DE4209919A1 - Toner für die Elektrofotografie, neue Indolderivate und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Toner für die Elektrofotografie, neue Indolderivate und Verfahren zu deren Herstellung

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DE4209919A1 DE19924209919 DE4209919A DE4209919A1 DE 4209919 A1 DE4209919 A1 DE 4209919A1 DE 19924209919 DE19924209919 DE 19924209919 DE 4209919 A DE4209919 A DE 4209919A DE 4209919 A1 DE4209919 A1 DE 4209919A1
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    • C07D209/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
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    • GPHYSICS
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Toner für die Elektrofotografie, die teilweise neue Indolderivate enthalten, und die Herstellung der neuen Indolderivate.
Toner werden bei der Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder in der Elektro­ fotografie, Elektrografie und Ionografie und magnetostatischer Ladungsbilder in der Magnetografie verwendet. Von diesen Verfahren hat die Elektrofotografie (siehe z. B. US-PS 22 97 691, US-PS 36 66 363 und US-PS 40 71 361) die größte Bedeu­ tung erlangt.
Bei dieser Methode wird auf einem Fotoleiter durch Belichtung des Originals oder Umsetzung einer digitalisierten Bildinformation mit Hilfe eines Lasers, eines LED-Arrays oder einer LCS-Einheit ein virtuelles Bild in Form von elektrischen Ladungen erzeugt. Die Entwicklung dieses Ladungsbildes erfolgt durch Kontakt mit einem Toner. Bei dem Toner handelt es sich im allgemeinen um ein Pulver pigmen­ tierter Teilchen, die eine definierte Partikelgröße und definierte elektrische Eigenschaften haben.
Der das Bild aufbauende Toner wird von der Oberfläche des Fotoleiters auf das Trägermaterial (z. B. Papier oder Folie) übertragen und dort fixiert.
Die Entwicklung des Ladungsbildes auf der Oberfläche des Fotoleiters kann nach dem Einkomponentenverfahren oder nach dem Zweikomponentenverfahren er­ folgen.
Beim Zweikomponentenverfahren (siehe z. B. US-PS 28 74 063) werden Toner­ teilchen mit einer Größe von 5 bis 30 µm und 80 bis 90 (Gew.-% Tonerharz, 5 bis 15 Gew.-% Pigment und geringe Mengen Additive enthaltend, durch mechanische Agitation mit magnetischen Trägerteilchen (z. B. aus Roheisen, beschichtetem Roheisen oder Ferriten) mit einer Größe von 30 bis 200 µm triboelektrisch auf­ geladen und bilden so eine Schicht auf der Oberfläche der entgegengesetzt aufgeladenen Trägerteilchen. Die Trägerteilchen werden mit Hilfe eines Magnet­ feldes an einer rotierenden Walze (sog. magnetische Bürste) radial ausgerichtet und in permanenten Kontakt mit dem ebenfalls rotierenden Fotoleiter gebracht. Die an den Trägerteilchen haftenden Tonerpartikel werden auf die dem virtuellen Ladungs­ bild entsprechenden entgegengesetzt aufgeladenen Stellen übertragen.
Beim Einkomponentenverfahren (siehe z. B. US-PS 39 09 258) werden Carrier- Toner-Hybridteilchen eingesetzt. Diese haben eine Größe von 5 bis 30 µm und enthalten 20 bis 65 Gew.-% magnetische Pigmente, 30 bis 80 Gew.-% Tonerharz und geringe Mengen Additive. Der Toner wird elektrisch oder triboelektrisch vorgeladen und durch ein radial orientiertes Magnetfeld an der Oberfläche einer rotierenden Walze in räumliche Nähe des Fotoleiters gebracht. Die Tonerteilchen werden auf die dem virtuellen Ladungsbild entsprechenden geladenen Stellen übertragen.
Bei der Fixierung des auf das Trägermaterial (z. B. Papier oder Folie) übertragenen Toners haben sich in der Praxis die Flashfixierung und die Heißwalzenfixierung durchgesetzt.
Bei der Flashfixierung wird der Toner mittels einer Blitzlichtlampe (Xenonlampe) schnell und kontaktlos auf dem Trägermaterial aufgeheizt, so daß er in die Träger­ oberfläche einschmilzt.
Bei der Heißwalzenfixierung wird der Träger mit dem anhaftenden Toner in Kontakt mit einer beheizten Walze gebracht, die den Toner unter Druck und Hitze mit der Trägeroberfläche dauerhaft verbindet.
