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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
neue Verbindungen, welche im gleichen Molekül zwei funktionelle Gruppen
enthalten, die bei photochemischen Verfahren Radikale bilden können. Die
Verbindungen sind als Polymerisationsphotoinitiatoren in photopolymerisierbaren
Formulierungen geeignet, welche ungesättigte Ethylensysteme enthalten.
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Stand der Technik
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Bekannte Photoinitiatoren enthalten
im Molekül
eine funktionelle Gruppe, welche bei Anregung durch elektromagnetische
Strahlung, im Allgemeinen UV-Strahlung, Radikale bilden können. Über diese
Verbindungen wird zum Beispiel in USP 3 715 293,
DE 2722264 ,
EP 161 463 ,
EP
3002 ,
EP 88050 ,
EP 284 561 ,
EP 192 967 und
EP 850 253 berichtet. Sie werden üblicherweise
bei der Polymerisation von ungesättigten
Ethylensystemen verwendet.
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Wenn pigmentierte Systeme, wie Druckfarben,
betroffen sind, kann das ausgestrahlte Licht aufgrund von Reflektion
und Absorption durch das Pigment in der Formulierung nicht vollkommen
in die Schicht eindringen. Um einen guten Polymerisationsgrad sowohl
an der Oberflächenschicht
wie auch in den inneren Schichten der Druckfarbe zu erhalten, das
ist die sogenannte Oberflächen-
und Durchhärtung
einer Druckfarbe, ist es üblich,
Formulierungen herzustellen, welche sowohl einen Photoinitiator
mit einer maximalen UV-Absorption in einem Bereich von 250 nm wie
auch einen Photoinitiator mit einer deutlichen Absorption in einem
Bereich über
300 nm enthalten. Tatsächlich
weisen die meisten Pigmente oberhalb von 300 mit ein Minimum bei
der Absorption und Reflektion auf (optisches Fenster), was das Eindringen
von Licht ermöglicht.
Die Kombination der beiden Arten von Photoinitiator ermöglicht sowohl
die Oberflächenwie
auch die Durchhärtung
der Formulierung.
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Darstellung
der Erfindung
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Wir haben nun überraschenderweise den Gegenstand
dieser Erfindung gefunden, nämlich
dass Moleküle,
die in ihrer Struktur zwei verschiedene aktive Komponenten enthalten,
welche beide zur Bildung von Radikalen geeignet sind, eine hohe
Aktivität
als Photoinitiator aufweisen, insbesondere bei pigmentierten Systemen.
Die Moleküle
können überraschende
Synergien im Vergleich zu der kombinierten Verwendung von zwei Photoinitiatoren
entwickeln, die jeder nur eine der entsprechenden photoaktiven Gruppen
enthalten.
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Darüber hinaus verbessert die Abwesenheit
von funktionellen Gruppen im Molekül, welche flüchtige Geruchsstoffe
durch Photolyse freisetzen, die Sicherheit der Arbeitsumgebung,
aufgrund der Begrenzung der Anwesenheit von flüchtigen Substanzen im Verlauf
der Photopolymerisationsstufen im industriellen Verfahren.
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Moleküle, welche im Allgemeinen für die oben
genannten Zwecke verwendet werden, basieren auf zwei miteinander
verbundenen Phenylgruppen, wobei jede mit einer photochemisch aktiven
Ketonkomponente substituiert ist. Die aromatischen Gruppen können weiter
substituiert sein durch nicht-photochemisch aktive Komponenten.
Unter diesen Molekülen
sind die am besten geeignet, welche auf zwei Phenylringen basieren, die
durch eine geeignete Linkergruppe verbunden sind und in den Positionen
4, 4' durch zwei
Keton-Komponenten substituiert sind.
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Daher betrifft die vorliegende Erfindung
Verbindungen mit der Formel (I)
wobei X
1 und
X
2 unterschiedlich sind.
X
1 ist
eine Gruppe
in welcher R
1 und
R
2, jeweils unabhängig voneinander, -H oder eine
lineare oder verzweigte oder cyclische Alkylkette mit 1–12 C-Atomen,
Aryl- oder Alkylarylgruppe ist.
Z ist -SO
2R
3, -NR
4R
5,
-OR
1 oder Halogen.
R
3 ist
eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen, oder:
wobei R
6,
R
7, R
8, R
9 und R
10, jeweils
unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte oder cyclische
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe, -OR
11, Hydroxyalkyloxy-,
Hydroxyalkylthio, -SR
11, -S=OR
12,
-SO
2R
13, -C=OR
14, -NR
15R
16, -CN oder Halogen sind;
R
11 ist -H oder eine lineare oder verzweigte
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen oder eine Arylgruppe;
R
12 ist
eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen oder eine Arylgruppe;
R
13 ist eine lineare oder verzweigte Alkylkette
mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe, -OH, -OAlkyl, -NH
2,
-NHAlkyl, -N(Alkyl)
2, -NHAryl, oder -N(Aryl)
2;
R
14 ist -H,
eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen, eine Arylgruppe,
-OH, -OAlkyl, -NH
2, -NHAlkyl, -N(Alkyl)
2, -NHAryl, oder -N(Aryl)
2;
R
15 und R
16 sind,
jeweils unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit
1–12 C-Atomen,
eine Arylgruppe, COR
1, oder, wenn sie sich
decken, eine Alkylengruppe mit 2–6 C-Atomen oder eine Oxa-,
Thia- oder Azaalkylengruppe mit 2–6 C-Atomen;
R
4 und R
5 sind, jeweils
unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit
1–12 C-Atomen,
eine Arylgruppe, COR
1, oder, wenn sie sich
decken, eine Alkylengruppe mit 2–6 C-Atomen oder eine Oxa-,
Thia- oder Azaalkylengruppe mit 2–6 C-Atomen.
X
2 ist eine Gruppe
wobei R
6,
R
7, R
8, R
9 und R
10 die oben
genannten Bedeutungen haben, oder eine Gruppe
wobei R
1 und
R
2 die oben genannte Bedeutung haben und
Z
2 die gleiche edeutung wie Z
1 hat,
vorausgesetzt, dass X
2 sich von X
1 unterscheidet.
Y ist eine Einfachbindung,
ein linearer oder verzweigter Alkylenrest mit 1–12 C-Atomen, -O-, -S-, >S=O, >SO
2, -NR
17-,
wobei
R
17 -H oder eine lineare oder verzweigte
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe oder COR
1 ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
auch photopolymerisierbare Formulierungen, welche mindestens eine
der Verbindungen mit der Formel (I) enthalten.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Bevorzugte Photoinitiatoren für pigmentierte
Systeme sind Verbindungen mit der Formel (I), in welcher:
Y
eine Einfachbindung, -S- oder -NR17- ist,
wobei R17 -H oder eine lineare oder verzweigte
Alkylkette mit 1–12 C-Atomen,
eine Arylgruppe oder COR1 ist.
