl, insbesondere
Formyl substituiert. Niederalkylcarbonyl in R und Z1 ist
Acetyl und Propionyl. Niederalkyl (in Q) bedeutet z. B.
Methyl oder Äthyl. Phenyl (in Q) und Benzyl (in R1 und Z1)
können z. B. durch Halogen, Methyl, Methoxy oder Äthoxy
substituiert sein.
Die Reste Y1 und Y2 können voneinander verschieden sein.
Beispielsweise ist Y1 ein Rest der Formel (a) und Y2
bedeutet einen von Y1 verschiedenen Rest der Formel (a)
oder einen 3-Indolylrest der Formel (b) oder einen
3-Carbazolylrest der Formel (c). Vorzugsweise sind
Y1 und Y2 jedoch identisch. Q ist vorzugsweise ein
unsubstituierter oder substituierter Phenylrest.
Stellen die Substituenten R, X1, X2 und Z1 Alkyl- bzw. Niederalkylgruppen gemäß Anspruch 1
dar, so können sie geradkettig oder verzweigt sein.
Beispiele für solche Alkyl- bzw. Niederalkylreste sind Methyl, Äthyl, n-
Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl
oder n-Dodecyl.
Sind die Alkylreste in R, X1, X2 und Z1 substituiert,
so handelt es sich vor allem um Cyanoalkyl, Halogenalkyl,
Hydroxyalkyl, Alkoxyalkyl, jeweils mit insgesamt 2 bis
4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. β-Cyanoäthyl, β-Chloräthyl,
β-Hydroxyäthyl, β-Methoxyäthyl oder β-Äthoxyäthyl.
Bevorzugte Substituenten in der Benzyl- und Phenylgruppe
der X-, Z1- und R-Reste sind z. B. Halogene, Methyl
oder Methoxy. Beispiele für derartige araliphatische bzw.
aromatische Reste sind p-Methylbenzyl, o- oder p-Chlor
benzyl, o- oder p-Tolyl, Xylyl, o-, m- oder p-Chlorphenyl
oder o- oder p-Methoxyphenyl.
X1, X2 und Z1 bedeuten unabhängig voneinander vorzugswei
se Niederalkyl oder Benzyl, während Z2 vorzugsweise Methyl
oder Phenyl bedeutet. X1 und X2 können vorteilhafterwei
se auch Phenyl, Niederalkylphenyl oder Niederalkoxyphenyl
darstellen. X3 bedeutet vorzugsweise Wasserstoff, Methyl,
Methoxy oder Chlor. R ist vorzugsweise C1-C8-Alkyl oder
Benzyl und insbesondere Äthyl, n-Butyl oder n-Octyl.
Als Niederalkyl kann Q die gleichen Bedeutungen haben, wie
es für die X-, Z- und R-Reste angegeben sind.
Q bedeutet den
Phenyl-, Diphenyl- oder Naphthyl-Rest. Diese aromatischen
Carbocyclen und hierbei besonders Phenyl können Halogen, Cyano,
Nitro, Niederalkyl, Niederalkoxy, Methylendioxy oder Acyl
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen enthalten. Unter den Acyl
gruppen sind Alkanoylgruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoff
atomen wie Acetyl oder Propionyl, besonders bemerkenswert.
Q bedeutet bevorzugt Phenyl oder durch Halo
gen, Methoxy oder Methyl substituiertes Phenyl. Zu den
Beispielen Q gehören außerdem insbesondere o-, m-
oder p-Methylphenyl, o-, m- oder p-Methoxyphenyl, o-, m-
oder p-Chlor-, -Brom- oder -Fluorphenyl, 3,4-Dimethoxy
phenyl, 3,4-Dichlorphenyl, sowie Naphthyl.
Die Ringe A, B und D sind vorzugsweise nicht weiter
substituiert. Falls sie Substituenten aufweisen, sind sie
unabhängig voneinander in erster Linie durch Halogen, Nie
deralkyl oder Niederalkoxy z. B. durch Chlor, Methyl oder
Methoxy weitersubstituiert. Pro Benzolring können vor
teilhafterweise 1 oder 2 Substituenten vorhanden sein.
