DE3813334A1 - Bis-styrylverbindungen - Google Patents

Bis-styrylverbindungen

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bis
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Manfred Dr Hauptreif
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Bis-styrylverbindungen, die Sulfonylgruppen enthaltende Substituenten aufweisen sowie ihre Verwendung zum Aufhellen von Polyester
Aus der EP-A-2 52 009 sowie der älteren deutschen Patentanmeldung P 37 25 928.8 sind optische Aufheller auf Basis von Bis-styrylderivaten bekannt, die über einen Phenoxysulfonylrest oder über verschiedene Alkylsulfonylreste verfügen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, neue Bis-styrylverbindungen bereitzustellen, die vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften als optische Aufheller aufweisen.
Es wurden nun Bis-styrylverbindungen der Formel I
gefunden, in der
R¹ substituiertes Phenoxysulfonyl, C₄-C₁₃-Alkylsulfonyl, C₁-C₁₃-Alkylsulfonyl, das durch Hydroxy oder C₁-C₄-Alkanoyloxy substituiert ist und durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, C₃-C₂₆-Alkyl, das durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist, oder C₁-C₈-Mono- oder Dialkylsulfamoyl, wobei die Alkylkette jeweils durch ein odere mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann,
R² und R³ gleich oder verschieden sind und jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor, Chlor, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder gegebenenfalls substituiertes Phenyl,
R₄ Fluor, Chlor, Cyano, Carbamoyl, C₁-C₈-Mono- oder Dialkylcarbamoyl, deren Alkylkette jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, Pyrrolidinocarbonyl, Piperidinocarbonyl, Morpholinocarbonyl, Piperazinocarbonyl, N-(C₁-C₄-Alkyl)piperazinocarbonyl, C₁-C₈-Alkoxycarbonyl, dessen Alkylkette durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder gegebenenfalls substituiertes Phenoxycarbonyl und
m, n, p und q gleich oder verschieden sind und jeweils unabhängig voneinander 1 oder 2 bedeuten, wobei die Verbindung der Formeln
und
ausgenommen sind.
Alle in der obengenannten Formel I auftretenden Alkylreste können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein.
Für den Fall, daß in den neuen Bis-styrylverbindungen der Formel I Alkylgruppen auftreten, die durch Sauerstoffatome unterbrochen sind, sind, sofern nicht anders vermerkt, solche Verbindungen bevorzugt, bei denen die Alkylgruppen durch ein, zwei oder drei Sauerstoffatome unterbrochen sind.
Für den Fall, daß die in der obengenannten Formel I auftretenden Phenylreste substituiert sind, kommen, sofern nicht anders vermerkt, als Substituenten z. B. C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen, insbesondere Fluor oder Chlor, in Betracht.
Wenn in der obengenannten Formel I der Substituent R¹ für substituiertes Phenoxysulfonyl steht, kommen als Substituenten am Phenylring z. B. C₁-C₁₀-Alkyl, das gegebenenfalls durch ein, zwei oder drei Sauerstoffatome unterbrochen ist, C₁-C₁₀-Alkoxy, das gegebenenfalls durch ein, zwei oder drei Sauerstoffatome unterbrochen ist, oder Halogen, insbesondere Fluor oder Chlor in Betracht.