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Besonders bevorzugt als Photoinitiatoren
für pigmentierte
Systeme sind Verbindungen mit der Formel (I), in welcher:
X
1 eine Gruppe
ist, in welcher R
1 und R
2, jeweils
unabhängig
voneinander, -H oder eine lineare oder verzweigte oder cyclische Alkylkette
mit 1–12
C-Atomen, Aryl- oder Alkylarylgruppe ist;
Z -SO
2R
3, -NR
4R
5,
-OR oder Halogen ist;
R
3 eine lineare
oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen ist, oder:
wobei R
6,
R
7, R
8, R
9 und R
10, jeweils
unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte oder cyclische
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen;
R
4 und R
5,
jeweils unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit
1–12 C-Atomen,
eine Arylgruppe, COR
1, oder, wenn sie sich
decken, eine Alkylengruppe mit 2–6 C-Atomen oder eine Oxa-,
Thia- oder Azaalkylengruppe mit 2–6 C-Atomen sind;
X
2 eine Gruppe
ist, wobei R
6,
R
7, R
8, R
9 und R
10, jeweils
unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte oder cyclische
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe, -OR
11, Hydroxyalkyloxy-,
Hydroxyalkylthio, -SR
11, -S=OR
12,
-SO
2R
13, -C=OR
14, -NR
15R
16, -CN oder Halogen sind;
R
11 -H oder eine lineare oder verzweigte Alkylkette
mit 1–12
C-Atomen oder eine Arylgruppe ist;
R
12 eine
lineare oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen oder eine Arylgruppe
ist;
R
13 eine lineare oder verzweigte
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe, -OH, -OAlkyl, -NH
2,
-NHAlkyl, -N(Alkyl)
2, -NHAryl, oder -N(Aryl)
2 ist;
R
14 -H,
eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit 1–12 C-Atomen, eine Arylgruppe,
-OH, -OAlkyl, -NH
2, -NHAlkyl, -N(Alkyl)
2, -NHAryl, oder -N(Aryl)
2 ist;
R
15 und R
16, jeweils
unabhängig
von einander, -H oder eine lineare oder verzweigte Alkylkette mit
1–12 C-Atomen,
eine Arylgruppe, COR
1, oder, wenn sie sich
decken, eine Alkylengruppe mit 2–6 C-Atomen oder eine Oxa-,
Thia- oder Azaalkylengruppe mit 2–6 C-Atomen sind;
oder
eine Gruppe
wobei R
1 und
R
2 die oben genannte Bedeutung haben;
Z
-SO
2R
3, -NR
4R
5, -OR
1 oder
Halogen ist, wobei R
1, R
3,
R
4 und R
5 wie oben
definiert sind;
Y -S-, -NR
17-, wobei
R
17 -H oder eine lineare oder verzweigte
Alkylkette mit 1–12
C-Atomen, eine Arylgruppe oder
COR
1 ist.
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Beispiele für Verbindungen, welche für die erfindungsgemäße Anwendung
geeignet sind, sind die folgenden, wobei die vorliegende Erfindung
keineswegs auf diese beschränkt
ist:
4-Benzoyl-4'-(2-Brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(1)
4-(4-Methylbenzoyl)-4'-(2-Brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(2)
4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(3)
4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(4)
4-(2-Methylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(5)
4-Benzoyl-4'-(2-brom-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(6)
4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(7)
4-(2-Hydroxybenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(8)
4-(4-Methoxybenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(9)
4-(4-Cyanbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(10)
4-Benzoyl-4'-(2-brom-2-phenyl-1-ethanoyl)-diphenylsulfid
(11)
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(12)
4-(4-Methylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (13)
4-Benzoyl-4'-phenylacetyl-diphenylsulfid
(14)
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-phenyl-1-ethanoyl]-diphenylsulfid
(15)
4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (16)
4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (17)
4-(4-Morpholinobenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (18)
4-(2-Methylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (19)
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(20)
4-(4-Methoxybenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (21)
4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (22)
4-(2-Hydroxybenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (23)
4-(4-Cyanbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (24)
4-(4-Mercaptobenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (25)
4-Benzoyl-4'-(2-methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(26)
4-(2-Methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-4'-(2-hydroxy-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (27)
4-(2-Methyl-2-hydroxy-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(28)
4-[4-(2-Hydroxy-1-ethoxy)-benzoyl]-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(29)
4-(2-Methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (30)
4-[4-(2-Hydroxyethylthio)-benzoyl]-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(31)
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Gemäß der vorliegenden Erfindung,
enthalten pigmentierte photopolymerisierbare Formulierungen mindestens
eine der folgenden Verbindungen:
Verbindung (12), Verbindung
(13), Verbindung (15), Verbindung (16), Verbindung (17), Verbindung
(18),
Verbindung (19), Verbindung (20), Verbindung (21), Verbindung
(22), Verbindung (23), Verbindung (24), Verbindung (25), Verbindung
(26), Verbindung (27), Verbindung (28), Verbindung (29), Verbindung
(30), Verbindung (31).
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden Verbindungen mit der Formel (I) als Photoinitiatoren in photopolymerisierbaren
Systemen mit reaktiven Monomeren und Oligomeren verwendet. Die Begriffe „photopolymerisierbares
System" oder „photopolymerisierbare
Formulierung" meint
in diesem Text eine Mischung aus photopolymerisierbaren oder quervernetzbaren
Monomeren und Oligomeren, mindestens einem Photoinitiator, Füllmitteln,
Pigmenten, Dispersionsmitteln und anderen üblicherweise verwendeten Additiven.
Der Ausdruck „Photopolymerisation" ist in einem weiten
Sinn gemeint und schließt,
zum Beispiel, weiterhin Polymerisationen oder Quervernetzung von
polymeren Materialien, zum Beispiel von Präpolymeren, Homopolymerisation
und Copolymerisation von einfachen Monomeren sowie Kombinationen
dieser Reaktionen ein. Geeignete Monomere, welche in dem in dieser
Erfindung beschriebenen System verwendet werden können, umfassen: Acrylnitril,
Acrylamid und ihre Derivate, Vinylether, N-Vinylpyrrolidone, mono-
und polyfunktionale Allylether wie Trimethylolpropandiallylether,
Styrole und α-Methylstyrole, Ester
der Acryl- und Methacrylsäure
mit aliphatischen Alkoholen, Glykolen, polyhydroxylierten Verbindungen
wie Pentaerythritol oder Trimethylolpropan sowie Aminoalkohole,
Vinylalkoholester von aliphatischen oder Acrylsäuren, Derivate der Fumar- und
Maleinsäure.
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Für
diese Erfindung geeignete, reaktive Oligomere umfassen Polyester,
Polyacrylate, Polyurethane, Epoxidharze, Polyether mit Acryl-, Fumar-
oder Maleinsäurefunktionen.
Verwendete Pigmente umfassen anorganische Pigmente wie Titandioxid
und „Carbon
black" und organische
Pigmente auf Azo-, Phthalocyanin- oder Anthrachinonbasis usw.
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Erfindungsgemäße Verbindungen mit der Formel
(I) wirken als Photoinitiatoren und können allein oder in Verbindung
mit anderen Photoinitiatoren wie Benzophenon, Benzyldimethylketal, α-Hydroxyketonen,
Benzoinethern, α-Aminoketone
usw. verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist eine Kombination
mit tertiären Aminen,
welche die Quervernetzungsgeschwindigkeit erhöhen und sauerstoffinhibierende
Wirkungen reduzieren, wie Triethylamin, N-Methyldiethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin
oder Ester der para-Dimethylaminobenzoesäure. Für pigmentierte Systeme erweist
sich die Verwendung von Sensibilisatoren oder Coinitiatoren wie
Thioxanthone und ihre Derivate als besonders vorteilhaft.