Die Bildqualität der Reproduktion hängt immer wesentlich von den Eigenschaften des Toners ab, wobei die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die triboelek­ trische Aufladung und die Leitfähigkeit für sämtliche Transferprozesse bedeutsam sind. Eine Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften ist durch spezielle Additive (z. B. sogenannte Ladungskontrollsubstanzen) oder durch Variation der Pigmente (z. B. Ruß) möglich.
Für eine gute Bildqualität muß das Ladungsniveau und die Leitfähigkeit des Toners der Polarität und Vorspannung des Fotoleiters, der Transferspannung zum Übertrag auf das Trägermaterial und der jeweils verwendeten Vorrichtung (z. B. Kopierer oder Laserprinter) exakt angepaßt sein. Außerdem muß sichergestellt sein, daß die Ladungen und die Leitfähigkeiten einzelner Tonerpartikel nicht oder nicht wesent­ lich voneinander abweichen.
Wenn die Ladung zu niedrig oder die Leitfähigkeit zu hoch ist, erfolgt keine ausrei­ chende Übertragung von der magnetischen Bürste auf den Fotoleiter, die Entwick­ lung wird unspezifisch (was zu Unschärfen führt) und der Transfer auf das Träger­ material wird unzureichend (Anhäufung von sog. "waste-toner").
Bei zu hoher Ladung sind aufgrund ausgeprägter Haftung des Tonerpulvers an der magnetischen Bürste und am Fotoleiter die Transfervorgänge stark behindert und in ihrer Effektivität nicht ausreichend.
Wenn das Tonerpulver Teilchen mit unterschiedlichem Ladungsniveau enthält werden höher geladene Teilchen bevorzugt übertragen und im noch nicht über­ tragenen Toner erfolgt eine Anreicherung von Teilchen mit niederer Ladung. Hieraus resultiert eine unzulängliche Performance bei langer Betriebsdauer. Äußerst störend wirken Partikel mit umgekehrter Polarität (sogenannte "wrong-sign- particles").
Für den störungslosen Ablauf elektrofotografischer Prozesse ist es auch erforderlich, daß das Ladungsniveau und die Leitfähigkeit der Tonerpartikel möglichst unabhän­ gig von klimatischen Einflüssen ist, z. B. von der Temperatur und der Luftfeuchtig­ keit.
Man versucht Tonern die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, indem man ihnen sogenannte Ladungskontrollsubstanzen zusetzt, beispielsweise 1 bis 3 Gew.-% spezielle Ammonium- oder Pyridiniumsalze, Metallkomplexe und/oder spezielle Pigmente (siehe US-PS 38 93 935, 39 44 493, 40 07 293, 40 79 014, 42 98 672, 43 38 390, 43 94 439, 44 93 883 und die DE-OS 36 04 827).
Man kann dabei so verfahren, daß man beispielsweise 5 bis 15 Gew.-% übliche Pig­ mente, 0,5 bis 3 Gew.-% Ladungskontrollsubstanzen und gegebenenfalls weitere Additive (z. B. 1 bis 3 Gew.-% Polyolefinwachse zur Steigerung der adhäsiven Eigenschaften) in das Harz einknetet, dann fein mahlt, nachfolgend zur Einstellung einer definierten Teilchengröße mehrere Sichtungsschritte vornimmt und abschlie­ ßend mit hochdisperser Kieselsäure oder ähnlichen Produkten die gewünschten Pulverfließeigenschaften einstellt.
Für die Qualität des so erhaltenen Toners ist die Einheitlichkeit der einzelnen Tonerpartikel von größter Wichtigkeit. Daher werden hohe Anforderung an die Dis­ pergierbarkeit der Additive, insbesondere der Ladungskontrollsubstanzen gestellt.
Des weiteren dürfen die verwendeten Ladungskontrollsubstanzen keine chemischen Wechselwirkungen mit Geräteteilen (z. B. Fotoleiter oder Fixierwalze) eingehen, die zu irreversiblen Verschmutzungen und Beschädigungen der betroffenen Teile führen würden. Hierbei ist insbesondere im Hinblick auf die beheizten Fixierwalzen eine hohe Thermostabilität der Ladungskontrollsubstanzen gefordert.