Die Substituenten der Ringe A und D befinden sich vorzugs
weise in p-Stellung zum Stickstoff. Der Ring D kann
auch einen oder zwei ankondensierte Benzolkerne enthalten,
die somit z. B. einen 1,2-Benzocarbazol-, 3,4-Benzo
carbazol- oder 1,2-, 3,4-Dibenzocarbazolring ergänzen.
Von großem Interesse sind Propylensulfonverbindungen der Formeln
oder
oder
worin X1 Niederalkyl, Phenyl, Niederalkylphenyl,
Niederalkoxyphenyl oder Benzyl, X2 Wasserstoff, Niederalkyl
oder Benzyl, X3 Wasserstoff, Methyl, Methoxy oder Äthoxy,
T Wasserstoff, Halogen, Methyl oder Methoxy, Z4 Wasserstoff,
Methyl oder Phenyl, Z5 Wasserstoff, Acetyl, Alkyl mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen, Benzyl oder Phenyl,
W Halogen, Methoxy oder Methyl oder besonders Wasserstoff und
R2 Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten.
R2 Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten.
Im Vordergrund des Interesses stehen Propylensulfonverbindungen
der Formel (5) und besonders der Formel (3).
Halogen in Verbindung mit den vorstehenden Substituenten
in Formeln (1) bis (5) bedeutet beispielsweise Fluor,
Brom oder vorzugsweise Chlor.
Die erfindungsgemäßen Propenylensulfonverbindungen der
Formeln (1) und (2) werden dadurch hergestellt, daß
man ein Vinylencarbeniumsalz der Formel
oder dessen Carbinolbase der Formel
mit einer Sulfinsäure der Formel
Q-SO2H (8)
oder deren Salz
jeweils in an sich bekannter Weise
umsetzt, worin von Y′ und Y′′ eines Y1 und
das andere Y2 und An⊖ das Anion einer anorganischen
oder organischen Säure bedeuten und Y1, Y2 und Q die ange
gebene Bedeutung haben.
Als Anionen An⊖ kommen sowohl Anionen anorganischer
Säuren z. B. das Chlorid-, Bromid-, Fluorid-, Sulfat-,
Phosphat- oder Perchloration wie auch organischer Säuren z. B.
das Acetation oder aromatischer oder aliphatischer Sulfon
säuren wie das Benzolsulfon-, p-Toluolsulfonat-, Methansul
fonat- oder Äthansulfonat-Ion, ferner Ionen saurer
Alkylester an
organischer Säuren wie z. B. das Methosulfat- oder
Äthosulfation in Betracht.
Salze der Sulfinsäure der Formel (8) sind z. B. die
Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder Amin
salze.
Diese Umsetzung erfolgt zweckmäßig in einem polaren or
ganischen Lösungsmittel, besonders in niederen aliphatischen
Alkoholen wie z. B. Methanol, Äthanol oder Isopropanol;
Alkylenglykolmonoalkyläthern wie Äthylenglykolmonomethyl-
oder -äthyläther, oder in cyclischen Äthern wie z. B.
Tetrahydrofuran oder Dioxan und vorzugsweise in An
wesenheit eines sauren Katalysators. Als saure Kataly
satoren eignen sich z. B. niedere aliphatische Carbonsäuren
wie Ameisensäure oder Essigsäure und anorganische
Säure wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure
oder Perchlorsäure.
Die Umsetzung kann bei einer Temperatur von 10° bis 100°C,
vorzugsweise 40 bis 80°C, vorgenommen werden. Die Re
aktionsdauer hängt von der Temperatur ab und liegt in der
Regel zwischen 5 Minuten bis 2 Stunden.