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Zusätzlich zu den Verbindungen
mit der Formel (I) können
viele Bestandteile in das photopolymerisierbare System mit eingeschlossen
sein, wie thermale Stabilisatoren, Sensibilisatoren, Photooxidationsstabilisatoren
wie sterisch gehinderte Amine, Antioxidantien, Wirkstoffe zum Ausschluss
von atmosphärischem
Sauerstoff, thermische Radikalerzeuger wie organische und anorganische
Peroxide, Perester, Hydroperoxide, Benzopinakole, Azoderivate wie
Azobisisobutannitril (AIBN), metallische Verbindungen wie Kobalt(II)-Salze
oder Mangan, Antischaummittel, Füllmittel,
Farbstoffe, Glass- und Kohlefasern sowie thixotrope Wirkstoffe.
Andere Bestandteile sind nicht-photopolymerisierbare Polymere, die
als chemisch inerte Substanzen vorliegen, wie Nitrocellulose, Polyacrylester,
Polyolefine usw. oder Polymere, welche über andere Wege quervernetzbar
sind, wie durch Peroxide oder atmosphärischen Sauerstoff oder durch
Säurekatalyse
oder thermale Aktivierung, wie Polyisocyanate, Harnstoff, Melamin
oder Epoxidharze.
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Derartige photopolymerisierbare Systeme
können
entweder transparent oder pigmentiert sein, und sie werden beim
Drucken, in der Grafik, für
Kunststoffmaterialien, Metalle, Hölzer, Glas usw. verwendet.
Mehr als auf jedem anderen Gebiet mit hohem Pigmentanteil, ist ihre
Verwendung auf dem Gebiet der Druckfarben beachtenswert: bei dieser
Anwendung sind Pigmente in einer Größenordnung von 10 bis 60 Gew.-%
anwesend und bevorzugt zwischen 15 und 40 Gew.-%.
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Verbindungen mit der Formel (I) werden
im Allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
von 0,5 bis 5 Gew.-% verwendet, bezogen auf die Zusammensetzung.
Sie weisen eine große
Dispergierbarkeit in photopolymerisierbaren Systemen auf, welchen
sie eine hohe photochemische Reaktivität und Lichtstabilität verleihen.
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Beispiele für Lichtquellen, welche für die Photopolymerisation
verwendet werden, sind Hoch-, Mittel- oder Niedrigdruckquecksilberdampflampen,
superaktinische Lampen oder Excimerlampen mit Emissionsbanden im
UV-Vis-Bereich bis zu 400 nm. Unter den möglichen Lichtquellen sind sogar
Sonnenlicht oder andere, künstliche
Quellen eingeschlossen, wie Xenon- oder Wolframlampen und Laserquellen.
Bei der Quervernetzung von Druckfarben mit Titandioxid, werden vorzugsweise „gedopte" Lampen mit einer
besonders hohen Emission zwischen 350 und 450 nm verwendet.
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Bei der Herstellung von Druckfarben
werden die oben erwähnten
Zusammensetzungen mit Pigmenten bis zu einer Teilchengrößen zwischen
0,1 und 2 μm
und vorzugsweise kleiner als 1 μm
in einem dreitrommeligen Refiner gemahlen. Ein derartiges Zermahlen kann
entweder vor oder nach der Zugabe einer Photoinitiator- und Coinitiatormischung
durchgeführt
werden, wobei der Photoinitiator in einer Menge zwischen 30 und 70
Gew.-% enthalten ist. Schließlich
wird die Polymerisation mittels bekannter Verfahren erhalten, durch
Bestrahlung mit einem geeigneten Wellenlängenbereich.
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Die Herstellung der oben erwähnten Photoinitiatoren
mit der Formel (I) kann über
einige in der wissenschaftlichen und Patentliteratur beschriebene
und bei Fachleuten wohlbekannte Methoden erfolgen.
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Insbesondere werden Verbindungen
mit der Formel (I), in welcher Z
1 = -SO
2R
3 oder Halogen
und R
3 schon die oben genannte Bedeutung
hat, X
2 =
wobei R
6,
R
7, R
8, R
9 und R
10 die oben
genannten Bedeutungen haben, gemäß des folgenden
Verfahrens hergestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Reaktion eines Arylacylchlorids mit der
Formel (II) wobei R6,
R7, R8, R9 und R10 die oben
definierten Bedeutungen haben, wobei ausgeschlossen ist, dass einer davon
= -NR15R16 ist,
mit der Verbindung mit der Formel (III)
wobei Y die oben genannte
Bedeutung hat, in Gegenwart einer Lewissäure wie zum Beispiel AlCl3 bei einer Temperatur zwischen 5°C und 25°C, um dadurch
die Verbindung (IV) zu erhalten.
- b) Reaktion der Zwischenstufe (IV) mit einem Dialkylhaloacetylhalogenid
der Formel (V): wobei R1 und
R2 die oben genannte Bedeutung haben, mit
der Ausnahme R1 oder R2 =
H und R1 oder R2 = Aryl,
X ein Halogen ist, vorzugsweise Cl oder Br, in Gegenwart einer Lewissäure wie
zum Beispiel AlCl3 bei einer Temperatur
von 5 bis 25°C,
um die Verbindung (IA) zu erhalten.
oder
b1) Reaktion der
Zwischenstufe (IV) mit einem Dialkylacetylhalogenid mit der Formel
(VI): wobei R1 oder
R2 = H und R2 oder
R1 = Aryl und X ein Halogen ist, in Gegenwart
einer Lewissäure
wie zum Beispiel AlCl3 bei einer Temperatur
von 5 bis 25°C,
um dadurch die Zwischenstufe mit der Formel (VII) zu erhalten. welche weiter halogeniert
wird, vorzugsweise bromiert oder chloriert, um dadurch die Zwischenstufe
(IA) zu erhalten, in welcher R1 oder R2 = H und R2 oder
R1 = Aryl und X ein Halogen ist.
- c) Reaktion der Zwischenstufe mit der Formel (IA) aus Schritt
b) oder b1) mit einem Natriumsulfinatderivat der Formel R3SO2-Na+,
wobei R3 die bereits genannte Bedeutung
hat, in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise
einem Alkohol oder Amid, bei einer Temperatur zwischen 60°C und 120°C, um dadurch
die Verbindung mit der Formel (IB) zu erhalten.
- d) Gegebenenfalls Reaktion des Derivats (IB), wobei R8 ein Halogen ist, mit einem Amin mit der
Formel NHR15R16,
um dadurch die Verbindung mit der Formel (IC) zu erhalten.
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Alternativ können im oben genannten Verfahren
die Schritte a) und b) gleichzeitig ausgeführt werden.
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Insbesondere schließt das bevorzugte
Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit der Formel (I), in
welcher X
2 eine Gruppe
ist, in welcher R
6, R
7, R
8,
R
9 und R
10 die oben
genannten Bedeutungen haben und X
1 eine
Gruppe
ist, in welcher Z
1 NR
4R
5 ist,
neben den oben erwähnten
Schritte a), b) oder b1), die folgenden Schritte ein:
- c') Reaktion
der in b) oder b1) erhaltenen Verbindung mit der Formel (IA) mit
Natriummethylat in Methanol unter Rückfluss, um eine Zwischenstufe
mit der Formel (VIII) zu erhalten:
- d') Die Zwischenstufe
mit der Formel (VIII) reagiert mit einem Amin mit der Formel HNR4R5 in wasserfreiem Acetonitril,
um die Verbindung mit der Formel (I) zu ergeben.
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Wir berichten über die folgenden Beispiele,
um die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen und der photopolymerisierbaren
Formulierungen zu erläutern,
und nicht um den Bereich der Erfindung einzuschränken.