Zusätzlich zu diesen vielfältigen Anforderungen an Ladungskontrollsubstanzen müssen diese bei der Herstellung von farbigen Fotokopien und farbigen Bild­ reproduktionen eine gute Transparenz und möglichst nur eine geringe oder am besten gar keine Eigenfarbe aufweisen.
Die bisher bekannten farblosen, positiv aufladenden Ladungskontrollreagenzien besitzen ionische Strukturelemente, die naturgemäß hohe Affinitäten gegenüber Wasser aufweisen. Hieraus resultiert eine Abhängigkeit der Aufladungshöhe von den klimatischen Bedingungen, insbesondere der Luftfeuchtigkeit.
Die Toner der vorliegenden Erfindung enthalten farblose, positiv aufladende Ladungskontrollreagenzien, die nicht ionisch aufgebaut und trotzdem gut wirksam sind. Die Wasseraufnahme solcher Toner ist auf ein Minimum reduziert und die Klimaabhängigkeit der Toner hervorragend niedrig.
Es wurden nun Toner für die Elektrofotografie gefunden, die dadurch gekenn­ zeichnet sind, daß sie als Ladungskontrollsubstanzen Indolderivate der Formel (I) enthalten
in der
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder substituiertes C1-C22-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, C7-C12- Aralkyl oder gegebenenfalls substituiertes C6-C10-Aryl stehen,
die Ringe A gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert und/oder gegebenenfalls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe C1-C8-Alkyl, C1-C8-Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro oder C6-C10-Aryl substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder substituiertes C1-C22-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, C7-C12-Aralkyl, gegebenenfalls substituiertes C6-C10-Aryl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht
in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C8-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, gegebenenfalls verzweigtes C1-C8-Alkoxy, Halogen, Nitro, Cyano, C1-C8- Alkoxycarbonyl, C6-C10-Aryl oder Di-C1-C8-Alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 1 bis 14 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B unabhängig von den Ringen A außer mit R5 gegebenenfalls wie die Ringe A anelliert und/oder substituiert ist.
Bevorzugte Toner für die Elektrofotografle sind dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (I)
R1 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis 3 Substi­ tuenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl oder Phenyl steht,
R2 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclo­ pentyl, Cyclohexyl, Benzyl oder gegebenenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Chlor, Nitro und Cyano substi­ tuiertes Phenyl steht,
R3 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht,
die Ringe A gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert oder gegebenenfalls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Nitro, Cyano oder Phenyl substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis zu 3 Sub­ stituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl, gegebenenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Chlor, Brom, Nitro und Cyano substituiertes Phenyl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht, in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkyl, Cycloalkyl, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkoxy, Chlor, Brom, Nitro, Cyano, C1-C4-Alkoxycarbonyl, Phenyl oder Di-C1-C4-alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 1 bis 14 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B außer mit R5 gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert oder gegebenenfalls bis zu zwei Resten aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Nitro, Cyano oder Phenyl substituiert ist.
Besonders bevorzugte Toner für die Elektrofotografie sind dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I)
R1 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C22-Alkyl oder Benzyl steht,
R2 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C8-Alkyl oder gegebe­ nenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4- Alkoxy oder Chlor substituiertes Phenyl steht,
R3 für Wasserstoff steht,
die Ringe A nicht anelliert, nicht substituiert oder in 5-Stellung durch Methyl, Methoxy oder Chlor substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes unsubstituiertes C1-C22-Alkyl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht, in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkyl, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkoxy, Chlor, Nitro, Cyano, Methoxycarbonyl oder Di- C1-C4-alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 2 bis 8 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B nicht anelliert oder außer mit R5 nicht substituiert ist.
Bei den Indolderivaten der Formel (I) sind mehrfach mit gleichen Symbolen be­ zeichnete Substituenten in der Regel untereinander gleich, also beispielsweise die beiden Substituenten R1 in den beiden in Formel (I) vorhandenen Indolstrukturen, sowie auch in den beiden Indolstrukturen, die zusätzlich vorhanden sind, wenn R4 für einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht. Es ist jedoch auch denkbar, daß mehrfach mit dem gleichen Symbol gekennzeichnete Substituenten innerhalb des jeweils angegebenen Bedeutungsumfangs verschieden voneinander sind.