Die Vinylencarbeniumsalze der Formel (6) können gemäß
H. Schmidt und R. Wizinger, Liebigs Ann. Chem., 1959,
Band 623, Seiten 204 bis 206 hergestellt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Carbeniumsalze
der Formel (6) ist dadurch gekennzeichnet, daß man in
saurem Medium eine Verbindung der Formel
Y′-CH=CH-E (9)
mit einer Aldehydverbindung der Formel
Y′′-CHO (10)
umsetzt, worin E Wasserstoff oder Carboxyl bedeutet und Y′
und Y′′ die angegebene Bedeutung haben. Dabei findet gleich
zeitig eine Decarboxylierung statt, wenn E Carboxyl ist.
Die Isolierung des Carbeniumsalzes der Formel (6) erfolgt
in allgemein bekannter Weise z. B. durch Eingießen des Re
aktionsgemisches in Wasser, wobei je nach Wahl des Anions
An⊖ das Salz leicht ausfällt. Der gebildete Niederschlag
wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Die wässerige
Lösung kann auch alkalisch gestellt werden, worauf in die
sem Falle die Carbinolbase der Formel (7) ausfällt.
Eine weitere Ausführungsform zur Herstellung der Vinylen
carbeniumsalze der Formel (6) besteht darin, daß man eine
Aldehydverbindung der Formel
Y′-CHO (11)
mit einer Acetylverbindung der Formel
Y′′-COCH3 (12)
umsetzt und das Umsetzungsprodukt der Formel
Y′-CH=CH-CO-Y′′ (13)
zu dem Carbeniumsalz der Formel (6) reduziert, worin Y′ und
Y′′ die angegebene Bedeutung haben. Die Umsetzung der Alde
hydverbindung der Formel (11) mit der Acetylverbindung der
Formel (12) kann bei einer Temperatur von 10 bis 150°C vor
genommen werden. Als Reaktionsmedium kann Wasser oder ein
polares organisches Lösungsmittel, vorzugsweise niedere ali
phatische Alkohole, verwendet werden. Es ist vorteilhaft ein
saures Kondensationsmittel z. B. niedere aliphatische Car
bonsäuren oder auch ein basisches Kondensationsmittel, vor
zugsweise tertiäre Amine, wie beispielsweise Pyridin, Tri
äthylamin oder Triäthanolamin, oder Alkalimetallhydroxyde wie
z. B. Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd zuzusetzen.
Die Reduktion erfolgt zweckmäßig in Äthern wie Di
äthyläther, Tetrahydrofuran oder Dioxan bei Temperaturen
zwischen 20 und 120°C, vorzugsweise bei der Siedetempera
tur des Lösungsmittels.
Als Reduktionsmittel eignen sich z. B. Metallhydride wie
Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumborhydrid.
Die Propenylensulfonverbindungen der Formeln (1) bis (5)
sind normalerweise farblos oder schwach gefärbt. Wenn die
se Farbbildner mit einem sauren Entwickler, z. B. einem
Elektronenakzeptor, in Kontakt gebracht werden, so er
geben sie je nach Bedeutung von Y1 und Y2 intensive, rote,
violette, blaue und grüne Farbtöne, die ausgezeichnet
lichtecht sind. Sie sind deshalb auch sehr wertvoll im Ge
misch mit einem oder mehreren anderen bekannten Farbbild
nern, z. B. 3,3-(Bis-aminophenyl-)phthaliden, 3,4-(Bis-in-
dolyl)-phthaliden, 3-Aminofluoranen, 2,6-Diaminofluoranen
oder Spiropyranen, um blaue, marineblaue, graue oder
schwarze Färbungen zu ergeben.
Die Propenylensulfonverbindungen der Formel (1) bis (5)
zeigen sowohl auf Ton als auch auf phenolischen Unterlagen
eine überraschende verbesserte Farbintensität und Lichtechtheit
gegenüber dem Stand der Technik. Sie
eignen sich vor allem als sich schnell entwickelnde Farb
bildner für die Verwendung in einem druckempfindlichen Auf
zeichnungsmaterial, das sowohl Kopier- als auch Registrier
material sein kann.