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Beispiel 1
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4-Benzoyl-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(1)
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Zu einer Lösung von Diphenylsulfid (9,3
g, 50 mmol) und Benzoylchlorid (7 g, 51 mmol) in 38 ml CH2Cl2 wird AlCl3 (6,8 g, 51 mmol) über 1 h in kleinen Teilmengen
gegeben, wobei die Temperatur zwischen 20 und 25°C gehalten wird. Nachdem für 20 min
gerührt
wurde, wird tropfenweise eine Lösung
von α-Bromisobutyrylbromid
(11,7 g, 51 mmol) in 7,5 ml CH2Cl2 zugegeben. Die Reaktionsmischung wird auf
10°C abgekühlt und AlCl3 (7 g, 52,5 mmol) wird in kleinen Teilmengen über 1 h
zugegeben. Nach der Zugabe wird die Reaktionsmischung 1 h lang bei
15–20°C gerührt, unter
kräftigem
Rühren
mit Wasser verdünnt
und der pH-Wert wird unter Verwendung von Natriumhydrogencarbonat
auf 7–8
eingestellt. Die organische Phase wird zweimal mit Wasser gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und
das Lösungsmittel
abdestilliert. Es werden 22,2 g eines rosafarbenen Feststoffes erhalten,
welcher aus 95%igem EtOH kristallisiert wird, um 18 g eines weißen, kristallinen
Produktes mit einem Schmelzpunkt von 111–112°C zu ergeben. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,13 (m, 2H), 7,79 (m,
4H), 7,60 (m, 1H), 7,48 (m, 4H), 7,39 (m, 2H), 2,30 (s, 6H).
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Beispiel 2
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4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(12)
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Eine Lösung von 4-Benzoyl-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(8,8 g, 20 mmol) und Natrium-p-toluolsulfinat (4,5 g, 25 mmol) in
49 ml n-BuOH wird 2,5 h lang auf Rückfluss erhitzt. Die Reaktionsmischung
wird auf 90°C
abgekühlt
und mit Wasser verdünnt
(16 ml), um eine Phasentrennung zu erhalten. Die organische Phase
wird auf Rückfluss
erhitzt und nach dem Abkühlen
werden 8,1 g eines weißen Feststoffes erhalten
(Schmelzpunkt 112–114°C). 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,98 (m, 2H), 7,79 (m, 4H), 7,62 (m, 3H), 7,48 (m, 4H), 7,41 (m,
2H), 7,32 (m, 2H), 2,45 (s, 3H), 1,70 (s, 6H).
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Beispiel 3
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4-(4-Methylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(2)
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Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 9,3 g (50 mmol) Diphenylsulfid und 8 g (51
mmol) para-Tolylsäurechlorid
23,4 g Rohprodukt (2) erhalten. Nach Kristallisation aus iso-PrOH
werden 19 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 140°C zu erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,13 (m, 2H), 7,75 (m,
4H), 7,50 (m, 2H), 7,38 (m, 2H), 7,31 (m, 2H), 2,44 (s, 3H), 2,04
(s, 6H).
-
Beispiel 4
-
4-(4-Methylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (13)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 7,8 g (41 mmol) 4-(4-Methylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
16,2 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 130°C (Kristallisation aus iso-PrOH) erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,95 (m, 2H), 7,72 (m, 4H), 7,62 (m, 2H), 7,45 (m, 2H), 7,37 (m,
2H), 7,28 (m, 4H), 2,44 (s, 6H), 1,70 (s, 6H).
-
Beispiel 5
-
4-Benzoyl-4'-phenylacetyl-diphenylsulfid
(14)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 9,3 g (50 mmol) Diphenylsulfid, 7,4 g (52
mmol) Benzoylchlorid und 8,2 g (52 mmol) Phenylacetylchlorid 20,8
g eines gelben Feststoffes erhalten. Nach Kristallisation aus n- PrOH werden 18 g
eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 144°C zu erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,92 (m, 2H), 7,74 (m,
4H), 7,54 (m, 1H), 7,39 (m, 6H), 7,23 (m, 5H), 4,23 (s, 2H)
-
Beispiel 6
-
4-Benzoyl-4'-(2-Brom-2-phenyl-1-ethanoyl)-diphenylsulfid
(11)
-
Zu einer Lösung von 4-Benzoyl-4'-phenylacetyl-diphenylsulfid
(17,1 g, 42 mmol) in 180 ml CH2Cl2 werden tropfenweise 7 g (43,8 mmol) Brom
zugegeben. Nach 10 min wird die Reaktionsmischung abgekühlt und unter
kräftigem
Rühren
mit einer Na2SO3-Lösung verdünnt. Nach der Phasentrennung
wird die organische Phase getrocknet (über Na2SO4) und das Lösungsmittel abdestilliert.
Der feste Rückstand
wird aus n-PrOH kristallisiert und ergibt 17,5 g eines Produktes
mit einem Schmelzpunkt von 135°C. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,91 (m, 2H), 7,77 (m,
4H), 7,58 (m, 1H), 7,48 (m, 6H), 7,33 (m, 5H), 6,32 (s, 1H).
-
Beispiel 7
-
4-Benzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-phenyl-1-ethanoyl]-diphenylsulfid
(15)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 16,7 g (34 mmol 4-Benzoyl-4'-(2-brom-2-phenyl-1-ethanoyl)-diphenylsulfid
16,2 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 137°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,79 (m, 6H), 7,59 (m,
1H), 7,47 (m, 6H), 7,30 (m, 7H), 7,19 (m, 2H), 6,07 (s, 1H), 2,42
(s, 3H).
-
Beispiel 8
-
4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(3)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 3,82 g (20 mmol) Diphenylsulfid und 4,6 g
(20,6 mmol) 4-Diphenylcarbonylchlorid in 60 ml CH2Cl2 1,11 g Rohprodukt erhalten. Nach Kristallisation aus
n-BuOH wird ein weißer
Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 144°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,14 (m, 2H), 7,89 (m,
2H), 7,81 (m, 2H), 7,71 (m, 2H), 7,64 (m, 2H), 7,48 (m, 4H), 7,41
(m, 3H), 2,05 (s, 6H).
-
Beispiel 9
-
4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (16)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens wird ausgehend von 3 g (5,8 mmol) 4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
ein weißer
Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 98°C (Kristallisation aus iso-PrOH)
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,98 (m, 2H), 7,89 (m, 2H), 7,82 (m, 2H), 7,71 (m, 2H), 7,65 (m,
4H), 7,47 (m, 4H), 7,42 (m, 3H), 7,32 (m, 2H), 2,45 (s, 3H), 1,70
(s, 6H).
-
Beispiel 10
-
4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(4)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 9,3 g (50 mmol) Diphenylsulfid und 8,33 g
(51 mmol) 4-Fluorbenzoylchlorid 23,8 g Rohprodukt erhalten. Nach
Kristallisation aus iso-PrOH werden 20 g eines weißen Feststoffes
mit einem Schmelzpunkt von 140°C
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,14 (m, 2H), 7,84 (m, 2H), 7,75 (m, 2H), 7,47 (m, 2H), 7,40 (m,
2H), 7,17 (m, 2H), 2,05 (s, 6H).
-
Beispiel 11
-
4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (17)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 7,1 g (15 mmol) 4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
6,5 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 144°C (Kristallisation aus iso-PrOH) erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,99 (m, 2H), 7,85 (m, 2H), 7,75 (m, 2H), 7,65 (m, 2H), 7,44 (m,
4H), 7,32 (m, 2H), 7,18 (m, 2H), 2,46 (s, 3H), 1,70 (s, 6H).