R¹ steht beispielsweise für Phenoxysulfonyl, 4-Methylphenoxysulfonyl, 2,4-Dimethylphenoxysulfonyl, 4-Ethylphenoxysulfonyl, 4-Propylphenoxysulfonyl, 4-Butylphenoxysulfonyl, 4-Pentylphenoxysulfonyl, 4-Hexylphenoxysulfonyl, 4-(2-Ethylhexyl)phenoxysulfonyl, 4-Nonylphenoxysulfonyl, 4-Decylphenoxysulfonyl, 4-(2-Methoxyethyl)phenoxysulfonyl, 4-(2-Ethoxyethyl)phenoxysulfonyl, 4-(2-Propoxyethyl)phenoxysulfonyl, 4-(2-Butoxyethyl)phenoxysulfonyl, 4-(3,6-Dioxaheptyl)phenoxysulfonyl, 4-(3,6-Dioxaoctyl)phenoxysulfonyl, 4-(3,6,9-Trioxadexyl)phenoxysulfonyl, 2-Methoxyphenoxysulfonyl, 4-Methoxyphenoxysulfonyl, 4-Ethoxyphenoxysulfonyl, 4-Isopropoxyphenoxysulfonyl, 4-Butoxyphenoxysulfonyl, 4-Hexyloxyphenoxysulfonyl, 4-Heptyloxyphenoxysulfonyl, 4-Octyloxyphenoxysulfonyl, 4-(2-Ethylhexyloxy)phenoxysulfonyl, 4-Decyloxyphenoxysulfonyl, 4-(2-Methoxyethoxy)phenoxysulfonyl, 4-(2-Ethoxyethoxy)phenoxysulfonyl, 4-(3,6-Dioxaheptyloxy)phenoxysulfonyl, 4-(3,6-Dioxaoctyloxy)phenoxysulfonyl, 4-(3,6,9-Trioxadecyloxy)phenoxysulfonyl, 4-Fluorphenoxysulfonyl, 2-Chlorphenoxysulfonyl, 2,4-Dichlorphenoxysulfonyl, Butylsulfonyl, Isobutylsulfonyl, sec-Butylsulfonyl, Pentylsulfonyl, Isopentylsulfonyl, sec-Pentylsulfonyl, tert-Pentylsulfonyl, Hexylsulfonyl, Heptylsulfonyl, Octylsulfonyl, Isooctylsulfonyl, 2-Ethylhexylsulfonyl, Nonylsulfonyl, Isononylsulfonyl, Decylsulfonyl, Isodecylsulfonyl, Undecylsulfonyl, Dodecylsulfonyl, Tridecylsulfonyl, Isotridecylsulfonyl (die Bezeichnungen Isooctyl, Isononyl, Isodecyl und Isotridecyl sind Trivialbezeichnungen und stammen von den nach der Oxosynthese erhaltenen Alkoholen [vgl. dazu Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 7, Seiten 215 bis 217 sowie Band 11, Seiten 435 und 436]), 2-Hydroxyethylsulfonyl, 2- oder 3-Hydroxypropylsulfonyl, 2- oder 4-Hydroxybutylsulfonyl, 5-Hydroxypentylsulfonyl, 5-Hydroxy-2-oxapentylsulfonyl, 6-Hydroxyhexylsulfonyl, 2-Formyloxyethylsulfonyl, 2-Acetyloxyethylsulfonyl, 2-Propionyloxyethylsulfonyl, 2-Butyryloxyethylsulfonyl, 2- oder 3-Acetyloxypropylsulfonyl, 2- oder 4-Acetyloxypropylsulfonyl, 5-Propionyloxy-2-oxapentylsulfonyl, 2-Methoxyethylsulfonyl, 2-Ethoxyethylsulfonyl, 2-Propoxyethylsulfonyl, 2-Butoxyethylsulfonyl, 2- oder 3-Methoxypropylsulfonyl, 2- oder 4-Methoxybutylsulfonyl, 3,6-Dioxaheptylsulfonyl, 3,6-Dioxaoctylsulfonyl, 3,6-Dioxadecylsulfonyl, 3,6,9-Trioxadecylsulfonyl, 4-Oxa-6-ethyldecylsulfonyl, 3,6,9,12-Tetraoxatridecylsulfonyl, 5,10,15-Trioxahexadecylsulfonyl, 5,10,15-Trioxanonadecylsulfonyl, Mono- oder Dimethylsulfamoyl, Mono- oder Dipropylsulfamoyl, Mono- oder Dibutylsulfamoyl, Mono- oder Di(2-ethylhexyl)sulfamoyl, Mono- oder Di(2-methoxyethyl)sulfamoyl, Mono- oder Di-(2-ethoxyethyl)sulfamoyl, Mono- oder Di(2-propoxyethyl)sulfamoyl, Mono- oder Di(2-butoxyethyl)sulfamoyl, Mono- oder Di(3-methoxypropyl)sulfamoyl oder Mono- oder Di(3-ethoxypropyl)sulfamoyl.