Ein druckempfindliches Material besteht beispielsweise aus
mindestens einem Paar von Blättern, die mindestens einen
Farbbildner der Formeln (1) bis (5) gelöst in einem or
ganischen Lösungsmittel und einen festen Elektronenakzeptor
als Entwickler enthalten. Der Farbbildner liefert an
den Punkten, an denen er mit dem Elektronenakzeptor in
Kontakt kommt, eine gefärbte Markierung.
Typische Beispiele für solche Entwickler sind Attapulgus-
Ton, Betonit, säureaktiviertes Bentonit, Montmorillonit,
Hallyosit, Siliciumdioxyd, Aluminiumoxid, Aluminiumsulfat,
Aluminiumphosphat, Zinkchlorid, Kaolin oder irgendein belie
biger Ton oder eine saure reagierende, organische Verbindung,
wie z. B. gegebenenfalls ringsubstituierte Phenole, Salicyl
säure oder Salicylsäureester und deren Metallsalze, fer
ner ein sauer reagierendes, polymeres Material, wie z. B.
ein phenolisches Polymerisat, ein Alkylphenolacetylenharz,
ein Maleinsäure-Kolophonium-Harz oder ein teilweise oder
vollständig hydrolysiertes Polymerisat von Maleinsäurean
hydrid mit Styrol, Äthylen oder Vinylmethyläther, oder
Carboxypolymethylen. Es können auch Mischungen der genannten
polymeren Verbindungen eingesetzt werden. Bevorzugte Ent
wickler sind säureaktiviertes Bentonit, Zinksalicylate
oder die Kondensationsprodukte von p-substituierten Phenolen
mit Formaldehyd. Die letzteren können auch Zink enthalten.
Diese Elektronenakzeptoren werden vorzugsweise in Form einer
Schicht auf die Vorderseite des Empfangsblattes aufgebracht.
Um zu verhindern, daß die Farbbildner, die in dem druck
empfindlichen Aufzeichnungsmaterial enthalten sind, früh
zeitig aktiv werden, werden sie in der Regel von dem
Elektronenakzeptor getrennt. Dies kann zweckmäßig er
zielt werden, indem man die Farbbildner in schaum-, schwamm-
oder bienenwabenartige Strukturen einarbeitet. Vorzugs
weise sind die Farbbildner in Mikrokapseln eingeschlossen,
die sich in der Regel durch Druck zerbrechen lassen.
Wenn die Kapseln durch Druck, beispielsweise mittels eines
Bleistiftes zerbrochen werden, und wenn die Farbbildner
lössung auf diese Weise auf ein benachbartes Blatt über
tragen wird, das mit einem Elektronenakzeptor beschichtet
ist, wird eine fertige Stelle erzeugt. Diese Farbe resultiert
aus dem dabei gebildeten Farbstoff, der im sichtbaren Be
reich des elektromagnetischen Spektrums absorbiert.
Die Farbbildner werden vorzugsweise in Form von Lösungen in
organischen Lösungsmitteln eingekapselt. Beispiele für ge
eignete Lösungsmittel sind vorzugsweise nichtflüchtige
Lösungsmittel, z. B. polyhalogeniertes Parrafin oder Di
phenyl, wie Chlorparaffin oder Trichlordiphenyl, ferner Trikres
ylphosphat, Di-n-butylphthalat, Dioctylphthalat, Trichlorbenzol,
Trichloräthylphosphat, aromatische Äther wie Benzylphenyl
äther, Kohlenwasserstofföle, wie Paraffin, alkylierte
Derivate von Diphenyl, Naphthalin oder Triphenyl, Dibenzylto
luol, Terphenyl, partiell hydriertes Terphenyl oder weitere
chlorierte oder hydrierte, kondensierte, aromatische Koh
lenwasserstoffe. Oft werden Mischungen verschiedener Lö
sungsmittel eingesetzt, um eine optimale Löslichkeit für
die Farbbildung, eine rasche und intensive Färbung und
eine für die Mikroverkapselung günstige Viskosität zu
erreichen.