Erfindungsgemäße Toner können einen oder mehrere Indolderivate der Formel (I) enthalten, beispielsweise insgesamt 0,5 bis 3 Gew.-% dieser Indolderivate und im übrigen wie üblich zusammengesetzt sein. Beispielsweise können erfindungsgemäße Toner 40 bis 90 Gew.-% Tonerharz, 4 bis 10 Gew.-% Pigmente (z. B. Ruß), 0 bis 5 Gew.-% Polyolefine und gegebenenfalls 30 bis 60 Gew.-% magnetische Pigmente enthalten, wobei die Summe aller dieser Bestandteile 100 Gew.-% ergibt.
Erfindungsgemäße Toner zeigen eine hohe Aufladung, eine gute Langzeitstabilität im Gerätetest und eine hohe Unempfindlichkeit gegen klimatische Einflüsse, insbe­ sondere gegen Luftfeuchtigkeit.
Indolderivate der Formel (I) sind zum Teil bekannte Verbindungen (s. DE-OS 37 38 237, US-PS 50 01 105 und US-PS 48 70 050).
Es wurden auch neue Indolderivate gefunden, die als Ladungskontrollsubstanzen für Toner geeignet sind. Diese sind auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung und entsprechen den Formeln (IV), (V) und (VI)
in der
R11 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C5-C22-Alkyl steht und entweder
R12 für Phenyl, Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl und
R13 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C16-Alkyl stehen oder
R12 für Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl und
R13 für Wasserstoff oder gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C16-Alkyl stehen,
in der
R21 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C5-C22-Alkyl,
R22 für Phenyl, Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl,
R23 für Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Chlor, Nitro oder Dimethylamino und
n′ für Null oder 1 stehen und
in der
R31 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl oder für Benzyl, Phenethyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl,
R32 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C8-Alkyl oder für gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes Phenyl und
m′ für eine ganze Zahl von 1 bis 14 stehen,
wobei die Ringe C gegebenenfalls mit einem Benzolring annelliert und/oder gegebenenfalls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe C1-C8-Aryl substituiert sind.
In Formel (IV) steht R11 bevorzugt für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C5-C22-Alkyl, insbesondere C5-C12-Alkyl. Im Falle R12 = Tolyl, Anisyl oder Chlor­ phenyl steht R13 vorzugsweise für Wasserstoff oder unsubstituiertes C1-C4-Alkyl. Im Falle R12 = Phenyl steht R13 vorzugsweise für unsubstituiertes C1-C4-Alkyl.
In Formel (V) steht R21 vorzugsweise für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstitu­ iertes C5-C22-Alkyl, insbesondere C5-C12-Alkyl.
In Formel (VI) steht R31 vorzugsweise für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstitu­ iertes C1-C22-Alkyl, insbesondere C1-C12-Alkyl, R32 vorzugsweise für gegebenen­ falls verzweigtes unsubstituiertes C1-C8-Alkyl, Phenyl, Chlorphenyl, Tolyl oder Phenethyl und m′ vorzugsweise für eine ganze Zahl von 2 bis 8. Weiterhin sind in Formel (VI) die Ringe C vorzugsweise nicht annelliert, nicht substituiert oder in 5-Stellung durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy oder Chlor substituiert.
Bei den Indolderivaten der Formeln (IV), (V) und (VI) sind mehrfach mit den gleichen Symbolen bezeichnete Substituenten in der Regel untereinander gleich, also beispielsweise beiden Substituenten R11 in Formel (IV) oder die vier Substitu­ enten R22 in Formel (V). Es ist jedoch auch denkbar, daß mehrfach mit dem gleichen Symbol bezeichnete Substituenten innerhalb des jeweils angegebenen Bedeutungsumfangs verschieden voneinander sind.
Die neuen Indolderivate der Formeln (IV), (V) und (VI) können hergestellt werden, indem man Verbindungen der Formeln (IV), (V) bzw. (VI), bei denen R11, R21 bzw. R31 für Wasserstoff steht, mit einem Alkylierungsmittel der Formel (VII) umsetzt
R⁴¹-X (VII)
in der
R41 die bei der Formel (IV) für R11, die bei Formel (V) für R21 oder die bei Formel (VI) für R31 angegebene Bedeutung hat und
X für Chlor, Brom, Iod, OSO2OR41, OSO2CH3, OSO2C6H5, OSO2C6H4-p-CH3 oder OSO2C6H4-p-Cl steht.
Indolderivate der Formeln (IV) und (V) mit R11 bzw. R21 = Wasserstoff und deren Herstellung sind beispielsweise aus der DE-OS 37 38 237 bekannt oder können in analoger Weise dazu erhalten werden. Analog dazu lassen sich auch Indolderivate der Formel (VI) mit R31 = Wasserstoff erhalten.