-
Beispiel 12
-
4-(Morpholinobenzoy)1-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (18)
-
Eine Lösung von 4-(4-Fluorbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(4,5 g, 8,4 mmol) in 40 ml Morpholin wird 9 h lang auf Rückfluss
erhitzt. Die Reaktionsmischung wird abgekühlt, mit einer Wasser/Eis-Mischung verdünnt, auf
einen pH-Wert von 5–6
gebracht und mit CH2Cl2 extrahiert.
Nach der Phasentrennung wird die organische Phase über Na2SO4 getrocknet und
das Lösungsmittel abdestilliert.
Der glasartige Rückstand
(5,4 g) wird aus n-PrOH kristallisiert und ergibt 4,7 g eines Produktes mit
einem Schmelzpunkt von 67–68°C. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,00 (m, 2H), 7,82 (m, 2H), 7,75 (m, 2H), 7,68 (m, 2H), 7, 52 (m,
2H), 7,38 (m, 4H), 6,93 (m, 2H), 3,89 (m, 4H), 3,36 (m, 4H), 2,45
(s, 3H), 1,72 (s, 6H).
-
Beispiel 13
-
4-(2-Methylbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(5)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 5,7 g (30 mmol) Diphenylsulfid und 4,8 g (31
mmol) ortho-Tolylsäurechlorid
1,13 g eines klaren Öls
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,13 (m, 2H), 7,76 (m, 2H), 7,41 (m, 5H), 7,28 (m, 3H), 2,33 (s,
3H) 2,03 (s, 6H).
-
Beispiel 14
-
4-(2-Methylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (19)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 11 g (24 mmol) 4-(2-Methylbenzoyl)-4'-(2-Brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
2,8 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 72°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,98 (m, 2H), 7,76 (m,
2H), 7,65 (m, 2H), 7,41 (m, 5H), 7,29 (m, 5H), 2,45 (s, 3H), 2,34
(s, 3H), 1,70 (s, 6H).
-
Beispiel 15
-
4-Benzoyl-4'-(2-Brom-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(6)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 9,3 g (50 mmol) Diphenylsulfid und 11,6 g
(52 mmol) 2-Brompropanoylchlorid 22,2 g eines gelben Öls erhalten.
Nach Kristallisation aus iso-PrOH wird ein weißer Feststoff mit einem Schmelzpunkt
von 105–106°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,98 (m, 2H), 7,80 (m, 4H), 7,61 (m, 1H), 7,50 (m, 4H), 7,41 (m,
2H), 5,25 (q, J = 6,3 Hz, 1H), 1,93 (d, J = 6,3 Hz, 3H).
-
Beispiel 16
-
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(20)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 8,5 g (20 mmol) 4-Benzoyl-4'-(2-brom-1-propanoyl)-diphenylsulfid
2,9 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 140°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,94 (m, 2H), 7,81 (m,
4H), 7,63 (m, 3H), 7,52 (m, 4H), 7,39 (m, 2H), 7,33 (m, 2H), 5,1
(q, J = 6,3 Hz, 1H), 2,46 (s, 3H), 1,55 (d, J = 6,3 Hz, 3H).
-
Beispiel 17
-
4-(4-Methoxybenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(9)
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 9,3 g (50 mmol) Diphenylsulfid und 9 g (52
mmol) 4-Anissäurechlorid
25 g Rohprodukt erhalten. Nach Kristallisation aus iso-PrOH werden
18,5 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 134°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,10 (m, 2H), 7,81 (m,
2H), 7,73 (m, 2H), 7,47 (m, 2H), 7,36 (m, 2H), 6,95 (m, 2H), 3,88
(s, 3H), 2,03 (s, 6H).
-
Beispiel 18
-
4-(4-Methoxybenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (21)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens wird ausgehend von 9,4 g (20 mmol) 4-(4-Methoxybenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
8,4 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 160°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,98 (m, 2H), 7,83 (m,
2H), 7,75 (m, 2H), 7,65 (m, 2H), 7,49 (m, 2H), 7,39 (m, 2H), 7,32
(m, 2H), 6,98 (m, 2H), 3,90 (s, 3H), 2,45 (s, 3H), 1,70 (s, 6H).
-
Beispiel 19
-
A) Synthese von 4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenylsulfid
-
Zu einer Lösung von Diphenylsulfid (9,3
g, 50 mmol) und 2,4,6-Trimethylbenzoylchlorid
(10 g, 55 mmol) in 53 ml CH2Cl2 wird
AlCl3 (6,9 g, 52 mmol) über 1 h in kleinen Teilmengen
zugegeben, wobei die Temperatur bei 20°C gehalten wird. Nachdem 1 h
lang gerührt
wurde, wird die Reaktionsmischung mit Wasser verdünnt und
behandelt wie in Beispiel 1 beschrieben. Es werden 7,5 g eines weißen Feststoffes
mit einem Schmelzpunkt von 72–73°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,65 (m, 2H), 7,52 (m, 2H), 7,40 (m, 3H), 7,14 (m, 2H), 6,86 (s,
2H), 2,33 (s, 3H), 2,06 (s, 6H).
-
B) Synthese von 4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-(2-bromo-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (7)
-
Zu einer Lösung von 4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenylsulfid
(7,2 g, 21 mmol) und α-Bromisobutyrylbromid
(5,2 g, 23 mmol) in 38 ml CH2Cl2 wird
AlCl3 (9 g, 66 mmol) über 1 h in kleinen Teilmengen
zugegeben, wobei die Temperatur bei 20°C gehalten wird. Nachdem 1 h
lang gerührt
wurde, wird die Reaktionsmischung mit Wasser verdünnt und
behandelt wie in Beispiel 1 beschrieben. Es werden 10,6 g eines
klaren Öls
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,13 (m, 2H), 7,73 (m, 2H), 7,42 (m, 2H), 7,36 (m, 2H), 6,88 (s,
2H), 2,32 (s, 3H), 2,08 (s, 6H), 2,03 (s, 6H).
-
Beispiel 20
-
4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (22)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 10,5 g (21,8 mmol) 4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-(2-Brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
5,5 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 67–68°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3) 7,92 (m, 2H), 7,69 (m, 2H), 7,59 (m, 2H),
7,37 (m, 2H), 7,29 (m, 4H), 6,84 (s, 2H), 2,39 (s, 3H), 2,27 (s,
3H), 2,04 (s, 6H), 1,63 (s, 6H).
-
Beispiel 21
-
A) Synthese von 4-(2-Methoxybenzoyl)-diphenylsulfid
-
Gemäß des in Beispiel 19 beschriebenen
Verfahrens werden aus 6 g (31,5 mmol) Diphenylsulfid und 5,87 g
(33,3 mmol) ortho-Anissäurechlorid
in 56 ml CH2Cl2 und
anschließender
Kristallisation aus n-Hexan 5,3 g eines Feststoffes mit einem Schmelzpunkt
von 84°C
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,70 (m, 2H), 7,52 (m, 2H), 7,40 (m, 4H), 7,33 (m, 1H), 7,18 (m,
2H), 7,03 (m, 2H), 3,73 (s, 3H).
