DE3513273C1

DE3513273C1 - Verfahren zur Herstellung von Kupferphthalocyanin

Info

Publication number: DE3513273C1
Application number: DE19853513273
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. Mack; Lothar 6831 Brühl Witzke
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1985-04-13
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1986-03-27

Description

In den Beispielen 1 bis 6 wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von CuCI als Reaktions- partner und wechselnder Mengen CuCl2.2H2O, CuSO4. 5 H2O und Cu(NO3)2.3H2O zur Reaktionsbeschleunigung gezeigt.
Die Beispiele 7 bis 9 dienen dem Vergleich. Dabei wird in Beispiel 7 ohne Zusatz von CuCl2.2H2O gearbeitet; Beispiel 8 wird ebenfalls ohne diesen Zusatz durchgeführt, jedoch werden 0,5 Gew.-% Wasser zugesetzt.
Beim Vergleichsbeispiel 9 wird wasserfreies CuCl2 zugesetzt. Es zeigt sich, daß die Reaktion ohne den Zusatz von CuCl2.2H2O wesentlich langsamer verläuft und der Zusatz von Wasser oder wasserfreiem CuCl2 ohne Einfluß auf das Verfahren ist.
In den Beispielen 10 bis 12 wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von CuCl2 als Reaktionspartner und wechselnder Mengen CuCl2 2 H2O zur Reaktionsbeschleunigung gezeigt.
Das Beispiel 13 dient wiederum zum Vergleich.
Beispiel Nr. Zusatz von kristallwasserhaltigem ##°C/Min. Z2-Z1 Min.
Kupfersalz zu Kupfer(l)-chlorid 1 0,5 Gew.-% CuCl2 . 2 H2O 7,1 18 2 1,0 Gew.-% CuCl2 . 2 H2O 15,2 9 3 2,0 Gew.-% CuCl2 . 2 H2O 21,1 8 4 4,0 Gew.-% CuCl2 . 2 H2O 19,2 9 5 2,0 Gew.-%CuSO4 . 5 H2O 30,4 5,5 6 2,0 Gew.-% Cu(NO3)2 .3 3 H20 13,8 12,5 7 ohne Zusatz 3,2 47,5 8 ohne Zusatz + 0,5 Gew.-% H20 2,3 83 9 2,0 Gew.-% CuCl2 wasserfrei 2,4 43 Beispiel Nr. Zusatz von kristallwasserhaltigem vr°C/Min. Z2 -Z Min.
Kupfersalz zu Kupfer(II)-chlorid 10 1,0 Gew.-% CuCl2 2 H20 4,2 32 11 2,0 Gew.-% CuCl2 . 2H2O 3,5 31,5 12 4,0 Gew.-% CuCl2 . 2H2O 4,8 23 13 ohne Zusatz 2,3 51 Aus diesen Beispielen geht deutlich hervor, daß die Kondensationsreaktion unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich schneller als ohne Zusatz verläuft.
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Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Kupferphthalocyanin durch Erhitzen von Phthalodinitril mit wasserfreiem Kupfer(l)-chlorid und/oder Kupfer(ll)-chlorid, gegebenenfalls in Gegenwart von inerten anorganischen Salzen, nach dem Backverfahren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß man Kupferchlorid verwendet, welches 0,5 bis 5 Gew.-% Kupfer(ll)-chlorid .2 2 H20, Kupfer(ll)-nitrat .3 3 H2O oder Kupfer(II)-sulfat 5 H2O enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 2Gew.-% Kupfer(II)-chlorid 2 H2O verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kupferphthalocyanin durch Erhitzen von Phthalodinitril mit wasserfreiem Kupfer(I)-chlorid und/oder Kupfer(II)-chlorid, gegebenenfalls in Gegenwart von inerten anorganischen Salzen, nach dem Backverfahren, wie es z. B. als technische Synthesemethode in Ullmanns Encyklopädie der techn. Chemie, Band 18, Seite 508 ff., beschrieben ist. Phthalodinitril wird hierbei mit dem wasserfreien Kupferchlorid vermahlen und das Gemisch ohne Zusatz von Lösungsmitteln auf etwa 150"C erhitzt. Die bei dieser Temperatur spontan einsetzende stark exotherm ablaufende Kondensationsreaktion zum Kupferphthalocyanin läßt die Temperatur in dem Reaktionsgemisch auf etwa 300 bis 310"C ansteigen. Durch Beimischung von inerten anorganischen Salzen, wie beispielsweise von Natriumchlorid oder wasserfreiem Natriumsulfat, läßt sich die Erwärmung während der Reaktion auf 200 bis 210°C begrenzen. Unter diesen Reaktionsbedingungen bildet sich bei dem Backprozeß ein Kupferphthalocyanin, welches ein sehr wertvolles Rohprodukt für die Konditionierung von Kupferphthalocyanin-Pigmenten bildet.