Die Kapselwände können durch Koazervationskräfte gleich
mäßig um die Tröpfchen der Farbbildnerlösung herum ge
bildet werden, wobei das Einkapselungsmaterial z. B. aus
Gelatine und Gummiarabicum bestehen kann, wie dies z. B.
in der US-PS 2 800 457 beschrieben ist. Die
Kapseln können vorzugsweise auch aus einem Aminoplast oder
modifizierten Aminoplasten durch Polykondensation ge
bildet werden, wie es in den britischen Patentschriften
989 264, 1 156 725, 1 301 052 und 1 355 124 beschrieben
ist. Ebenfalls geeignet sind Mikrokapseln, welche durch
Grenzflächenpolymerisation gebildet werden, wie z. B. Kapseln
aus Polyester, Polycarbonat, Polysulfonamid, Polysulfonat,
besonders aber aus Polyamid oder Polyurethan.
Die Farbbildner der Formel (1) enthaltenden Mikrokapseln
können zur Herstellung von druckempfindlichen Kopiermateri
alien der verschiedensten bekannten Arten verwendet wer
den. Die verschiedenen Systeme unterscheiden sich im we
sentlichen voneinander durch die Anordnung der Kapseln, der
Farbreaktanten und durch das Trägermaterial.
Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der der eingekapselte
Farbbildner in Form einer Schicht auf der Rückseite eines
Übertragungsblattes und der Elektronenakzeptor in Form
einer Schicht auf der Vorderseite eines Empfangsblattes
vorhanden sind. Die Komponenten können aber auch in der
Papierpulpe verwendet werden.
Eine andere Anordnung der Bestandteile besteht darin,
daß die den Farbbildner enthaltenden Mikrokapseln und
der Entwickler in oder auf dem gleichen Blatt in Form
einer oder mehrerer Einzelschichten oder in der Papier
pulpe vorliegen.
Solche druckempfindlichen Kopiermaterialien sind bei
spielsweise in den US-Patentschriften 2 730 457, 2 932 582,
3 418 250, 3 427 180 und 3 516 846 beschrieben. Weitere
Systeme sind in den britischen Patentschriften 1 042 596,
1 042 597, 1 042 598, 1 042 599 und 1 053 935 beschrieben.
Mikrokapseln, welche die Farbbildner der Formel (1) ent
halten, eignen sich für jedes dieser Systeme sowie für
andere druckempfindliche Systeme.
Die Kapseln werden vorzugsweise mittels eines geeigneten
Binders auf dem Träger befestigt. Da Papier das bevorzug
te Trägermaterial ist, handelt es sich bei diesem Binder
hauptsächlich um Papierbeschichtungsmittel, wie Gummiarabicum,
Polyvinylalkohol, Hydroxymethylcellulose, Casein, Methyl
cellulose oder Dextrin.
Als Papier werden nicht nur normale Papiere aus Cellulosefa
sern, sondern auch Papiere, in denen die Cellulosefasern
(teilweise oder vollständig) durch Fasern aus synthetischen
Polymerisaten ersetzt sind, verwendet.
Die Verbindungen der Formeln (1) bis (5) können auch als
Farbbildner in einem thermoaktiven Aufzeichnungsmaterial
verwendet werden. Dieses enthält in der Regel mindestens
einen Träger, einen Farbbildner, einen festen Elektronen
akzeptor und gegebenenfalls auch ein Bindemittel.
Thermoreaktive Aufzeichnungssysteme umfassen z. B. wärme
empfindliche Aufzeichnungs- und Kopiermaterialien und
-papiere. Diese Systeme werden beispielsweise zum Auf
zeichnen von Informationen, z. B. in elektronischen Rechnern,
Ferndruckern, Fernschreibern oder in Aufzeichnungsgeräten
und Meßinstrumenten, verwendet. Die Bilderzeugung (Markie
rungserzeugung) kann auch manuell mit einer erhitzten Fe
der erfolgen. Eine weitere Einrichtung der Erzeugung von
Markierungen mittels Wärme sind Laserstrahlen.
