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Rethinfarbstoffe
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Die Erfindung betrifft Verbindungen der allgemeinen Formel I
in der A gleiche oder verschiedene Aryl- oder Hetarylreste, A# ein Anion, B1 einen
Alkylenrest, R Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Acyl, T der Rest eines quaternierten
Heterocyclus und B ein BrUckenglied der Formel
sind, wobei n 0,1,2,3 oder 4, p 0 oder 1, B2 ein Brückenglied, und y2 unabhängig
voneinander Wasserstoff oder gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Cycloalkyl oder
Aryl und Y3 Wasserstoff oder gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Benzyl sind
und in der B1 und R die angegebene Bedeutung haben
Reste A sind
zum Beispiel gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Nitro, Sydroxy, Alkoxycarbonyl,
gegebenenfalls N-substituiertes Carbamoyl, Alkyl, Alkoxy, Amino oder substituiertes
Amino, substituiertes Phenyl, gegebenenfalls durch Alkyl, Alkoxy, Hydroxy, Carboxy
oder substituiertes Amino substituiertes Naphthyl, Styryl, Furyl, Thienyl, Pyridyl,
Indolyl, Benzofuryl, Benzothienyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Triazolyl, Oxdiazolyl,
Thiadiazolyl, Benzimidazolyl, Indazolyl, Benzoxazolyl, Benzthiazolyl, Carbazolyl,
Phenthiazinyl oder Phenoxazinyl.
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Einzelne Reste A sind beispielsweise: Chlorphenyl, Bromphenyl, Cyanphenyl,
Nitrophenyl, Methoxycarbonylphenyl, Äthoxycarbonylphenyl, Hydroxyphenyl, Aminocarbonylphenyl,
Dimethylaminocarbonylphenyl, Diäthylaminocarbonylphenyl, Methylphenyl, Äthylphenyl,
Cyclohexylphenyl, Phenylphenyl, Methoxyphenyl, Äthoxyphenyl, Butoxyphenyl, Phenoxyphenyl,
Aminophenyl, Methylaminophenyl, Äthylaminophenyl, Benzylaminophenyl, Butylaminophenyl,
Phenylaminophenyl, Cyanäthylaminophenyl, Dimethylaminophenyl, Dimethylaminochlorphenyl,
Dimethylaminomethylphenyl, Dimethylaminomethoxyphenyl, Dimethylaminonitrophenyl,
Dimethylaminocarbomethoxyphenyl, Diäthylaminophenyl, Äthoxydiäthylaminophenyl, Dipropylaminophenyl,
Di-n-Dutylaminophenyl, Dibenzylaminophenyl, Di-ß-cyanäthylaminophenyl, Di-B-methoxyäthylaminophenyl,
N-Methyl-N-äthy laminophenyl, N-Butyl-N-methylaminophenyl, N-Methyl-N-benzylaminophenyl,
N-Äthyl-N-methoxybenzylaminophenyl, N-Cyclohexyl-N-benzylaminophenyl, N-ß-Cyanäthyl-N-benzylaminophenyl,
N-ß-Äthoxyäthyl-N-benzylaminophenyl, N-ß-Methoxycarbonyläthyl-N-benzylaminophenyl,
Di-benzylaminochlorphenyl, Dibenzylaminomethoxyphenyl, Dibenzylaminomethylphenyl,
N-Methyl-N-ß-cyanäthylaminophenyl, N-Äthyl-N-8-cyanäthyIaminophenyl, N-Propyl-N-ß-cyanäthylaminophenyl,
N-Butyl-N-ß-cyanäthylaminophenyl, N-Methyl-N-ß-methoxycarbonyläthylaminophenyl,