Die Umsetzung der Indolderivate der Formeln (IV), (V) und (VI) mit R11, R21 bzw. R31 = Wasserstoff mit Alkylierungsmittel der Formel (VII) kann beispielsweise in einem Zweiphasensystem durchgeführt werden. Die eine Phase stellt dann eine organische Phase dar, die andere eine wäßrige Alkalilösung. Als organische Phase kommen mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel in Frage. Beispiele sind substi­ tuierte und unsubstituierte Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Anisol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, C6-C20-Aliphaten und Dichlormethan. Die wäßrige Alkalilösung kann beispielsweise eine Lösung von Lithium-, Natrium- oder Kalium­ hydroxid oder Natrium- oder Kaliumcarbonat in Wasser sein. Vorteilhaft wird dem Zweiphasensystem ein sogenannter Phasentransferkatalysator zugesetzt, bei dem es sich um organische Ammoniumsalze oder Kronenether handeln kann, beispielsweise um Trimethylbenzylammoniumchlorid, Tetrabutylammoniumbromid, Trimethyl­ octylammoniumbromid, Trimethylcaprylammoniumbromid oder 18-Krone-6. Der Zusatz katalytischer Mengen eines Iodids kann vorteilhaft sein, beispielsweise der Zusatz von Natrium- oder Kaliumiodid. Es ist vorteilhaft die Umsetzung unter inten­ sivem Rühren durchzuführen, beispielsweise bei Temperaturen zwischen Raumtem­ peratur und der Siedetemperatur des Mediums. Bevorzugte Reaktionstemperaturen liegen im Bereich von 40 bis 100°C. Nach beendeter Umsetzung können die beiden Phasen getrennt und die hergestellten Indolderivate aus der organischen Phase, beispielsweise durch Entfernung des Lösungsmittels, isoliert werden.
Das Alkylierungsmittel der Formel (VII) setzt man üblicherweise etwa im stöchio­ metrischen Verhältnis ein, d. h. a) bei der Alkylierung von zwei N-Atomen (Herstel­ lung von Verbindungen der Formel (IV)) in einem Molverhältnis von beispielsweise 2,0 bis 2,2, bezogen auf eingesetzte Verbindung der Formel (IV) mit R11 = Wasser­ stoff und b) bei der Alkylierung von vier N-Atomen (Herstellung von Verbindungen der Formeln (V) und VI)) in einem Molverhältnis von beispielsweise 4,0 bis 4,4, bezogen auf eingesetzte Verbindung der Formel (V) bzw. (VI) mit R21 bzw. R31 = Wasserstoff. Wenn das Alkylierungsmittel der Formel (VII) relativ wenig reaktiv ist, ist es im allgemeinen vorteilhaft, größere Mengen davon einzusetzen, im Falle a) z. B. 2,5 bis 3,5 Mol und im Falle b) z. B. 4,5 bis 8 Mol.
Beispiele Beispiel 1
90 g eines Styrol/Butylmethacrylat-Copolymers wurden mit 7 g Ruß und 3 g eines Indolderivats der Formel (I) mit R1 = n-C16H33, R2 = C6H5, R3 = R4 = Wasserstoff und A = unsubstituierter Benzolring bei 150°C verknetet. Nach Zerkleinerung, grober Vormahlung und anschließender Vermahlung in einer Strahlmühle wurde durch Sichtung ein Toner mit einer Partikelgröße d50 von 13 µm erhalten. Die triboelektrische Aufladung gegenüber einem Roheisen-Carrier betrug 12,3 µC/g. Sie wurde von der Luftfeuchtigkeit praktisch nicht beeinflußt. Im Langzeit-Gerätetest wurde praktisch keine Abnahme der Aufladung festgestellt.
Beispiel 2
90 g Styrol/Butylmethacrylat-Copolymer wurden mit 7 g Ruß und 3 g Polypropylen und 1,8 g eines Indolderivats der Formel (I) mit R1 = CH3, R2 = C6H5, R3 = H, A = unsubstituierter Benzolring und R4 = (II) mit R1 = CH3, R2 = C6H5, R3 = H, n = Null und B = unsubstituierter Benzolring bei 150°C verknetet. Nach Zerkleinerung, grober Vormahlung und anschließender Vermahlung in einer Strahlmühle wurde durch Sichtung ein Toner mit einer Partikelgröße d50 von 13 µm erhalten. Die triboelektrische Aufladung gegenüber einem Ferrit-Carrier betrug 15,7 µC/g. Sie wurde von der Luftfeuchtigkeit praktisch nicht beeinflußt. Im Langzeit-Gerätetest wurde keine Abnahme der Aufladung festgestellt.