Das thermoreaktive Aufzeichnungsmaterial kann so aufge
baut sein, daß der Farbbildner in einer Bindemittel
schicht gelöst oder dispergiert ist und in einer zweiten
Schicht der Entwickler in dem Bindemittel gelöst und dis
pergiert ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß
sowohl der Farbbildner als auch der Entwickler in einer
Schicht dispergiert sind. Das Bindemittel wird in spezi
fischen Bezirken mittels Wärme erweicht und an diesen
Punkten, an denen Wärme angewendet wird, kommt der Farb
bildner mit dem Elektronenakzeptor in Kontakt und es
entwickelt sich sofort die erwünschte Farbe.
Als Entwickler eignen sich die gleichen Elektronenakzep
toren, wie sie in druckempfindlichen Papieren verwendet
werden. Beispiele für Entwickler sind die bereits er
wähnten Tonminerale und Phenolharze, oder auch phenoli
sche Verbindungen, wie z. B. 4-tert.-Butylphenol, 4-Phenyl-
phenol, 4-Hydroxydiphenyläther, α-Naphthol, β-Naphthol,
4-Hydroxybenzoesäuremethylester, 4-Hydroxyacetophenon,
2,2′-Dihydroxydiphenyl, 4,4′-Isopropylidendiphenol, 4,4′-
Isopropyliden-bis-(2-methylphenol), 4,4′-Bis-(hydroxy
phenyl)valeriansäure, Hydrochinon, Pyrogallol, Phloro
glucin, p-, m-, o-Hydroxybenzoesäure, Gallussäure, 1-Hydroxy-
2-naphthoesäure sowie Borsäure und organische, vorzugswei
se aliphatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Weinsäure, Oxal
säure, Maleinsäure, Zitronensäure, Citraconsäure und
Bernsteinsäure.
Vorzugsweise werden zur Herstellung des thermoreaktiven
Aufzeichnungsmaterials schmelzbare, filmbildende Binde
mittel verwendet. Diese Bindemittel sind normalerweise
wasserlöslich, während die Propenylensulfonverbindungen
und der Entwickler in Wasser unlöslich sind. Das Binde
mittel sollte in der Lage sein, den Farbbildner und den
Entwickler bei Raumtemperatur zu dispergieren und zu
fixieren.
Bei Einwirkung von Wärme erweicht oder schmilzt das Bin
demittel, so daß der Farbbildner mit dem Entwickler in
Kontakt kommt und sich eine Farbe bilden kann. Wasserlösliche
oder mindestens in Wasser quellbare Bindemittel sind z. B.
hydrophile Polymerisate, wie Polyvinylalkohol, Polyacryl
säure, Hydroxyäthylcellulose, Methylcellulose, Carboxy
methylcellulose, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon, Gela
tine und Stärke.
Wenn der Farbbildner und der Entwickler in zwei getrennten
Schichten vorliegen, können in Wasser unlösliche Binde
mittel, d. h. in nicht-polaren oder nur schwach polaren
Lösungsmitteln lösliche Bindemittel, wie z. B. Naturkautschuk,
synthetischer Kautschuk, chlorierter Kautschuk, Alkydharze,
Polystyrol, Styrol/Butadien-Mischpolymerisate, Polymethyl
acrylate, Äthylcellulose, Nitrocellulose und Polyvinyl
carbazol, verwendet werden. Die bevorzugte Anordnung ist
jedoch diejenige, bei der der Farbbildner und der Ent
wickler in einer Schicht in einem wasserlöslichen Bin
demittel enthalten sind.