Von Nachteil hat sich bei diesem Verfahren die relativ langsame Kondensationsreaktion zwischen dem wasserfreien Kupferchlorid und dem Phthalodinitril erwiesen. Hierbei hat sich gezeigt, daß einerseits die nach verschiedenen Verfahren hergestellten Produkte, aber auch einzelne, nach gleichem Herstellungsprozeß erzeugte Chargen, starke Schwankungen in ihrem Reaktionsverhalten aufweisen. Man hat versucht, durch den Einsatz besonders reiner Ausgangsstoffe den Reaktionsverlauf zu beschleunigen. Diese Methode blieb jedoch erfolglos.

Überraschend wurde nun gefunden, daß man die Reaktion zwischen Phthalodinitril und wasserfreiem Kupferchlorid erheblich beschleunigen kann, wenn man ein Kupferchlorid verwendet, welches 0,5 bis 5 Gew.-% Kupfer(II)-chlorid .2 2 H20, Kupfer(II)-nitrat .3 3 H20 oder Kupfer(II)-sulfat .5 5 H20 enthält.

Durch den Einsatz dieser kristallwasserhaltigen Kupfersalze wird die Kondensationsreaktion erheblich beschleunigt. Lagen vorher die Reaktionszeiten dieser Kondensationsreaktion je nach Qualität der Ausgangsprodukte zwischen 40 und 80 Minuten, läuft jetzt die Reaktion in 8 bis 20 Minuten ab.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von 1 bis 2 Gew.-% Kupfer(II)-chlorid .2 2 H20 erwiesen, da hierdurch keine Fremdionen in das Reaktionsgemisch eingebracht werden.

Voraussetzung für einen optimalen Ablauf der Reaktion zwischen Phthalodinitril und dem kristallwasserhaltigen Kupfersalz enthaltenden wasserfreien Kupferchlorid ist die gute Vermahlung und innige Mischung der Reaktionskomponenten miteinander. Es wird so in kurzer Zeit und in guter Ausbeute ein Kupferphthalocyanin erhalten, welches nach dem Auskochen mit heißem Wasser und I0/oiger Salzsäure gewaschen und getrocknet wird. Dieses Kupferphthalocyanin kann jetzt für die Herstellung coloristisch wertvoller Farbstoffe für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete verwendet werden.

Anhand der folgenden Beispiele wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Bestimmung der Reaktionsfähigkeit und des Temperaturverlaufs bei der Kondensationsreaktion von wasserfreiem Kupferchlorid mit Phthalocyanin Eine trockene, gut vermahlene und innige Mischung von Kupferchlorid (0,125 Mol Cu enthaltend) mit 50 g Phthalodinitril wird in einem abgedeckten Porzellantiegel (Durchmesser 85 mm) langsam erhitzt. Die Heizleistung der Versuchsapparatur ist so eingestellt, daß die Außentemperatur innerhalb von 40 Minuten 300"C erreicht, aber eine maximale Temperatur von 3200 C nicht übersteigt. Während des Aufheizvorgangs wird in der Mitte des Reaktionsgemisches die Temperatur gemessen und durch einen schnellaufenden Temperaturschreiber registriert. Durch Aufzeichnung des Temperaturverlaufs wird Beginn, Verlauf und Ende der Kondensationsreaktion zwischen Phthalodinitril und Kupferchlorid ermittelt.

Aus dem Temperaturverlauf lassen sich ablesen: Temperatur t1 und Zeitpunkt Z1 bei Reaktionsbeginn Temperatur t2 und Zeitpunkt Z2 bei Reaktionsende.

Aus diesen Daten läßt sich als Vergleichsgröße für die Reaktionsgeschwindigkeit der mittlere Temperaturanstieg pro Minute (vr) nach folgender Formel berechnen: Eine weitere aussagekräftige Vergleichsgröße ist die Zeitdifferenz Z2-Z1 in Minuten.