-
B) Synthese von 4-(2-Hydroxybenzoyl)-4'-(2-bromo-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (8)
-
Gemäß des in Beispiel 19 beschriebenen
Verfahrens werden aus 4,35 g (13,6 mmol) 4-(2-Methoxybenzoyl)-diphenylsulfid und
4,4 g (19,1 mmol) α-Bromisobutyrylbromid
in 45 ml CH2Cl2 5,9
g eines Öls
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
12,00 (s, 1H), 8,19 (m, 2H), 7,71 (m, 2H), 7,62 (m, 1H), 7,55 (m,
3H), 7,45 (m, 2H), 7,10 (m, 1H), 6,94 (m, 1H), 2,08 (s, 6H).
-
Beispiel 22
-
4-(2-Hydroxybenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (23)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 2,7 g (5,9 mmol) 4-(2-Hydroxybenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
2,1 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 146°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 11,95 (s, 1H), 8,01 (m,
2H), 7,68 (m, 4H), 7,62 (m, 1H), 7,54 (m, 3H), 7,44 (m, 2H), 7,35
(m, 2H), 7,10 (m, 1H), 6,92 (m, 1H), 2,46 (s, 3H), 1,72 (s, 6H).
-
Beispiel 23
-
A) Synthese von 4-(4-Cyanbenzoyl)-diphenylsulfid
-
Gemäß des in Beispiel 19 beschriebenen
Verfahrens werden aus 3,72 g (20 mmol) Diphenylsulfid und 3,81 g
(22,5 mmol) 4-Cyanbenzoylchlorid in 113 ml CH2Cl2 und anschließender Kristallisation aus
Acetonitril 6,9 g eines Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 142–143°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,83 (m, 2H), 7,77 (m, 2H), 7,66 (m, 2H), 7,54 (m, 2H), 7,44 (m,
3H), 7,22 (m, 2H).
-
B) Synthese von 4-(4-Cyanbenzoyl)-4'-(2-bromo-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(10)
-
Gemäß des in Beispiel 19 beschriebenen
Verfahrens werden aus 3 g (9,5 mmol) 4-(4-Cyanbenzoyl)-diphenylsulfid in 52 ml
CH2Cl2 durch Reaktion
bei 0°C
und anschließender
Kristallisation aus Acetonitril 3,6 g eines Feststoffes mit einem
Schmelzpunkt von 132–133°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,16 (m, 2H), 7,88 (m, 2H), 7,81 (m, 2H), 7,76 (m, 2H), 7,45 (m,
4H), 2,05 (s, 6H).
-
Beispiel 24
-
4-(4-Cyanbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (23)
-
Gemäß des in Beispiel 2 beschriebenen
Verfahrens werden ausgehend von 3,2 g (6,9 mmol) 4-(4-Cyanbenzoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
3,5 g Rohprodukt erhalten. Nach Kristallisation aus iso-PrOH werden
2 g eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 126–127°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,02 (m, 2H), 7,87 (m, 2H), 7,81 (m, 2H), 7,75 (m, 2H), 7,67 (m,
2H), 7,48 (m, 4H), 7,35 (m, 2H), 2,46 (s, 3H), 1,72 (s, 6H).
-
Beispiel 25
-
A) Synthese von 1-[4-(4-Benzoylthioanisyl)-phenyl]-1-methoxy-2-methyl-1,2-epoxypropan
-
Zu einer auf Rückfluss gebrachten Lösung von
4-Benzoyl-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(5 g, 11,39 mmol) in 300 ml MeOH wird tropfenweise eines Lösung von
0,92 g (17,09 mmol) NaOMe in 20 ml MeOH gegeben. Nach 5 min wird
die Reaktionsmischung abgekühlt
und das MeOH abgedampft. Der weiße Rückstand wird mit Ethylether
behandelt, filtriert und der Feststoff mit Ethylether gewaschen.
Die Lösung
wird bis zur Trockene eingedampft und das Rohprodukt aus Petrolether
kristallisiert; es werden 4 g eines weißen Produktes erhalten. 1H-NMR (300 MHz, Aceton d6)
7,82 (m, 4H), 7,72 (m, 1H), 7,63 (m, 6H), 7,45 (m, 2H), 3,23 (s,
3H), 1,55 (s, 3H), 1,06 (s, 3H).
-
B) Synthese von 4-Benzoyl-4'-(2-methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(26)
-
Zu einer Lösung von 1-[4-(4-Benzoylthioanisyl)-phenyl]-1-methoxy-2-methyl-1,2-epoxypropan (2,82
g, 7,23 mmol) und Morpholin (6,3 g, 72,3 mmol) in 17 ml wasserfreiem
Acetonitril werden 3,85 g (36,15 mmol) wasserfreies LiClO4 und 6,38 g (72,3 mmol) Morpholin gegeben.
Die Suspension wird auf 60°C
erhitzt und 6 h lang unter Argon zur Reaktion gebracht. Die Reaktionsmischung
wird abgekühlt,
mit Wasser (150 ml) verdünnt
und mit Ethylether extrahiert. Die organische Schicht wird über Na2SO4 getrocknet und
bis zur Trockene eingedampft. Nach Kristallisation aus MeOH werden
2,6 g eines weißen
Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 119°C erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,55 (m, 2H), 7,80 (m,
4H), 7,63 (m, 1H), 7,50 (m, 4H), 7,38 (s, 2H), 3,70 (m, 4H), 2,58
(m, 4H), 1,33 (s, 6H).
-
Beispiel 26
-
A) Synthese von 4-(2-Methyl-1-propanoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 37,1 g (199 mmol) Diphenylsulfid, 47,4 g (206
mmol) α-Bromisobutyrylbromid
und 22,5 g (215 mmol) Isobuttersäurechlorid
und nach anschließender
zweimaliger Kristallisation aus Acetonitril bzw. Petrolether 1,39
g eines Feststoffes mit einem Schmelzpunkt von 79°C erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,12 (d, 2H), 7,92 (d, 2H), 7,45 (d, 2H), 7,37 (d, 2H), 3,52 (m,
1H), 2,04 (s, 6H), 1,23 (d, 6H).
-
B) Synthese von 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
-
Gemäß des in Beispiel 25A beschriebenen
Verfahrens werden aus 4-(2-Methyl-1-propanoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(15,5 g, 38 mmol) 14,4 g eines gelben Öls erhalten.
-
Die gelbe Flüssigkeit (14,4 g) wird gemäß des in
Beispiel 25B beschriebenen Verfahrens zur Reaktion gebracht und
es werden 9,4 g eines gelben Öls
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,52 (d, 2H), 7,92 (d, 2H), 7,44 (d, 2H), 7,36 (d, 2H), 3,68 (dd,
4H), 3,52 (m, 1H), 2,53 (dd, 4H), 1,32 (s, 6H), 1,22 (d, 6H).
-
C) Synthese von 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
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Zu einer Lösung von 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (9,4
g, 23 mmol) in 100 g CH2BrCl und einer katalytischen
Menge Benzoylperoxid werden tropfenweise 3,8 g (24 mmol) Brom gegeben.
Die Reaktionsmischung wird 30 min lang auf 66°C erhitzt und dann mit Wasser
gewaschen. Die organische Schicht wird über Na2SO4 getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert.
Der ölartige Rückstand
wird auf Silicagel chromatographiert (Eluierungsmittel Toluol/Ethylacetat
95/5) und ergibt 3,8 g eines dunkelroten Öls. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3) 8,52 (d, 2H), 8,17 (d, 2H), 7,40 (d, 4H),
3,69 (m, 4H), 2,57 (m, 4H), 2,05 (s, 6H), 1,32 (s, 6H).