N-Methyl-N-ß-äthoxycarbonyläthylaminophenyl, N-Methyl-N-ß-carbamoyläthylami.nophenyl,
N-Methyl-N-p-dimethylcarbamoyläthylaminophenyl, N-Äthyl-N-B-methoxycarbanyläthylaminophenyl,
N-Äthyl-N-P-äthoxycarbonyläthylaminophen N-Äthyl-N-ß-carbamoyläthylaminophenyl,
Piperidinophenyl, Pyrrolidinophenyl, Morpholinophenyl, Thiamorpholinophenyl, Piperazionphenyl,
N-Methylpiperazinophenyl,
N-Benzylpiperazinophenyl, N-Methyl-N-phenylaminophenyl,
N-Cyanäthyl-N-phenylaminophenyl, Diphenylaminophenyl, N-Methyl-N-4-äthoxyphenylaminophenyl,
N-Methyl-N-4-methoxyphenylaminophenyl, N-Methyi-N-4-methylphenylaminophenyl, N-Methyl-N-2-methylphenylaminophenyl,
N-Methyl-N-cyanrnethylaminophenyl, N-Äthyl-N-cyanmethylaminophenyl, N-Benzyl-N-cyanmethylaminophenyl,
N-ß-Cyanäthyl-N-cyanmethylaminophenyl, N-Methyl-N-ß-acetoxyäthylaminophenyl, N-Äthyl-N-ß-acetoxyäthylaminophenyl,
N-Benzyl-N-ß-propoxyäthylaminophenyl, N-Äthyl-N-ß-oxäthylaminophenyl, N-Methyl-N-B-oxäthylaminophenyl,
Dimethylaminohydroxyphenyl, Diäthylaminohydroxyphenyl, Dibenzylaminohydroxyphenyl,
Dimethylaminoacetylaminophenyl, Diäthylaminoacetylaminophenyl, N-Äthyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl,
N-Methyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl, N-Benzyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl,
N-ß-Cyanäthyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl, N-ß-Methoxycarbonyläthyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl,
N-ß-Oxäthyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl, N-ß-Methoxyäthyl-N-ß-dimethylaminoäthylaminophenyl,
N-Äthyl-N-ßdiäthylaminoäthylaminophenyl, N-Äthy1-N--dibenzylaminoäthylaminophenyl,
N-Äthyl-N-B-piperidinoäthylaminophenyl, N-Benzyl-N-ß-morpholinoäthylaminophenyl,
N-Äthyl-N-ß-trimethylammoniumäthylaminophenylchlorid, N-Methyl-N-ß-trimethylammoniumäthylaminophenylchlorid,
N-Methyl-N-ß-diäthylbenzylammoniumäthylaminophenylchlorid, N-Benzyl-N-»-dimethylbenzylammoniumäthylaminophenylchlorid,
N-Äthyl-N-ß-pyridiniumäthylaminophenylchlorid, Dimethylaminonaphthyl, Diäthylaminonaphthyl,
Dibenzylaminonaphthyl, Tolylmethylaminonaphthyl, Äthoxyphenylmethylaminonaphthyl,
Hydroxynaphthyl, Hydroxymethoxycarbonylnaphthyl, Methoxycarbonylmethoxynaphthyl,
oder
2 Als Brückenglieder B sind z.B. folgende Reste zu nennen:
wobei R1 Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes und gegebenenfalls durch Sauerstoff
oder Schwefel unterbrochenes Cibis C21-Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl, R² gegebenenfalls
substituiertes Alkyl, Aralkyl oder Phenyl, x¹ gegebenenfalls durch -COO-,
Sauerstoff oder Schwefel unterbrochenes Alkylen oder Diarylenalkylen und X2 gegebenenfalls
durch
oder Sauerstoff unterbrochenes Alkylen oder Diarylenalkylen sind.