Beispiele 3-27
Analog den Beispielen 1 bzw. 2 wurden Toner mit anderen Indolderivaten her­ gestellt. Diese wiesen sehr ähnliche triboelektrische Eigenschaften auf.
Sofern R4 für einen Rest der Formeln (II) oder (III) stand, war dieser Rest stets so substituiert, daß ein symmetrisches Gesamtmolekül der Formel (I) resultierte.
Beispiel 28
123 g eines Indolderivates der Formel (IV) mit R11 = R13 = Wasserstoff und R12 = Phenyl und 5 g Tetrabutylammoniumbromid wurden in 800 ml Toluol gelöst Bei 90°C wurden innerhalb einer Stunde 300 ml 50 Gew.-% wäßrige Natronlauge zuge­ tropft, danach während 30 Minuten 186 g 1-Bromhexadecan. Es wurde 4 Stunden bei 90°C nachgerührt. Danach wurde die wäßrige Phase abgetrennt und die organische Phase viermal mit je 400 ml Wasser gewaschen. Dann wurde aus der organischen Phase das Toluol in Vakuum abgezogen und der ölige Rückstand mit 1,2 l Ethanol versetzt. Ein Teil des Ethanols wurde zusammen mit restlichem Toluol im Vakuum abgezogen. Nach dem Abkühlen wurde abgesaugt. Nach dem Trocknen im Vakuum wurden 224,5 g eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 51-53°C und der Formel (III) mit R11 = Hexadecyl, R12 = Phenyl und R13 = Wasserstoff erhalten.
Beispiele 29-36
Auf analoge Weise wie Beispiel 28 wurden folgende Indolderivate der Formel (IV) hergestellt (siehe Tabelle 2).
Tabelle 2 Beispiel 29
R11 = C12H25, R12 = p-C6H4Cl, R13 = H, A in 5-Stellung Methyl.
Beispiel 30
R11 = CH2C6H5, R12 = C6H5, R13 = C4H9, A unsubstituiert.
Beispiel 31
R11 = C4H9, R12 = C6H5, R13 = C6H5, A in 5-Stellung Cl.
Beispiel 32
R11 = C4H9, R12 = CH3, R13 = H, A unsubstituiert.
Beispiel 33
R11 = CH3, R12 = C6H5, R13 = CH3, A unsubstituiert. Schmelzpunkt 184 bis 185°C.
Beispiel 34
R11 = C22H45, R12 = C6H5, R13 = H, A unsubstituiert.
Beispiel 35
R11 = C2H5, R12 = C6H5, R13 = H, A unsubstituiert. Schmelzpunkt 160°C.
Beispiel 36
R11 = CH3, R12 = C6H5, R13 = C2H5, A unsubstituiert.

Claims (8)

1. Toner für die Elektrofotografle, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Ladungskontrollsubstanzen Indolderivate der Formel (I) enthalten in der
R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder substituiertes C1-C22-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, C7-C12-Aralkyl oder gegebenenfalls substituiertes C6-C10-Aryl stehen,
die Ringe A gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert und/oder gegebenenfalls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe C1-C8-Alkyl, C1-C8- Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro oder C6-C10-Aryl substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder substituiertes C1-C22-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, C7-C12-Aralkyl, gegebenenfalls substituiertes C6-C10-Aryl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C8-Alkyl, C5-C7-Cycloalkyl, gegebenenfalls verzweigtes C1-C8-Alkoxy, Halogen, Nitro, Cyano, C1-C8-Alkoxycarbonyl, C6-C10-Aryl oder Di-C1-C8-Alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 1 bis 14 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B unabhängig von den Ringen A außer mit R5 gegebenenfalls wie die Ringe A anelliert und/oder substituiert ist.