R² und R³ stehen beispielsweise für Methyl, Ethyl, Proyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy, sec-Butoxy, Phenoxy, 2-Methylphenoxy, 4-Methylphenoxy, 4-Methoxyphenoxy, 4-Fluorphenoxy oder 4-Chlorphenoxy.
R⁴ steht beispielsweise für Methylcarbamoyl, Ethylcarbamoyl, Propylcarbamoyl, Isopropylcarbamoyl, Butylcarbamoyl, Isobutylcarbamoyl, Pentylcarbamoyl, Isopentylcarbamoyl, sec-Pentylcarbamoyl, Hexylcarbamoyl, Heptylcarbamoyl, Octylcarbamoyl, 2-Ethylhexylcarbamoyl, Dimethylcarbamoyl, Diethylcarbamoyl, Dipropylcarbamoyl, Diisopropylcarbamoyl, Dibutylcarbamoyl, Di-(2-ethylhexyl)-carbamoyl, N-Methyl-N-ethylcarbamoyl, 2-Methoxyethylcarbamoyl, 2-Ethoxyethylcarbamoyl, 3,6-Dioxaheptylcarbamoyl, 3,6-Dioxaoctylcarbamoyl, Bis-(2-methoxyethyl)-carbamoyl, Bis-(2-ethoxyethyl)-carbamoyl, Bis-(3-6-dioxaheptyl)-carbamoyl, Bis-(3,6-dioxaoxtyl)-carbamoyl, N-Methylpiperazinocarbonyl, N-Ethylpiperazinocarbonyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Isopropoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Isobutoxycarbonyl, Pentyloxycarbonyl, Isopentyloxycarbonyl, sec-Pentyloxycarbonyl, tert-Pentyloxycarbonyl, Hexyloxycarbonyl, Heptyloxycarbonyl, Octyloxycarbonyl, 2-Ethylhexyloxycarbonyl, 2-Methoxyethoxycarbonyl, 2-Ethoxyethoxycarbonyl, 3,6-Dioxaheptyloxycarbonyl, 3,6-Dioxaoctyloxycarbonyl, Phenoxycarbonyl, 4-Methylphenoxycarbonyl, 2-Methoxyphenoxycarbonyl, 3-Methoxyphenoxycarbonyl, 4-Fluorphenoxycarbonyl oder 4-Chlorphenoxycarbonyl.
Bevorzugt sind Bis-styrylverbindungen der Formel I, in der R¹ durch C₁-C₆-Alkoxy substituiertes Phenoxysulfonyl, C₂-C₁₀-Alkylsulfonyl, das durch Hydroxy oder C₁-C₄-Alkanoyloxy substituiert ist und durch ein oder zwei Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder C₁-C₈-Mono- oder Dialkylsulfoamoyl, wobei die Alkylkette jeweils durch ein oder zwei Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, R² und R³ jeweils Wasserstoff, R⁴ Chlor, Cyano, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl, C₁-C₄-Dialkylcarbamoyl, Phenoxycarbonyl oder durch Methyl, Ethyl, Methoxy oder Chlor substituiertes Phenoxycarbonyl, und m und q jeweils 1 bedeuten.
Die erfindungsgemäßen Bis-styrylverbindungen werden vorteilhaft durch eine Wittig-Horner-Reaktion erhalten. Dazu setzt man beispielsweise zunächst in einer ersten Stufe Terephthalaldehyd mit einem Benzylphosphonsäureester der Formel II
in der R³, R⁴, p und q jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen und R⁵ für C₁-C₄-Alkyl steht, im Molverhältnis 1 : 1 in Gegenwart von 1 bis 1,1 Mol, jeweils bezogen auf 1 Mol Benzylphosphonsäureester II, einer Base und in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels um.