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Einzelne Reste X2 sind neben den bereits genannten z.B.:
-(CH2)6-, -(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)3-, -(CH2)30(CH2)40(CH2)3 r
-(CH2)3O(CH2)2O(CH2)O(CH2)3-, -(CH2)3[O(CH2)4]9O(CH2)3-, -(CH2)2-NH-(CH2)2-, -(CH2)2NH-(CH2)3-,
-(CH2)3-NH-(CH2)3-,
Einzelne Reste X1 sind neben den bereits genannten.z. B.:
Für R² sind im einzelnen beispielsweise zu nennen:
Einzelne Reste R¹ sind beispielsweise: CH3-, C2H5-, C3H7-, (CH3)2CH-, C4H9-, (C2H5)-(CH3)CH-,
(CH3)2CH-CH2-, (CH3)3C-, C5H11-,
Anionen A e sind z. B. organischer oder anorganischer Natur, im einzelnen seien
z. B. genannt: Fluorid, Chlorid, Bromid, Jodid, Perchlorat, Hydrogensulfat, Sulfat,
Bisulfat, Aminosulfat, Nitrat, Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat, Phosphat, Hydrogencarbonat,
Carbonat, Methosulfat, Äthosulfat, Cyanat, Thiocyanat, Tetrachlorozinkat, Borat,
Tetrafluoroborat, Acetat, Chloracetat, Cyanacetat, Hydroxyacetat, Aminoacetat, Methylaminoacetat,
Di- und Trichloracetat, 2-Chlorpropionat, 2-Hydroxypropionat, Glycolat, Thioglycolat,
Thioacetat, Phenoxyacetat, Trimethylacetat, Valerat, Palmitat, Acrylat, Oxalat,
Malonat, Crotonat, Succinat, Zitronat,
Methylenbisthioglycolat,
Äthylenbisiminoacetat, Nitrilotriacetat, Fumarat, Maleat, Benzoat, Methylbenzoat,
Chlorbenzoat, Dichlorbenzoat, Hydroxybenzoat, Aminobenzoat, Phthalat, Terephthalat,
Indolylacetat, Chlorbenzolsulfonat, Benzolsulfonat, Toluolsulfonat, Biphenylsulfonat
und Chlortoluolsulfonat.
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Alkylenreste B1 sind -CH2CH2- und vorzugsweise -CH2-.
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Für R sind neben dem bevorzugten Wasserstoff im einzelnen beispielsweise
zu nennent: CH3, C2H5, CH2C6H5, CHO, CH3CO, C2H5CO, C6H5CO, COOCH3, COOC2HS, CH3NHCO,
C2H5NHCO, C3H7NHCO, C6H5NHCO, CH3NHCS, C2H5NECS, C3H7NHCS, C6 H5NHCS, CH2-CH2 -OH.
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Reste T sind z. B.:
und vorzugsweise
wobei R3 Wasserstoff, Methyl, Äthyl, Benzyl oder Phenyl und Y
Wasserstoff, Chlor, Brom, Methyl, Methoxy, Äthoxy oder Nitro sind.
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Zur Herstellung der Verbindungen der Formel I kann man Verbindungen
der Formel II
mit Aldehyden der Formel III A-CHO III oder Derivaten davon, z.B. Immoniumsalzen,
kondensieren.
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Verbindungen der Formel II erhält man z.B. durch Umsetzung von Verbindungen
der Formeln
oder
vorzugsweise
mit Verbindungen der Formeln
wobei Hal Chlor oder Brom und Tos Tolylsulfonyl sind.
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Einzelheiten der Umsetzungen können den Beispielen entnommen werden,
in denen sich Angaben über Teile und Prozente, sofern nicht anders vermerkt, auf
das Gewicht beziehen.
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Die Verbindungen der Formel I eignen sich insbesondere zum Färben
von Papierstoffen, aber auch von anionisch modifizierten Fasern. Auf Papier erhält
man gelbe bis blaustichig rote Färbungen mit üblichen Echtheiten. Die neuen verdoppelten
Farbstoffe zeichnen sich durch eine hohe Affinität zu holzhaltigen und gebleichten
Stoffen aus, d.h. der größte Teil des Farbstoffes zieht auf das Papier auf. Die
neuen Verbindungen sind daher besonders umweltfreundlich und wirtschaftlich in ihrer
Anwendung.