Die thermoreaktiven Schichten können weitere Zusätze ent
halten. Zur Verbesserung des Weißgrades, zur Erleichte
rung des Bedruckens der Papiere und zur Verhinderung des
Festklebens der erhitzten Feder können diese Schichten
z. B. Talk, TiO2, ZnO, CaCO3, Tone oder auch or
ganische Pigmente, wie z. B. Harnstoff-Formaldehydpolymerisate
enthalten. Um zu bewirken, daß nur innerhalb eines be
grenzten Temperaturbereiches die Farbe gebildet wird,
können Substanzen, wie Harnstoff, Thioharnstoff, Acet
amid, Acetanilid, Stearinsäureamid, Phthalsäureanhydrid,
Phthalsäurenitril oder andere entsprechende, schmelzbare
Produkte, welche das gleichzeitige Schmelzen des Farb
bildners und des Entwicklers induzieren, zugesetzt wer
den. Bevorzugt enthalten thermographische Aufzeichnungs
materialien Wachse.
In den folgenden Beispielen beziehen sich die angegebenen
Prozentsätze, wenn nicht anderes angegeben ist, auf
das Gewicht.
Ein Gemisch von 3,8 g eines Vinylencarbeniumsalzes der
Formel
[hergestellt gemäß H. Schmidt und R. Wizinger, Annalen
der Chemie 623, 204 (1959)], 4 g Natrium-p-toluolsulfinat,
1 ml Eisessig in 50 ml Methanol wird 10 Minuten am Rück
fluß erhitzt. Der nach dem Abkühlen entstandene Nieder
schlag wird abfiltriert und mit Methanol gewaschen. Man
erhält 3,5 g einer Verbindung der Formel
Eine aus Toluol umkristallisierte Probe dieser Sub
stanz schmilzt bei 172 bis 174°C unter Zersetzung.
Eine Toluollösung der Verbindung der Formel (II) ergibt
beim Auftragen auf ein mit säureaktiviertem Bentonit
beschichtetem Papier sofort eine intensiv blaue, lichtechte
Farbe von λmax 700 nm.
Auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, erhält
man die in der folgenden Tabelle aufgeführten Farbbildner
der Formel
Eine Lösung von 3 g der Propenylensulfonverbindung der
Formel (22) in 97 g partiell hydriertem Terphenyl wird
in einer Lösung von 12 g Schweinehautgelatine in 88 g
Wasser von 50°C emulgiert. Sodann wird eine Lösung von 12 g
Gummiarabicum in 88 g Wasser von 50°C zugegeben und hier
auf 200 ml Wasser von 50°C zugefügt. Die erhaltene Emul
sion wird in 600 g Eiswasser eingegossen und gekühlt, wo
bei sich die Koazervation bewirkt wird. Mit der dabei er
haltenen Suspension der Mikrokapseln wird ein Blatt Papier
beschichtet und getrocknet. Ein zweites Blatt Papier wird mit
säureaktiviertem Bentonit geschichtet. Das erste Blatt und das
mit säureaktiviertem Bentonit beschichtete Papier werden mit der
Beschichtungen benachbart aufeinander gelegt.
Durch Schreiben mit der Hand oder mit der Schreibmaschine
auf dem ersten Blatt wird Druck ausgeübt und es entwickelt
sich sofort auf dem mit Ton beschichteten Blatt eine
intensive blaue Kopie, die ausgezeichnet lichtecht ist.
Entsprechende intensive und lichtechte blaue bzw. rote Kopien
werden auch bei Verwendung jedes der anderen in den Beispielen
2 bis 11 der Tabelle angegebenen Farbbildner der Formel (III)
erzielt.
In einer Kugelmühle werden 32 g Bis-(4-hydroxyphenyl)-
dimethylmethan (Bisphenol A), 3,8 g Distearylamid des
Äthylendiamins, 39 g Kaolin, 20 g eines zu 88% hydroly
sierten Polyvinylalkohols und 500 ml Wasser gemahlen bis
die Teilchengröße ca 5 µ beträgt. In einer zweiten Kugel
mühle werden 6 g der Verbindung der Formel (22), 3 g
eines zu 88% hydrolisierten Polyvinylalkohols und 60 ml
Wasser zu einer Teilchengröße von ca. 3 µ gemahlen.