Als Base dient z. B. Alkalialkanolat, z. B. Natrium- oder Kaliummethanolat, -ethanolat, -propanolat, -isopropanolat oder butanolat. Vorzugsweise verwendet man Natriummethanolat oder -ethanolat.
Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Ester, Ether oder gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffe, wie Ethylacetat, Propylacetat, Isopropylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, 2-Methoxyethylacetat, Diethylenglykoldimethylether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol, Xylol, Chlorbenzol oder o-Dichlorbenzol.
Die Verwendung von Ethylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, 2-Methoxyethylacetat, Tetrahydrofuran oder Dioxan ist dabei bevorzugt.
Die Umsetzung, die zu einem Formylstilbenderivat der Formel III
führt, in der R³, R⁴, p und q jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, wird zweckmäßig bei einer Temperatur von 20 bis 50°C durchgeführt. Man legt dabei Terephthalaldehyd und Benzylphosphonester zusammen mit dem Lösungsmittel vor und gibt die Base, vorteilhaft in Form der jeweiligen alkanolischen Lösung langsam zu.
Nach etwa 6 bis 18 Stunden ist die Umsetzung beendet. Man trennt dann das Formylstilbenderivat III ab, wäscht es mit Wasser nach und trocknet es.
Anschließend wird in einer zweiten Stufe das Formylstilben III durch Umsetzung mit einem Benzylphosphonester der Formel IV
in der R¹, R², R⁵, m und n jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, in die Bis-styrylverbindung I übergeführt.
Die Reaktionsbedingungen für die zweite Stufe sind im allgemeinen denen der ersten Stufe sehr ähnlich. Ein Unterschied besteht in der Wahl des Lösungsmittels. Es ist von Vorteil, die Umsetzung von Formylstilben III und Benzylphosphonester IV in Carbonsäureamiden als Lösungsmittel durchzuführen. Besonders geeignet sind dabei N,N-Dimethylformamid, N,N-Diethylformamid oder N-Methyl-pyrrolidon.
Die erfindungsgemäßen Bis-styrylverbindungen der Formel I eignen sich in vorteilhafter Weise zum optischen Aufhellen von synthetischen, halbsynthetischen oder natürlichen organischen Materialien, vorzugsweise von Polyester und insbesondere von Polyestergeweben. Sie ergeben gute Weißeffekte.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die dort genannten Prozentangaben beziehen sich, sofern nicht anders vermerkt, auf das Gewicht.
Beispiel 1
Zu einer Lösung von 12,9 g 2-Cyano-4′-formylstilben (93%ig) und 17,5 g 4-(Heptylsulfonyl)benzylphosphorsäurediethylester in 100 ml N,N-Dimethylformamid ließ man unter starkem Rühren bei 40°C 9 g methanolische Natriummethanolatlösung (30%ig) zutropfen. Man rührte 4 Stunden bei 40°C und 16 Stunden bei 20 bis 24°C, gab dan 40 ml Wasser hinzu und saugte das ausgefallene Produkt ab. Der Rückstand wurde zuerst mit 50 ml Methanol und dann mit 200 ml Wasser gewaschen. Anschließend trocknete man den Rückstand bei 50°C unter vermindertem Druck. Man erhielt 15,9 g (76% d. Th.) des Rohprodukts der Formel
das durch Umkristallisieren aus Toluol gereinigt wurde.
2-Cyano-4′-formylstilben wurde dabei auf folgende Weise hergestellt:
Zu einer Lösung von 201 g Terephthalaldehyd und 447 g o-Cyanobenzylphosphonsäurediethylester (93%ig) in 2000 ml 2-Methoxyethylacetat ließ man unter starkem Rühren bei 40 bis 45°C innerhalb von 18 Stunden 270 g methanolische Natriummethanolatlösung (30%ig) zutropfen. Man rührte 48 Stunden bei 20 bis 25°C nach, saugte das ausgefallene Produkt ab und wusch gründlich mit Wasser nach. Man erhielt so 271 g der Verbindung der Formel
mit dem Schmelzpunkt 143 bis 144°C.