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D) Synthese von 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-hydroxy-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (27)
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Eine Mischung aus 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(3,2 g, 6,5 mmol), einer 20%igen wässrigen NaOH-Lösung (1,7
g, 8,5 mmol) und Tetrabutylammoniumbromid (0,1 g) in 30 g CH2Cl2 wird unter Rühren 15
min lang auf Rückfluss
erhitzt. Die Reaktionsmischung wird mit Wasser verdünnt und
die organische Schicht wird, nach der Phasentrennung, über Na2SO4 getrocknet. Das
Lösungsmittel
wird bis zur Trockene unter Vakuum abgedampft; es werden 2,8 g eines
braunen Öls
erhalten. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,52 (d, 2H), 8,00 (d, 2H), 7,40 (d, 4H), 3,67 (m, 4H), 2,57 (m,
4H), 1,62 (s, 6H), 1,32 (s, 6H).
-
Beispiel 27
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A) Synthese von 4,4'-Bis-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
-
Zu einer Lösung von α-Bromisobutyrylbromid (40 g,
174 mmol) in 63 g CH2BrCl werden unter Rühren in
einer N2-Atmosphäre 24 g (180 mmol) AlCl3 in kleinen Teilmengen gegeben, wobei die
Temperatur bei 10°C gehalten
wird. Die Temperatur wird auf 20–25°C erhöht und dann wird tropfenweise über 1 h
eine Lösung
von Diphenylsulfid (16 g, 86 mmol) in 6 g CH2BrCl
zugegeben. Die Reaktionsmischung wird 3 h bei der gleichen Temperatur
gerührt.
Die Reaktion wird auf Eis/37 %ige HCl (1 : 1) abgeschreckt; nach
der Phasentrennung wird die wässrige
Phase zweimal mit CH2BrCl extrahiert. Die
organischen Phasen werden mit einer gesättigten Na2CO3-Lösung gewaschen, über wasserfreiem
Na2SO4 getrocknet
und das organische Lösungsmittel
wird unter Vakuum bis zur Trockene eingedampft. Der rohe Rückstand
wird aus MeOH kristallisiert und ergibt 67,4 g Produkt. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
8,13 (d, 4H), 7,41 (d, 4H), 2,06 (s, 12H).
-
B) Synthese von 4-(2-Hydroxy-2-methyl-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(28)
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24 g (50 mmol) 4,4'-Bis-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
werden gemäß des in
Beispiel 26D beschriebenen Verfahrens zur Reaktion gebracht, unter
Verwendung von n-Butanol (75 g) als Lösungsmittel. Zur Reaktionsmischung
wird Natrium para-toluolsulfinat (25 g, 127 mmol) gegeben und 1
h auf Rückfluss
gebracht. Die Mischung wird abgekühlt, mit Wasser verdünnt und
die organische Schicht im Vakuum eingeengt. Das Produkt kristallisiert
beim Kühlen
und ergibt 22 g eines weißrosafarbenen
Feststoffes. Eine Probe wird mittels Chromatographie auf Silicagel (Eluierungsmittel
Toluol/Ethylacetat 8/2) gereinigt und ergibt 0,58 g eines glasartigen Öls. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3)
7,98 (2d, 4H), 7,65 (d, 2H), 7,42 (2d, 4H), 7,32 (d, 2H), 2,46 (s,
3H), 1,68 (s, 6H), 1,63 (s, 6H).
-
Beispiel 28
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Synthese von 4-(2-Metyl-2-morpholino-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(30)
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Eine Lösung von 4-(2-Morpholino-2-methyl-1-propanoyl)-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(3,1 g, 6,3 mmol) und Natrium para-toluolsulfinat (1,35 g, 7,5 mmol)
in DMF (10 g) wird 30 min lang auf 60°C erhitzt. Die Reaktionsmischung
wird abgekühlt
und mit Wasser verdünnt.
Der Niederschlag wird mittels Filtration aufgefangen und es werden
3,5 g eines trockenen Feststoffes erhalten. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 8,54 (d, 2H), 7,96 (d,
2H), 7,65 (d, 2H), 7,36 (m, 6H), 3,70 (m, 4H), 2,58 (m, 4H), 2,44
(s, 3H), 1,68 (s, 6H), 1,32 (s, 6H).
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Beispiel 29
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A) Synthese von 4-[4-(2-Hydroxy-ethylthio)-benzoyl]-4'-(2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
-
Gemäß des in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens werden aus 2,92 g (15,7 mmol) Diphenylsulfid, 3,09 g
(15,7 mmol) para-Brombenzoylchlorid und 2,11 g (19,8 mmol) Isobuttersäurechlorid
6,46 eines weißen, festen
Produktes erhalten. 4,46 g des weißen, festen Produktes werden
unter Rühren
in 60 ml DMF gelöst.
Zu der unter einer N2-Atmosphäre auf 50°C erhitzten Lösung werden
tropfenweise 0,78 ml (11,1 mmol) 2-Hydroxyethanthiol und 0,45 g (11,2 mmol)
60%iges Natriumhydrid in 44,6 ml DMF gegeben. Nach 90 min wird eine weitere
Zugabe von 0,17 ml (2,4 mmol) 2-Hydroxyethanthiol
und 0,1 g (2,5 mmol) 60%iges Natriumhydrid in 10 ml DMF durchgeführt. Nach
15 min wird die Reaktionsmischung auf Wasser gegossen und mit Ethylether extrahiert.
Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum bis zur
Trockene abgedampft. Das Rohprodukt wird auf Silicagel chromatographiert
(Eluierungsmittel: Petrolether/Ethylacetat 7/3) und ergibt 2,1 g
eines weißlichen
Feststoffes. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3) 7,93 (d, 2H), 7,74 (d, 4H), 7,43 (m, 6H),
3,76 (t, 2H), 3,51 (m, 1H), 3,23 (t, 2H), 1,22 (d, 6H).
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B) Synthese von 4-[4-(2-Hydroxy-ethylthio)-benzoyl]-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
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Zu einer Lösung von 4-[4-(2-Hydroxy-ethylthio)-benzoyl]-4'-(2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (1,5 g,
3,4 mmol) in 20 g CH2Cl2 werden
0,56 g (3,5 mmol) Brom und eine katalytische Menge Benzoylperoxid
gegeben. Die Mischung wird 16 h lang bei Raumtemperatur zur Reaktion
gebracht und dann wird das Lösungsmittel
unter Vakuum bis zur Trockene abgedampft. Das Rohprodukt wird auf
Silicagel chromatographiert (Eluierungsmittel: CH2Cl2/MeOH 98/2) und ergibt 0,32 g eines gelblichen
Feststoffes. 1H-NMR (300 MHz, CDCl3) 8,12 (d, 2H), 7,74 (d, 4H), 7,46 (d, 2H),
7,35 (dd, 4H), 3,85 (t, 2H), 3,24 (t, 2H), 2,04 (s, 6H).
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C) Synthese von 4-[4-(2-Hydroxy-ethylthio)-benzoyl]-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(31)
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Eine Lösung aus 4-[4-(2-Hydroxy-ethylthio)-benzoyl]-4'-(2-brom-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (0,32
g, 0,62 mmol) und Natrium para-toluolsulfinat (0,13 g, 0,7 mmol)
in n-BuOH (3,5 ml) wird 2,5 h lang auf Rückfluss erhitzt, dann werden
0,13 g Natrium para-toluolsulfinat zugegeben und die Mischung wird
weitere 2 h lang auf Rückfluss
erhitzt. Die Reaktionsmischung wird abgekühlt, auf Wasser gegossen, mit
CH2Cl2 extrahiert
und über
Na2SO4 getrocknet.