Die beiden Dispersionen werden zusammengegeben und mit
einem Trockenauftragsgewicht von 5,5 g/m2 auf ein Papier
aufgestrichen. Durch Berührung des Papiers mit einem
erhitzten Kugelschreiber wird eine intensive blaue Farbe
erhalten, die eine ausgezeichnete Lichtechtheit hat.
Intensive und lichtechte blaue bzw. rote Farben können
auch bei Verwendung jedes der anderen Farbbildner der
Beispiele 2 bis 11 der Tabelle erhalten werden.
Claims (5)
1. Chromogene Propenylensulfonverbindungen
der Formel
oder
worin Y1 und Y2, unabhängig voneinander je einen amino
substituierten Phenylrest der Formel
einen 3-Indolylrest der Formel
oder
einen 3-Carbazolylrest der Formel
und Q Niederalkyl oder einen unsubstituierten oder
durch Halogen, Cyano, Nitro, C1-C5-Alkyl, C1-C5-Alkoxy, Methylendi
oxy oder C1-C8-Acyl substituierten Phenyl-, Diphenyl- oder
Naphthyl-Rest bedeuten, wobei X1 und X2 un
abhängig voneinander, je Niederalkyl, Phenyl, Nieder
alkylphenyl, Niederalkoxyphenyl oder Benzyl und X2 auch
Wasserstoff, oder X1 und X2 zusammen mit dem sie ver
bindenden Stickstoffatom, Pyrrolidino, Piperidino oder
Morpholino, X3 Wasserstoff, Halogen, Niederalkyl oder Nie
deralkoxy, R und Z1 unabhängig voneinander, je unsubstituier
tes oder durch Halogen, Cyano oder Niederalkoxy substi
tuiertes Alkyl mit höchstens 12 Kohlenstoffatomen,
Niederalkylcarbonyl, Phenyl oder unsubstituiertes oder
durch Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy substituier
tes Benzyl und Z1 auch Wasserstoff und Z2 Wasserstoff,
Methyl oder Phenyl bedeuten und die Ringe A, B und D
unabhängig voneinander unsubstituiert oder durch Cyano,
Halogen, Niederalkyl oder Niederalkoxy substitutiert sind
und der Ring D auch einen oder zwei ankondensierte Benzol
ringe enthalten kann, wobei die vorstehend genannte Bezeichnung
"Nieder" überall 1 bis 5 Kohlenstoffatome bedeutet.
2. Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekenzeich
net, daß sie der Formel
entsprechen, worin X1 Niederalkyl, Phenyl, Niederalkylphenyl,
Niederalkoxyphenyl oder Benzyl, X2 Wasserstoff, Niederalkyl
oder Benzyl, X3 Wasserstoff, Methyl, Methoxy oder Ethoxy
und T Wasserstoff, Halogen, Methyl oder Methoxy bedeuten,
wobei die Bezeichnung "Nieder" jeweils 1 bis 5
Kohlenstoffatome bedeutet.
3. Verbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie der Formel
entsprechen, worin T Wasserstoff, Halogen, Methyl oder Methoxy, W Halogen,
Methoxy oder Methyl oder besonders Wasserstoff und R2 Alkyl
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeuten.
4. Verfahren zur Herstellung von Propenylensulfonver
bindungen der im Anspruch 1 angegebenen Formeln (1) oder (2),
dadurch gekennzeichnet, daß man ein Vinylencarbenium
salz der Formel
oder dessen Carbinolsäure der Formel
mit einer Sulfinsäure der FormelQ-SO2H (8)oder deren Salz jeweils in an sich bekannter Weise um
setzt, worin Y′ und Y′′ eines Y1
und das andere Y2 und An⊖ das Anion einer anorganischen
oder organischen Säure bedeuten und Y1, Y2 und Q die
im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
5. Verwendung einer Propenylensulfonverbindung gemäß
Anspruch 1 als Farbbildner in einem druck- oder wärme
empfindlichen Aufzeichnungsmaterial.
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