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Von besonderer Bedeutung sind Verbindungen der Formel I a
in der A1 gegebenenfalls durch Chlor, Hydroxi, Methoxy, Äthoxy, Methyl oder Äthyl
substituiertes N,N-disubstituiertes Aminophenyl, Indolyl oder Carbazolyl, T1 ein
Rest der Form
R4 Wasserstoff, Formyl, Acetyl oder Propionyl sind und B die angegebene
Bedeutung hat.
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Bevorzugte Reste B sind z.B.:
Beispiel 1 In eine Mischung aus 46,2 Teilen Epichlorhydrin und
3,7 Teilen Wasser tropft man unter Kühlung langsam 18,2 Teile n-Butylamin so ein,
daß eine Temperatur von 30 - 35 OC nicht überschritten wird. Nach beendeter Zugabe
läßt man 5 Stunden bei 30 OC nachrühren, wärmt dann auf 95 OC auf und tropft 21
Teile-Picolin so zu, daß die Temperatur 95 OC nicht übersteigt und rührt noch 1
Stunde bei der gleichen Temperatur nach. Anschließend läßt man abkühlen und gibt
9,7 Teile Piperazin bei RT zu und rührt dann 2 Stunden bei 62°C. Man verdünnt mit
150 Teilen Glykol, versetzt mit 34 Teilen p-Dimethylaminobenzaldehyd und 1 Teil
Pyrrolidin und kocht dann 5 Stunden bei 130 OC. Nach dem Abkühlen erhält man eine
ungefähr 25 teige Lösung des Farbstoffs folgender Struktur
welcher holzhaltige und holzfreie Stoffe in brillanten orangen Tönen bei geringer
Abwasserbelastung färbt.
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Analog dem oben beschriebenen Verfahren lassen sich weitere Farbstoffe
herstellen, deren Strukturen, sowie deren Farbton bei der Papierfärbung in der folgenden
Tabelle zusammengestellt sind.
Beispiel Nr. B R¹ B¹ T A A# farbton |
# C2H5 |
2 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# brillantes
Rot |
nC4H9 OH OH H9C4n C2H5 |
# |
3 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#O Cl# brillantes
Orange |
nC4H9 OH OH H9C4n |
# CH3 |
4 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# brillantes
Orange |
nC4H9 OH OH H9C4n CH2-# |
# CH3 |
5 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
nC3H7 OH OH H7C3n CH3 |
# C2H5 |
6 -N-CH2-CH-cH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# rot |
nC3H7 OH OH H7C3n C2H5 |
# CH3 |
7 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
CH2 OH OH H2C CH3 |
# # |
Beispiel Nr. B R B¹ T A A# Farbton |
# C2H5 |
8 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# rot |
CH2 OH OH CH2 C2H5 |
# # |
# CH3 |
9 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
# OH OH # CH3 |
# |
10 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#O Cl# gelbes
Orange |
# OH OH # |
# CH3 |
11 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
CH2 OH OH CH2 CH3 |
CH2 CH2 |
O O |
CH3 CH3 |
# CH3 |
12 -N-CH2-CH-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# orange |
CH3 |
Beispiel Nr. B R B¹ T A A# Farbton |
# C2H5 |
13 -N-CH2-CH-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# rot |
nC4H9 OH OH nC4H9 C2H5 |
# |
14 -N-CH2-CH-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#O
Cl# gelbes Orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 |
# CH3 |
15 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 CH3 |
# C2H5 |
16 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# rot |
nC4H9 OH OH nC4H9 C2H5 |
# |
17 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#O
Cl# gelbes Orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 |
Beispiel Nr. B R B¹ T A A# Farbton |
# CH3 |
18 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2
-N#- #-N# Cl# orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 CH3 |