2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (I)
R1 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl oder Phenyl steht,
R2 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl oder gegebenenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Chlor, Nitro und Cyano substituiertes Phenyl steht,
R3 für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht,
die Ringe A gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert oder gegebenen­ falls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Nitro, Cyano oder Phenyl substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes und/oder durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Benzyl, gegebenenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Chlor, Brom, Nitro und Cyano substituiertes Phenyl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht, in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkyl, Cyclo­ alkyl, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkoxy, Chlor, Brom, Nitro, Cyano, C1-C4-Alkoxycarbonyl, Phenyl oder Di-C1-C4-alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 1 bis 14 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B außer mit R5 gegebenenfalls mit einem Benzolring anelliert oder gegebenenfalls bis zu zwei Resten aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Methoxy, Chlor, Nitro, Cyano oder Phenyl substituiert ist.
3. Toner nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel (I)
R1 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C22-Alkyl oder Benzyl steht,
R2 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C8-Alkyl oder gegebenenfalls durch bis zu 2 Substituenten aus der Gruppe C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy oder Chlor substituiertes Phenyl steht,
R3 für Wasserstoff steht,
die Ringe A nicht anelliert, nicht substituiert oder in 5-Stellung durch Methyl, Methoxy oder Chlor substituiert sind und
R4 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes unsubstituiertes C1-C22-Alkyl oder einen Rest der Formeln (II) oder (III) steht, in denen
R1, R2, R3 und A die unmittelbar zuvor angegebene Bedeutung haben,
R5 für Wasserstoff, gegebenenfalls verzweigtes C1-C4-Alkyl, gegebe­ nenfalls verzweigtes C1-C4-Alkoxy, Chlor, Nitro, Cyano, Methoxy­ carbonyl oder Di-C1-C4-alkylamino und
m für eine ganze Zahl von 2 bis 8 und
n für Null oder 1 stehen und
der Ring B nicht anelliert oder außer mit R5 nicht substituiert ist.
4. Toner nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 3 Gew.-% Indolderivate der Formel (I) enthalten.
5. Indolderivate der Formeln (IV), (V) und (VI) in der
R11 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C5-C22-Alkyl steht und entweder
R12 für Phenyl, Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl und
R13 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C16-Alkyl stehen oder
R12 für Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl und
R13 für Wasserstoff oder gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C16-Alkyl stehen, in der
R21 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C5-C22-Alkyl,
R22 für Phenyl, Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl,
R23 für Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Chlor, Nitro oder Dimethylamino und
n′ für Null oder 1 stehen und in der
R31 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C22-Alkyl oder für Benzyl, Phenethyl, Cyclohexyl oder Cyclopentyl,
R32 für gegebenenfalls verzweigtes und/oder gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes C1-C8-Alkyl oder für gegebenenfalls durch bis zu 3 Substituenten aus der Gruppe Chlor, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy und Cyano substituiertes Phenyl und
m′ für eine ganze Zahl von 1 bis 14 stehen,
wobei die Ringe C gegebenenfalls mit einem Benzolring annelliert und/oder gegebenenfalls mit bis zu 2 Resten aus der Gruppe C1-C8-Aryl substituiert sind.
6. Indolderivate nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
R11 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C5-C22-Alkyl steht,
im Falle R12 = Tolyl, Anisyl oder Chlorphenyl R13 für Wasserstoff oder unsubstituiertes C1-C4-Alkyl steht,
im Falle R12 = Phenyl R13 für unsubstituiertes C1-C4-Alkyl steht,
R21 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C5-C22-Alkyl steht,
R31 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C22-Alkyl,
R32 für gegebenenfalls verzweigtes, unsubstituiertes C1-C8-Alkyl, Phenyl, Chorphenyl, Tolyl oder Phenethyl steht und
m′ für eine ganze Zahl von 2 bis 8 steht, wobei
die Ringe C nicht annelliert nicht substituiert oder in 5-Stellung durch C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy oder Chlor substituiert sind.
7. Verfahren zur Herstellung von Indolderivaten des Anspruchs 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formeln (IV), (V) oder (VI), bei denen R11, R21 bzw. R31 für Wasserstoff steht, mit einem Alkylierungsmittel der Formel (VII) umsetzt R⁴¹-X (VII)in der
R41 die bei der Formel (IV) für R11, die bei Formel (V) für R21 oder die bei Formel (VI) für R31 angegebene Bedeutung hat und
X für Chlor, Brom, Iod, OSO2OR41, OSO2CH3, OSO2C6H5, OSO2C6H4-p-CH3 oder OSO2C6H4-p-Cl steht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Zwischenphasensystem durchführt, bei dem eine organische Phase und eine wäßrige Alkalilösung vorliegt.
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