Das Lösungsmittel
wird abdestilliert und das Rohprodukt auf Silicagel chromatographiert
(Eluierungsmittel: CH2Cl2/MeOH
98/2) und ergibt 0,17 g eines weißen Feststoffes. 1H-NMR
(300 MHz, CDCl3) 7,91 (d, 2H), 7,75–7,52 (m,
6H), 7,42–7,22
(m, 8H), 3,78 (t, 2H), 3,15 (t, 2H), 2,39 (s, 3H), 1,62 (s, 6H).
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Die in den folgenden Beispielen verwendeten
Substanzen können
auf dem Markt unter kommerziellen Markennamen gefunden werden: Ebecryl
600®,
UCB (Belgien); Ebecryl 350®, UCB (Belgien); Ebecryl
220®, UCB
(Belgien); Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA); Irgalite Blue BNSF®,
CIBA; Verol 368®,
Lamberti SpA, Esacure EDB®, Lamberti SpA.
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Im nächsten Beispiel werden folgende
Verbindungen verwendet:
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(12)
4-(2-Methylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (19)
4-(4-Phenylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (16)
4-(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (22)
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(15)
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(20)
4-Benzoyl-4'-(2-methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(26)
4-(2-methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-4'-(2-hydroxy-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid (26)-diphenylsulfid (27)
4-(2-methyl-2-hydroxy-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (26)-diphenylsulfid
(28)
4-(2-methyl-2-morpholino-1-propanoyl)-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid (26)-diphenylsulfid
(30) Beispiel
30
Zusammensetzung der Matrix für blaue Druckfarbe (Gew.-%)
Ebecryl
600® | 37,3% |
Ebecryl
350® | 0,9% |
Ebecryl
220® | 10,4% |
TMPTA | 31,9% |
Verol
368® | 1,5% |
Irgalite
Blue BNSF® | 18,0% |
-
Druckfarbenherstellungen: Die Zusammensetzungen
der Formulierungen basierend auf der Matrix unter Zugabe des Coinitiators
und des Photoinitiators sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Die Formulierungen
werden mit einem dreitrommeligen Refiner gemahlen, bis eine Korngröße kleiner
als ein Micron erreicht ist und dann mittels Bestrahlung unter den
unten genannten Bedingungen photovernetzt.
-
Tabelle
1: Zusammensetzung der photovernetzbaren blauen Druckfarben (Gew.-%)
-
Die Bewertung der erhaltenen Druckfarben
wird unter Analyse der folgenden Parameter ausgeführt: Reaktivität und Geruch
nach der Härtung.
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Reaktivität
-
Die Druckfarbe wird mit einer Dicke
von 1 μm
mittels eines mechanischen Beschichters IGT auf einen Papierträger aufgebracht;
dann wird sie mit einer Entfernung von 11 cm unter eine Lichtquelle
durchgeleitet. Die Bestrahlungsapparatur ist ein Steinmann® Photovernetzer,
ausgestattet mit einer Mitteldruckquecksilberlampe mit 80 W/cm.
Die Photovernetzungsgeschwindigkeit wird mittels der Zeilengeschwindigkeit
(m/min), bei welcher eine vollständige
Photopolymerisation erfolgt (Grifffestigkeit), gemessen. Die Photopolymerisation
ist vollständig,
wenn die Druckfarbe nach wiederholtem Druck und Verwischen der Oberfläche mit
dem Daumen (Daumendrehtest) keinerlei oberflächlichen Schaden mehr aufweist.
Je höher
die Zeilengeschwindigkeit zur Ereichung von Grifffestigkeit ist,
desto höher
ist die Reaktivität
des Photoinitiators.
-
Geruch nach der Härtung
-
Die untersuchten Druckfarben, welche
wie oben berichtet photopolymerisiert wurden, um eine vollständige Polymerisation
zu erhalten, werden sofort und hermetisch in einen Behälter eingeschlossen
und jeder Behälter
wird in einen Ofen bei 60°C
gesetzt. Nach 1 h öffnet
eine Gruppe von 5 Personen jeden Behälter und gibt ein Urteil über den
Restgeruch jeder der untersuchten Druckfarben. Die Bewertung erfolgt
qualitativ und wird auf einer empirischen Skala von 1 bis 5 ausgedrückt, wobei
1 einen geringfügigen
Geruch bedeutet und 5 einen starken Geruch. Die Bewertung wird unter
Doppelblindbedingungen ausgeführt.
-
Tabelle
2: Reaktivität
und Geruch nach der Härtung
-
Aus den oben genannten Daten zeigt
sich, dass die Photoinitiatoren 12, 19, 16, 22, 15, 20, 26,27, 28 und
30 bei der untersuchten Druckfarbe eine sehr gute Reaktivität aufweisen
und dass sie den Vorteil aufweisen, nur einen sehr geringen Geruch
nach der Härtung
zu haben.
-
Im nächsten Beispiel wurden die
folgenden Verbindungen verwendet:
4-Benzoyl-4'-[2-(4-methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(12) Benzophenon (A)
4-(2-Phenylsulfonyl-2-methyl-1-propanoyl)-diphenylsulfid
(beschrieben in
EP 192967 )
(B)
4,4'-Bis-[2-(4-Methylphenylsulfonyl)-2-methyl-1-propanoyl]-diphenylsulfid
(beschrieben in
EP 850253 )
(C)
4,4'-Bisphenylthiobenzophenon,
erhalten durch Acylierung von Diphenylsulfid durch 4-Phenylthiobenzoylchlorid
(D) Beispiel
31
Zusammensetzung der Matrix für blaue Druckfarbe (Gew.-%)
Ebecryl
600® | 37,3% |
Ebecryl
350® | 0,9% |
Ebecryl
220® | 10,4% |
TMPTA | 31,9% |
Verol
368® | 1,5% |
Irgalite
Blue BNSF® | 18,0% |
-
Jede Druckfarbe wurde mit 3% Esacure
EDB und verschiedenen Mengen an Photoinitiator versetzt. Die erste
Druckfarbe wurde unter Zugabe von 3 g von Verbindung (12) zu 100
g Matrix mit Esacure EDB hergestellt. Die anderen Druckfarben wurden
unter Zugabe der Verbindungen A, B, C und D hergestellt, wobei die Mengen
so berechnet wurden, dass die gleichen molaren Verhältnisse
wie die mit Verbindung (12) erhalten wurden, wie in Tabelle 3 berichtet.
Auf diese Weise enthält
jede Druckfarbe die gleiche Zahl an aktiven funktionellen Gruppen
(die für
die Erzeugung von Radikalen geeignet sind). In der gleichen Tabelle
wird die Gesamtmenge an Photoinitiator (in g/100 g Matrix mit Esacure
EDB) genannt.
-
Tabelle
3: Zusammensetzung der Druckfarben
-
Druckfarbenherstellungen wie auch
ihre Reaktivitätsbewertung
wurden wie in Beispiel 30 berichtet durchgeführt, mit der Ausnahme, dass
eine Schichtdicke von 3 μm
verwendet wurde.
-
-
Aus den in Tabelle 4 wiedergegebenen
Ergebnissen ist ersichtlich, dass Photoinitiator (12) eine deutlich
höhere
Reaktivität
aufweist als Mischungen aus Photoinitiatoren mit einer äquivalenten
Menge an reaktiven Gruppen. Dieses Verhalten beweist einen synergetischen
Effekt, wenn zwei aktive funktionelle Gruppe im gleichen Molekül vorkommen.