# C2H5 |
19 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2
-N#- #-N# Cl# rot |
nC4H9 OH OH nC4H9 C2H5 |
# CH3 |
20 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)3-NH-CH2-CH-CH2-N-
H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
nC4H9 OH OH H9C4n CH3 |
# C2H5 |
21 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)3-NH-CH2-CH-CH2-N-
H CH2 -N#- #-N# Cl# rot |
nC4H9 OH OH H9C4n C2H5 |
# |
22 -N-CH2-CH-CH2-NH-(CH2)3-O-(CH2)2-O-(CH2)3-NH-CH2-CH-CH2-N-
H CH2 -N#- #-N#O Cl# gelbes Orange |
nC4H9 OH OH H9C4n |
Beispiel Nr. B R B¹ T A A# Farbton |
CH3# CH3# # CH3 |
23 -N-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH2-N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# orange |
nC4H9 OH CH3 CH3 OH nC4H9 CH3 |
CH3# CH3# # C2H5 |
24 -N-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH2-N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# rot |
nC4H9 OH CH3 CH3 OH nC4H9 C2H5 |
# # # CH3 |
25 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
nC4H9 OH H3C CH3 OH nC4H9 CH3 |
# # # C2H5 |
26 -N-CH2-CH-CH2-N#N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# rot |
nC4H9 OH H3C CH3 OH nC4H9 C2H5 |
# CH3 |
27 -N-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl# orange |
nC4H9 OH # OH nC4H9 CH3 |
Beispiel Nr. B R B¹ T A A# Farbton |
CH3 CH3 # CH3 |
28 -N-CH2-CH-CH2-N-#-CH2-#-N-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N#
Cl# orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 CH3 |
O # CH3 |
29 -N-CH2-CH-CH2-NH-C-NH-CH2-CH-CH2-N- H CH2 -N#- #-N# Cl#
orange |
nC4H9 OH OH nC4H9 CH3 |
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Beispiel 30 in eine Mischung aus 78 Teilen 3-Chlor-1,2-Dihydroxipropan
und 1,8 Teilen conc. H2S04 werden bei 95 - 100 0C innerhalb von 2 1/2 Stunden 64,8
Teile Epichlorhydrin eingetropft. Man rührt 3 Stunden bei 95 - 100 C nach, zerstört
die Säure durch Zugabe von Natriumcarbonat und gibt 65,1 Teiley-Picolin zu. Man
hält dann 1 Stunde bei 100 OC, kühlt auf 80 OC ab, versetzt mit 61 Teilen Piperazin
und hält 2 Stunden bei dieser Temperatur. Sodann verdünnt man mit 100 Teilen Glykol,
gibt 105 Teile p-Dimethylaminobenzaldehyd und 5 Teile Pyrrolidin zu erhitzt 4 Stunden
auf 110°C. So erhält man die Lösung des Farbstoffs folgender Struktur
welcher holzhaltige und holzfreie Papiermasse in brillanten roten Tönen bei geringer
bzw. mäßiger Abwasserbelastung färbt.
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Beispiel 31 Verwendet man anstelle des p-Dimethylaminobenzaldehyds
N-Methyl, N-benzyl-aminobenzaldehyd, so erhält man eine Lösung des Farbstoffs der
folgenden Struktur:
Beispiel 32 Zu einer Mischung aus 41,7 Teilen Epicote 828 <Deutsche Shell Chemie
Gesellschaft m. b. H.) und 12 Teilen γ-Picolin gibt man 6 Teile Ameisensäure
und erwärmt auf 47°C.
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Die Reaktion läuft isotherm ohne weiteres Erwärmen ab und ist nach
ca. 1 Stunde beendet. Man rührt 2 Stunden nach, gibt 10,6 Teile Piperazin zu und
erwärmt auf 80°C.
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Man hält die Temperatur während 2 Stunden und setzt dann 19 Teile
p-Dimethylaminobenzaldehyd, 60 Teile Glykol sowie 1 Teil Pyrrolidin zu und rührt
5 Stunden bei 130°C.
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Man erhält so die Lösung des Farbstoffs der folgenden Struktur
welcher holzhaltige und holzfreie Papiermasse in brillar.-ten roten Tönen bei geringer
bzw. mäßiger Abwasserbelastung färbt.