Den verwendeten 4-(Heptylsulfonyl)benzylphosphonsäurediethylester stellte man auf folgende Weise her:
Zu einer Lösung von 1-Methyl-4-heptylsulfonylbenzol in 1000 ml Cyclohexan gab man bei 60°C portionsweise eine Mischung aus 95 g N-Bromsuccinimid und 1,3 g Azo-bis-isobutyronitril und rührte noch 4 Stunden unter Rückfluß nach. Danach wurde das resultierende Succinimid abfiltriert, der Filterkuchen mit 100 ml Cyclohexan gewaschen und das Filtrat unter vermindertem Druck eingeengt. Das verbleibende ölige Produkt ist genügend rein und wurde ohne Destillation weiterverarbeitet.
17,3 g 1-Brommethyl-4-heptylsulfonylbenzol wurden bei 150°C zu 31 ml Triethylphosphit getropft. Danach rührte man noch 2 Stunden unter Rückfluß nach und destillierte zunächst im Wasserstrahlvakuum und anschließend im Hochvakuum leichter flüchtige Substanzen ab. Man erhielt so 17,5 g (93% d. Th.) des Phosphonsäureesters als Rohprodukt.
In analoger Weise werden die in den folgenden Tabellen aufgeführten Verbindungen erhalten.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3

Claims (3)

1. Bis-styrylverbindungen der Formel I in der
R¹ substituiertes Phenoxysulfonyl, C₄-C₁₃-Alkylsulfonyl, C₁-C₁₃-Alkylsulfonyl, das durch Hydroxy oder C₁-C₄-Alkanoyloxy substituiert ist und durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, C₃-C₂₆-Alkyl, das durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen ist, oder C₁-C₈-Mono- oder Dialkylsulfamoyl, wobei die Alkylkette jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann,
R² und R³ gleich oder verschieden sind und jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor, Chlor, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder gegebenenfalls substituiertes Phenyl,
R⁴ Fluor, Chlor, Cyano, Carbamoyl, C₁-C₈-Mono- oder Dialkylcarbamoyl, deren Alkylkette jeweils durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, Pyrrolidinocarbonyl, Piperidinocarbonyl, Morpholinocarbonyl, Piperazinocarbonyl, N-(C₁-C₄-Alkyl)piperazinocarbonyl, C₁-C₈-Alkoxycarbonyl, dessen Alkylkette durch ein oder mehrere Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder gegebenenfalls substituiertes Phenoxycarbonyl und
m, p und q gleich oder verschieden sind und jeweils unabhängig voneinander 1 oder 2 bedeuten, wobei die Verbindungen der Formeln und ausgenommen sind.
2. Bis-styrylverbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
R¹ durch C₁-C₆-Alkoxy substituiertes Phenoxysulfonyl, C₂-C₁₀-Alkylsulfonyl, das durch Hydroxy oder C₁-C₄-Alkanoyloxy substituiert ist und durch ein oder zwei Sauerstoffatome unterbrochen sein kann, oder C₁-C₈-Mono- oder Dialkylsulfamoyl, wobei die Alkylkette jeweils durch ein oder zwei Sauerstoffatome unterbrochen sein kann.
R² und R³ jeweils Wasserstoff
R⁴ Chlor, Cyano, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl, C₁-C₄-Dialkylcarbamoyl, Phenoxycarbonyl oder durch Methyl, Ethyl, Methoxy oder Chlor substituiertes Phenoxycarbonyl und
m und q jeweils 1
bedeuten
3. Verwendung der Bis-styrylverbindungen gemäß Anspruch 1 zum optischen Aufhellen von synthetischen, halbsynthetischen oder natürlichen organischen Polymermaterialien.
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